Cota de Acerrojado o Headspace
Artículo publicado en la edición de Abril 2018 de Revista Aire Libre
Pasaron varios siglos desde aquel año de 1326 en el que, el chapelán del Rey Eduardo III de Inglaterra, Walter de Milemete volcara en sus obras De Secretis Secretorum (Del Secreto de los Secretos), nueva copia de la obra de Aristóteles, y De Notabilistatibus, Sapientiis Regué (De la Nobleza, de la Sabiduría y de la Prudencia de los Reyes), las primeras ilustraciones conocidas atribuibles a las armas de fuego. En este caso, se trataba de rústicos cañones en formas de recipientes que arrojaban flechas. Primer antecedente histórico registrado: se inicia la avancarga.
Pero ¿que es la avancarga? Este principio o sistema de funcionamiento de las armas de fuego, que permaneciera vigente durante más de seis siglos y, aunque conviviera en los últimos cien años (durante el siglo XIX) de su supremacía, con armas de retrocarga, sin dudas es el sistema que influyó, en mayor medida, en el desarrollo de la humanidad.
Su nombre deriva del proceso que se utiliza para su carga, ya que se lo hace desde y por la boca. Es decir, se trata de un tubo cerrado o ciego, en el que se introduce la pólvora propulsora; luego, y dependiendo de sus diferentes etapas en el desarrollo, el calepino y por último la bala. Todo esto se complementaba con un sistema de iniciación exterior, el cual fue evolucionando desde la tea encendida, pasando por la mecha, la llave de mecha y la llave de chispa, hasta la percusión.
A la Bombardilla de Loshult, Suecia, 1350. Statens Historiska Museum, Estocolmo (imagen de portada) se la considera actualmente como el arma portátil más antigua (con un peso aproximado de nueve kilogramos). Recuerda de un modo notable las bombardas ilustradas en los manuscritos de Walter de Milimete.
Este esquema es bastante conocido por la mayoría de los lectores de esta revista. Lo que tal vez no sea tan familiar es el motivo o hecho fundamental que originó el reemplazo de este sistema, tan difundido y afianzado durante tantos años, por el de la retrocarga. Es decir, aquel que se carga por la parte trasera del tubo cañón.
Si bien durante largos años diferentes maestros armeros trataron de lograr este salto tecnológico, fracasaron sistemáticamente por que les faltaba una pieza fundamental.
Tendrían que esperar hasta principios del siglo XIX, más precisamente el año 1812 para que, desde la tierra de los chocolates y precisos mecanismos de relojería surgiera, a la historia de las armas, el diseñador suizo Samuel Johannes Pauly.
Son cápsulas iniciadoras, no fulminantes. Nota de Eduardo Rodi para Revista Aire Libre
El 29 de septiembre de 1812, patentó un modelo de arma de retrocarga, cuya concepción difería de todo lo experimentado hasta el momento. Las características más importantes eran: un percutor interno con dispositivo que servía de palanca exterior para montarlo; una culata que se abría como una palanca en las armas largas, y un cañón basculante hacia abajo en el caso de las pistolas. Pero el aspecto más importante de su idea y que cambiaría el rumbo, era un cartucho de fuego central, formado por un culote de latón y un cuerpo de papel. Prácticamente igual a los cartuchos semi metálicos de escopeta actuales.
El mérito de Pauly fue el haber entendido que la clave del problema de la retrocarga residía en la munición. Fue el primero que empleó un cartucho con vaina de metal blando destinado a adaptarse a la recámara, sellando esta, e impidiendo cualquier escape de gas hacia la cara del usuario.
Pese a estas condiciones, su invento no prosperó y su presentación al Gobierno francés, pese a que en la prueba se lograron hacer hasta 22 disparos en 2 minutos, tiempo increíble de cumplir con la avancarga, no logró el interés del Emperador Napoleón Bonaparte. Hoy en día son piezas de extraordinaria rareza y pocos Museos las poseen en sus colecciones.
De todas maneras, Pauly sembró la idea que luego desarrollaron dos de sus destacados alumnos, en diferentes vertientes. Por un lado, el francés Lefaucheux con su sistema de aguja o pin, muy difundido por nuestras pampas. También, el prusiano Dryse con su famoso fusil de aguja, que definiera el resultado de la batalla de Sadowa a favor de Prusia en desmedro de Austria y, posteriormente, la batalla de Sedán contra Napoleón III el 1 septiembre de 1870.
