La obturación es el bloqueo o ajuste necesario del cañón en un arma de fuego o pistola de aire comprimido creado por un proyectil blando deformado. [1] Una bala o perdigón hecho de material blando y a menudo con una base cóncava se ensanchará bajo el calor y la presión del disparo, llenando el ánima y enganchando el estriado del cañón . El mecanismo por el cual un proyectil de metal blando de tamaño insuficiente se agranda para llenar el cañón es, para las balas de base hueca , la expansión por la presión del gas dentro de la cavidad de la base y, para las balas de base sólida, el "recalcado", el acortamiento y engrosamiento combinados que se produce cuando un objeto de metal maleable es golpeado con fuerza en un extremo.
La obturación se logra en los cartuchos de escopeta (que tienen múltiples perdigones mucho más pequeños que el diámetro del cañón) colocando un taco de plástico o una tarjeta biodegradable del mismo diámetro que el cañón entre la pólvora propulsora y los perdigones.
En un cartucho (como una bala o un proyectil de artillería enfundado) la "obturación" se inicia mediante la acción de una vaina metálica blanda que se presiona hacia afuera contra las paredes de la recámara por la alta presión de los gases internos. Esto crea un efecto de autosellado que evita que los gases se escapen del mecanismo de cierre. [2] La dificultad con las fugas fue uno de los principales obstáculos para la adopción temprana del arma de fuego de retrocarga , ya que reducía las presiones (y, por lo tanto, la velocidad) y también creaba peligro o irritación para el tirador. Aunque hubo primeros rifles de retrocarga con cartuchos de papel, la naturaleza autoobturante de los cartuchos metálicos (junto con su naturaleza impermeable) condujo a su adopción rápida y casi universal, a pesar de su costo mucho mayor, resolviendo como lo hicieron el problema de las fugas sin requerir un sistema de sellado incorporado complejo.
La obturación en las armas de fuego y las pistolas de aire comprimido es el resultado de la expansión o el recalcado de una bala o perdigón para ajustarse al ánima o, en el caso de un arma de fuego, de la expansión de una vaina de latón para sellarse contra la recámara en el momento del disparo. En el primer caso, esto sella la bala en el ánima y hace que la bala se enganche en el estriado del cañón . En el segundo caso, sella la vaina en la recámara y evita el retroceso de los gases contra el cerrojo. La delgada vaina de latón sella fácilmente la recámara, incluso en balas de baja presión como la .22 CB , pero expandir o recalcar la bala lo suficiente para una obturación efectiva requiere suficiente presión para deformar el material de la bala. La fórmula utilizada para calcular la presión necesaria para balas de base sólida es:
El factor de conversión de 1422 se deriva matemáticamente para convertir la presión en kgf/mm2 ( las unidades que se usan para medir BHN) a lbf/in2 ( las unidades que se usan para medir la presión del cartucho). Es decir:
Tenga en cuenta que este número solo se debe utilizar con balas de base simple de plomo fundido. No se aplica a balas fundidas con revestimiento o con control de gas. A continuación, se incluye una tabla que contiene varias aleaciones de balas, el BHN y el PSI necesario para expandir una bala hasta el ánima:
El plomo puro es muy blando y la mayoría de los cartuchos de armas de fuego pueden expandirlo o alterarlo, pero las presiones requeridas son más altas que las que se encuentran en la mayoría de las armas de aire comprimido. Para permitir la obturación en las armas de aire comprimido, los perdigones utilizan aleaciones blandas o polímeros flexibles [4] junto con una base delgada y cóncava diseñada para expandirse más fácilmente. Algunos proyectiles de armas de aire comprimido están compuestos de materiales más duros que las aleaciones blandas en las que se confiaba tradicionalmente; en cambio, estos suelen utilizar anillos de elastómero capaces de proporcionar suficiente obturación bajo presión. [5] Algunas municiones de armas de fuego, como las balas Foster y las balas wadcutter de base hueca , también utilizan una base hueca para permitir que la bala se expanda y se adapte a las irregularidades de un cañón, incluso cuando la presión de la recámara disminuye a medida que la bala se desplaza por el cañón (consulte balística interna ). Por ejemplo, no es raro que los cañones de los revólveres tengan una ligera constricción en el extremo de la recámara donde se enroscan en el armazón del revólver; Una bala de base hueca se expandirá para llenar el diámetro más grande del cañón después de pasar a través de la constricción.
Para evitar una deformación excesiva en los cartuchos de alta presión para rifles y pistolas Magnum , las balas de plomo suelen estar recubiertas de cobre u otra aleación más dura. Estas balas están diseñadas generalmente para comprimirse al dispararse cuando salen de la recámara y entran en el cañón. Esto sella la bala en el interior del cañón y se acopla al estriado.
Los mismos principios se aplican a la munición de artillería; las armas se clasifican tradicionalmente (en los países de habla inglesa) como "BL" o "QF" (por " Breechloading " o " Quick Firing "). Las armas "BL" son el estilo más antiguo y, por lo general, utilizan propulsor almacenado en una serie de bolsas de tela, cuyo número se puede ajustar para variar el alcance en algunos casos, así como un proyectil separado que se embiste antes de colocar la carga de pólvora en la recámara. Los cañones navales de gran calibre son tradicionalmente del tipo "BL". Al carecer de una vaina de cartucho para sellar la recámara, estos cañones requieren un mecanismo de recámara complejo y fuerte para sellar de forma segura la recámara durante el disparo. Los cañones "QF" fueron un desarrollo posterior, generalmente de calibre pequeño a mediano, y surgieron de la necesidad de cañones de disparo rápido para contrarrestar torpederos y otras amenazas pequeñas y ágiles. Un cañón QF dispara munición con vaina metálica, generalmente con el proyectil fijado a él, como una sola unidad, como un cartucho de arma de fuego. Esto permite un mecanismo de cierre más simple, como un cierre de bloque deslizante, que cuando se combina con los procedimientos más fáciles de manejo y embestida de la munición, permite una cadencia de fuego mucho mayor. Los cañones más grandes suelen ser cañones BL, porque la munición es tan grande y pesada que incluso añadir un casquillo metálico añadiría mucho peso y dificultaría el manejo, incluso si el proyectil y el propulsor se cargaran por separado. Sin embargo, ha habido excepciones; algunos cañones navales alemanes durante la Segunda Guerra Mundial utilizaron bolsas de pólvora de tela con una sección de base de latón fino, para proporcionar obturación a la recámara sin añadir demasiado peso, similar a un cartucho de perdigones de plástico moderno con una base de "latón bajo" para sellar y extraer.