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Balística de proyectiles

A continuación os presentamos un artículo sobre balística de proyectiles, escrito por uno de nuestros jugadores más fascinantes, Panzergranate.

Fear Naught
The_Challenger

 


 

Me ha fascinado la ciencia que hay detrás de perforar un blindaje desde que en 1979, siendo artillero de tanque, vi cómo una ráfaga de tres balas ABCDS Rarden volaba hacia un viejo chasis de tanque y una de ellas rebotaba. Todas dieron en la misma zona del objetivo, pero una iba un poco más lenta o tenía pequeñas imperfecciones, o algo así, lo que causó que rebotara al hacer impacto.

A diferencia de los proyectiles de artillería, con los cuales se intenta principalmente disparar la mayor cantidad de explosivos posible a una distancia razonable con cierto grado de precisión, los proyectiles y las balas antiblindaje están especialmente diseñados, equilibrados y ajustados para aumentar un poco más la capacidad máxima de penetración (mejorando con ello las probabilidades de penetración al primer impacto).

A veces se ven fotos de tripulaciones de tanque sacando brillo a la munición antiblindaje antes de la batalla. Tengo una instantánea, que aparece en varios libros, en la que se ve unos miembros de la tripulación de un T-34/76D soviético con una serie de cubiertas balísticas antiblindaje y altamente explosivas BR-350A o BR-350B dispuestas cuidadosamente ante ellos sobre un suelo impermeable, a las que sacan lustro una a una antes de almacenarlas en el tanque. Los proyectiles AE están apilados cerca de ellos.

Los artilleros W. D. Lewis y F. J. Hall, del 33/61 Regimiento Pesado de la Real Artillería británica, en Vergato, Italia, limpiando de barro los proyectiles para un cañón “Long Tom” de 155 mm construido en los Estados Unidos.

Los procesos que tienen lugar entre que el artillero pisa el pedal de gatillo y el objetivo recibe el impacto son los siguientes:

La cápsula fulminante se enciende y prende fuego a su vez al extremo posterior del propelente, lo que causa que este se acelere a medida que se quema y que se transforme en gases a muy alta presión (es por este motivo que la longitud en calibres se mide desde el plano de la culata para realizar cálculos balísticos).

Aquí es donde nos encontramos con la primera influencia caótica que tiene un efecto importante sobre la velocidad de salida: la velocidad de combustión del propelente no es una constante, sino una variable con límites entre no prenderse o arder por completo de manera eficaz.

El propelente, ahora desplazándose a velocidad transónica, golpea la base del proyectil o de la bala y le transmite parte de su inercia. Debido a que la masa del proyectil es mayor, el propelente pierde mucha velocidad en este impacto. Ambos empiezan a moverse a través del cañón a velocidad subsónica, pero acelerando a medida que el propelente continúa quemándose y generando gases que se expanden.

Si hay un trazador, se enciende con esta violenta colisión. En el caso de la munición ABAE (y también la munición AE ordinaria y la munición de fragmentación), el fuerte choque desencadena el proceso de armado de la espoleta.

Aquí es donde nos encontramos con la segunda y la tercera influencias caóticas que tienen un efecto importante sobre la velocidad de salida: las bandas rotatorias para el sellado de gases y los residuos de la boca del cañón.

Los anillos de cobre que hay en la base del proyectil o de la bala actúan como aros de pistón. Sin embargo, no están ajustados con precisión debido al proceso de fabricación, y el ajuste es similar al calentamiento de un aro de metal para que se acople a la rueda de madera de un carro. Esto significa que estos anillos de sellado de cobre se adhieren al cañón y al estriado, pudiendo estar sueltos, ajustados a la perfección o demasiado ajustados. A veces algunas tripulaciones de tanque medían, nivelaban, limaban y ajustaban las bandas rotatorias de cobre de los proyectiles simplemente para conseguir una pequeña mejoría.

