Un arma armada es artillería con un cañón especialmente reforzado. Un tubo interior de metal se estira dentro de su límite elástico bajo la presión de gases en polvo confinados para transmitir tensión a los cilindros exteriores que están bajo tensión. [1] Los cilindros metálicos concéntricos o los devanados de alambre se ensamblan para minimizar el peso requerido para resistir la presión de los gases de pólvora que empujan un proyectil fuera del cañón. La construcción urbanizada fue la norma para los cañones montados a bordo de los acorazados del siglo XX y los cañones ferroviarios , la artillería costera y los cañones de asedio contemporáneos durante la Segunda Guerra Mundial .
El primer arma construida fue diseñada por el oficial de artillería francés Alfred Thiéry en 1834 y probada a más tardar en 1840. También alrededor de 1840 Daniel Treadwell fabricó otro , y Mersey Iron Works en Liverpool produjo otro más, según John El diseño de Ericsson . El arquitecto de Sheffield, John Frith, recibió una patente sobre su fabricación en 1843. Sin embargo, todas estas armas (ya fueran de hierro fundido , hierro forjado o su combinación) no eran tecnológicamente prácticas antes de la década de 1850. [2]
En la década de 1850, William Armstrong produjo en serie sus retrocargas estriadas con la misma tecnología, y las armas de avancarga Parrott , construidas pero muy simples, jugaron un papel importante en la Guerra Civil de Estados Unidos una década después. En esa guerra también participaron los fusiles Blakely , pero en otro bando. A partir de la década de 1860, los cañones Krupp armados se convirtieron en un éxito comercial en Europa continental.
La velocidad y el alcance de la artillería varían directamente con la presión de la pólvora o de los gases de pólvora sin humo que empujan el proyectil fuera del cañón del arma. Una pistola se deformará (o explotará) si las presiones de la recámara fuerzan el cañón más allá del límite elástico del metal del que está hecha. [1] El espesor de los cañones homogéneos de hierro fundido alcanzó un límite útil de aproximadamente la mitad del calibre. El espesor adicional proporcionó pocos beneficios prácticos, ya que presiones más altas generaban grietas en el orificio antes de que la parte exterior del cilindro pudiera responder, y esas grietas se extenderían hacia afuera durante los disparos posteriores. [3]
En la década de 1870, la tecnología se adoptó ampliamente. El tratado de Claverino de 1876 sobre la "Resistencia de los cilindros huecos" se publicó en Giornale d'Artiglieria . [4] El concepto era dar a las partes exteriores del arma una tensión inicial, disminuyendo gradualmente hacia el interior, mientras que daba a las partes interiores un estado normal de compresión por los cilindros exteriores y los devanados de alambre. [5] El rendimiento máximo teórico se lograría si el cilindro interior que forma el ánima estriada fuera comprimido hasta su límite elástico por los elementos circundantes mientras está en reposo antes de disparar, y expandido hasta su límite elástico por la presión interna del gas durante el disparo. [6]
El cilindro más interno que forma la recámara y el orificio estriado se llama tubo o, con ciertas técnicas de construcción, revestimiento . Un cilindro de segunda capa llamado camisa se extiende hacia atrás más allá de la recámara para albergar el bloque de cierre . La chaqueta generalmente se extiende hacia adelante a través de las áreas de mayor presión, a través de la corredera de retroceso, y puede extenderse hasta la boca del cañón. La parte delantera del cañón puede estrecharse hacia la boca porque se requiere menos fuerza para presiones reducidas a medida que el proyectil se acerca a ella. Esta porción ahusada del cañón se llama persecución . Las armas muy grandes a veces utilizan cilindros exteriores más cortos llamados aros cuando las limitaciones de fabricación hacen que las chaquetas largas no sean prácticas. Los aros que están delante del tobogán se llaman aros de persecución . [7] La chaqueta o el aro de persecución delantero pueden ensancharse hacia afuera en forma de campana en la boca para mayor resistencia y reducir la división porque el metal en ese punto no está apoyado en el extremo delantero. [8] Se han utilizado hasta cuatro o cinco capas, o hileras de aros, de cilindros tensados sucesivamente. [9] Las capas se designan alfabéticamente como el tubo "A" encerrado por la cubierta "B" y los aros de persecución, encerrado por la hilera de aros "C", encerrado por la hilera de aros "D", etc. Los aros individuales dentro de una hilera se numerados desde la recámara hacia adelante como el aro B1, el aro B2 y luego el aro C1, el aro C2 , etc. Minimizar la debilidad de las ubicaciones conjuntas. El diámetro del cilindro puede variarse incluyendo hombros mecanizados para evitar el movimiento longitudinal hacia adelante de un cilindro interior dentro de un cilindro exterior durante el disparo. Las ubicaciones de los hombros están igualmente escalonadas para minimizar la debilidad. [11]
Después de que el tubo, la camisa y los aros se hayan mecanizado a las dimensiones apropiadas, la camisa se calienta cuidadosamente a aproximadamente 400 grados Celsius (800 grados Fahrenheit) en un horno de aire vertical para que la expansión térmica permita bajar el tubo frío a su lugar. Cuando la camisa está en posición, se enfría para formar un ajuste retráctil tensado sobre el tubo. Luego, el siguiente aro (ya sea B2 o C1) se calienta de manera similar para que el tubo A ensamblado y la camisa B1 puedan bajarse a su posición para un ajuste por contracción sucesivo. La unidad ensamblada puede mecanizarse antes de colocar un aro nuevo. El proceso continúa mientras los tubos restantes se calientan secuencialmente y se enfrían en la unidad ensamblada hasta que se hayan ensamblado todos los elementos. [12] Cuando se utiliza un bobinado de alambre tensado en lugar de un recorrido en forma de aro, el alambre generalmente está cubierto por un cilindro tensado externo, también llamado chaqueta .
Los gases de la pólvora en combustión derriten parte del orificio cada vez que se dispara un arma. Este metal fundido se oxida o sale volando de la boca del cañón hasta que el cañón se erosiona hasta el punto de que la dispersión del proyectil se vuelve inaceptable. Después de disparar varios cientos de proyectiles, se puede reacondicionar un arma perforando el interior e insertando una nueva camisa como cilindro interior. Los cilindros exteriores se calientan como una unidad a aproximadamente 200 grados Celsius (400 grados Fahrenheit) para permitir la inserción de un nuevo revestimiento y el revestimiento se perfora y estria después de la instalación. Se puede perforar un revestimiento nuevo para un diámetro de proyectil diferente al utilizado en el arma original. Los revestimientos pueden ser cilíndricos o cónicos. Los revestimientos cónicos se estrechan hacia la boca del cañón para facilitar su extracción desde el extremo de la recámara y al mismo tiempo limitar el desplazamiento hacia adelante durante el disparo. Los revestimientos cónicos se pueden quitar enfriándolos con agua después de recalentar el cañón, pero los revestimientos cilíndricos deben perforarse. [13]
Con la obsolescencia de los cañones muy grandes después de la Segunda Guerra Mundial, los avances metalúrgicos fomentaron el uso de la construcción monobloque (de una sola pieza) para los cañones de calibre medio de posguerra. En un procedimiento llamado autofrettage , un tubo monobloque perforado se llena con fluido hidráulico a presiones superiores a las que experimentará el arma terminada durante el disparo. Al liberarse la presión hidráulica, el diámetro interno del tubo monobloque habrá aumentado aproximadamente un 6%. La parte exterior del monobloque terminado rebota aproximadamente hasta su diámetro original y ejerce fuerzas de compresión sobre la parte interior similares a los cilindros separados de un arma armada. [14]