En las municiones militares , una espoleta (a veces espoleta ) es la parte del dispositivo que inicia la función. En algunas aplicaciones, como los torpedos , una espoleta puede identificarse por su función como explosiva . [1] La relativa complejidad incluso de los primeros diseños de espoletas se puede ver en diagramas en corte.
Una espoleta es un dispositivo que detona el material explosivo de una munición en condiciones específicas. Además, una espoleta tendrá mecanismos de seguridad y armado que protegerán a los usuarios de detonaciones prematuras o accidentales. [2] [3] Por ejemplo, la batería de una espoleta de artillería se activa mediante la alta aceleración del lanzamiento del cañón, y la espoleta debe girar rápidamente antes de que funcione. La "seguridad total del calibre" se puede lograr con obturadores mecánicos que aíslan el detonador de la carga principal hasta que se dispara el proyectil. [4]
Una espoleta puede contener sólo los elementos electrónicos o mecánicos necesarios para señalar o accionar el detonador , pero algunas espoletas contienen una pequeña cantidad de explosivo primario para iniciar la detonación. Las espoletas para cargas explosivas grandes pueden incluir un propulsor explosivo .
Algunas publicaciones profesionales sobre explosivos y municiones distinguen la ortografía "espoleta" y "espoleta". [5] [6] El Ministerio de Defensa del Reino Unido afirma ( énfasis en el original):
Históricamente, se escribía con 's' o 'z', y todavía se pueden encontrar ambas grafías. [9] En los Estados Unidos y algunas fuerzas militares, [10] se utiliza espoleta [11] [12] [13] [ ¿ fuente poco confiable? ] [14] para indicar un dispositivo de ignición sofisticado que incorpora componentes mecánicos y/o electrónicos (por ejemplo, una espoleta de proximidad para un proyectil de artillería , una espoleta magnética / acústica para una mina marina , una espoleta para granada accionada por resorte , [15] [16] [ 17] detonador de lápiz o dispositivo antimanipulación ) [18] a diferencia de una simple mecha encendida . [19]
La situación de uso y las características de la munición que se pretende activar afectan al diseño de la espoleta, es decir, a sus mecanismos de seguridad y actuación.
Las espoletas de tiempo detonan después de un período de tiempo determinado mediante el uso de una o más combinaciones de temporizadores mecánicos, electrónicos, pirotécnicos o incluso químicos . Dependiendo de la tecnología utilizada, el dispositivo puede autodestruirse [21] (o volverse seguro sin detonar [22] ) algunos segundos, minutos, horas, días o incluso meses después de su uso.
Las primeras espoletas de la artillería no eran más que un agujero lleno de pólvora que iba desde la superficie hasta el centro del proyectil. La llama de la quema del propulsor de pólvora encendió esta "espoleta" al disparar y se quemó hasta el centro durante el vuelo, luego encendió o explotó lo que fuera con lo que estuviera lleno el proyectil.
En el siglo XIX, los dispositivos más reconocibles como "espoletas" de artillería moderna se fabricaban con madera cuidadosamente seleccionada y se recortaban para que ardiesen durante un tiempo predecible después del disparo. Por lo general, estos todavía se disparaban con cargadores de avancarga de ánima lisa con un espacio relativamente grande entre el proyectil y el cañón, y todavía dependían de la llama de la carga propulsora de pólvora que escapaba más allá del proyectil al disparar para encender la espoleta de madera y, por lo tanto, iniciar el cronómetro.
A mediados y finales del siglo XIX, las espoletas de tiempo de metal ajustables, las precursoras de las espoletas de tiempo actuales, que contenían pólvora encendida como mecanismo de retardo, se volvieron comunes, junto con la introducción de la artillería estriada . Las armas estriadas introdujeron un ajuste perfecto entre el proyectil y el cañón y, por lo tanto, ya no podían depender de la llama del propulsor para iniciar el cronómetro. Las nuevas espoletas metálicas suelen utilizar el impacto del disparo ("retroceso") y/o la rotación de los proyectiles para "armar" la espoleta e iniciar el cronómetro: introduciendo así un factor de seguridad que antes no existía.
Aún en la Primera Guerra Mundial, algunos países todavía usaban granadas de mano con simples mechas negras , muy parecidas a las de los fuegos artificiales modernos: el soldado de infantería encendía la mecha antes de lanzar la granada y esperaba que la mecha ardiese durante los segundos previstos. Pronto fueron reemplazadas en 1915 por la bomba Mills , la primera granada de mano moderna con una espoleta de tiempo relativamente segura y confiable que se iniciaba sacando un imperdible y soltando una manija de armado al lanzarla.
