A seguire una breve panoramica sulla nascita e sulle caratteristiche basilari degli esplosivi propellenti per armi da fuoco. Dopo la definizione di esplosivo propellente e qualche cenno storico sulla nascita delle polveri infumi, si farà riferimento all’influenza della geometria dei grani sulla velocità di combustione.

Gli esplosivi propellenti

Possiamo definire esplosivo una sostanza che, se opportunamente innescata, è capace di un repentino cambiamento di stato erogando grande quantità di gas e calore. L’esplosione sostanzialmente è una combustione estremamente rapida ma in taluni casi controllata, caratteristica fondamentale che ci porta a considerare due tipi di esplosione: detonazione e deflagrazione. Saremo in presenza di detonazione quando la reazione ha velocità di combustione di migliaia di m/s (sino a 10.000 m/s) tale da dar luogo ad effetti dirompenti incompatibili con l’uso per cartucce. Avremo invece deflagrazione quando il fenomeno risulta molto meno violento cioè, quando le velocità di combustione sono nell’ordine di qualche centinaio di m/s con graduale sviluppo dei volumi gassosi. Gli esplosivi deflagranti vengono anche definiti propellenti.

Partendo dai processi chimici per il loro ottenimento, troverete a seguire una breve schematizzazione delle principali tipologie di polveri.

Polveri infumi - Chimica e composizione

Il costituente primario delle polveri infumi è la nitrocellulosa. A seconda del grado di nitrazione desiderato si ottengono: al massimo grado di nitrazione, la trinitrocellulosa o fulmicotone (contenuto in azoto tipicamente superiore al 13,35%); al grado di nitrazione medio basso la binitrocellulosa, forma attenuata della precedente, detta anche pirocollodio (titolo azotometrico tipicamente prossimo al 12,60%) o cotone collodio (titolo azotometrico tipicamente prossimo al 12,20%). Le nitrocellulose a titolo di azoto ancora inferiore non trovano impiego come esplosivi.

I nitrocotoni così ottenuti sono esplosivi dirompenti veri e propri, quindi improponibili come polvere da lancio. Le cellulose nitrate hanno però l’interessante proprietà di gelatinizzare sotto l’azione di certi solventi trasformandosi in una massa plastica, compatta e limpida, senza più traccia dell’originaria struttura fibrosa e caratterizzate da una combustione “regolabile”. Più esattamente si ottiene la gelatinizzazione trattando la nitrocellulosa, di qualunque titolo azotometrico, con acetone. Un altro agente gelatinizzante è una miscela di alcool ed etere etilico (in rapporto volumico 1 a 2) che ha però la proprietà di agire solo sul cotone collodio, il fulmicotone risulta infatti insolubile in tale miscela. Quanto descritto costituisce il metodo fondamentale per la separazione della binitrocellulosa (cotone collodio) dalla trinitrocellulosa (fulmicotone).

Per la valutazione del ritorno in batteria abbiamo dotato il rest di ottica laser. Come visibile dalle foto, al fine di migliorare la ripetibilità di collimazione del laser, abbiamo posizionato il puntatore sulla base del sistema, lì dove subisce meno scuotimenti e stress di movimento, puntandolo su di un prisma che ruota di 90° il fascio in modo da direzionarlo verso il bersaglio. L’unica parte in movimento sarà quindi il prisma, struttura monolitica da incollare semplicemente su di una superficie solidale con il braccio oscillante del rest.

Il sistema funziona proiettando sul bersaglio a 25m una “macchia” rossa approssimativamente larga 1.5/2cm, ben visibile con il cielo coperto. La traccia laser, affetta da una naturale divergenza di focalizzazione, non risulta purtroppo puntiforme ma, di dimensioni ancora sufficienti per effettuare qualche valutazione sul riallineamento del rest.

Obiettivo della prova a fuoco

Come detto si voleva collaudare il rest, eseguendo una serie di controlli e misurazioni, verificando:

• la funzionalità meccanica
  
• la robustezza dei fissaggi
  
• l’efficacia delle modifiche e la capacità del rest di ritornare con precisione in batteria
  
• le capacità di analisi fornite dal sistema di trasduzione elettronica
  
• l’eventuale necessità di ulteriori miglioramenti
  

Set-up del sistema

Domenica mattina, carichiamo la macchina con tutta l’attrezzatura preparata la sera precedente: PC ed accumulatori, scheda di acquisizione, cronografo, treppiede, rest, chiavi fisse ed esagonali di varia misura, macchina fotografica, telecamera e minuteria varia. Ci rechiamo di buon ora al campo di tiro dove la base in muratura con le quattro barre filettate a vista, attende di poter vincolare il rest. Carichi di borsoni e valigette copriamo con grande fatica, la distanza che separa il parcheggio dalla postazione. La mattinata è fresca ma siamo certi che l’estate siciliana si farà sentire da lì a poco.

