Carabina: canna lunga o corta ?

 

Spesso, tra appassionati, si discute sulla lunghezza ottimale che dovrebbe avere una canna, disquisendo su quello che potrebbe essere il miglior compromesso tra flessione della canna e velocità del proiettile. In questo articolo esamineremo i vari elementi che contribuiscono alla definizione di una scelta ragionata.

Lunga o corta, cosa cambia ?

In generale, la lunghezza della canna di una carabina può determinare la variazione dei seguenti parametri:

– Velocità iniziale del proiettile
– Accuratezza, intesa come movimento della volata allo sparo
– Maneggevolezza e trasportabilità
– Rumore e flash di bocca

Velocità iniziale del proiettile: La lunghezza minima della canna deve essere tale da consentire la combustione totale della polvere prima dell’espulsione del proiettile. All’estremo opposto, nel caso di una canna molto lunga, la spinta sul proiettile causata dall’espansione dei gas sarà via via inferiore, sino a compensare le sole perdite, tra queste la forza di attrito per lo scorrimento dell’ogiva. L’incremento nella lunghezza della canna diventa da questo momento controproducente ed il proiettile decelera. Questa fase di transizione determina la lunghezza massima teorica alla quale si otterrà la maggiore velocità di lancio possibile. Chiaramente, numero e passo delle rigature; calibro, forma e peso dell’ogiva; quantità, tipo e progressività del propellente; sono tutti parametri che incidono sul bilancio appena descritto. La lunghezza di canna così ottenuta rimane però solo un dato teorico perché troppo grande per un uso pratico dell’arma.

In ogni caso, una canna ragionevolmente lunga permette di sfruttare al meglio l’energia ottenuta dalla deflagrazione del propellente, consentendo ai gas di spinta di espandersi maggiormente dopo il punto di combustione totale della polvere (all burnt point). Questo, a parità di condizioni, permette alla pallottola di raggiungere una velocità iniziale più elevata, con alcuni vantaggi nel tiro su medie e lunghe distanze, sia come tensione della traiettoria che come deviazione al vento. Inoltre, con canne più lunghe è ipotizzabile impiegare polveri lievemente più progressive che innalzeranno il valore della pressione media in canna non eccedendo con il valore della pressione di picco, incrementando ulteriormente la velocità alla volata.

Accuratezza: in linea di massima, a parità di diametro, una canna più corta è più rigida e dovrebbe permettere una accuratezza migliore. La vibrazione indotta allo spara sarà infatti di ampiezza inferiore (e a frequenza più elevata). In pratica, per una carabina con canna più lunga, sarà potenzialmente meno semplice individuare il tempo di canna ottimale del proiettile, richiedendo un fine aggiustamento dei parametri di ricarica della cartuccia. Essa sarà inoltre più suscettibile alle variazioni inevitabili tra i colpi.

Quando si utilizzano le mire metalliche, una canna più lunga offre invece la possibilità di maggiore precisione. Questo perché una maggiore distanza tra tacca di mira e mirino rende più facile un corretto allineamento con il bersaglio.

Maneggevolezza e trasportabilità: ovviamente una canna lunga pone dei vincoli su trasportabilità e maneggevolezza. Per la caccia ad esempio il peso dell’arma può essere un parametro determinante, così come peso e maneggevolezza per un fucile d’assalto o per il tiro di precisione in ambito urbano, contesto in cui difficilmente si ingaggeranno bersagli oltre i 150m.

Rumore e flash di bocca: Poiché una canna più lunga consente una combustione più completa della polvere e una riduzione della pressione alla volata prima che il proiettile abbandoni la canna, una canna lunga generalmente produce uno sparo meno fragoroso. Mediante prove sperimentali si è visto che la pressione alla volata aumenta in modo esponenziale con la diminuzione della lunghezza della canna. Questa pressione produce livelli sonori significativamente più alti (anch’essi con relazione esponenziale) e flash di bocca progressivamente crescenti.

Facciamo qualche calcolo

Tentiamo adesso di quantificare gli effetti di una canna più o meno lunga su velocità iniziale del proiettile, movimento della volata allo sparo e peso dell’arma. Per far questo abbiamo ipotizzato di avere una carabina in 6,5×47 Lapua con canna di diametro e lunghezza variabile. In tabella abbiamo considerato tre tipologie di diametri: 16, 22 e 28mm [D] a cui associare lunghezze di 610, 690 e 710mm [L].

– Comparazione canne –

Sul prospetto viene indicata la nostra stima circa la differenza di peso ottenibile [Peso], la variazione ipotetica della velocità del proiettile [V0] e lo spostamento angolare massimo della volata in MOA [Fles.]. Per la variazione di velocità si è usato il programma di balistica interna QuickLoad, poi integrato con dati sperimentali. Lo spostamento della volata allo sparo è stato determinato con una Analisi degli Elementi Finiti. Gli effetti della variazione di velocità del proiettile sono stati inoltre valutati in termini di caduta [Drop] e deviazione al vento [Deriva] a 1000m. A questa distanza si è anche eseguita una Analisi Statistica di Precisione valutando la diversa probabilità di andare a bersaglio su una piastra circolare da 30cm [Prob.].

