La densità di caricamento

In quest’articolo faremo delle osservazioni sul parametro densità di caricamento. Le considerazioni mutuate da quanto già noto per la ricarica nel tiro con carabina, verranno estese ad alcune prove in arma corta.

La pratica nel tiro con carabina

Chi ricarica cartucce per armi lunghe rigate sa che un quantitativo errato di polvere o il tipo di polvere non ottimale, produce risultati poco accurati anche se è stata dedicata grande attenzione per assemblare ogni colpo. Le polveri certamente non sono tutte uguali e alcuni puristi effettuano delle prove su tutte le tipologie di polveri che possono essere usate con sicurezza in quel particolare calibro. Questo può essere costoso e determinare un grande dispendio di tempo. A seguire esporremo una (vecchia) tecnica che contribuirà ad individuare polveri degne di essere testate.

Teoria sulla densità di caricamento
(con riferimeto ad arma lunga canna rigata)

Diverse polveri pur avendo simili tassi di progressività, così come riportato sui manuali di ricarica, spesso non offrono risultati analoghi. La ragione è semplice : il burn-rate (la vivacità) è solo una caratteristica della polvere e non può essere il solo fattore che contribuisce alla precisione. La composizione della polvere, dimensione e forma dei granuli ed il trattamento superficiale degli stessi (se presente) può determinare la differenza di prestazione tra polveri simili. Queste peculiarità incidono anche sulla densità gravimetrica (densità apparente che tiene conto della porosità e degli spazi interstiziali) in modo che per una stessa dose, le volumetrie occupate dalla polvere cambiano e con esse cambia l’energia del gas di deflagrazione per unità di volume (vedi anche: “Equazione di Sarrau” e “Relazione di Nobel_Abel”).

dimensioni bossolo 9×21

 

La percentuale di spazio occupata dalla polvere, rispetto al volume totale della camera a polvere, è chiamata “densità di caricamento”. Per densità di caricamento ridotta (il propellente non riempie totalmente la boiling room), l’accensione della polvere e l’andamento della curva di pressione possono essere affette da notevole variabilità. Riducendo la densità di caricamento si ha inoltre una riduzione della pressione di picco abbassando anche la velocità dei proiettili. Quando, di contro, la densità di caricamento aumenta, la polvere non è in grado di spostarsi all’interno della cartuccia, l’accensione e la pressione sono più uniformi, si ottiene più costanza nelle velocità e migliore accuratezza.

Inoltre, per le buone ricariche, la polvere viene totalmente bruciata pochi centimetri al di là del punto di picco di pressione, ma se l’arma ha una canna corta e/o la cartuccia ha una bassa densità di caricamento, soprattutto con polveri progressive, il picco di pressione può spostarsi lievemente in avanti (verso la volata) avendo un conseguente eccessivo “flash di bocca”. Tale fenomeno, può essere indice di polvere incombusta, provoca turbolenze dietro il proiettile ed ha un effetto negativo sulla precisione. Un eccessivo spostampento del picco pressorio in avanti può essere pericoloso determinando fenomeni di “fuoco lungo”, in sostanza il picco pressorio si verifica in modo anomalo in zone della canna non dimensionate per quelle condizioni di funzionamento.

Passare ad una polvere più rapida, può non risolvere il problema del flash di bocca se la polvere ha un’alta densità gravimetrica tale da non riempire il bossolo. Invece, con una polvere di densità adeguatamente inferiore, anche se di minore vivacità, si riempirà completamente la boiling room ottenendo una ricarica complessivamente migliore. Questo è il motivo per cui alcuni ricaricatori preferiscono polveri tali da determinare volumi che il seating della pallottola tenderà a comprimere leggermente (attenzione, l’aumento della densità di caricamento provoca l’innalzamento del picco di pressione).

I ricaricatori interessati alle cartucce originariamente progettate per la polvere nera, per migliorare la precisione caricando polvere infume, tentano di colmare l’eccesso di spazio provando di tutto: dal semolino al cartone, dalla farina ai batuffoli di cotone, dal Kapok alla carta igienica. La sicurezza di questa pratica è discutibile e non deve MAI essere tentata senza aver prima consultato un affidabile riferimento, ma coloro che la utilizzano, giurano sul grande miglioramento dei risultati. Il concetto della densità di caricamento trova quindi riscontro.

