El M61 Vulcan es un cañón giratorio estilo Gatling de seis cañones , accionado hidráulica, eléctrica o neumáticamente , enfriado por aire y disparado eléctricamente, que dispara rondas de 20 mm × 102 mm (0,787 pulg. × 4,016 pulg.) a una velocidad extremadamente alta (normalmente 6.000 disparos por minuto). El M61 y sus derivados han sido el principal armamento de cañón de los aviones militares de los Estados Unidos durante más de sesenta años. [2]
El M61 fue producido originalmente por General Electric . Después de varias fusiones y adquisiciones, a partir del año 2000 es producido por General Dynamics[actualizar] . [2]
Al final de la Segunda Guerra Mundial , las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos comenzaron a considerar nuevas direcciones para los futuros cañones de los aviones militares . Las velocidades más altas de los aviones de combate a reacción significaban que lograr un número efectivo de impactos sería extremadamente difícil sin un volumen de fuego mucho mayor. Si bien los diseños alemanes capturados (principalmente el Mauser MG 213C ) mostraban el potencial del cañón revólver de un solo cañón , la velocidad de disparo práctica de dicho diseño todavía estaba limitada por preocupaciones sobre la alimentación de municiones y el desgaste del cañón. El ejército quería algo mejor, que combinara una cadencia de tiro extremadamente alta con una fiabilidad excepcional. [3]
En 1947, la Fuerza Aérea se convirtió en una rama separada del ejército. La nueva Fuerza Aérea solicitó un nuevo cañón para aviones. Una lección del combate aéreo de la Segunda Guerra Mundial fue que los cazas alemanes, italianos y japoneses podían atacar aviones estadounidenses desde larga distancia con su armamento principal de cañón. Los cazas estadounidenses con armamento principal de calibre .50 (12,7 mm) , como el P-51 y el P-47 , tenían que estar cerca de los aviones enemigos para poder impactarlos y dañarlos. El cañón Hispano de 20 mm (0,79 pulgadas) que portaban el P-38 y el P-61 , aunque formidable contra aviones propulsados por hélice, tenía una velocidad de disparo relativamente baja en la era de los aviones a reacción, mientras que otros cañones eran notoriamente poco confiables.
En respuesta a esta exigencia, la División de Armamento de General Electric resucitó una vieja idea: la ametralladora Gatling de varios cañones . La ametralladora Gatling original había caído en desgracia debido a la necesidad de una fuente de energía externa para hacer girar el conjunto del cañón, pero la nueva generación de cazas propulsados por turborreactores ofrecía suficiente energía eléctrica para operar la ametralladora, y la operación eléctrica era más confiable que la de gas. -recarga operada . [4]
Con varios cañones, la velocidad de disparo por barril podría ser menor que la de un cañón de revólver de un solo cañón, al tiempo que proporciona una mayor velocidad de disparo general. La idea de alimentar una ametralladora Gatling desde una fuente de energía eléctrica externa no era una idea novedosa al final de la Segunda Guerra Mundial, ya que el propio Richard Jordan Gatling había hecho precisamente eso con una patente que presentó en 1893. [5]
Durante la Primera Guerra Mundial , el Imperio Alemán había estado desarrollando una ametralladora rotativa para aviones Fokker-Leimberger similar de 12 cañones , impulsada por el motor del avión o por un motor eléctrico . [ cita necesaria ]
En 1946, el Ejército otorgó a General Electric un contrato para el "Proyecto Vulcan", un arma de seis cañones capaz de disparar 7.200 disparos por minuto (rpm). [6] Aunque los diseñadores europeos estaban avanzando hacia armas más pesadas de 30 mm (1,181 pulgadas) para lograr un mejor poder de impacto, EE. UU. se concentró inicialmente en un potente cartucho de 0,60 pulgadas (15 mm) diseñado para un rifle antitanque de antes de la guerra, esperando que La alta velocidad de salida del cartucho sería beneficiosa para mejorar las tasas de impacto en objetivos de alta velocidad. [3] Los primeros prototipos GE del calibre T45 de 0,60 pulgadas (15 mm) se dispararon desde tierra en 1949; alcanzó 2.500 rpm, que se incrementó a 4.000 rpm en 1950. A principios de la década de 1950, la USAF decidió que la alta velocidad por sí sola podría no ser suficiente para garantizar la destrucción del objetivo y probó alternativas de 20 y 27 mm (0,787 y 1,06 pulgadas) basadas en el Cartucho de calibre 0,60 pulgadas (15 mm). Estas variantes del T45 se conocían como T171 y T150 respectivamente y se probaron por primera vez en 1952. Finalmente, se determinó que el cartucho estándar de 20 × 102 mm tenía el equilibrio deseado de masa del proyectil/explosivo y velocidad de salida, lo que resultó en un equilibrio óptimo. de alcance, precisión y energía cinética en el objetivo. [7]
