Un center-fire (o centerfire ) es un tipo de cartucho metálico utilizado en armas de fuego , donde el cebador se ubica en el centro de la base de su carcasa (es decir, "cabeza de caja"). A diferencia de los cartuchos de percusión anular , el cebador de percusión central suele ser un componente separado colocado en una cavidad empotrada (conocida como bolsillo del cebador ) en el cabezal de la caja y se puede reemplazar recargando el cartucho.
Los cartuchos de percusión central han sustituido al cartucho de percusión anular, con la excepción de unos pocos calibres pequeños. La mayoría de las pistolas , rifles y escopetas actuales utilizan munición de fuego central, con la excepción de algunos cartuchos de rifle y pistolas de percusión anular de calibre .17 , calibre .20 y calibre .22 , algunos cartuchos de escopeta de pequeño calibre/calibre (destinados principalmente a uso en el control de plagas ) y un puñado de cartuchos anticuados de percusión anular y de percusión para diversas acciones con armas de fuego .
Una de las primeras formas de munición de fuego central, sin casquillo de percusión, fue inventada entre 1808 y 1812 por Jean Samuel Pauly . [1] Este fue también el primer cartucho completamente integrado y utilizó una forma de obturación empleando el propio cartucho. El francés Clement Pottet inventó otra forma de munición de fuego central en 1829; [2] [3] sin embargo, Pottet no perfeccionaría su diseño hasta 1855. El cartucho de percusión central fue mejorado por Béatus Beringer, Benjamin Houllier, Gastinne Renette, Smith & Wesson, Charles Lancaster , Jules-Félix Gévelot, George Morse, Francois Schneider, Hiram Berdan y Edward Mounier Boxer . [4] [3] [5] [6] [7]
Los cartuchos de percusión central son más confiables para fines militares porque los casquillos de metal más gruesos pueden soportar un manejo más brusco sin sufrir daños, y son más seguros de manejar porque es más probable que el compuesto cebador explosivo en un borde sobresaliente se active por impacto si un cartucho de percusión anular se cae o se pellizca. . La base más fuerte de un cartucho de fuego central es capaz de soportar presiones más altas en la recámara, lo que a su vez da a las balas mayor velocidad y energía. Si bien los cartuchos de percusión central requieren un proceso de fabricación complejo y costoso, el manejo de explosivos se simplifica evitando el proceso de giro requerido para distribuir uniformemente el explosivo de cebado en el borde debido a la incertidumbre sobre qué segmento angular del borde de un cartucho de percusión anular será golpeado por el percutor. Los cartuchos de percusión anular de mayor calibre requieren mayores volúmenes de explosivo cebador que los cartuchos de percusión central, y el volumen requerido puede causar picos de presión indeseablemente más altos durante el proceso de ignición. Reducir la cantidad de explosivo cebador disminuirá en gran medida la confiabilidad del encendido de los cartuchos de percusión anular y aumentará la probabilidad de un mal funcionamiento , como un fallo de encendido o un disparo suspendido . [8]
Se logran economías de escala mediante cebadores intercambiables para una amplia variedad de calibres de cartuchos de percusión central. Las costosas cajas individuales de latón se pueden reutilizar después de sustituir el cebador, la pólvora y el proyectil. La reutilización de la carga manual es una ventaja para los rifles que utilizan cartuchos de fuego central obsoletos o difíciles de encontrar, como el Mannlicher-Schönauer de 6,5 × 54 mm , o calibres más grandes como el .458 Lott , para los cuales la munición puede ser costosa. La parte delantera de algunas cajas vacías se puede reformar para usarlas como cartuchos obsoletos o salvajes con una configuración de base similar. Los cartuchos modernos de calibre superior al .22 son principalmente de fuego central. Las acciones adecuadas para cartuchos de percusión anular de mayor calibre perdieron popularidad hasta que la demanda de ellos ya no superó los costos de fabricación y quedaron obsoletos.
La característica identificativa de la munición de fuego central es el cebador , que es una copa de metal que contiene un explosivo primario insertado en un hueco en el centro de la base del cartucho. El percutor del arma de fuego aplasta este explosivo entre la copa y un yunque para producir gas caliente y una lluvia de partículas incandescentes para encender la carga de pólvora. [9] Los cebadores de los cartuchos Berdan y Boxer se consideran de "fuego central" y no son intercambiables en el nivel del cebador; sin embargo, la misma arma puede disparar cartuchos cebados Berdan o Boxer si las dimensiones generales son las mismas. [10]
Los dos tipos de cebadores son casi imposibles de distinguir mirando el cartucho cargado, aunque los dos (o más) orificios de flash se pueden ver o sentir dentro de un estuche Berdan disparado y el orificio único más grande se puede ver o sentir dentro de un estuche Boxer disparado. El cebador Berdan es menos costoso de fabricar y se encuentra más comúnmente en municiones excedentes militares fabricadas fuera de los Estados Unidos.
Las imprimaciones Berdan llevan el nombre de su inventor estadounidense, Hiram Berdan de Nueva York, quien inventó su primera variación de la imprimación Berdan y la patentó el 20 de marzo de 1866, en la patente estadounidense 53,388 . Un pequeño cilindro de cobre formaba la carcasa del cartucho y la tapa del cebador se presionaba en un hueco en el exterior del extremo cerrado del cartucho opuesto a la bala. En el extremo del cartucho, debajo de la tapa del cebador, había un pequeño orificio de ventilación, así como una pequeña proyección o punta en forma de tetina (más tarde se conocería como yunque) formada a partir de la caja, de modo que el percutor podría aplastar el cebador contra el yunque y encender el propulsor. Este sistema funcionó bien, permitiendo la opción de instalar una tapa justo antes de usar el cartucho cargado con propulsor, además de permitir recargar el cartucho para su reutilización.
En la práctica surgieron dificultades porque al presionar la tapa desde fuera, la carcasa del cartucho de cobre tendía a hincharse, lo que impedía un asiento seguro del cartucho en la recámara del arma de fuego. La solución de Berdan fue cambiar a casquillos de latón y modificar aún más el proceso de instalación de la tapa del cebador en el cartucho, como se indica en su segunda patente de Berdan Primer del 29 de septiembre de 1868, en la patente estadounidense 82.587 . Los cebadores Berdan se han mantenido esencialmente iguales funcionalmente hasta el día de hoy.
Los cebadores Berdan son similares a las cápsulas utilizadas en el sistema caplock , siendo pequeñas copas de metal que contienen explosivos sensibles a la presión. Las imprimaciones Berdan modernas se presionan en el "bolsillo de imprimación" de una vaina de cartucho tipo Berdan, donde encajan ligeramente por debajo del nivel de la base de la vaina. Dentro del bolsillo del cebador hay una pequeña protuberancia, el "yunque", que descansa contra el centro de la copa y, por lo general, dos (o más) pequeños orificios a los lados del yunque, que permiten que el destello del cebador llegue al interior. del caso. Los estuches Berdan son reutilizables, aunque el proceso es bastante complicado. La imprimación usada debe eliminarse, generalmente mediante presión hidráulica , una pinza o una palanca que extraiga la imprimación del fondo. Se coloca cuidadosamente una nueva imprimación contra el yunque y luego se agregan la pólvora y una bala.
Desde la década de 1880 hasta la década de 1940, muchos ejércitos europeos más pequeños estaban recargando su munición por razones económicas, y por esa razón adoptaron el sistema conocido como austriaco o en honor a la fábrica de George Roth en Viena que lo patentó en 1902 [11] a pesar de que Se conocía desde principios hasta mediados de la década de 1880, donde el yunque tenía un único orificio para disparar justo en el centro.
Mientras tanto, el coronel Edward Mounier Boxer , del Royal Arsenal , Woolwich, Inglaterra, estaba trabajando en un diseño de tapa de cebador para cartuchos, lo patentó en Inglaterra el 13 de octubre de 1866 y posteriormente recibió una patente estadounidense para su diseño el 29 de junio de 1869. , en la patente estadounidense 91.818 .