Calcolare la densità di caricamento

Se non si possiede un software che calcoli la densità di caricamento vi sono delle procedure di semplice applicazione.

Capacità della camera a polvere: in primo luogo è necessario determinare la capacità della camera a polvere delle proprie cartucce. Naturalmente, nel caso di bossoli uniformemente cilindrici (o quasi), tale volume dipenderà linearmente dall’OAL adottata. Per la valutazione dell’ampiezza della camera a polvere possono essere seguiti due metodi, entrambi basati sulla considerazione che il peso di un cc di acqua (meglio se distillata) è prossimo ad 1 grammo (per essere esatti, questo alla alla temperatura di 4°C):

Primo metodo: Dopo aver ricalibrato (se normalmente eseguiamo tale passaggio) ed innescato un bossolo pulito, lo poniamo su una bilancia di precisione azzerandone la tara. Con una siringa si colma di acqua distillata il bossolo sino a sfiorarne il colletto. Il peso di acqua distillata così ottenuto (in grammi) rappresenterà il volume interno del bossolo (in centimetri cubici). A tale stima del volume, dovremo sottrarre lo spazio occupato dal seating della palla. Se, come detto, il bossolo viene considerato uniformemente cilindrico (almeno sul tratto relativo al seating), la palla avrà diametro approssimativamente pari al diametro interno del bossolo e considereremo affondante in esso una sezione perfettamente cilindrica. Misurata con attenzione l’altezza della palla e conoscendo l’OAL della cartuccia si potrà stimare il volume cilindrico occupato dal seating del proiettile e di conseguenza calcolare il volume della camera a polvere.

Secondo metodo: Assemblata una cartuccia completa a meno di polvere ed innesco ne rileviamo il peso da considerare come tara. A questo punto con una siringa, attraverso il foro di vampa, la riempiamo di acqua distillata facendo attenzione all’eventuale formazione di bolle d’aria. Colmata d’acqua la camera a polvere, asciugheremo con l’angolo di un pezzo di carta assorbente il liquido in eccesso debordato nella tasca porta innesco. Il peso determinato dall’acqua, rappresenterà il volume della camera a polvere.

Densità della polvere: come seconda fase è necessario determinare la densità della polvere che si sta utilizzando. Per alcune polveri tali dati vengono pubblicati, per le altre sarà necessario trovare sperimentalmente il valore. La densità della polvere è comunemente espressa in grammi su centimetro cubo (g/cc). Per trovare la densità di una polvere può essere seguito questo procedimento: pesare un contenitore misurandone la tara. Pesare poi il medesimo contenitore riempito di polvere sino ad un livello chiaramente determinato. Svuotare il contenitore e riempirlo d’acqua sino al livello precedente. Dividendo il peso della polvere del contenitore (in grammi) per il peso dell’acqua (in grammi) si otterrà la densità della polvere (in g/cc).

Per completare il calcolo ed avere infine il valore della densità di caricamento (DC), dovremo dividere il volume occupato dalla polvere (Vp) per il volume totale della camera a polvere (Vbr).

Calcoli Densità di caricamento
Con “peso della polvere” si intende il peso in grammi della dose di ricarica.
Per “boiling room” si intende il volume della camera a polvere.

 

Interpretazione dei dati

Per la maggior parte delle polveri si dovrà considerare una variazione tra le densità dei vari lotti di un ± 10%. Si dovrebbe prendere in considerazione questa limitazione quando si confrontano le densità di caricamento. La teoria della densità di caricamento ai fini della precisione non è del tutto infallibile. Nel caso le polveri a più alta densità (minore densità di caricamento) non producano i risultati sperati in termini di accuratezza e stabilità di risposta, generalmente vale la pena testare polveri la cui densità di caricamento sia pari o superiori all’80%.

Densità di caricamento e Cheddite Granular S (grossa)
(in arma corta calibro 9×21)

Come visibile sull’articolo del 2/4/2008 (a cui si rimanda per le condizioni di test), le prove effettuate sulla Cheddite Granular S (grossa) hanno evidenziato una notevole “stabilizzazione” nelle velocità dei colpi se a parità di carica (4.2 grani) si riduceva l’OAL della cartuccia (da 29.7 a 29.0mm). In altre parole quanto scritto sopra trova diretto riscontro sui test effettuati anche se condotti in arma corta. Nulla possiamo ancora dire sulla precisione (si attendono delle prove effettuate in rest) ma il riscontro velocitario è evidente.

