Balistica

Balística

Es la ciencia que estudia el movimiento, trayectoria, rotación y comportamiento de los proyectiles de las armas de fuego, así como de los fenómenos que con ellos se relacionan. Para su estudio se divide en tres partes:

A.- Balística interior: Se encarga de estudiar los movimientos de los proyectiles en el interior del cañón de un arma y los fenómenos que con ellos se relacionan. En otras palabras, estudia los fenómenos que se originan en el interior del cañón del arma, desde que se produce el disparo, hasta que el proyectil abandona el arma.

B.- Balística exterior: Estudia el movimiento de los proyectiles en el aire y las fuerzas que intervienen en su movimiento, es decir, estudia todo lo relacionado a los proyectiles desde que abandonan el cañón del arma, hasta que tocan cualquier cuerpo.

C.- Balística de efectos: Estudia el movimiento de los proyectiles y sus efectos desde que tocan o penetran un cuerpo, hasta que queda en reposo.

Derivado de los conceptos anteriores, el estudio de la balística se comprende dentro de las leyes de la física clásica; asimismo de su estudio y análisis matemático, depende lo siguiente:

A. Diseño y construcción de las piezas que constituyen un arma de fuego.

B. Pólvoras a emplear en las cargas iniciadoras, de proyección y explosivos.

C. Forma de proyectiles.

D. Forma de apuntar y corregir el tiro.

E. Efectos que los proyectiles causen contra los objetivos.

Balística Interior

Como ya se indicó, la balística interior se encarga de estudiar los movimientos de los proyectiles en el interior del cañón de un arma y los fenómenos que con ello se relacionan. Esto requiere el estudio completo de las pólvoras y explosivos que se emplean, ya que de ello depende lo siguiente:

A. El recorrido del proyectil desde que abandona la vaina o casquillo hasta que toma el rayado del cañón, a esta acción se le denomina vuelo libre.

B. El recorrido del proyectil en el ánima del arma de fuego.

C. Velocidades que logre obtener el proyectil, en distintos puntos del ánima, principalmente en el plano de boca.

D. Tiempo de ignición, inflamación y deflagración de la pólvora.

E. Presión dentro del ánima.

F. Energía cinética o de movimiento que adquiere el proyectil, al salir del arma de fuego en el plano de boca.

G. Esfuerzos que sufren las piezas del arma de fuego, para poder calcular sus dimensiones, resistencia y tiempo de vida media del armamento.

Un proyectil alargado (oblongo) que sea disparado por un arma de ánima completamente lisa, se ve obligado por las fuerzas que obran sobre él, desde el momento que abandona el arma tiende a voltearse parcialmente o por completo antes de llegar al blanco, de manera que el tiro resulta alterado ya que se reducen los alcances y los resultados son diferentes a los que se pretenden obtener. Para subsanar este defecto se ha introducido en las armas de fuego, un rayado que obliga al proyectil en cada disparo a tomar un movimiento de rotación dentro del ánima del cañón, para vencer de mejor manera la resistencia del aire y conservarse siempre con la punta hacia adelante. Por ejemplo; el movimiento del proyectil producido por las rayas del cañón, puede semejarse al de un tirabuzón que penetra en el corcho de una botella.

Cañón: tubo de hierro o acero en que se realiza la combustión de la carga de pólvora, que comunica al proyectil la fuerza necesaria para recorrer su trayectoria, para estudiar en forma clara y completa los fenómenos que se realizan en el interior del cañón de un arma al producirse el disparo, se analiza en forma superficial dicho cañón. El cañón contiene el cartucho, resiste las presiones originadas por la combustión de la pólvora y al mismo tiempo le da una dirección al proyectil.

Organización del Interior del Cañón

En la gráfica del interior del cañón, se observa una parte hueca que se denomina ánima, dividida en recámara, cono de unión o de forzamiento y rayado:

La recámara se encuentra entre el plano de carga y el cono de unión, es la parte de mayor diámetro del interior del cañón y está destinada a alojar el cuerpo del cartucho o la carga. El cono de unión o de forzamiento sirve para ligar sin fuerza la superficie de la recámara con la parte anterior que es la parte rayada. La relación que existe entre el diámetro de la recámara y la parte rayada recibe el nombre de recamarado, en las armas portátiles es mayor esta relación que en las bocas de fuego. En la parte rayada del interior del tubo cañón se distingue el estriado de los tabiques (campos) que separan dos rayas consecutivas (estrías). Para obligar al proyectil a tomar un movimiento de rotación, al mismo tiempo que realiza su traslación, el rayado debe tener una cierta inclinación con respecto a las generatrices del ánima, denominado ángulo de inclinación.