El desarrollo del Lockheed F-104 Starfighter reveló que el T171 Vulcan (luego redesignado M61 ) sufría problemas con sus municiones vinculadas , siendo propenso a fallar la alimentación y presentando un peligro de daño por objetos extraños con eslabones desechados. Se desarrolló un sistema de alimentación de munición sin enlaces para el M61A1 mejorado , que posteriormente se convirtió en el armamento de cañón estándar de los cazas estadounidenses. [8]
En 1993, General Electric vendió su división aeroespacial, incluyendo GE Armament Systems junto con las herramientas de diseño y producción para el M61 y otros cañones giratorios de GE, a Martin Marietta . Después de la fusión de Martin con Lockheed , el cañón giratorio pasó a ser responsabilidad de Lockheed Martin Armament Systems. Lockheed Martin Armament Systems fue adquirida posteriormente por General Dynamics , que produce el M61 y sus variantes a partir del año 2000 [actualizar]. [2]
Cada uno de los seis cañones del cañón dispara una vez por turno durante cada revolución del grupo de cañones. Los múltiples cañones proporcionan una velocidad de disparo muy alta (alrededor de 100 disparos por segundo) y contribuyen a prolongar la vida útil del arma al minimizar la erosión del cañón y la generación de calor. [9] El tiempo medio entre atascos o fallos supera los 10.000 disparos, lo que la convierte en un arma extremadamente fiable. [10] El éxito del Proyecto Vulcan y su progenie, la ametralladora Gatling de muy alta velocidad, ha llevado a que las armas de la misma configuración sean denominadas "cañones Vulcan", lo que a veces puede confundir la nomenclatura sobre el tema. [ cita necesaria ]
La mayoría de las versiones de avión del M61 son accionadas hidráulicamente y cebadas eléctricamente. El rotor del arma, el conjunto del cañón y el sistema de alimentación de municiones giran mediante un motor de accionamiento hidráulico a través de un sistema de ejes de transmisión flexibles. La bala se dispara mediante un sistema de cebado eléctrico en el que una corriente eléctrica procedente de un cable de percusión pasa a través del percutor hasta el cebador a medida que cada bala gira hacia la posición de disparo. [11]
La versión autopropulsada, el GAU-4 (llamado M130 en el servicio militar), funciona con gas y extrae el gas del arma de tres de los seis cañones para operar el mecanismo impulsado por gas del arma. El Vulcan autopropulsado pesa alrededor de 4,5 kilogramos (10 libras) más que su contraparte eléctrica, pero no requiere ninguna fuente de energía externa para funcionar, excepto un arrancador de inercia eléctrico para iniciar la rotación del arma, lo que permite guardar y disparar las primeras balas. [11]
El M61 inicial usaba munición eslabonada, pero la expulsión de eslabones gastados creó problemas considerables (y en última instancia insuperables). El arma original pronto fue reemplazada por la M61A1, con un sistema de alimentación sin enlaces. Dependiendo de la aplicación, el sistema de alimentación puede ser de un solo extremo (expulsar casquillos gastados y balas sin disparar) o de doble extremo (devolver los casquillos al cargador). Una desventaja del M61 es que la mayor parte del arma, su sistema de alimentación y el tambor de municiones hacen que sea difícil encajarlo en una estructura de avión densamente poblada. [12]
El sistema de alimentación debe diseñarse a medida para cada aplicación, agregando de 140 a 180 kg (300 a 400 lb) al arma completa. La mayoría de las instalaciones de aeronaves tienen dos extremos, porque la expulsión de cartuchos vacíos puede provocar un riesgo de daño por objetos extraños a los motores de los aviones y porque la retención de las carcasas gastadas ayuda a mantener el centro de gravedad de la aeronave. [13] El primer avión en llevar el M61A1 fue el modelo C del F-104 , a partir de 1959. [14]
