Proiettili Comp-Bullet (cal.9 da 100gr)

Descrizione del ritrovato

I nuovi proiettili brevettati Comp-Bullet (di seguito CB), sono realizzati dal pieno mediante torni a controllo numerico. Le ogive costruite in ottone, presentano alla base un foro assiale svasato dal diametro di 3mm che, in prossimità della quota mediana del proiettile, fa capo a 6 fori radiali dal diametro di circa 2mm. La presenza dei fori dovrebbe determinare una riduzione del rinculo secondario ed un anticipo del funzionamento dei sistemi di compensazione qualora l’arma in uso ne sia dotata. L’ideatore, per questa tipologia di proiettili, indica i seguenti principali vantaggi:

a) Perfetta costanza nel peso e nelle quote
b) Maggiore velocità del proiettile
c) Ritorno in puntamento più rapido grazie alla riduzione del rinculo

Oggetto dei test

A seguire mostreremo i risultati di alcune prove effettuate su proiettili CB in calibro 9, nel dettaglio abbiamo eseguito:

1) controlli dimensionali di diametro e lunghezza
2) verifica della costanza ponderale
3) test cronografici in confronto a proiettili FMJ
4) valutazioni di rinculo e rosata su rest

Flattened Ball powder Hodgdon BLC2
primo piano di un grano (foto al SEM)

Su un precedente articolo (vedi al link) abbiamo dato una prima distinzione delle polveri infumi facendo riferimento alla tecnica utilizzata per la gelatinizzazione della nitrocellulosa. Senza dubbio, i processi e le modalità di produzione delle polveri propellenti presentano così numerose varianti, da rendere quasi impossibile una classificazione rapida e schematica. Oltre alle distinzioni già fatte per l’agente gelatinizzante impiegato, per la base singola o doppia, od ancora per la tecnica di realizzazione dei grani tra polveri laminate, estruse o granulari, rimane ancora da citare una grande famiglia delle polveri infumi, quella delle ball powder. Questo nome, che si potrebbe tradurre in “polveri sferoidali”, non si riferisce soltanto alla forma dei granuli, bensì all’intero processo di produzione che pur restando inalterato nelle sue basi chimiche rispetto alle altri polveri infumi, è stato profondamente rivoluzionato nei tempi e nei metodi operativi.

Alcune volte capita ancora di parlare del moly-coating, ossia di un particolare trattamento superficiale a cui vengono sottoposti i proiettili soprattutto per carabina. Si tratta di un sottilissimo rivestimento a base di “molybdenum disulfide”, in italiano: bisolfuro di molibdeno, abbreviato dagli americani in “moly”.

Figura 1 - Bisolfuro di molibdeno al microscopio elettronico

Il bisolfuro di molibdeno, similmente alla grafite, viene usato generalmente in forma di polvere impalpabile dal colore grigio-antracite o nero e, come la grafite, ha una struttura lamellare che consente di ottenere bassi coefficienti di attrito (vedi Figura 1). Le lamelle infatti scorrono facilmente l’una sull’altra anche ad elevati carichi. Il coefficiente di attrito del bisolfuro di molibdeno rimane praticamente costante al crescere della temperatura, sino ad arrivare agli 800 o 900°C, temperatura superata la quale si ha la tendenza alla decomposizione del bisolfuro con la separazione del molibdeno metallico. A questa temperatura il coefficiente di attrito sale notevolmente sino a raggiungere i valori tipici dei metalli puliti (da: “Attrito e Lubrificazione” di E.P.Bowden e D.Tabor).

Come detto, poiché il bisolfuro di molibdeno ha un buon coefficiente d’attrito, esso viene impiegato per rivestire superfici striscianti allo scopo di migliorarne le caratteristiche d’attrito. Tuttavia, avendo una struttura lamellare con debole adesione tra le lamelle, risulta difficoltoso farlo aderire bene alle parti da lubrificare. Un metodo generale è quello di strofinarlo sulle superfici stesse, ma se i risultati dovessero essere scarsi, non resta altro che fissarlo con l’ausilio di resine adatte od utilizzando sostanze veicolanti opportune.

