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Un freno de boca o compensador de retroceso es un dispositivo conectado a, o una característica integral ( cañón portado ) a la construcción de, la boca o el cañón de un arma de fuego o cañón que está destinado a redirigir una parte de los gases propulsores para contrarrestar el retroceso y la elevación no deseada de la boca del cañón . [1] A menudo se dice que los cañones con un freno de boca integrado están portados .
El concepto de freno de boca se introdujo por primera vez en la artillería. Era una característica común en muchos cañones antitanque , especialmente en los montados en tanques , con el fin de reducir el área necesaria para absorber los golpes de retroceso y contragolpe. Se han utilizado en diversas formas en fusiles y pistolas para ayudar a controlar el retroceso y la elevación del cañón que normalmente se produce después de disparar. Se utilizan en pistolas para competiciones prácticas de pistola y, por lo general, se denominan compensadores en este contexto. [2]
El concepto de freno de boca se había experimentado durante muchos años antes de su implementación exitosa: en 1922, un funcionario del Departamento de Artillería del Ejército de los EE. UU. declaró en el Congreso de los EE. UU. que "el freno de boca se utilizó de otra forma hace 20 años, e incluso hace más tiempo, pero nunca se ha aplicado con éxito". [3]
Antoine Treuille de Beaulieu inventó un prototipo basado en esta idea en 1842 y lo puso a prueba en 1862, pero él mismo calificó la idea de "demasiado nueva". [4] En 1871 se emitió una patente estadounidense para un "obviador de retroceso" (no hay indicios de que se haya probado nunca), [5] mientras que en 1918 un fusil antitanque británico experimental incluía un freno de boca, pero no fue adoptado. [6]
A finales de la década de 1920, hubo algunos avances limitados: alrededor de 1926, el compensador Cutts se convirtió en una opción en el Thompson SMG (la primera patente de RM Cutts es de 1925 [7] ), en 1927 Škoda patentó [8] una familia de diseños de freno de boca, uno de los cuales se utilizó en el 8 cm kanon vz. 28 , y en 1928, Schneider et Cie (que estaba aliada con Škoda en ese momento) actualizó su 220 mm TR mle 1915/1916 con un freno de boca [9] patentado por Eugène Schneider II en 1912. [10]
A mediados de la década de 1930, Bofors diseñó varias piezas de artillería exitosas (por ejemplo, cañones de 37 mm y 105 mm ) con nuevos frenos de boca perforados , los llamados frenos de boca pepper-pot, un diseño inventado por el entonces capitán de artillería sueco Harald Jentzen y por lo tanto conocido en Suecia como "freno Jentzen" ( en sueco : Jentzen-broms ). [11] La Unión Soviética comenzó a modernizar viejos sistemas de artillería con nuevos cañones, como el cañón de 107 mm M1910/30 , el cañón de 152 mm M1910/30, etc., que presentaban predominantemente frenos de boca cilíndricos con ranuras largas en cada lado. Varios países europeos comenzaron a diseñar y producir rifles antitanque con frenos de boca. A fines de la década de 1930 y especialmente durante la Segunda Guerra Mundial , el dispositivo se volvió común tanto en armas de fuego como en piezas de artillería.
En general, el desarrollo del freno de boca fue un proceso gradual que implicó experimentación y refinamiento durante muchos años.
Los términos intercambiables elevación de la boca del cañón , volteo de la boca del cañón o ascenso de la boca del cañón se refieren a la tendencia de la parte delantera de un arma de fuego portátil (el extremo de la boca del cañón) a elevarse después de disparar. Las armas de fuego con menos altura desde la línea de empuñadura hasta la línea central del cañón tienden a experimentar una menor elevación de la boca del cañón. [12]
La boca del cañón se eleva principalmente porque, en la mayoría de las armas de fuego, la línea central del cañón está por encima del centro de contacto entre el tirador y la empuñadura y la culata del arma. Las fuerzas reactivas de la bala disparada y los gases propulsores que salen de la boca del cañón actúan directamente sobre la línea central del cañón. [12] Si esa línea de fuerza está por encima del centro de los puntos de contacto, esto crea un momento o torsión (fuerza rotacional) que hace que el arma de fuego gire y la boca del cañón se eleve.
