Autore: Fabio Aprile 1, 2010 3 Commenti

Ultimamente abbiamo avuto modo di collaborare ai test di valutazione di una particolare tipologia di proiettili. Si tratta delle Comp-Bullet, palle di recente ideazione dotate di fori di compensazione. Con tali proiettili, assolutamente innovativi nel concetto di funzionamento, si vorrebbe principalmente ridurre il rilevamento dell’arma allo sparo.

 

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
Aspetto esterno, verifiche dimensionali e ponderali

L’accuratezza della realizzazione è il primo elemento che l’aspetto delle ogive CB evidenzia. In ottone lucido e dalla superficie liscia, non presentano segni di lavorazione visibili. Su qualche campione fa eccezione la ribava individuabile attraverso i fori radiali e relativa alla realizzazione del foro assiale dei proiettili (vedi immagine).

 

 Ribava di lavorazione foro assiale

 

Tali residui di lavorazione sono generalmente poco tenaci e dovrebbero rimuoversi al primo sforzo meccanico allo sfiato dei gas di deflagrazione, rimane comunque un potenziale rischio di asimmetrizzazione dei getti radiali.
La tabella ed i grafici a seguire riassumono i dati rilevati su 45 campioni dei proiettili in oggetto:

 

 Tabella delle verifiche dimensionali e ponderali

 

 Distribuzioni dimensionali e ponderali

Test cronografico

Si è realizzato un test velocitario comparativo tra le ogive CB tronco coniche (in cal 9 da 100gr) e delle Fiocchi FMJTC di medesimo calibro e peso nominale (vedi immagine). Il confronto è stato eseguito tra cartucce con uguale OAL (28,5mm), pari dose di propellente (5,2gr di Cheddite Granular S grossa, lotto 6321) e medesima tipologia di bossoli: dei GFL in 9×21 al primo sparo; si è variato quindi tra le due tipologie di cartucce la sola ogiva. Nel dettaglio, prima dell’assemblaggio delle munizioni, sia i proiettili che i bossoli hanno subito una selezione ponderale: si è scelto il peso di 99,4±0,1gr per le palle FMJTC e di 100,2±0,1gr per le CB, i bossoli GFL sono stati selezionati a 57,4±0,2gr. Come arma per il test si è usata una Tanfoglio Stock II in 9×21 con canna poligonale da 113mm. I dati cronografici rilevati con un Chrony M1, sono visibili sulle tabelle a seguire:

 Dati Cronografici FMJTC

 

 Dati Cronografici CompBullet

 

I due gruppi di colpi mostrano una discreta costanza di risposta con valori medi della velocità rispettivamente di 374,7m/s per le FMJTC e di 381,1m/s per le CB che, a parità di dose di propellente, sviluppano quindi velocità lievemente maggiori. Tale incremento di prestazione, seppur di limitata entità, non crediamo sia casuale. Esso è principalmente attribuibile alla diversa densità di caricamento tra le due tipologie di munizioni. Pensiamo siano di minore rilevanza eventuali altri fenomeni riconducibili ad esempio: alle differenze tra i coefficienti di attrito canna proiettile (differenti leghe rame-zinco: tombacco per le FMJ ed ottone per le CB) o legati alla particolare lavorazione e profilo delle superfici in contatto con la rigatura (ad es. la corona di forzamento).

Per il minore peso specifico del materiale con cui sono costruite le CB, a parità di peso dell’ogiva, esse risultano molto più voluminose delle FMJ. A medesima OAL quindi, lo spazio interno al bossolo destinato a contenere la polvere (boiling room) tenderà ad avere dimensioni sensibilmente differenti a seconda del tipo di ogiva utilizzata. Nelle condizioni del test, ed assumendo una densità gravimetrica per la Cheddite Granular S in granulometria grossa di 520g/litro, abbiamo calcolato una densità di caricamento in volume superiore al 110% per le CB (la polvere viene compressa) e dell’84% per le FMJTC. Come rilevato in altri test, la densità di caricamento può determinare notevoli variazioni del ritmo combustivo della polvere, del picco pressorio in canna e della velocità del proiettile alla volata. In relazione a quanto detto, riportiamo le variazioni velocitarie ottenute con la Cheddite Granular S (grossa) nel 9×21 al variare della sola OAL, quest’ultima strettamente legata al volume della boiling room (test con palle Frontier ramate RNBB):

 

 Variazione della velocità alla volata al variare dell’OAL di cartuccia (9×21)

 

A seguire, riportiamo la tabella riassuntiva con le principali rilevazioni ottenute nella prova di comparazione cronografica tra ogive CB e FMJ:

 Tabella comparazione cronografica tra ogive CB e FMJTC

 

In base ad altri dati non documentati, possiamo anche dire che le differenze velocitarie a favore delle CB, potrebbero essere anche più elevate al mutamento del propellente utilizzato. Il fenomeno pensiamo sia da attribuire in massima parte, al diverso comportamento combustivo di alcuni propellenti in condizioni di elevata densità di caricamento.