Los cebadores Boxer son similares a los cebadores Berdan con una diferencia importante: la ubicación del yunque. En una imprimación Boxer, el yunque es una pieza de estribo separada que se asienta invertida en la copa de la imprimación y proporciona suficiente resistencia al impacto del percutor mientras marca la copa y aplasta el compuesto de ignición sensible a la presión. El bolsillo del cebador en el cabezal de la caja tiene un único orificio para flash en el centro. Esta posición hace poca o ninguna diferencia en el rendimiento del cartucho, pero hace que los cebadores disparados sean mucho más fáciles de retirar para recargar , ya que una sola varilla centrada empujada a través del orificio del flash desde el extremo abierto del cartucho expulsará el cartucho de dos piezas. imprimador de la taza de imprimación. Luego se presiona una nueva imprimación, incluido el yunque, en la caja usando una prensa de recarga o una herramienta manual. El cebado Boxer es universal para las municiones de fábricas civiles fabricadas en Estados Unidos.
La munición con cebador Boxer es un poco más compleja de fabricar, ya que el cebador se compone de dos partes además del compuesto sensible a la presión, pero la maquinaria automatizada que produce los cebadores más complejos por cientos de millones ha eliminado ese problema práctico. Y aunque el cebador requiere un paso adicional durante el proceso de fabricación, la cápsula del cartucho es más sencilla de fabricar, usar y recargar.
Las primeras imprimaciones se fabricaron con diversas dimensiones y rendimiento. Se ha producido cierta estandarización cuando las economías de escala benefician a los fabricantes de municiones. Las imprimaciones Boxer para el mercado de los Estados Unidos vienen en diferentes tamaños, según la aplicación. Los tipos/tamaños de imprimaciones son:
Ejemplos de usos:
El tamaño del cebador se basa en el bolsillo del cebador del cartucho, con tipos estándar disponibles en diámetros grandes o pequeños. La carga explosiva del cebador se basa en la cantidad de energía de ignición requerida por el diseño del cartucho; Se usaría un cebador estándar para cargas más pequeñas o pólvoras de combustión más rápida, mientras que un cebador magnum se usaría para cargas más grandes o pólvoras de combustión más lenta utilizadas con cartuchos grandes o cargas pesadas. Los cebadores de rifle, grandes y magnum aumentan la energía de ignición entregada a la pólvora, al proporcionar una llama más caliente, más fuerte y/o más duradera. Los cartuchos de pistola suelen ser más pequeños que los cartuchos de rifle modernos, por lo que es posible que necesiten menos llama de cebador que la que requieren los rifles. Una diferencia física entre los cebadores de pistola y rifle es el grosor de la caja del cebador; Dado que los cartuchos de pistola generalmente funcionan a niveles de presión más bajos que la mayoría de los rifles, sus cápsulas de cebador son más delgadas, más suaves y más fáciles de encender, mientras que los cebadores de rifle son más gruesos y fuertes, lo que requiere un impacto más fuerte del percutor . [14] A pesar de los nombres pistola y rifle , el cebador utilizado depende del cartucho, no del arma de fuego; algunos cartuchos de pistola de alta presión como el .221 Fireball y el .454 Casull usan cebadores para rifle, mientras que los cartuchos de pistola y revólver de baja presión como el .32 ACP, .380 ACP, 9 mm Parabellum, .38 Special, .357 Magnum, . 44 Magnum y .45 ACP, y cartuchos de revólver tradicionales como .32-20, .44-40 y .45 Colt, que también se usan en rifles de palanca , estos cartuchos aún estarían cargados con cebadores de pistola. Sin embargo, prácticamente todos los cartuchos utilizados exclusivamente en rifles utilizan cebadores.
Todos los cartuchos de escopeta modernos (excluyendo las "cargas de serpiente" especializadas de percusión anular de calibre .22 o los cartuchos de perdigones) son de fuego central. Utilizan un cebador de escopeta grande y específico que se basa en el sistema Boxer, en el que el cebador contiene el yunque contra el cual se comprime el explosivo primario mediante el percutor y la deformación de la copa del cebador.
Los cebadores de escopeta también se utilizan como reemplazo del sistema de encendido del casquillo de percusión en algunas armas de fuego modernas de pólvora negra y, en algunos casos, como cartucho real, en particular el Pipet de 6 mm. [15]
Los cartuchos de cebador accionados por cebador o de pistón utilizan un cebador en forma de fogueo para contener el propulsor dentro de un cartucho vacío o, en algunos casos, como un pistón para desbloquear el cerrojo y operar el arma. Este tipo de balas rara vez se utilizan y se encuentran principalmente en rifles de localización . [16] [17] [18] [19]
La fabricación e inserción de cebadores es la parte más peligrosa de la producción de municiones para armas pequeñas. Los compuestos cebadores sensibles se han cobrado muchas vidas, incluida la del fundador de la famosa empresa británica de municiones Eley . Las operaciones comerciales modernas utilizan blindajes protectores entre los operadores y el equipo de fabricación. [20]
Los primeros cebadores utilizaban el mismo fulminato de mercurio utilizado en los fulminantes de percusión del siglo XIX. La pólvora negra podría encenderse eficazmente mediante el mercurio caliente liberado durante la descomposición. Las desventajas de las imprimaciones mercúricas se hicieron evidentes con las cargas de pólvora sin humo . El fulminato de mercurio se descompuso lentamente durante el almacenamiento hasta que la energía restante fue insuficiente para una ignición confiable. [21] La disminución de la energía de ignición con la edad no se había reconocido como un problema con las cargas de pólvora negra porque la pólvora negra podía encenderse con tan poca energía como una descarga de electricidad estática. La pólvora sin humo a menudo requería más energía térmica para su ignición. [22] Los fallos de encendido y los incendios se volvieron comunes a medida que el compuesto de imprimación restante chisporroteaba en las imprimaciones viejas. Se produciría un fallo de disparo si el compuesto cebador no reaccionaba a la caída del percutor o se extinguía antes de encender la carga de pólvora. Un disparo colgado es un retraso perceptible entre la caída del percutor y el disparo del arma de fuego. En casos extremos, el retraso podría ser suficiente para ser interpretado como un fallo de disparo, y el cartucho podría dispararse cuando se estaba abriendo la acción o el arma de fuego apuntaba en una dirección inapropiada.
Se descubrió que las partículas incandescentes eran más efectivas para encender pólvora sin humo después de que los gases explosivos primarios hubieran calentado los granos de pólvora. Las cargas de artillería frecuentemente incluían una cantidad menor de pólvora negra que se encendía con el cebador, por lo que el carbonato de potasio incandescente propagaría el fuego a través de la pólvora sin humo. [23] Se añadió clorato de potasio a las mezclas de cebado de fulminato de mercurio para que el cloruro de potasio incandescente tuviera un efecto similar en los cartuchos de armas pequeñas.
Las mezclas de cebado que contienen fulminato de mercurio dejan mercurio metálico en el orificio y en la vaina del cartucho vacía después del disparo. El mercurio fue absorbido en gran medida por la contaminación del humo con cargas de pólvora negra. El mercurio cubrió el interior de las cajas de latón con cargas de pólvora sin humo, y las presiones más altas de las cargas de pólvora sin humo forzaron al mercurio a entrar en los límites de los granos entre los cristales de latón, donde formó amalgamas de zinc y cobre que debilitaron la caja y la hicieron inadecuada para recargar. El ejército de los Estados Unidos suspendió el uso de mezclas de cebado mercúrico en 1898 para permitir la recarga del arsenal de cajas disparadas durante tiempos de paz. [24] Los cebadores Frankford Arsenal FA-70 utilizaron clorato de potasio como oxidante para el tiocianato de plomo (II) , para aumentar la sensibilidad del clorato de potasio, y trisulfuro de antimonio , como abrasivo, con cantidades menores de trinitrotolueno . [25] Estos cebadores corrosivos dejan un residuo de sal de cloruro de potasio en el orificio después de disparar un cartucho. Estos cristales de sal higroscópicos retendrán la humedad de una atmósfera húmeda y provocarán oxidación. [26] Estos cebadores corrosivos pueden causar daños graves al arma a menos que el cañón y la acción se limpien cuidadosamente después de disparar.