Rilevamento allo sparo di una Para-USA LDA in cal. 45
Foto originale di Joe Huffman: blog.joehuffman.org
Ottimizzazione a cura di: ArtMagicBox.com

• Presupposti teorici del rinculo
  
• Il sistema di misura utilizzato
  
• Organizzazione dell’esperimento
  
• Risultati sperimentali
  
• Conclusioni
  
• Considerazioni finali
  

Spesso, sui campi di tiro dinamico, si discute della convenienza di raggiungere il Power Factor desiderato (di seguito PF) usando palle dal peso maggiorato piuttosto che standard. La tradizione di questo sport suggerisce infatti che il minor rinculo (e quindi il minore rilevamento dell’arma, potendo doppiare più velocemente i colpi) è ottenibile utilizzando ogive, ancora compatibili con il calibro in uso ma, dal peso più elevato possibile. Oltre alle considerazioni soggettive ed alla sensibilità di ciascun tiratore, pochi sono stati coloro i quali hanno tentato di giustificare teoricamente il presunto fenomeno e ancor meno, coloro che hanno effettuato delle prove ripetibili ed oggettive in una comparazione misurabile. Di contro, proprio perchè basata su dati soggettivi, la questione risulta piuttosto controversa.

Determinati a porre rimedio a questa lacuna di sperimentazione, dopo diverse decine di ore trascorse in laboratorio e sui campi di tiro per la messa a punto del sistema di misura, siamo oggi in grado di proporre ai nostri lettori i risultati dei test sul supposto vantaggio offerto dall’uso delle ogive pesanti. A seguire potremo finalmente dare un’idea quanto meno qualitativa, se non addirittura quantitativa, della diversità di reazione dell’arma. Oltre all’impennamento della stessa, abbiamo anche voluto rilevare i tempi di riarmo: misurando infatti la reazione del carrello, abbiamo verificato se anche da questo punto di vista, ci fossero variazioni degne di nota al mutamento del peso palla.

Definizione

La balistica intermedia è definita come lo studio della transizione esistente tra balistica interna ed esterna, transizione che si verifica in prossimità della volata dell’arma.

La ripartizione dell’energia in gioco all’uscita del proiettile dalla canna, può essere riassunta in prima approssimazione come a seguire:

• Energia cinetica del proiettile: 30%
• Energia dei gas di deflagrazione: 45%
• Energia termica ritenuta dalla canna: 25%

Quindi, in linea di massima, circa i tre quarti (il 75%) dell’energia resa disponibile dalla deflagrazione del propellente, transitano attraverso la volata; la maggior parte di essa sotto forma di calore, pressione e movimento dei gas incandescenti che rapidamente abbandonano la canna dell’arma. All’uscita del proiettile dalla canna, la dinamica di tali gas ha notevole influenza sul comportamento del proiettile e dell’arma. I gas propellenti inoltre, danno luogo ai fenomeni conosciuti come: flash di bocca ed acustica dello sparo.

Regione di efflusso dei gas dalla volata

Non appena il proiettile lascia la bocca da fuoco, i gas di deflagrazione si espandono rapidamente sino a portarsi alla pressione atmosferica, miscelandosi contemporaneamente con l’aria circostante e determinando intense turbolenze. Ne consegue l’emissione di un’onda acustica o di pressione, definibile anche come onda d’urto, che si muove o supera la velocità del suono.

Sull’articolo “Appunti di balistica interna” abbiamo esaminato le relazioni di Heydenreich, utili ad ottenere i principali parametri relativi alla balistica interna dell’arma e del caricamento in uso.

Per avere un’idea di massima del livello di accuratezza garantito dal modello empirico di Heydenreich, su quest’articolo effettueremo un confronto tra una rilevazione reale in canna monometrica e la corrispondente stima dei livelli pressori e degli intervalli temporali offerti dalla simulazione numerica. Per le metodologie d’uso delle relazioni di Heydenreich rimandiamo al precedente articolo, ricordiamo solo che esse si basano sulla conoscenza dei seguenti parametri:

• Pmax o Rb (picco pressorio misurato o rendimento balistico della polvere per il caricamento usato)
  
• V₀ (velocità alla volata del proietto)
  
• Lunghezza percorso proietto (percorso in canna coperto dal proietto)
  
• Dose del propellente
  
• Diametro interno medio della canna
  

Grazie ai dati rilevati in canna manometrica, effettueremo il confronto esaminando il seguente caricamento:

Calibro = .45 ACP
Palla = 200gr LSWC
Polvere = Sipe-N in dose da 5,3gr
OAL = 31,75mm
Affondamento palla=6,6mm
Inneschi = CCI 350

Tra le cinque cartucce testate, sono stati scelti a caso i dati relativi al secondo colpo come da tabella a seguire:

Esempio di canna manometrica

In quest’articolo esamineremo nel dettaglio un certificato di prova in canna manometrica (per munizioni con bossolo metallico destinate alle canne rigate). Oltre ad una breve descrizione di tutte le sue sezioni, faremo particolare riferimento al significato dei parametri calcolati.