Las espoletas modernas suelen utilizar un sistema de retardo electrónico.
Las espoletas de impacto, percusión o contacto detonan cuando su movimiento hacia adelante disminuye rápidamente, generalmente al golpear físicamente un objeto como el objetivo. La detonación puede ser instantánea o retrasarse deliberadamente para que se produzca una fracción preestablecida de segundo después de la penetración del objetivo. Una espoleta instantánea "Superrápida" detonará instantáneamente al más mínimo contacto físico con el objetivo. Una espoleta con acción de roce también detonará al cambiar de dirección causado por un ligero golpe indirecto sobre una obstrucción física como el suelo.
Las espoletas de impacto en el uso de artillería pueden montarse en la punta del proyectil ("punto de detonación") o en la base del proyectil ("base detonante").
Las espoletas de proximidad hacen que la ojiva de un misil u otra munición (por ejemplo, una bomba lanzada desde el aire o una mina marina ) detone cuando se acerca a una cierta distancia preestablecida del objetivo, o viceversa. Las espoletas de proximidad utilizan sensores que incorporan una o más combinaciones de los siguientes: radar , sonar activo , acústico pasivo, infrarrojos , magnético , fotoeléctrico , sísmico o incluso cámaras de televisión . Estos pueden adoptar la forma de un dispositivo antimanipulación diseñado específicamente para matar o herir gravemente a cualquiera que manipule la munición de alguna manera, por ejemplo, levantándola o inclinándola. Independientemente del sensor utilizado, la distancia de disparo preestablecida se calcula de manera que la explosión se produzca lo suficientemente cerca del objetivo como para destruirlo o dañarlo gravemente.
Los detonadores remotos utilizan cables u ondas de radio para ordenar de forma remota que el dispositivo detone.
Las espoletas barométricas hacen que una bomba detone a una determinada altitud preestablecida sobre el nivel del mar mediante un radar , un altímetro barométrico o un telémetro infrarrojo .
Un conjunto de espoleta puede incluir más de una espoleta en disposiciones en serie o en paralelo. El RPG-7 normalmente tiene una espoleta de impacto (PIBD) en paralelo con una espoleta de tiempo de 4,5 segundos, por lo que la detonación debería ocurrir en el momento del impacto, pero por lo demás tiene lugar después de 4,5 segundos. Las armas militares que contienen explosivos tienen sistemas de espoleta que incluyen una espoleta en serie para garantizar que no se inicien (exploten) prematuramente dentro de una distancia peligrosa de la plataforma de lanzamiento de municiones. En general, la munición tiene que viajar una cierta distancia, esperar un período de tiempo (a través de un mecanismo de retardo electrónico o químico), o se le debe quitar algún tipo de clavija o tapón de armado. Sólo cuando estos procesos hayan ocurrido se completará el proceso de armado de la espoleta de tiempo en serie. Las minas suelen tener una espoleta de tiempo paralelo para detonar y destruir la mina después de un período predeterminado para minimizar las víctimas después de la duración prevista de las hostilidades. La detonación de minas navales modernas puede requerir la detección simultánea de una serie de sensores acústicos , magnéticos y/o de presión para complicar los esfuerzos de barrido de minas. [23]
Las múltiples características de seguridad/armado de la espoleta M734 utilizada para morteros son representativas de la sofisticación de las espoletas electrónicas modernas .
Los mecanismos de seguridad/armado pueden ser tan simples como las palancas de seguridad accionadas por resorte en las espoletas de granadas M67 o RGD-5 , que no iniciarán el tren explosivo mientras el pasador se mantenga en la granada o la palanca de seguridad se mantenga presionada. una granada sin alfiler. Alternativamente, puede ser tan complejo como el temporizador electrónico de cuenta regresiva de una mina marina de influencia, que da al buque que la coloca tiempo suficiente para salir de la zona de explosión antes de que los sensores magnéticos o acústicos se activen por completo.
En los proyectiles de artillería modernos, la mayoría de las espoletas incorporan varias características de seguridad para evitar que se activen antes de que abandonen el cañón del arma. Estas características de seguridad pueden incluir el armado en "retroceso" o mediante fuerza centrífuga y, a menudo, ambas funcionan juntas. El armado con retroceso utiliza la inercia del proyectil de artillería acelerado para eliminar una característica de seguridad cuando el proyectil acelera desde el reposo hasta su velocidad de vuelo. El armado rotacional requiere que el proyectil de artillería alcance ciertas rpm antes de que las fuerzas centrífugas provoquen que un dispositivo de seguridad se desactive o mueva un mecanismo de armado a su posición armada. Los proyectiles de artillería se disparan a través de un cañón estriado , lo que los obliga a girar durante el vuelo.