Si estas bandas están demasiado sueltas, muchos de los gases propulsores escaparán por los lados del proyectil o de la bala, causando que la velocidad de salida se reduzca. Si están demasiado apretadas, la velocidad del proyectil disminuirá debido a la fricción excesiva con el ánima del cañón. Todos los proyectiles (ya sean AB, AE, de humo o de cualquier otro tipo) que poseen una banda rotatoria que se ajuste desmedidamente al estriado del cañón (causando pérdidas por fricción excesiva) se dejan a un lado, y se emplean para “limpiar” el tubo del cañón.

El otro problema es el residuo en la boca del cañón. Es lo que se queda del disparo del proyectil anterior. Si el proyectil anterior no se quema limpiamente, dejará mucho hollín y residuos en el cañón, lo que provocará que el próximo proyectil tenga cierta resistencia a la hora de desplazarse por el cañón. No obstante, si disparamos un proyectil que sabemos que tiene unas bandas rotatorias muy ajustadas, se llevará consigo esta suciedad y el cañón quedará limpio. ¿Alguna vez habéis oído algún relato histórico sobre un artillero que disparó un proyectil AE, de humo o de otro tipo que resultó ser bastante ineficaz contra un vehículo de combate blindado, y para después emplear un proyectil AB? Ahora sabéis porqué.

Un tanque M4A3E8 “Sherman” de la Compañía B, del 72.º Batallón de Tanques, 2.ª División de Infantería dispara su cañón de 76 mm hacia búnkeres enemigos en “Napalm Ridge”, apoyando a la 8.ª División del Ejército de la República de Corea. La fotografía data del 11 de mayo de 1952. Fotografía de la Army Signal Corps Collection de los Archivos Nacionales de los Estados Unidos. Fotografía n.º: SC 398704. 

 

Después de todo esto, el proyectil o bala sale de la boca cañón con la velocidad que haya ganado durante su aceleración en el interior del tubo del cañón. El propelente y los gases explosivos que no se hayan quemado también salen del cañón, provocando el efecto de retroceso y generando una bola de fuego y humo.

En este momento, el proyectil o bala vuela en dirección al objetivo. Después de haber abandonado el cañón, ha empezado a decelerar debido al paso a través de la atmósfera. El valor real de la resistencia al avance que afecta al proyectil depende de la época del año, el tiempo atmosférico y la humedad que contenga el aire. Un día de verano caluroso y húmedo produce un aire cargado de humedad densa que provocará una mayor resistencia al avance que un día de invierno seco con temperaturas bajo cero.

En un día normal de primavera, un proyectil ABAE o una bala AB estándares perderán alrededor del 11% de su potencial de penetración cuando hayan recorrido 500 metros, si lo comparamos con sus valores máximos de penetración a los 100 metros. Esto significa que si a los 100 metros podrían penetrar hasta 100 mm, solo podrán penetrar 89 mm como máximo después de 500 metros.

Si la bala es ABC (sin cubierta balística), la resistencia al avance será mayor. Si el proyectil o bala tiene poca masa (ABCR) o gira a medida que se vuelve inestable (ABCDS), también sufrirá una mayor resistencia al avance.

Mantelete de un tanque Panther penetrado por un M3 de 90 mm que disparaba proyectiles ABAV.

Glacis de un tanque Panther penetrado por un M3 de 90 mm que disparaba proyectiles ABAV. 

 

Otro factor que afecta a la precisión del proyectil o de la bala es la densidad variable del aire a lo largo de la trayectoria; lo que para nosotros son la brisa y el viento. Estas bolsas de presión de aire variable pueden alterar ligeramente la trayectoria de tiro en grandes distancias, y afectan especialmente a cañones de baja velocidad. Los proyectiles de mayor velocidad se ven menos afectados.

Nuestro proyectil o bala alcanza al objetivo e impacta en el blindaje. Si son simples proyectiles ABAE o balas AB, el punto de contacto se sobrecalentará y se fundirá a medida que la velocidad del proyectil se convierte en presión de impacto.

Aquí nos encontramos con más influencias caóticas que determinarán si el proyectil penetra o no. Si suponemos que el blindaje del objetivo no rebasa los límites de la capacidad del obús, la estructura del proyectil sufrirá una vibración descomunal en el impacto, la cual mellará cualquier fallo en la fundición que haya y podría destrozar el proyectil. Esto se considera un fracaso.