Commentiamo i dati teorici ottenuti:
Velocità del proiettile: per questo calibro, il passaggio a canne di lunghezza maggiore ai 24 pollici (610mm) permette un incremento di velocità prossimo ai 2m/s per ogni centimetro di allungamento.
Prendendo a riferimento la canna da 690mm, un accorciamento a 610mm o un allungamento a 710mm ha effetti comunque limitati sulla balistica esterna di una palla Lapua Scenar da 139gr. La caduta del proiettile varierà tra +51 e -13cm, la deriva al vento tra +5 e -1cm (1), con una variazione probabilistica di fare bersaglio compresa tra -3 e +1% (2). Come detto, tutti i valori si riferiscono alla distanza dei 1000m (azzeramento a 100).

(1) vento da ore nove con intensità di 10Km/h. Sono stati trascurati sia lo spin-drift che l’effetto Coriolis
(2) ipotesi sulle incertezze: stima distanza ±0.5m; stima vento ±2Km/h; DevStd. V0 2.3m/s; precisione carabina 0.33 MOA; errore CB proiettile 3%

Spostamento della volata (3) : un dato forse intuitivo ma, interessante, emerge dalla valutazione della dinamica allo sparo dell’arma e della deformazione elastica della canna. A parità di lunghezza, 690mm, notiamo uno spostamento della volata sempre più elevato al ridursi del diametro di canna. Con 28mm di diametro il movimento angolare è di soli 5 MOA, per passare a ben 46 MOA se il diametro si riduce a 16mm. Inoltre, un incremento anche modesto della lunghezza di una canna sottile, associato alla leggerezza dell’intera carabina, determina uno spostamento allo sparo notevolmente più ampio che per una canna di diametro maggiore. Passando da 610 a 690mm, la flessione massima per una canna da 28mm sale del 20%; per una canna da 16mm tale valore si innalza del 35% rispetto ad un riferimento già di per sé elevato. Con una variazione così consistente per la canna da 16mm, regolare un buon tempo di canna del proiettile (OBT) potrebbe essere arduo (vedi anche l’articolo al seguente link). In base a questi dati, con i modesti vantaggi ottenibili sulla velocità iniziale della palla, un incremento di lunghezza per canne sottili sembrerebbe sconsigliato. Per canne dal diametro maggiore invece, volendo sfruttare al massimo le prestazioni balistiche, un aumento di lunghezza nei valori ipotizzati pare non determinare pesanti effetti collaterali.

– Comparazione movimento angolare volata vs diametro e lunghezza canna (3)

(3) ipotesi di simulazione: canna cilindrica, centro di gravità 2mm inferiore alla canna, dinamica pressoria simile alla tipica del .308 Win

Peso: mantenendo costante il diametro esterno della canna, la variazione massima di peso al variare della lunghezza si raggiunge ovviamente nel caso del diametro maggiore (28mm). Tale cambiamento rimane comunque molto contenuto, con un massimo di circa 650 grammi passando da una lunghezza di 710 a 610mm. E’ possibile ottenere un maggiore vantaggio in trasportabilità agendo non solo sulla lunghezza ma anche sul diametro. Passando da una canna lunga 710mm con diametro da 28, ad una canna da 610mm e diametro da 16mm si risparmiano più di 2 chili di peso.

Conclusioni

Per quanto visto possiamo dire che un’arma portatile, ad uso caccia ad esempio, leggera e con piccolo diametro di canna, dovrebbe anche avere una lunghezza ridotta. Questo non tanto per una ulteriore diminuzione del peso, il vantaggio è infatti marginale, ma soprattutto per limitare lo spostamento della volata allo sparo. Una canna lunga inoltre, renderebbe più difficoltoso il brandeggio.
Una carabina con canna pesante può invece sfruttare più agevolmente il vantaggio di una canna più lunga, massimizzando così la velocità iniziale del proiettile senza subire pesanti effetti collaterali. Per incrementi di lunghezza nell’ordine di pochi centimetri, il vantaggio balistico rimane comunque esiguo. In quest’articolo non abbiamo analizzato lunghezze di canna maggiori di 28 pollici, per ottenere velocità iniziali del proiettile sensibilmente più elevate è necessario sbilanciare nettamente le caratteristiche dell’arma.
 
 


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3 Commenti

  1. gprov

    Sempre interessantissimo, Speedy! Grazie.

  2. Speedy

    … a te ! 😉

  3. Andy

    Fabio, thank you ever so for your post. Much thanks again.

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