En otros casos, la bomba, la mina o el proyectil tienen una espoleta que evita la activación accidental, por ejemplo, detener la rotación de una pequeña hélice (a menos que un cordón extraiga un pasador) de modo que el percutor no pueda golpear el detonador incluso si el arma cae sobre el suelo. el terreno. Estos tipos de espoleta operan con armas de aviones, donde es posible que el arma deba ser desechada sobre territorio amigo para permitir que un avión dañado continúe volando. La tripulación puede optar por deshacerse de la caja fuerte de las armas dejando caer los dispositivos con los imperdibles aún conectados, o dejarlos caer quitando los imperdibles cuando las armas abandonan el avión.
Las bombas aéreas y las cargas de profundidad pueden tener espoletas de morro y cola usando diferentes características de detonador/iniciador para que la tripulación pueda elegir qué espoleta de efecto se adaptará a las condiciones del objetivo que tal vez no se conocían antes del vuelo. El interruptor de armado se establece en una posición de seguridad , morro o cola , a elección de la tripulación.
Las espoletas de base también las utilizan la artillería y los tanques para proyectiles del tipo "cabeza aplastada". Algunos tipos de proyectiles perforantes también han utilizado espoletas de base, al igual que los proyectiles de artillería nuclear.
Los mecanismos de espoleta más sofisticados de todos son los que se instalan en las armas nucleares , y sus dispositivos de seguridad/armado son correspondientemente complejos. Además de la protección PAL , las espoletas utilizadas en las armas nucleares cuentan con múltiples sensores ambientales altamente sofisticados, por ejemplo, sensores que requieren perfiles de aceleración y desaceleración muy específicos antes de que la ojiva pueda estar completamente armada. La intensidad y duración de la aceleración/desaceleración deben coincidir con las condiciones ambientales que realmente experimentaría la bomba/ojiva del misil al ser lanzada o disparada. Además, estos eventos deben ocurrir en el orden correcto. [ cita necesaria ]
Nota: algunas espoletas, por ejemplo las utilizadas en bombas lanzadas desde el aire y en minas terrestres, pueden contener dispositivos antimanipulación diseñados específicamente para matar al personal de desactivación de bombas . La tecnología para incorporar mecanismos trampa en las espoletas existe al menos desde 1940, por ejemplo, la espoleta alemana anti-remoción ZUS40. [24]
Una espoleta debe diseñarse para funcionar apropiadamente considerando el movimiento relativo de la munición con respecto a su objetivo. El objetivo puede pasar más allá de municiones estacionarias como minas terrestres o minas navales; o el objetivo puede ser abordado por un cohete, un torpedo, un proyectil de artillería o una bomba lanzada desde el aire. El tiempo de la función de la espoleta puede describirse como óptimo si la detonación ocurre cuando el daño al objetivo será máximo, temprano si la detonación ocurre antes del óptimo, tarde si la detonación ocurre más allá del óptimo, o fallido si la munición no detona. Cualquier lote determinado de un diseño específico puede probarse para determinar el porcentaje anticipado de óptimo inicial . tarde y se esperaba un fracaso de esa instalación de espoleta. [23]
El diseño de espoleta combinada intenta maximizar la detonación óptima al mismo tiempo que reconoce los peligros del funcionamiento temprano de la espoleta (y los peligros potenciales del funcionamiento tardío para la posterior ocupación de la zona objetivo por fuerzas amigas o para el retorno por gravedad de las municiones antiaéreas utilizadas en la defensa de posiciones de superficie). Las combinaciones de espoletas minimizan la función temprana al detonar en la última activación de los componentes individuales. Las combinaciones en serie son útiles para armar dispositivos de seguridad, pero aumentan el porcentaje de municiones tardías y fallidas . Las combinaciones de espoletas paralelas minimizan las fallas al detonar en la activación más temprana de los componentes individuales, pero aumentan la posibilidad de una función temprana prematura de la munición. Las espoletas de municiones militares sofisticadas suelen contener un dispositivo de armado en serie con una disposición paralela de espoletas detectoras para la destrucción del objetivo y una espoleta de tiempo para la autodestrucción si no se detecta ningún objetivo. [23]
{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ){{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace )citando The Oxford Companion to World War II Editado por: ICB Dear y MRD Foot.
Prensa de la Universidad de Oxford 2001 ISBN 9780198604464
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace ){{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace )