venerdì 12 aprile 2013

Il proiettile


"Miei cari colleghi, ripigliò quest'ultimo, io sarò breve; lascerò da banda la palla fisica, la palla che uccide, per non considerare che la palla matematica, la palla morale. La palla è per me la più brillante manifestazione dell'umana potenza: è in essa che la nostra facoltà si riassume tutta intera, si fu nel crearla che l'uomo si avvicinò meglio al Creatore!" [...] "Infatti, se Dio ha fatto le stelle ed i pianeti, l'uomo ha fatto la palla, questo criterium di velocità terrestre, questa riduzone degli astri erranti nello spazio, e che non sono, per dire il vero, che proiettili!"
 Dalla Terra alla Luna, Jules Verne, pagina 50, cap. Inno al Proiettile


INDICE
  1. Distinzioni
  2. Funzionamento
  3. Polvere
  4. Rigatura

Se non tanto per la modalità di fuoco, ciò che effettivamente accomuna tutte le armi di questo tipo è il fatto di scagliare un proiettile di qualche genere. Se agli inizi il proiettile poteva essere una semplice pietra (o palle di metallo pieno), nel periodo odierno i proiettili sono estremamente specializzati e differenziati nel loro uso, a partire dal calibro del proiettile stesso per arrivare al disegno e al tipo di carica. Si può dire che il proiettile definisca l'arma, come viene notato sempre nel libro:
"[...]mi è sembrato che la questione del proiettile debba avere la preminenza su quella del cannone, e che le dimensioni di questo debbano dipendere dalle dimensioni di quello."
[Dalla Terra alla Luna, Jules Verne, pagina 49, cap. Inno al Proiettile]
Volendo effettuare una prima prima distinzione tra le armi, si può prendere l'uso di un proiettile con cartuccia (dunque con bossolo e carica interna) o meno: le armi da fuoco portatili e le artiglierie con calibro inferiore a 150mm sono del primo tipo, le artiglierie di calibro superiore (specialmente obici) usano propellenti esterni al proiettile
Si può poi compiere una distinzione a partire dal calibro del proiettile, considerando che tutte le armi fino al cosiddetto calibro .50 (12.7 mm o similare) rientrano nelle armi portatili, mentre a partire dai 20mm si parla di cannoni, fissati solitamente su veicoli o affusti e comunque non portatili. 
Infine, a parità di calibro esistono proiettili realizzati in modo tale da adempiere a diverse funzioni, ovvero alta penetrazione sul bersaglio, alta precisione sulla distanza, massimo potere d'arresto ed altro.  
In un'arma da fuoco il meccanismo di funzionamento si articola sempre in tre momenti precisi, ovvero il caricamento, l'innesco e l'espulsione del proiettile. Ognuno di essi deve essere ovviamente tenuto in massimo conto quando si progetta un'arma da fuoco. 
Osservando lo schema qui sotto, si possono chiaramente notare le varie parti che compongono una cartuccia, ovvero il proiettile (1), il bossolo (2) contenente la polvere da sparo (3), il fondello (4) e l'innesco (5).



Quando si spara un proiettile dotato di cartuccia, si applica una pressione sul grilletto tale da far scattare il cane: questo spinge un componente mobile chiamato percussore, che colpisce l'innesco producendo una fiammata all'interno della polvere da sparo, detonandola. La detonazione produce dunque la spinta necessaria al proiettile per lasciare il bossolo e venire effettivamente sparato.

Il munizionamento a cartuccia è tipico delle armi da fuoco portatili poiché consente una rapidità di esecuzione dei tre passaggi molto elevata, soprattutto se confrontato con l'arcaico munizionamento ad avancarica, in cui il soldato si ritrovava a dover riempire sotto il fuoco nemico la canna di polvere, per poi spingere il proiettile fino in fondo alla canna stessa. Tale sistema viene utilizzato anche per proiettili di dimensioni maggiori (fino alle artiglierie di piccolo e medio calibro) e in genere quando una maggior velocità di esecuzione è più importante della possibilità di modulare la carica. 

Quest'ultima necessità, tipica delle artiglierie a lungo raggio e ad alto calibro, viene risolta utilizzando il munizionamento a sacchetto. Con questa tecnica, l'esplosivo viene messo sotto a un proiettile privo di bossolo. In questo modo è possibile produrre una spinta più o meno forte, al fine di lanciare il proiettile a distanze maggiori o minori. 

Ritornando al libro, è proprio questo il caso dell'armamento del cannone: il fondo della bocca da fuoco viene infatti riempito con 400'000 libbre di cotone fulminante, mentre il proiettile viene calato dalla cima fino al fondo. 

POLVERE
La questione della polvere è particolarmente importante perché è proprio grazie alla detonazione di quest'ultima che è possibile sparare il proiettile. Inizialmente si utilizzava la polvere nera, una miscela esplosiva che produceva una notevole quantità di fumo con lo sparo, cosa che riduceva la spinta effettiva trasmessa al proiettile e causava gravi problemi di visibilità sul campo di battaglia, specialmente con la diffusione dei reggimenti di moschettieri. Tale miscela è stata usata fino alla fine dell'Ottocento, quando vennero sviluppate nuove polveri, dette genericamente polveri infumi, che producevano solo scorie gassose e dunque risultavano più efficienti nello sparo. Esistono diverse polveri infumi, delle quali la più famosa è probabilmente la cordite. Le polveri infumi sono attualmente le più usate in guerra. L'esplosione della polvere produce ovviamente una reazione in senso opposto (dovuta alla terza legge della dinamica) detta rinculo. Il rinculo è solitamente l'effetto più immediato dell'arma sull'utilizzatore, che si ritrova a dover resistere al colpo continuando a sparare. 
Esistono alcuni tipi particolari di cartuccia che contengono una carica diversa e meno potente delle armi tipiche, e questo fa sì che il proiettile lasci la canna con una velocità di molto inferiore rispetto al normale, solitamente una velocità subsonica. Questi proiettili vengono solitamente utilizzati con armi adeguatamente silenziate in operazioni in cui il suono deve essere ridotto al minimo, poiché la detonazione più debole produce meno rumore. Il tipico problema di queste cartucce è l'accentuato "bullet drop" (in parole povere, di quanto il proiettile scende mentre viaggia) che subiscono i proiettili, avendo una velocità iniziale minore.

RIGATURA
La rigatura è un argomento particolarmente importante per quanto riguarda l'anatomia dell'arma e il suo effetto sul proiettile, per cui l'ho analizzata più approfonditamente in un altro post.
In questa pagina è possibile trovare una sintetica lista dei proiettili esistenti per armi, in base al loro uso.  

Brevetti correlati
EP 0898692 A4 "Munitions using infrared flare weapon systems"
WO 2008090505 A3 "Reloadable subsonic rifle cartridge"


Altri link correlati sono relativi al cannone, alle fortificazioni e alle protezioni. Inoltre, il rinculo dovuto alla terza legge della dinamica è protagonista di uno degli articoli che ho trovato in rete, oltre che della descrizione dell'energia fatta nel post sulle unità di misura.

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