La retrocarga se instalaba; ya nunca más dejaría de progresar en su hegemonía sobre los diferentes sistemas contemporáneos.
En esta pequeña reseña, hemos mencionado a la protagonista de esta nota: La Vaina y su relación con la recámara del arma.
¿Como cierra la cámara de combustión?
Ya muchos me habrán escuchado, o leído, el concepto de que los sistemas armas- cartuchos son catalogados como máquinas térmicas, cuya cámara de combustión la terminan definiendo la vaina y parte de la recámara más el tubo cañón del arma. También, más arriba, en estas mismas líneas, me referí a la vaina de metal blando, capas de adaptarse a la recámara del arma. Pues bien, ahí está la clave.
Mirá también: Las pólvoras modernas ¿Sin humo?. Primera Parte del artículo de Eduardo Julio Rodi para Revista Aire Libre
Todos los materiales reúnen características de elasticidad y de plasticidad. Se define como período elástico, en la deformación de los materiales, a aquel en el cual sometido a una carga o fuerza determinada, éste se deforma adquiriendo nuevas dimensiones, que pueden ser superiores si la carga es positiva o de tracción, e inferiores si lo es negativa o de compresión. Una ves que se retira la carga o fuerza, el material vuelve a recuperar sus dimensiones originales (Ley de Proporcionalidad o ley de Hoke). Esta característica es la que define a las deformaciones elásticas; permanecen mientras exista la fuerza que las ha originado.
Por otra parte, y como ya habrán podido deducir, el período de plasticidad se caracteriza por la existencia de deformaciones permanentes. Es decir, la fuerza ha generado en el material deformaciones tales que superaron el llamado Límite Elástico con lo cual, a pesar de que retire o cese en su aplicación, permanecerán las deformaciones en cierta medida o porcentaje. Luego, tendremos que las dimensiones originales del material se han modificado para siempre.
Este fenómeno o característica de los materiales, es el que nos permite lograr un correcto sellado en el momento del disparo. La vaina, bajo la influencia de las presiones internas generadas por la combustión de la pólvora, se deforma pegándose en la recámara impidiendo de esta manera la salida posterior de los gases. Cuando el ciclo del disparo ha finalizado, cesan las fuerzas y se produce una recuperación parcial de las dimensiones originales de la vaina, lo que nos permite su extracción del arma. Se han producido deformaciones en el campo elasto-plástico.
Las fuerzas P generadas por los gases de combustión, se distribuyen con la misma intensidad y en todos los sentidos (Principio de Pascal). La recámara y el cerrojo reaccionarán con la misma fuerza pero en sentido contrario (Tercera Ley de Newton).
Veamos ahora cual es la dimensión más importante y que relaciona la recámara del arma con el cartucho que se pretende disparar.
Cota de Acerrojado o Headspace
En el gráfico anterior veíamos uno de los sistemas que se emplean para asegurar una relación adecuada y segura entre el arma y el cartucho. En realidad existen diferentes formas de lograr este cometido.
Analizaremos, para cada tipo, cual es la solución que el diseñador ha encontrado, tomando como base los ejemplos más conocidos y populares en nuestro medio. Para ello, en el devenir del relato, les mostraré las dimensiones generales establecidas por las normas SAAMI (Sporting Arms and Ammunition Manufacturers´ Institute), a las cuales ya me he referido en varias de las notas que vieran la luz en esta publicación. Estas normas definen la Recámara Mínima por un lado, y el cartucho máximo por el otro. De esta manera, el fabricante sabe que respetando estas dimensiones, logra una íntercambiabilidad aceptable entre los elementos que componen el sistema.