Test di rinculo e rosata

Avvalendoci di un rest rinculante opportunamente equipaggiato, abbiamo sottoposto le CB ad una prova comparativa di rinculo a medesimo Power Factor, avendo a riferimento le già citate ogive FMJTC.

 

 Sistema di rilevazione cronografica e rinculo

 

Le due ricariche in paragone prevedono i componenti e l’OAL già descritti nella sezione “Test Cronografico”, fa eccezione la dose di propellente per le ogive FMJ, incrementata da 5,2 a 5,4gr per compensare la maggiore velocità espressa dai proiettili CB.
Idealmente le ogive CB, grazie alla deflessione dei gas di deflagrazione in direzioni ortogonali alla canna, dovrebbero ridurre il rinculo subito dall’arma. Più nel dettaglio, il rinculo può schematizzarsi come costituito da due distinte componenti:

• Rinculo primario, esso è causato dall’accelerazione di una massa costituita dal proiettile e dalla metà della polvere propellente. Il rinculo primario è quantificabile con la seguente relazione:

  Ir₁ = (½•m_polvere+m_palla)•V₀

  con
  Ir₁ = impulso di rinculo primario
  m_palla = massa del proiettile
  m_polvere = massa propellente
  V₀ = velocità del proiettile alla volata

 

• Rinculo secondario, esso avviene all’uscita del proiettile dalla canna ed è provocato dall’espulsione repentina dei gas di deflagrazione che producono un effetto “jet” sull’arma. La velocità di efflusso dei gas è ipotizzabile K-volte superiore alla velocità del proiettile. Nel 9×21, per velocità prossime ai 350m/s e proiettili tra i 100 ed i 124 gr, appare ragionevole considerare K=1,9. L’impulso secondario sarà quindi dato da:

  Ir₂ = m_polvere•K•V₀

  con
  Ir₂ = impulso di rinculo secondario
  m_polvere = massa propellente
  K = coefficiente relativo alla velocità di efflusso dei gas di deflagrazione
  V₀ = velocità del proiettile alla volata

Ne segue che il rinculo complessivo sarà la somma delle sue componenti:
Irt = Ir1+Ir2 , avendo indicato con Irt l’impulso di rinculo totale.
Le ogive CB agiranno come detto, sulla riduzione della componente di rinculo secondario. Possiamo stimare il vantaggio massimo teorico offerto da questi proiettili, nel caso ideale di totale annullamento dell’impulso secondario:

Rinculo per le FMJ (Ir_ta):

Ir_ta = Ir1+Ir2 = (½•m_polvere+m_palla)•V₀+m_polvere•K•V₀ =
= [m_palla+m_polvere•(K+0,5)]•V₀

Rinculo per le CB (Ir_tb):

Ir_tb = Ir1 = (½•m_polvere+m_palla)•V₀

Vantaggio teorico CB (ipotizzando proiettili da 100gr, dosi di propellente da 5,2gr e pari V₀):

Vt = (1 – Ir_tb/Ir_ta ) = 1 – Ir1/(Ir1+Ir2) =

= 1 – [m_palla+m_polvere•0,5] /[m_palla+m_polvere•(K+0,5)] = 0,088

Vt% = Vt • 100 = 8,8% (vantaggio teorico ideale)

Considerando anche il vantaggio nel dosaggio del propellente, in peso inferiore per le CB pur ottenendo il medesimo Power Factor (5,2gr per le CB e 5,4gr per le FMJTC), il beneficio teorico massimo diventerà:

Vt = 1 – [m_palla+m_{polvere_CB}•0,5] / [m_palla+m_{polvere_FMJ}•(K+0,5)] = 0,092

Vt% = Vt • 100 = 9,2% (vantaggio ideale massimo per il caso esaminato)

La rilevazione di rinculo attesa su rest, dovrà fornire quindi un dato differenza inferiore al 9,2%. (Per maggiori dettagli sulle metodologie di calcolo e sulla tecnica usata per la rilevazione del rinculo, si rimanda a due precedenti articoli: “Tiro dinamico: palla leggera o pesante” e “Appunti sulla fisica del rinculo”).