• MondoFisica - appunti del prof. D.Mauro
  
• Balistica/rinculo - articolo di E.Mori (www.earmi.it)
  
• Balistica Pratica - ebook di L.Golino ed E.Mori
  
• Hatcher’s Notebook - di J.S. Hatcher
  
• Ricarica 3 - manuale di A.Bonzani
  
• Gun Recoil - articolo di S.Hokin
  
• Wikipedia - enciclopedia libera su web
  

Per semplicità, a seguire, ometteremo il segno di vettore su forze, accelerazioni e velocità e scriveremo le relazioni che legano tra loro le intensità. Se non diversamente specificato, le grandezze si intendono espresse nelle seguenti unità di misura: forze in newton (N), masse in chilogrammi (kg_m), velocità in metri al secondo (^m/_s), accelerazioni in metri al secondo quadro (^m/_s²).

- Postazione in origine -

A questo proposito si è pensato all’accoppiata di un accelerometro con un trasduttore rettilineo di posizione. Preferiamo il doppio trasduttore, avendo già effettuato delle prove con il solo accelerometro applicato alla pistola che, probabilmente per la bassa ripetibilità determinata dal mantenimento manuale dell’arma in posizione, dava luogo a valutazioni incongruenti ed aleatorie. Per ridurre i tempi di indagine, reputando a priori come non totalmente affidabile l’accelerometro, anche se adesso le condizioni di lavoro sono certamente più controllate, effettueremo contemporaneamente delle stime basate anche sul livello di allungamento della molla idraulica.

L’accelerometro

Come detto, il primo trasduttore che verrà applicato al braccio oscillante del rest, sarà un accelerometro.

La sezione del rest deputata a trattenere il calcio della pistola è costituita da due piastre di alluminio, sulle piastre viene realizzato lo stampo del calcio dell’arma. Per molte armi l’impronta è già disponibile perché prodotta dalla stessa Caldwell o in alternativa dalla Ransom, infatti tali inserti sono adattabili ad entrambe le tipologie di rest.

Purtroppo, per la pistola che andremo ad utilizzare nelle prove, la Tanfoglio Stock II, lo stampo sagomato (o insert grip) non risulta disponibile. Non ci resta che usare quello che la Caldwell indica come “Universal Grip Casting Kit”:

Ogni kit è costituito da una boccettina di agente distaccante, un barattolo (da 6 oz.) di catalizzatore, un barattolo (da 6 oz.) di resina poliammidica, due piastre di alluminio ed un panetto di stucco da vetrai. Il procedimento suggerito per la creazione degli inserti, visibile sulle istruzioni, non pensiamo ci permetta di avere le qualità estetiche e funzionali da noi ricercate. Per questo motivo abbiamo ripensato totalmente la tecnica di creazione degli stampi, tecnica che troverete sommariamente descritta qui a seguire:

Assemblato il rest, è necessario adesso accoppiarlo ad una robusta base in legno e metallo, da fissare successivamente ad un supporto fisso da realizzare in poligono.
E’ necessario che la base sia estremamente solida. Durante lo sparo infatti, la flessione e le deformazioni devono essere estremamente contenute. La superficie di partenza è una tavola lamellare quadrata, lato 40cm, spessa 26mm. Sulla tavola vengono realizzati i fori di fissaggio del rest (fori da 8mm) e le sedi cave per il montaggi dei dadi a scomparsa (bisogna prevedere l’accesso di una chiave a bussola da 13, diametro esterno 18mm).

L’insieme viene notevolmente irrobustito da un bordo realizzato con una “C” in ferro, con gola da 25mm. Il profilato di spessore 2mm, è stato opportunamente sagomato con la smerigliatrice.

Agli spigoli vengono applicate delle squadrette ad “L” con viti di fissaggio autoforanti da 4,8mm a testa cilindrica . Dopo aver scartavetrato le “C” e prima dell’inserimento sul legno, si applica una giusta quantità di colla ‘millechiodi’.

- HAMMR totalmente assemblato -