Esistono diversi formati del certificato di prova, esamineremo quello che ci è parso più completo. Come visibile sull’immagine a seguire (Fig.1), un certificato di test è tipicamente suddiviso in quattro sezioni orizzontali:

Fig.1 - Esempio di certificato di prova in canna manometrica

• Lavoro ed energia cinetica di una carica di lancio
  
• Rendimento balistico (Rb)
  
• Uso del coefficiente di rendimento balistico
• Rendimento termico (Rt)
  
• Uso del coefficiente di rendimento termico
• Esempi di calcolo partendo da Rb ed Rt
• Relazioni di Heydenreich
  
• Tabella_1 dei coefficienti di Heydenreich
• Tabella_2 dei coefficienti di Heydenreich
• Esempi di calcolo usando le tabelle di Heydenreich
  
• Considerazioni finali e foglio di calcolo automatico
  

La balistica è il ramo della fisica meccanica che nasce per lo studio del moto di un “proietto”, inteso come un corpo inerte sottoposto alla forza di gravità e all’attrito viscoso del fluido in cui si muove (ci riferiremo genericamente a proietto, volendo unificare i modelli matematici a seguire, sia per armi a canna liscia che a canna rigata). La balistica si è poi differenziata in varie branche di studio che mantengono il prefisso “balistica”, in quanto correlate alle armi da fuoco.

La balistica può essere suddivisa in quattro branche principali:

• Balistica interna: studia il comportamento del proietto quando esso si trova ancora all’interno della bocca da fuoco e sottoposto alle forze generate dall’accensione della carica di lancio.
  
• Balistica esterna: studia il moto parabolico del proietto dopo che esso è stato sparato o lanciato.
  
• Balistica terminale: studia la reazione di un corpo che entra in contatto con il proietto. In altri termini studia gli effetti provocati dal proietto sul bersaglio colpito.
• Balistica intermedia: studia il moto del proietto nelle immediate vicinanze del vivo di volata. Essa consiste nello studio dei fenomeni intermedi tra balistica interna ed esterna.
  

Sicuramente la balistica interna, come disciplina scientifica, è nata dopo la balistica esterna: se, infatti, quest’ultima fa riferimento esclusivamente ai principi della meccanica, perché trattasi del comportamento di una massa, quella del proietto, nel campo gravitazionale (in presenza di fenomeni non semplici quali la resistenza del mezzo e l’effetto giroscopico), la balistica interna si incentra sullo studio della combustione della carica di lancio, sul conseguente andamento pressorio all’interno della canna dell’arma e sul movimento del proietto all’interno della stessa.

Cheddite Granular S (grossa)
primo piano dei granuli molto frastagliati ed irregolari

Come già detto sul precedente articolo, grazie all’estrema risoluzione concessa dal microscopio elettronico, tra i vari dettagli, potrete notare: le diverse irregolarità superficiali, l’aspetto quasi “schiumoso” dei grani di Cheddite Granular S, le imperfezioni di taglio sulla Sipe ed in particolare per le Vihtavuori N340 e 3N38, la deformazione di scorrimento sulle estremità dei grani cilindrici, supponiamo provocata durante la produzione, dal processo di taglio mediante lama rotate dopo estrusione.

Ormai ci siamo, dopo le modifiche e l’aggiunta del sensore di posizione, stiamo per giungere alla prova definitiva, quella tesa alla valutazione sperimentale dei possibili vantaggi, nel 9×21, offerti dal caricamento con palle pesanti rispetto alle classiche 124gr. Messa a punto la ricarica a pari fattore con palle di vario peso e polveri più o meno vivaci, passeremo alle rilevazioni.

Organizzando il test ci siamo accorti però che, oltre l’entità del rinculo, poteva essere utile rilevare un secondo importante dato ossia, il tempo di reazione del carrello (apertura e chiusura). Per una rapida ripetizione del colpo infatti, si desidera non solo un ridotto impennamento dell’arma ma anche, una rapida risposta della pistola, tale da essere pronta ad esplodere il colpo successivo. In altre parole, si desidera un rapido completamento del ciclo di riarmo: apertura, espulsione del bossolo spento e contemporaneo riarmo del cane, inserimento di una nuova cartuccia e ritorno in chiusura per un nuovo colpo.

Negli articoli precedenti (vedi: “Polveri infumi: ecco gli ingredienti” e “Polveri infumi: anche la forma è sostanza” ) abbiamo esaminato il passaggio storico, il processo produttivo, la composizione e le principali tipologie delle polveri infumi. Abbiamo inoltre fatto riferimento alla geometria dei grani come aspetto specificamente legato alla dinamica di combustione dei diversi propellenti.