Los frenos de boca son de concepto simple, como el empleado en el cañón M3 de 90 mm utilizado en el tanque M47 Patton . Este consiste en un pequeño tramo de tubo (montado en ángulo recto) en el extremo del cañón. Los frenos suelen utilizar ranuras, respiraderos, agujeros, deflectores y dispositivos similares. La estrategia de un freno de boca es redirigir y controlar la explosión de gases de combustión después de la salida de un proyectil.
Todos los diseños de frenos de boca comparten un principio básico: desviar parcialmente los gases de combustión del extremo de la boca del cañón en un ángulo (generalmente) perpendicular al eje largo del cañón. El impulso de los gases desviados, por lo tanto, no aumenta el retroceso. El ángulo hacia el que se dirigen los gases afectará fundamentalmente el comportamiento del freno. Si los gases se dirigen hacia arriba, ejercerán una fuerza hacia abajo y contrarrestarán la elevación de la boca del cañón . Cualquier dispositivo que se coloque en el extremo de la boca del cañón también agregará masa, aumentando su inercia y moviendo su centro de masa hacia adelante; el primero reducirá el retroceso y el segundo reducirá la elevación de la boca del cañón.
La construcción de un freno de boca o compensador puede ser tan simple como un corte diagonal en el extremo de la boca del cañón para dirigir parte del gas que escapa hacia arriba. En el fusil de asalto AKM , el freno también se inclina ligeramente hacia la derecha para contrarrestar el movimiento lateral del fusil bajo el efecto del retroceso.
Otro método simple es el de los puertos, donde se perforan agujeros o ranuras en el cañón cerca de la boca para permitir que escape el gas. [13]
Los diseños más avanzados utilizan deflectores y cámaras de expansión para ralentizar el escape de gases. Este es el principio básico de un compensador lineal. A menudo se añaden puertos a las cámaras de expansión, lo que produce los compensadores de retroceso largos y de múltiples cámaras que suelen verse en las armas de carreras IPSC . [2]
La mayoría de los compensadores lineales redirigen los gases hacia adelante. [14] [15] [16] Dado que es allí donde va la bala , normalmente funcionan permitiendo que los gases se expandan hacia el compensador, que rodea la boca del cañón pero solo tiene agujeros que miran hacia adelante; como cualquier dispositivo que permite que los gases se expandan antes de salir del arma de fuego, son efectivamente un tipo de cubierta de boca del cañón . Reducen la elevación de la boca del cañón de manera similar al mecanismo por el cual lo hace un freno lateral: dado que todo el gas escapa en la misma dirección, cualquier elevación de la boca del cañón necesitaría alterar la velocidad del gas, lo que cuesta energía cinética. En cambio, cuando el freno redirige los gases directamente hacia atrás, el efecto es similar al sistema de empuje inverso en un motor a reacción de un avión: cualquier energía de la explosión que regresa al tirador está empujando "contra" el retroceso, reduciendo efectivamente la cantidad real de retroceso en el tirador. Por supuesto, esto también significa que los gases se dirigen hacia el tirador.
