Autore: Fabio Novembre 19, 2017 1 Commento

 
All’inizio del 2017 la statunitense Nosler ha lanciato sul mercato una nuova linea di proiettili denominati RDF. RDF è l’acronimo inglese di Reduced Drag Factor, ovvero, a fattore di resistenza aerodinamica ridotto. I proiettili RDF vantano coefficienti balistici così elevati da avere, a parità di peso, pochi reali antagonisti sul mercato.

Come sappiamo, il coefficiente balistico definisce la capacità di superare la resistenza dell’aria in volo. Un alto valore del parametro implica un migliore mantenimento della velocità, traiettorie più tese e inferiore sensibilità al vento. Come si usa dire nel tiro long-range: “la velocità è labile, il coefficiente balistico è per sempre” 🙂

Per meglio apprezzare lo sforzo tecnologico operato in tale senso da Nosler, in quest’articolo esamineremo i tratti essenziali dei proiettili ad alte prestazioni aerodinamiche, per poi passare ad una comparazione tra il prodotto Nosler e l’analogo Berger.

Anatomia del proiettile

Le principali parti del proiettile sono schematizzate nell’immagine a seguire:

– Parti del proiettile –

 
Possiamo distinguere:

1.  il foro apicale, detto anche “meplat”, viene generato per esigenze costruttive: il proiettile è infatti costruito dal basso verso l’alto deformando il mantello dello stesso
2.  il mantello o camiciatura, realizzato per imbutitura da lamiera in lega rame-zinco
3.  il nucleo in piombo
4.  la base del proiettile, ossia la parte terminale della porzione di coda
5.  l’angolo di rastrematura della coda
6.  la coda che, nella fattispecie, è di tipo boat-tail
7.  la superficie di scorrimento, porzione cilindrica su cui inciderà la rigatura ed il cui diametro definisce il calibro del proiettile
8.  il raggio di curvatura dell’ogiva
9.  l’ogiva, parte frontale del proiettile deputata alla penetrazione in aria dello stesso

Nella messa a punto di un proiettile ad alte performance aerodinamiche, lo sforzo dei progettisti si focalizza in particolare sul disegno dell’ogiva e sulle proporzioni della coda rastremata. Come spesso accade, per il bilanciamento delle prestazioni è necessario operare delle scelte di compromesso.

Coda rastremata
Un proiettile che si muove ad alta velocità in aria determinerà, al suo passaggio, delle turbolenze ed una zona di bassa pressione in coincidenza della sua base. Il vuoto creatosi ha effetto sull’area di base della pallottola determinando una forza frenante all’avanzamento della stessa. L’obbiettivo di una base rastremata è proprio quello di ridurre la superficie su cui può agire l’area di bassa pressione. Il disegno della coda boat-tail è tale da permettere ai filetti fluidi di muoversi lungo la superficie della pallottola per distaccarsi solo in prossimità della base.

Una prima intuizione porterebbe a pensare che, in base a quanto detto, una migliore prestazione si otterrebbe allungando la base rastremata sino ad appuntirla. Purtroppo questo disegno, sia pure efficiente dal punto di vista aerodinamico, determina l’instabilità dinamica del proiettile ed una eccessiva sensibilità al soffio di bocca dell’arma. Una porzione di coda lunga 0,8 volte il calibro rappresenta il limite pratico per i proiettili stabilizzati per effetto giroscopico (rotazione).

A questo punto potremmo pensare di mantenere la coda non troppo lunga azzerando la superficie di base grazie ad un accentuato angolo di rastrematura. Anche qui però si presenta un limite, l’angolo della coda rastremata non dovrebbe superare gli 8 o 9 gradi, pena il distacco dei filetti fluidi e la vanificazione del miglioramento desiderato. L’angolo ottimale è tipicamente prossimo ai 7 gradi.

Profilo ogivale
Per semplicità costruttiva il profilo di quasi tutte le ogive è un arco di circonferenza, esso può essere tangente o secante alla porzione cilindrica del proiettile. E’ tangente quando l’arco di circonferenza si raccorda perfettamente senza discontinuità alla superficie di scorrimento, secante nel caso si presenti una linea netta di raccordo.

– Profilo ogivale –

 
Per una determinata lunghezza della porzione ogivale del proiettile, se il profilo è perfettamente tangente, esso avrà un raggio ben determinato. Qualsiasi raggio più lungo di questo farà sì che l’ogiva diventi secante, più lungo è il raggio più ci si approssima ad una ogiva conica. Le ogive secanti possono quindi avere un raccordo al corpo del proiettile più o meno aggressivo in funzione dell’allungamento del raggio. Sperimentalmente si è notato che la resistenza aerodinamica di una ogiva secante è ridotta al minimo quando il suo raggio è il doppio di quello tangente. In altre parole, per una data lunghezza dell’ogiva, se il profilo tangente ha un raggio di 8 calibri, il raggio secante più lungo che ha senso implementare è al massimo di 16 calibri.