Una versión más ligera del Vulcan desarrollada para su uso en el F-22 Raptor , denominada M61A2, es mecánicamente igual que el M61A1, pero con cañones más delgados para reducir el peso total a 92 kilogramos (202 lb). El rotor y la carcasa también se han modificado para eliminar cualquier pieza de metal que no sea absolutamente necesaria para el funcionamiento y se reemplazan algunos componentes metálicos con materiales más livianos. El F/A-18E/F Super Hornet también utiliza esta versión. [15]
La velocidad de disparo del Vulcan suele ser de 6.000 disparos por minuto, aunque algunas versiones (como la del AMX y el F-106 Delta Dart ) están limitadas a una velocidad más baja, y otras ( A-7 Corsair , F-15 Eagle ) tener una velocidad de disparo seleccionable de 4.000 o 6.000 disparos por minuto. Los cañones más ligeros del M61A2 permiten una velocidad de disparo algo mayor, hasta 6.600 disparos por minuto. [dieciséis]
Prácticamente ningún cañón giratorio motorizado cuenta con munición suficiente para un minuto completo de disparo, debido a su peso (a 6.000 rpm, los proyectiles por sí solos representarían una masa de aproximadamente 600 kg (1.300 lb) para un minuto de disparo; y al incluir la carcasa de latón, el relleno y la imprimación, el peso es ligeramente el doble que 1225 kg (2701 lb)). Para evitar el uso de las 600 a 1000 balas que llevan los aviones a la vez, generalmente se utiliza un controlador de ráfaga para limitar el número de balas disparadas con cada disparo. Se pueden seleccionar ráfagas desde dos o tres hasta 40 o 50. [17] El tamaño de la estructura del avión y el espacio interno disponible limitan el tamaño del tambor de municiones y, por lo tanto, limitan la capacidad de municiones. Cuando se monta en un vehículo, el único factor limitante es el peso de transporte seguro del vehículo, por lo que hay disponible un espacio de almacenamiento de munición proporcionalmente mayor.
Hasta finales de la década de 1980, el M61 utilizaba principalmente la serie de municiones M50 en varios tipos, normalmente disparando un proyectil de 99 gramos (3,5 oz) a una velocidad inicial de aproximadamente 1.030 metros por segundo (3.380 pies/s). Se encuentran disponibles una variedad de rondas incendiarias perforantes (API), incendiarias altamente explosivas (HEI) y de entrenamiento.
A mediados de los años 1980 se desarrolló una nueva bala PGU-28/B. Es una munición incendiaria de alto explosivo semiperforante (SAPHEI), que proporciona mejoras en alcance, precisión y potencia con respecto a la munición HEI M56A3 anterior. [18] El PGU-28/B es un proyectil de "baja resistencia" diseñado para reducir la resistencia y la desaceleración en vuelo, y tiene una velocidad de salida ligeramente aumentada de 1.050 metros por segundo (3.450 pies/s). [19] Sin embargo, el PGU-28/B no ha estado exento de problemas. Un informe de seguridad de la USAF de 2000 señaló 24 percances por detonación prematura (que causaron daños graves en muchos casos) en 12 años con la ronda SAPHEI, en comparación con sólo dos percances de este tipo en toda la historia registrada de la ronda M56. El informe estimó que el PGU-28/B tenía una tasa de falla potencial 80 veces mayor que la que permiten los estándares de la USAF. [20] Debido a problemas de seguridad, se limitó al uso de emergencia en tiempos de guerra en 2000. [21]
Los principales tipos de rondas de combate y sus principales características se enumeran en la tabla:
El Vulcan se utilizó por primera vez en combate aéreo el 4 de abril de 1965, cuando cuatro MiG-17 de la Fuerza Aérea Popular de Vietnam (VPAF) de Vietnam del Norte [24] atacaron una fuerza de 10 Super Sabres F-100 norteamericanos (dos de los cuales fueron asignados a condiciones climáticas). tareas de reconocimiento) escoltando a 48 F-105 Thunderchief armados con Vulcan y "cargados de bombas" , derribando a dos de estos últimos. El líder del MiG y único superviviente de los cuatro MiG, el capitán Tran Hanh, informó que aviones estadounidenses los habían perseguido y que los F-105 habían derribado tres de sus aviones, matando a los tenientes Pham Giay, Le Minh Huan y Tran Nguyen Nam. El capitán Donald Kilgus, pilotando un F-100, recibió una probable muerte oficial con sus cuatro cañones M39 de 20 mm durante el enfrentamiento; sin embargo, ningún otro piloto estadounidense informó haber destruido ningún MiG durante la batalla, dejando abierta la posibilidad de que al menos dos de los MiG-17 hayan sido derribados por su propio fuego antiaéreo . [25] [26] [27]