Los fabricantes de municiones civiles comenzaron a ofrecer cebadores no corrosivos en la década de 1920, pero la mayoría de las municiones militares continuaron usando mezclas de cebadores corrosivos de confiabilidad establecida. [27] Las diversas formulaciones de cebadores patentadas utilizadas por diferentes fabricantes produjeron algunas propiedades de ignición significativamente diferentes [28] hasta que Estados Unidos emitió especificaciones militares para cebadores no corrosivos para la producción de cartuchos OTAN de 7,62 × 51 mm . Los cebadores PA-101 desarrollados en Picatinny Arsenal utilizaron aproximadamente un 50% de estifnato de plomo con menores cantidades de nitrato de bario , trisulfuro de antimonio, aluminio en polvo y un compuesto de tetrazina . [25] La mayoría de los fabricantes estadounidenses adoptaron el estándar militar PA-101 para su producción civil de cebadores Boxer. [29] Posteriormente, los fabricantes ofrecieron cebadores magnum más potentes para el encendido uniforme de cartuchos civiles de largo alcance o de caza mayor con una capacidad de pólvora significativamente mayor que la requerida para las armas de infantería estándar.
Otros explosivos utilizados en los cebadores pueden incluir azida de plomo , perclorato de potasio o diazodinitrofenol (DDNP). Una novedad en el mercado a finales de la década de 1990 son las imprimaciones sin plomo (ver punto verde ), para abordar las preocupaciones sobre el plomo y otros compuestos de metales pesados que se encuentran en las imprimaciones más antiguas. Los metales pesados, aunque en pequeñas cantidades, se liberan en forma de un hollín muy fino. Algunos campos de tiro interiores están tomando medidas para prohibir los cebadores que contienen metales pesados debido a su toxicidad. Las imprimaciones sin plomo eran originalmente menos sensibles y tenían una mayor sensibilidad a la humedad y, en consecuencia, una vida útil más corta que las imprimaciones normales no corrosivas. [ cita necesaria ] Desde su introducción, los cebadores sin plomo han mejorado en su rendimiento en comparación con los primeros cebadores sin plomo. [30] Las pruebas que compararon cebadores sin plomo con cebadores a base de plomo realizadas por el Departamento de Defensa de EE. UU. (aproximadamente 2006) expusieron diferencias significativas (en ese momento) en la confiabilidad entre los dos tipos de cebadores, cuando se usan en municiones de 7,62 × 51 mm. En estas pruebas, se demostró que los cebadores sin plomo no son tan fiables como los cebadores a base de plomo. Los cebadores sin plomo mostraron un rendimiento deficiente en cuanto a la presión máxima de explosión, lo que en consecuencia resultó en una ignición deficiente. La popularidad de las alternativas no corrosivas aún es baja, ya que la confiabilidad del cebador es primordial. La mayoría de las imprimaciones sin plomo se obtienen a través de Rusia (¿MUrom?) o Corea del Sur (PMC). [ cita necesaria ]
Las municiones militares o excedentes de Europa y del Este a menudo utilizan cebadores Berdan corrosivos o ligeramente corrosivos porque funcionan de manera confiable incluso en condiciones severas y tienen una vida útil de almacenamiento más larga que los cebadores de tipo no corrosivo que se usan actualmente. Las imprimaciones Boxer modernas casi siempre no son corrosivas ni mercuriosas. La determinación de las características corrosivas o no corrosivas basadas en el tipo de cebador debe considerar estas fechas finales de producción de municiones corrosivas: [31]