Il parametro noto come Rt/R è un numero usato per quantificare quanto sia secante un’ogive. Rt/R è il rapporto tra il raggio dell’ogiva tangente e il raggio effettivo implementato sul proiettile. Nell’esempio fatto sopra, l’ogiva con raggio di 16 calibri avrebbe un rapporto Rt/R di 0,5. Il numero 0,5 è quindi il valore pratico più basso per il rapporto Rt/R, e rappresenta l’indice minimo di resistenza aerodinamica per una determinata lunghezza ogivale. Un’ogiva perfettamente tangente avrà un rapporto Rt/R di 1,0. La maggior parte delle ogive ha quindi un Rt/R tra 1,0 e 0,5

La lunghezza della parte ogivale è di fondamentale importanza per una buona aerodinamica, basti pensare che tra due ogive, una lunga 2 volte il calibro e l’altra 3, la seconda è fino al 25% più efficiente. Anche qui troviamo però delle limitazioni, un proiettile con la porzione ogivale molto lunga ha minore attrito ma risulta difficilmente stabilizzabile a causa dell’avanzamento del centro di pressione. Il braccio tra centro di massa e centro di pressione tende infatti a crescere (vedi l’articolo: La stabilizzazione del proiettile). Anche tentando di ridurre l’altezza complessiva del proiettile sacrificando parte della superficie di scorrimento in canna, la lunghezza totale deve rimanere entro limiti accettabili, tipicamente non superiore a 5 o 6 calibri. La porzione cilindrica deve inoltre mantenere dimensioni adeguate per una corretta presa sulle rigature e un buon allineamento meccanico del proiettile (almeno 1,2 calibri).

A parità di lunghezza dell’ogiva, un profilo secante è fino al 12% più efficiente di quello tangente. Il profilo secante (es. Berger VLD) tende però ad essere meno preciso a causa del potenziale lieve disassamento del proiettile nel suo transito in canna. Le ogive tangenti invece hanno la peculiarità di auto-allinearsi. Per migliorare la precisione del tiro, nei proiettili con ogiva secante, si deve ridurre il più possibile il jump, ovvero il percorso libero seguito dalla palla prima di trovare la rigatura della canna. La sensibilità di questa tipologia di proiettili all’OAL della cartuccia, ovvero alla sua altezza complessiva, rimane.

Per sfruttare il vantaggio di una ogiva secante, tollerando però maggiori jump, nel 2011 la Berger mise a punto un profilo ibrido. Le Berger Hybrid, questo è appunto il nome, presentano un profilo sdoppiato della porzione ogivale. In linea di massima, dal foro apicale e per i primi quattro-quinti, l’ogiva ha profilo secante (vantaggio aerodinamico). L’ultimo quinto invece, in prossimità della porzione cilindrica del proiettile, è invece tangente (vantaggio meccanico).

– Berger Hybrid cal .30 –

 
Foro apicale
il foro apicale è un effetto collaterale del processo di costruzione del proiettile. Nella fase intermedia di realizzazione la camiciatura è una sorta di tubicino con una estremità chiusa, la stessa che sarà poi la base del proiettile. Inserito e pressato il nucleo di piombo, la camiciatura viene poi forzata sino ad assumere la forma ogivale. A stampaggio completo il proiettile viene espulso dalla matrice da un perno posizionato in corrispondenza del foro apicale. Un foro apicale più piccolo implica la necessità un perno di diametro inferiore e per ragioni di resistenza meccanica tale dimensione non può essere ridotta oltre un certo valore.

La presenza del foro apicale peggiora il coefficiente balistico della pallottola, sia in termini di valore medio che di uniformità. Non tutti i fori apicali sono infatti perfettamente uguali e questo determina una variazione di comportamento anche tra proiettili del medesimo lotto. Il fenomeno è tale che alcuni tiratori torniscono e appuntiscono i proiettili. La tornitura (trimming) allarga ma rende uniforme il foro, il processo di appuntimento (pointing) recupera una forma aerodinamica più efficiente. A questo proposito, il diametro ottimale del meplat è da regolare tipicamente a 0,1 calibri.