Fuego Anular
¿Cuál es la dimensión que relaciona al cartucho calibre .22 LR con la recámara de las armas que lo emplean? El origen de los cartuchos de fuego anular se remonta al año 1845 con el calibre 6 mm Flobert (vaina de cobre, sin pólvora propulsora y bala esférica) mejorado hacia 1857 con el .22 corto por parte de Orace Smith y Daniel Wesson, verdadero origen de toda la familia de los .22, incluso el más popular de todos ellos, y vigente hasta nuestros días: el .22 LR. Este es el que utilizaremos como ejemplo para describir la cota de recamarado o acerrojado de los cartuchos de fuego anular. En la siguiente figura tenemos las imágenes del cartucho con las dimensiones máximas y de la recámara con las mínimas admisibles para asegurar un correcto funcionamiento del sistema. La cota de recamarado, acerrojado o headspace, en este caso es la correspondiente al espesor del reborde, por parte de la vaina del cartucho, y la de la distancia existente entre el apoyo o frente del cerrojo y el borde o resalto, según sea el caso, que presenta la recámara.
Como vemos la dimensión 1,09/1,30 mm en la recámara, y 1,09 – 0,18 mm (1,09 / 0,91 mm) en el cartucho, son las que aseguran un correcto acerrojado del arma. Este mismo principio tiene valides para todos los cartuchos de fuego anular, sean para armas cortas como para carabinas.
Fuego Central para Pistolas
En el caso de los sistemas empleados normalmente en pistolas semiautomáticas (armas cuyo tubo cañón tiene incorporada la recámara; siempre se encuentran alineadas), tomaremos como ejemplo al calibre .45 ACP (11,25 x 23 mm). Si bien como sabemos, existen cartuchos pensados para revólveres que cuentan con la posibilidad de ser utilizados en pistolas (.357 Magnum en la Desert Eagle) y viceversa, cartuchos para pistola que se utilizan en revólveres (.45ACP en el revólver S&W Mod 625), me referiré a los sistemas pensados originalmente para este tipo de armas, cuyo antecedente primigenio reconocido, es el diseñado por el armero alemán Hugo Bochardt a fines del siglo XIX (1894). La cota de recamarado, acerrojado o headspace, en este caso es la correspondiente a la longitud total, por parte de la vaina del cartucho, y la de la distancia existente entre el apoyo del cerrojo y el resalto que presenta la recámara en el arma, anterior al freebore.
Como vemos en la figura anterior, la dimensión 22,81 / 23,37 mm en la recámara y 22,81 – 0,25 mm (22,81/22,56 mm) en el cartucho, son las que aseguran un correcto recamarado del arma. Este mismo principio tiene valides para todos los cartuchos de fuego central para pistola, sean para armas cortas como para carabinas y pistolas ametralladoras.
Fuego Central para Revólveres
En este caso y relacionado con el punto analizado en el apartado anterior, veremos la característica bajo estudio, pero aplicada a los calibres comúnmente utilizados en revólveres (armas cuyo tubo cañón no contiene a la recámara y no siempre se encuentran alineados). La cota de recamarado, acerrojado o headspace, en este caso es la correspondiente al espesor de pestaña, por parte de la vaina del cartucho, y la de la distancia existente entre el frente apoyo recámara y el frente posterior del tambor que contiene las recámaras múltiples del arma.
Como vemos en la siguiente figura, en el caso del popular calibre .357 Magnum, la dimensión 1,52/1,78 mm en la recámara y 1,52 – 0,28 mm (1,52/1,24 mm) en el cartucho, son las que aseguran un correcto recamarado del arma. Este mismo principio tiene valides para todos los cartuchos de fuego central para revólver, sean para armas cortas como para carabinas.
Fuego Central para Armas Largas
En este tipo de sistemas encontraremos diferentes criterios según el formato de vaina que se trate. En primer lugar me referiré a aquellos que emplean vainas denominadas “rimless” (sin reborde o aro). En estas vainas, donde el reborde exterior del culote tiene un diámetro similar al mayor de la caña o cuerpo cónico, tiene como ejemplos vernáculos a los conocidos 7,62 x 51 mm y nuestro 7,65 x 54 mm o 7,65 Argentino. Este modo de acerrojado y más aun la forma de vaina, surgen con la aparición de las pólvoras modernas reemplazando, generalmente, a las antiguas vainas cilíndricas que se empleaban durante la vigencia de las pólvoras negras.
El ejemplo que utilizaré es el del calibre estandarizado por la NATO en el década de 1950. Me refiero al 7,62 x 51 mm ó .308 W.