Al analizar el rayado del cañón de un arma se encuentran tres partes las cuales son: el sentido, el perfil y el trazado.

A.- El sentido: Dirección hacia donde dan vuelta las rayas, si con la vista seguimos una raya cualquiera o la recámara de un cañón y baja hacia la derecha decimos que el rayado es sentido dextroursum, es decir, hacia la derecha y si la raya baja hacia la izquierda el sentido del rayado es sinextrorsum. Si en cualquier punto de la parte rayada se pone cortado el cañón conforme a un plano perpendicular a su eje, la intersección de la superficie del rayado en dicho plano representa el perfil.

B.- El perfil: Generalmente es adoptado para las estrías siendo rectangular; el ancho de las estrías o rayas es aproximadamente 1.5 ó 2 veces el ancho de los campos o tabiques macizos:

[pic 1]

C.- El trazado. Genera el rayado de un arma para el trazado de paso constante, es el que se define por la curva directriz helicoidal, comprendida entre dos intersecciones consecutivas. En este caso la curva directriz del perfil es una hélice obtenida por el enrollamiento de la recta sobre el cilindro del ánima, el paso de la hélice A-B, invariable con generatriz del cilindro. Este ángulo (C) representa la inclinación del flanco de giro.

[pic 2]

Con paso constante se tiene la facilidad de su fabricación y la desventaja de que la carga máxima se ejerce sobre los flancos de giro, desgastándose más que el contra flanco y convirtiendo el perfil en dientes de sierra. También se puede lograr una buena hermeticidad entre el proyectil y el ánima.

Del paso progresivo existen otras formas de paso, cuando el paso varíe de longitud, es cuando el ángulo inicia del paso al comienzo del rayado, es distinto al ángulo final del paso en el plano del arma, entonces se dice que es paso progresivo, existen varias formas de paso progresivo como son (parabólico, senoidal, circular, cúbico entre otros).

En los revólveres, se requiere una amplia libertad de movimientos del proyectil al principio del rayado, de ahí que por limitaciones de resistencia al ángulo inicial de inclinación, sea tan pequeño como sea posible.

En las bocas de fuego de artillería hay cañones que el paso de las rayas comienzan con una longitud, a medida que se van aproximando a la boca del cañón se reduce el paso siendo también progresivo, variando el ángulo de inclinación inicial y final, esto es para lograr hermeticidad entre el proyectil y el ánima, así como para prolongar el tiempo de vida útil del tubo. Anillo guía (en el proyectil), se conoce también como banda de forzamiento; el diseño del anillo guía está ligado al diseño del perfil del rayado, tiene la función de proporcionar con seguridad, la rotación necesaria del proyectil mediante el rayado, así como las siguientes características:

A. El anillo guía debe "preservar" el tubo cañón al máximo, es decir, que el rozamiento producido por el anillo durante el recorrido del proyectil en el ánima debe ser mínimo.

B. Debe ser de material resistente al calor y a altas velocidades de tiro de modo que cumpla su funcionamiento con alto rendimiento balístico.

C. Debe ser tan angosto como sea posible, a fin de mantener los esfuerzos radiales del proyectil, cuando es forzado el rayado por debajo del valor permitido, incluso en proyectiles de pared delgada; los esfuerzos de compresión no deben ser muy grandes en un paso progresivo.

D. Es muy difundido el anillo guía de cobre debido a su rozamiento relativamente bajo. Durante el recorrido del proyectil en el tubo, su rendimiento es bueno en cadencias de tiro a medias, a muy altos rendimientos y muy altas cadencias de tiro, la hermeticidad de los gases no es suficiente con los anillos guías de acero y de aleaciones sintetizadas de acero, debido a su alta resistencia al calor en condiciones extremas.

Coeficiente del anillo guía. Para el cobre el esfuerzo superficial permitido es de:

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