I proiettili Nosler RDF

I proiettili RDF della Nosler, in diretta competizione con quelli Berger serie Hybrid, promettono elevati coefficienti balistici ma a costi più contenuti rispetto alla concorrenza. La soluzione adottata anche dalla Nosler è di un proiettile a profilo ogivale ibrido (tangente/secante) e coda boat-tail. La disponibilità attuale vede i proiettili RDF nei seguenti calibri/pesi: .22″/70gr, 6mm/105gr, 6.5mm/140gr e .30″/174gr. Osservando questi proiettili balza all’occhio il foro apicale di ridottissime dimensioni. Evidentemente la Nosler ha migliorato il processo di produzione tanto da rendere superflua la post-lavorazione di tornitura e appuntimento.

– Nosler RDF –

 
Comparazione tra Nosler-RDF e Berger-Hybrid per il 6,5mm
Alla ricerca delle migliori prestazioni aerodinamiche per il calibro 6,5mm (vedi l’articolo: Analisi statistica di precisione), sulla tabella a seguire compariamo i proiettili a profilo ibrido da 140gr, Nosler e Berger. Le rilevazioni dimensionali sono state eseguite avvalendoci di un profilometro elettronico. In tabella, come ulteriore riferimento, abbiamo aggiunto anche i dati reperibili per la palla Lapua Scenar da 139gr.

(*) la valutazione al profilometro è stata eseguita solo sui proiettili Nosler e Berger
(**) dato stimato ed approssimativo

Considerando un peso palla di 140 grani, con un valore G7 di 0,330 (dato nominale), il coefficiente balistico delle Nosler RDF è il più elevato tra i proiettili commerciali in 6,5mm attualmente prodotti. Seguono con 0,327, le JLK VLD (praticamente introvabili in Italia), e al terzo posto si piazzano le Berger Hybrid con 0,311.

Qualche commento sulla comparazione dimensionale: come è possibile notare, la moderata superiorità balistica del proiettile Nosler (+6% sul CB) rispetto a quello Berger si gioca sui decimi di millimetro. Comprendiamo che, raggiunto il miglior bilanciamento tra limite tecnologico e costi di produzione, per l’ottimizzazione Nosler ha curato il più piccolo dettaglio.

– Berger Hybrid (profilo rosso) vs Nosler RDF (profilo nero) –

 
Sul proiettile RDF notiamo una coda boat-tail abbastanza “aggressiva”: si è infatti ridotto il diametro della base grazie all’allungamento della coda (0,83 calibri) e all’adozione di un angolo di rastrematura accentuato (9 gradi). Entrambi i valori sono a ridosso del limite teorico sopra discusso.

A fronte di una lunghezza totale simile, il proiettile Berger è dotato di una porzione ogivale più lunga ma di un foro apicale meno efficiente (1.4mm). Il meplat dei proiettili RDF ha dimensioni veramente contenute (1mm), probabilmente il più stretto tra tutte le OTB (open tip bullet) reperibili sul mercato.

– Meplat delle Nosler RDF (a sx) vs Berger Hybrid (a dx) –

 
Un particolare apparentemente trascurabile è quello della smussatura a raccordo tra base del proiettile e coda boat-tail. Rispetto alle Hybrid, le RDF presentano uno spigolo meno arrotondato (0,23mm contro 0,51mm). Come mostrato negli studi del balistico Bryan Litz, poi pubblicati sul testo: “Modern Advancement in LR shooting“, un raccordo di base spigoloso facilita la stabilizzazione del proiettile.

Un effetto secondario di una migliore stabilizzazione determina anche il marginale incremento del coefficiente balistico, il proiettile infatti si disporrà in traiettoria con minore angolo di incidenza offrendo una ridotta sezione frontale al vento relativo. Nel processo di produzione industriale dei proiettili solitamente si evitano, per le difficoltà connesse, spigoli molto accentuati. E’ difficile infatti ottenere una uniforme e ripetitiva realizzazione. Nosler, evidentemente, ha perfezionato le tecniche di formatura del mantello sino ad ottenere questo miglioramento.

– Nosler RDF (a sx) vs Berger Hybrid (a dx) –

 
Aggiungiamo una breve considerazioni sui prezzi: prendendo a riferimento dei proiettili con un ottimo rapporto qualità/prezzo come i Lapua Scenar da 139gr, nel momento in cui questo articolo viene scritto, le Nosler RDF costano circa il 17% in più contro oltre il 67% delle Berger Hybrid. Tra RDF e Hybrid, osservando la qualità generale e le prestazioni, si è portati a preferire indubbiamente il prodotto Nosler.

Conclusioni

Come sinteticamente esposto, la progettazione dei proiettili ad alte prestazioni aerodinamiche è certamente complessa. In questo scenario, apprezziamo lo sforzo della Nosler nel produrre e commercializzare i nuovi proiettili RDF. Grazie alle notevoli prestazioni balistiche la serie RDF supera il monopolio Berger per le ogive di tipo ibrido, rappresentando una valida e più economica alternativa.
 
 

 
 

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