Como vemos en la Figura anterior, en el caso de este popular calibre, la dimensión 41,66 / 41,40 mm, relacionada con el diámetro 10,16 mm en la recámara, y 41,50 – 0,18 mm (41,50/41,32 mm) relacionado con el diámetro 10,16 mm en el cartucho, son las que aseguran un correcto recamarado del arma. Es el denominado “Longitud del diámetro medio del espaldón”. Este mismo principio tiene valides para todos los cartuchos de fuego central para fusil con vainas tipo rimless, sean para armas cortas como para largas. También resulta válido para aquellas vainas conocidas como “semi-rimmed”, donde el diámetro de la pestaña resulta inferior al del cuerpo de la vaina.
Me referiré a continuación, a aquellos que emplean vainas denominadas “rimmed” (con reborde o aro). En estas vainas, donde el reborde exterior del culote tiene un diámetro superior al mayor de la caña o cuerpo cónico, tiene como ejemplos más conocidos al .303 British empleado por el Reino Unido, durante gran parte del siglo XX, en sus guerras coloniales con el fusil Lee-Enfiel, y que diera origen a la famosa bala “Dum Dum”. Este modo de acerrojado, y más aun la forma de vaina, surgen con la transformación de las antiguas vainas cilíndricas que se empleaban durante la vigencia de las pólvoras negras, conservando la pestaña y modificando el cuerpo realizando un doble cono. Dicho esto, el ejemplo que utilizaré para analizar las dimensiones de acerrojado es el del .303 ya mencionado.
En el caso de este calibre británico (ver la figura de arriba), la dimensión 1,63 Mím. / 1,80 Máx en la recámara, y 1,63 – 0,25 mm (1,63 / 1,38 mm) en el cartucho, son las que aseguran un correcto recamarado del arma. Este mismo principio tiene valides para todos los cartuchos de fuego central para fusil con vainas tipo rimmed.
Continuando con el análisis de la cota de acerrojado de los sistemas de fusil, con cada tipo diferente de vaina, nos restan aquellas que cuentan con un refuerzo en la zona del culote y que habitualmente se las denomina con la palabra “Mágnum”. En este caso las vainas empleadas son identificadas con el anglicismo “belted” o “con cintura”.
La particularidad de estos sistemas es que, si bien el diseñador previó que el cierre de recámara se produjera por la longitud del refuerzo, no descuidó el ajuste del espaldón de la vaina con su correspondiente en la recámara del arma.
Como se observa en la figura anterior, la tolerancia de la longitud (57,658 – 0,178) del diámetro medio del espaldón (diám. 10,67) en el cartucho máximo se corresponde con la longitud 57,889 + 0,254 relacionada con idéntico diámetro en la recámara del arma.
Fuego Central para Sistemas de Anima Lisa
Por último, les brindaré las dimensiones de los sistemas que se emplean en las tradicionales escopetas las cuales, si bien resultan similares a las analizadas en el caso de revólveres y fusiles con vainas tipo “rimmed”, conserva alguna particularidad.
Finalmente en la figura anterior podemos observar que en estos sistemas -el del ejemplo es el calibre 12 con un largo de recámara de 3 pulgadas (76,2 mm)- la cota de acerrojado se logra con un diámetro básico de 21,59 mm a una longitud de 1,463 Mín. / 1,819 Máx. en la recámara y, sobre el mismo diámetro, pero a una longitud de 1,463 – 0,356 mm (1,463 / 1,107 mm) en la vaina.
Concluyendo
A lo largo de este trabajo, espero haber logrado demostrarles de que manera las vainas, en cada uno de los sistemas analizados logra, por su elasticidad y partiendo de dimensiones perfectamente establecidas, cerrar la cámara de combustión de nuestra arma impidiendo que los gases, a elevada temperatura y presión, terminen impactando en nuestro rostro. Tan importante resulta ser esta ingeniosa solución, pensada por el armero Pauly a principios del siglo XIX, y tan trascendental que, aunque hayan existido innumerables y variados intentos por evitar la utilización de las vainas, hoy por hoy, no se ha logrado de manera satisfactoria.
Por muchos años, seguiremos recurriendo a este costoso y complicado artificio, clave en nuestro deporte preferido. Para más adelante dejaré la explicación de cómo se logra, en cada sistema, el control de las dimensiones. Es decir, comprobar que el arma se encuentra en condiciones seguras de empleo.
Por ahora me despido augurando una larga vida a su Majestad La Vaina.
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