Cuando los gases se dirigen principalmente hacia arriba, el frenado se denomina porting . [ cita requerida ] El porting implica típicamente puertos o agujeros perforados con precisión en la parte superior delantera del cañón y la corredera en las pistolas . Estos agujeros desvían una parte de los gases expulsados antes de la salida del proyectil en una dirección que reduce la tendencia del arma de fuego a elevarse. [ 17 ] El concepto es una aplicación de la tercera ley de Newton ; el escape dirigido hacia arriba provoca una fuerza recíproca hacia abajo. Esta es la razón por la que las armas de fuego nunca se portan en la parte inferior del cañón, ya que eso exacerbaría la elevación del cañón, en lugar de mitigarla. El porting tiene las consecuencias no deseadas de acortar la longitud efectiva del cañón y reducir la velocidad inicial, mientras que un freno de boca es una extensión agregada al cañón y no reduce la velocidad inicial. El porting tiene la ventaja de realizar disparos de seguimiento más rápidos, especialmente para la operación de ráfaga de 3 rondas . [ cita requerida ]
Aunque existen numerosas formas de medir la energía de un impulso de retroceso , en general, se puede medir una reducción del 10% al 50%. [18] Algunos fabricantes de frenos de boca afirman mayores porcentajes de reducción de retroceso. Los frenos de boca necesitan suficiente volumen de gas propulsor y alta presión de gas en la boca del arma de fuego para lograr porcentajes de reducción de retroceso bien medidos. Esto significa que los cartuchos con una pequeña relación área del orificio a volumen de la vaina ( cartuchos sobrecalibre ) combinados con una alta presión de operación se benefician más de la reducción del retroceso con frenos de boca que los cartuchos estándar más pequeños.
Además de reducir el retroceso percibido, una de las principales ventajas de un freno de boca es la reducción de la elevación de la boca del cañón. Esto permite que un tirador vuelva a alinear las miras de un arma más rápidamente. Esto es relevante para las armas completamente automáticas. La elevación de la boca se puede eliminar teóricamente con un diseño eficiente. Debido a que el rifle se mueve menos hacia atrás, el tirador tiene poco que compensar. Los frenos de boca benefician a los rifles de caza de gran calibre, de fuego rápido y completamente automáticos. También son comunes en los rifles de pequeño calibre para alimañas , donde la reducción de la elevación de la boca permite al tirador ver el impacto de la bala a través de una mira telescópica . Una reducción del retroceso también reduce la posibilidad de contactos no deseados (dolorosos) entre la cabeza del tirador y el ocular de una mira telescópica u otros componentes de puntería que deben colocarse cerca del ojo del tirador (a menudo denominados "ojo de la mira"). Otra ventaja de un freno de boca es la reducción de la fatiga por retroceso durante sesiones de práctica prolongadas, lo que permite al tirador disparar consecutivamente más rondas con precisión. Además, se puede reducir o eliminar el estremecimiento (comportamiento involuntario de ansiedad previo a soltar el gatillo que da como resultado apuntar y disparar de forma imprecisa) causado por un retroceso excesivo.
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El tirador, el equipo del arma o las personas que se encuentren cerca pueden percibir un aumento en el nivel de presión sonora, así como un aumento en la explosión del cañón y la exposición al plomo . Esto ocurre porque el sonido, el destello, las ondas de presión y la columna de humo cargada con plomo que normalmente se proyectan lejos del tirador ahora se redirigen parcialmente hacia afuera, hacia un lado o, a veces, en ángulos parcialmente hacia atrás, hacia el tirador o el equipo del arma. La protección estándar para los ojos y los oídos, importante para todos los tiradores, puede no ser adecuada para evitar daños auditivos cuando la explosión del cañón se devuelve parcialmente hacia el equipo del arma o los observadores mediante frenos de boca reactivos en forma de punta de flecha que se encuentran en los equipos de francotiradores que disparan rifles antimaterial como el Barrett M82 . [19]
Las mediciones indican que en un rifle, un freno de boca agrega de 5 a 10 dB al nivel de ruido normal percibido por el tirador, aumentando los niveles de ruido totales hasta 160 dB(A) ± 3 dB. [20] La incomodidad dolorosa ocurre aproximadamente entre 120 y 125 dB(A), [21] con algunas referencias que afirman 133 dB(A) para el umbral del dolor. [22]
Los frenos y compensadores también añaden longitud, diámetro y masa al extremo de la boca de un arma de fuego, donde más influyen en su manejo y pueden interferir con la precisión, ya que la boca del cañón se elevará cuando se quite el freno y disparar sin el freno puede desviar el impacto de la bala. [19]
Otro problema puede ocurrir cuando se utiliza munición sabotizada , ya que el sabot tiende a romperse dentro del freno. El problema es particularmente pronunciado cuando se utilizan proyectiles perforantes de blindaje con aletas estabilizadas y descartables (APFSDS) , un tipo de penetrador de varilla larga (LRP) (o penetrador de energía cinética). [23] Dado que estos proyectiles APFSDS son la munición perforante de blindaje más común en la actualidad, prácticamente ningún cañón de tanque de batalla principal moderno tiene frenos de boca.