I risultati del test a fuoco per il rinculo, sono riassunti sulla seguente tabella:

 Tabella comparazione rinculo tra ogive CB e FMJTC

 

Il grafico successivo mostra la distribuzione dei colpi in funzione dell’impulso totale di rinculo calcolato e dell’elongazione registrata sul rest:

 

 Distribuzione dei colpi in funzione dell’elongazione registrata

 

Come si evince dai dati, le CB permettono una riduzione del rinculo che, almeno per il calibro in esame, pare di entità contenuta e non molto distante dal limite di risoluzione del sistema elettro-meccanico utilizzato per le rilevazioni. La riduzione di rinculo sfiora il 4%, attestandosi a meno della metà del vantaggio massimo teorico prima calcolato (9,2%).

Supponiamo che l’effetto di compensazione dell’ogiva CB, possa avvenire solo nel frangente che intercorre tra lo sporgere dei fori di compensazione dal vivo di volata e la totale fuoriuscita del proiettile dallo stesso. Nel caso specifico, tale tempo è calcolabile supponendo la velocità alla volata pari a 375m/s e la lunghezza del tratto di interesse sul proiettile pari a circa 8mm. Otteniamo un tempo di efficacia prossimo ai 20µs. Tale intervallo è probabilmente troppo limitato per esaurire l’intero effetto jet, che verosimilmente proseguirà dopo l’uscita del proiettile dalla volata, riprendendo la sua azione di spinta retrograda sull’arma.

Questa dinamica potrebbe spiegare l’effetto parziale della riduzione di rinculo rispetto a quella attesa. Seguendo il ragionamento descritto, per una maggiore efficacia nella compensazione, si dovrebbe allungare ulteriormente il proiettile creando una parete che sfrutti l’intera profondità del bossolo. Inoltre, un’inclinazione all’indietro dei fori di compensazione sulla pallottola, potrebbe migliorare la resa velocitaria sulla palla ed indirettamente, rendere possibile un’ulteriore riduzione del rinculo.

Il test di precisione con l’arma vincolata al rest, conduce a rosate per le CB non particolarmente strette. Alla distanza di 25m si registra un diametro di rosata prossimo ai 10cm per le CB, contro i 4cm delle FMJ.

 

Conclusioni

Abbiamo dunque esaminato e verificato le principali qualità attribuite alle ogive CompBullet:

a) Perfetta costanza nel peso e nelle quote

Possiamo confermare che il grado di lavorazione delle CB è eccellente con notevole costanza ponderale e dimensionale, fa eccezione la ribava del foro assiale che andrebbe eliminata sul prodotto finito.

b) Maggiore velocità del proiettile

Anche la risposta velocitaria delle CB è migliore se comparata a proiettili standard: nei nostri test, a pari dose di propellente si riesce ad erogare maggiore velocità rispetto ad ogive FMJ. Supponiamo che il vantaggio derivi dalla maggiore densità di caricamento causata dal maggiore ingombro delle ogive in ottone. L’incremento velocitario rilevato appare comunque ridotto, anche se l’uso di altri propellenti potrebbe enfatizzare tale vantaggio.

c) Ritorno in puntamento più rapido grazie alla riduzione del rinculo

Per quanto rilevato sul 9×21 la riduzione di rinculo è presente ma, di entità modesta. Al crescere della massa di propellente usata e/o al ridursi della velocità in volata, l’effetto di diminuzione del rinculo potrebbe essere più evidente.
Un differente dimensionamento delle ogive, allungando il più possibile il corpo cilindrico della palla, dovrebbe condurre ad una ulteriore diminuzione del rinculo, così come l’inclinazione all’indietro dei fori di compensazione sulle ogive. Notiamo anche che i fori di compensazione sono in numero pari; la scelta di progetto tipica per i sistemi rompifiamma è di un numero di aperture dispari che, da sperimentazione, riducono le oscillazioni del flusso di gas in volata, interferendo meno con il moto del proiettile. Infine, risulta migliorabile la precisione di rosata.

 

Note:
Per altri dettagli sulle ogive compensate visitate il sito CompBullet.com
 

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