La primera muerte confirmada con arma de fuego Vulcan ocurrió el 29 de junio de 1966, cuando el mayor Fred Tracy, volando su F-105 con el 421 TFS, disparó 200 balas de 20 mm contra un MiG-17 que acababa de disparar un proyectil de 23 mm que entró por un lado de su cabina y salió de la otra. Cuando el MiG VPAF voló frente a él después de pasar, Tracy abrió fuego contra él. [28] [29]
El arma se instaló en la versión A-7D de la Fuerza Aérea del LTV A-7 Corsair II , donde reemplazó al anterior cañón Colt Mk 12 del A-7 de la Armada de los Estados Unidos y fue adoptado por la Armada en el A-7C y el A-7E. . [30] Se integró en las variantes más nuevas del F-4E Phantom II . El F-4 fue diseñado originalmente sin cañón, ya que se creía que los misiles habían dejado obsoletas las armas. La experiencia de combate en Vietnam demostró que un arma podía ser más efectiva que los misiles guiados en muchas situaciones de combate y que una cápsula de arma llevada externamente era menos efectiva que una arma interna; La primera generación de módulos de armas, como el SUU-16, no estaba orientada con las miras del caza. Las cápsulas mejoradas eran autoalimentadas y estaban sincronizadas adecuadamente con las miras, mientras que las versiones del F-4 de la USAF fueron equipadas apresuradamente con cañones internos M61 en un carenado prominente debajo del morro, mucho antes de que terminara la guerra (los Navy Phantom nunca recibieron cañones, dependiendo únicamente de los misiles aire-aire). La próxima generación de cazas construidos después de Vietnam incorporó el cañón M61 internamente. [31] [32] [33] [34]
Posteriormente, el Vulcan se instaló en el compartimiento de armas de algunos modelos Convair F-106 Delta Dart y General Dynamics F-111 Aardvark . También se adoptó como estándar en los cazas de superioridad aérea de la serie "teen", el Grumman F-14 Tomcat , el McDonnell Douglas F-15 Eagle , el General Dynamics F-16 Fighting Falcon y el McDonnell Douglas F/A-18 Hornet . Otros aviones incluyen el italiano/brasileño AMX International AMX (solo en aviones italianos) y el F-22 Raptor . Se instaló en una instalación de disparo lateral en el Fairchild AC-119 y en algunas marcas de las cañoneras Lockheed AC-130 , y se utilizó en las torretas de cola de los bombarderos Convair B-58 Hustler y Boeing B-52H Stratofortress . [i] El Mitsubishi F-1 de Japón llevaba un JM61A1 Vulcan montado internamente con 750 balas. [30]
En la década de 1960 se desarrollaron dos versiones de cápsulas de armas , el SUU-16/A (también designado M12 por el Ejército de EE. UU.) y el SUU-23/A mejorado (M25 del Ejército de EE. UU.), que se utilizan a menudo en versiones sin armas del F-4. El SUU-16/A utiliza el M61A1 eléctrico con una turbina de aire ram para alimentar el motor. Esto resultó causar una resistencia aerodinámica grave a velocidades más altas, mientras que velocidades inferiores a 640 kilómetros por hora (400 mph) no proporcionaban suficiente flujo de aire para la velocidad máxima de disparo. [41]
El SUU-23/A posterior utiliza el Vulcan autopropulsado GAU-4/A, con un arrancador de inercia eléctrico para acelerarlo. Ambas cápsulas expulsaron cajas vacías y balas sin disparar en lugar de retenerlas. Ambas cápsulas contenían 1.200 cartuchos de munición, con un peso cargado de 733 y 780 kilogramos (1.615 y 1.720 libras) respectivamente. Durante el servicio en la Guerra de Vietnam , las cápsulas demostraron ser relativamente inexactas: el montaje del pilón no era lo suficientemente rígido para evitar la desviación al disparar, y el uso repetido desalinearía la cápsula en su pilón, empeorando las cosas. [ cita necesaria ]
También se desarrolló una variante con cañones mucho más cortos, denominada M195, para su uso en el subsistema de armamento M35 como el que se utiliza en el helicóptero AH-1G Cobra . Esta variante se alimentaba de cajas de municiones instaladas en el patín de aterrizaje y se desarrolló para proporcionar al helicóptero AH-1 un sistema de extinción de incendios de mayor alcance antes de la adopción de la torreta universal M97 que montaba el cañón M197 . [42]
El M61 es también la base del sistema de armas de corto alcance Mk 15 Phalanx de la Marina de los EE. UU. y del sistema de defensa aérea VADS Vulcan M163 , que utiliza la variante M168. [43]
... presenta un nuevo sistema de arma liviano: el General Dynamics M61A2, que tiene una velocidad de disparo conmutable de 4000 o 6000 disparos por minuto y munición sin enlaces totalmente integrada sistema de alimentación
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