Una desventaja táctica seria de los frenos de boca tanto en armas pequeñas como en artillería es que, dependiendo de sus diseños, pueden hacer que los gases que escapan levanten nubes de polvo y escombros que perjudican la visibilidad y revelan la posición de uno, sin mencionar que representan un peligro para las personas sin protección para los ojos. [24] Las tropas a menudo mojan el suelo frente a los cañones antitanque en emplazamientos defensivos para evitar esto, y los francotiradores están especialmente entrenados en técnicas para suprimir u ocultar los efectos magnificados de la explosión de boca lateral cuando disparan rifles con tales frenos. [25] Los compensadores y supresores lineales no tienen las desventajas de una explosión de boca redirigida; en realidad reducen la explosión al ventilar gas a alta presión hacia adelante a velocidad reducida.
La redirección de mayores cantidades de gas a alta presión que escapa puede causar molestias causadas por conmoción de la cavidad sinusal inducida por la explosión . Dicha incomodidad puede convertirse en un problema especialmente para los tiradores de rifles antimaterial debido a los cartuchos más grandes de lo normal con las correspondientes capacidades de vaina y volúmenes de propulsor mayores que estos rifles utilizan y puede ser una razón para promover la fatiga acelerada del tirador y el estremecimiento. Además, la explosión redirigida puede dirigir ondas de presión hacia el ojo, lo que puede provocar un desprendimiento de retina cuando se realizan disparos repetidos con armas antimaterial y de gran calibre. [26]
Una recámara con puertos de alivio de presión que permite que el gas se escape alrededor del cartucho durante la extracción. Básicamente es lo opuesto a una recámara estriada, ya que está diseñada para que el cartucho se adhiera a la pared de la recámara, lo que genera un ligero retraso en la extracción. Esto requiere una manga soldada con una ranura anular para contener la presión. [27]
El estado de California prohíbe los supresores de destello en rifles semiautomáticos con cargadores desmontables, pero permite el uso de frenos de boca en su lugar. [28]
En 2013, la Oficina de Alcohol, Tabaco, Armas de Fuego y Explosivos (ATF) determinó reglamentariamente que el dispositivo de boca del cañón del SIG Sauer MPX Carbine , adaptado del núcleo deflector del supresor de la versión con supresión integral y que SIG afirmaba que era un freno de boca, constituía un silenciador y convertía al MPX-C en un arma NFA del Título II . SIG Sauer , el fabricante del rifle, demandó a la ATF en 2014 para que se revocara la designación. [29] En septiembre de 2015, el juez federal Paul Barbadora confirmó el fallo de la ATF; a pesar de que SIG logró establecer con éxito que el dispositivo de boca no suprimía el sonido del arma, la ATF logró establecer con éxito que estaba destinado a suprimir el sonido, lo que era legalmente suficiente. [30]
"Supresor de destello" significa cualquier dispositivo que reduce u oculta la luz visible o el destello que se crea cuando se dispara un arma de fuego. Esta definición incluye los supresores de destello, pero no incluye los compensadores y los frenos de boca (dispositivos unidos al cañón de la boca o integrados a él para utilizar gases propulsores para contrarrestar el retroceso).
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