Para evitar que esto suceda, los fabricantes de blindaje endurecen la superficie de la coraza. Los diseñadores de munición por su parte colocan una cubierta de acero o de acero dulce (que tiene una temperatura de fusión inferior) al proyectil o a la bala. Esta cubierta se funde en el impacto, suavizando el golpe que recibe el obús, y que, si el blindaje no está en ángulo recto al cañón que dispara, hará que el proyectil se agarre al extremo anterior y al extremo posterior para cabecear ligeramente, y reducir así el ángulo de incidencia. Si el ángulo es demasiado grande, el proyectil surcará por el blindaje, perdiendo energía y rendimiento debido a la fricción, hasta que pueda acometer y empezar a penetrar o se desvíe y se aleje del blindaje.

Supongamos que nuestro proyectil consigue penetrar el blindaje.

 

Blindaje frontal inferior de un tanque Panther penetrado por un M3 de 90 mm que disparaba balas AB.

 

Durante el proceso de penetración, el proyectil o la bala sobrecalentados se funden y atraviesan el blindaje empleando una presión concentrada a través de la inercia, y expulsando blindaje fundido a medida que avanzan.

Al llegar al interior del objetivo, el proyectil o bala podría estar tanto de un color rojo oscuro candente como de un blanco iridiscente, dependiendo de la velocidad, la masa, la energía y también el grosor del blindaje atravesado. En el último caso (una bala sobrecalentada), la tripulación muere al instante, toda la munición explota espontáneamente, y si es un M-4 Sherman, el depósito de gasolina lleno de combustible para aviones hierve y el carro de combate se convierte en una bola de fuego gigante. Pero eso sucede en la vida real, ¡no en World of Tanks! Sin embargo, solo las balas sólidas de tungsteno, tungsteno-cobalto y uranio se sobrecalientan hasta alcanzar un color blanco después de la penetración. Los proyectiles y las balas de acero forjado, de hierro forjado y de hierro fundido se licuan a esas temperaturas, lo que les imposibilita penetrar el blindaje.

BR-350B de 76 mm soviético

PzGr.39/43 de 8,8 cm alemán

 

No obstante, el proyectil se vuelve rojo normalmente, a no ser que el blindaje sea extremadamente fino, en cuyo caso se esparcirán por dentro del objetivo, a velocidades peligrosas pero no letales, fragmentos del blindaje, remaches, tornillos y cualquier cosa que haya en la cara interior del impacto.

Si se trata de una bala sólida, prenderá fuego a cualquier objeto inflamable con el que entre en contacto, especialmente munición, combustible, aceite, etc.

Este tipo de bala también posee más masa para su tamaño que un proyectil ABAE, por lo que a medida que avance, irá destruyendo equipamiento, bloques del motor y otra maquinaria que encuentre a su paso.

Si se trata de un proyectil de tipo ABAE, explotará dentro del objetivo nada más entrar en él, en el aire o después de rebotar de un lado a otro durante unos segundos. Si contiene explosivos, muy probablemente la tripulación morirá por lo que equivale a la explosión de una bomba AE de mortero dentro del objetivo. La naturaleza encerrada de la explosión servirá para aumentarla. Toda munición o maquinaria alcanzada por la llamarada también se verá afectada. Si hay munición, a la explosión le seguirá una reacción en cadena.

Si el contenido del proyectil es explosivo o incendiario (BR-251B, BR-350B, etc.), la tripulación será rociada con un gel ardiente, y lo mismo sucederá con cualquier munición y equipamiento, dejando automáticamente al objetivo y a la tripulación fuera de combate.

En el PzGr.39. APCBC-HE alemán, el proyectil lleva una granada montada en la base que contiene unos gramos de explosivos. Esto causa un efecto metralla dentro del objetivo, ya que el daño primario lo inflige la bala (o el proyectil) a la que el explosivo está unido. De esta manera, la granada sirve como arma de apoyo para causar daño.

Y esto es básicamente lo que sucede sin demasiada ciencia.

 

Panzergranate

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