Come detto, la densità di caricamento non è altro che il rapporto tra il volume della polvere ed il volume del bossolo destinato a contenere la polvere. Quindi possiamo incrementare la densità di caricamento non solo usando polveri a densità gravimetrica più bassa ma, in alternativa e quando possibile (free boring), riducendo il volume della boiling room abbassando l’OAL della cartuccia (seating depth della palla).
Usando le procedure esposte sono stati determinati i seguenti valori:

Volume interno del bossolo 9×21 ricalibrato ≈ 1.00cc

Volume della camera a polvere dopo l’inserimento di una palla Frontier 124 grani RN ramata per cartuccia di OAL variabile :

 

Tabella OAL vs Densità caricamento e SD
In tabella abbiamo:
OAL = Out All Lenght in mm
BR = Volume camera a polvere in cc (accuratezza stimata ± 3%)
max DC%= massima densità % di caricamento (per densità polvere da 0.507g/cc)
min DC%= minima densità % di caricamento (per densità polvere da 0.580g/cc)
SD% = deviazione standard % della velocità (su 10 campioni)

 

La densità gravimetrica stimata per il lotto in uso di Cheddite Granular S (grossa) è stata di 0.507g/cc (media su quattro rilevazioni) contro un intervallo dichiarato dal produttore di 0.520÷0.580g/cc

SD% vs Densità caricamento

Il grafico illustra la relazione tra la densità di caricamento e la variabilità del riscontro cronografico (ipotizzando la densità della polvere a 0.507g/cc; SD% rilevata su 10 colpi per punto). Come supposto, per quanto rilevato durante i test sul 9×21 del 2/4/2008, al diminuire della densità di caricamento si ottiene un rapido peggioramento della deviazione standard sulla velocità dei colpi, peggioramento rilevante anche se la densità di caricamento rimane sempre superiore all’80%.

Conclusioni

La costanza di velocità dei colpi pare dipendere strettamente dalla densità di caricamento. Come già largamente verificato in arma lunga, il fenomeno sembra avere rilevanza anche sul comportamento delle munizioni in arma corta. Sarà interessante effettuare un’ulteriore verifica in termini di risultati su bersaglio.

(liberamente ispirato ad un articolo redatto dalla RSI’s Shooting Lab)

 

 

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Le informazioni di ricarica reperibili sull’articolo non si sostituiscono a quanto riportato sui manuali di ricarica e sulle tabelle fornite dai produttori di polveri, armi e munizioni.

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6 Commenti

  1. Alberto Sensei

    Grazie Speedy, ottimo articolo come sempre.

    Sarebbe interessante fare le stesse considerazioni anche per bossoli “capienti” come il 357, magari usati con una polvere relativamente veloce come la granular s grossa. Immagino che la densità di caricamento influisca ancora di più.

  2. Speedy

    Grazie, sono lieto ti sia parso interessante…
    Credo anch’io che in un 357 l’effetto dovrebbe essere ancor piú enfatizzato.

    Sono anche curioso di fare dei test su bersaglio (mediante rest). Sara’ interessante rilevare se, ed in quale misura, la consistente variazione in deviazione std. della velocità alteri accuratezza e precisione di un’arma corta.

  3. cicastol

    Molto interessante!!!
    Sarebbe altrettanto bello vedere delle prove sulla densità di caricamento e relativa sd velocitaria su munizioni a bassa pressione come la .45ACP con cariche leggere di polvere vivace.
    Nonostante la bassa densità di caricamento questo tipo di cariche sono le più usate per il tiro mirato.

  4. Speedy

    Si’, avevamo gia’ ipotizzato una simile prova proprio perche’ in calibri come il .45ACP o il .357M la bassa densita’ di caricamento puo’ essere ulteriormente enfatizzata. Anche l’eventuale legame tra “bassa SD” e “migliore rosata” dovrebbe essere meglio esplorato. Vedremo quale test sara’ possibile implementare…

  5. Mauro

    Mi piacerebbe sapere se qualcuno abbia fatto delle prove con un calibro 416 Ruger per sapere quali polveri si possono usare se la palla è un impala da 240 grani (15,6g).
    sono accetti tutti i consigli….

  6. vincenzo

    INTERESSANTE inizio a fare i calcoli per il mio 300wm

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