Blowback (armi da fuoco)
Per proiettili più potenti di quelli che possono essere usati in sicurezza nel blowback semplice, o al fine di ottenere un meccanismo più leggero di quello che il formato semplice può fornire, l’alternativa all’API è un qualche sistema di blowback ritardato o ritardato, in cui l’otturatore non è mai completamente bloccato, ma è inizialmente tenuto in posizione, sigillando la cartuccia nella camera dalla resistenza meccanica di uno dei vari disegni di meccanismo di ritardo. Come per la resistenza fornita dalla quantità di moto nell’API, ci vuole una frazione di secondo perché i gas propellenti la superino e comincino a muovere cartuccia e otturatore all’indietro; questo brevissimo ritardo è sufficiente perché il proiettile lasci la volata e perché la pressione interna della canna diminuisca a un livello sicuro. L’otturatore e la cartuccia sono poi spinti all’indietro dalla pressione residua del gas.
A causa delle alte pressioni, le armi da fuoco a ritorno ritardato calibro fucile, come il FAMAS e G3, in genere hanno camere scanalate per facilitare l’estrazione. Di seguito ci sono varie forme di azioni a ritorno ritardato:
Rullo-ritardatoModifica
Il blowback a rullo ritardato fu usato per la prima volta nel prototipo Gerät 06H della Mauser. L’operazione di blowback ritardato a rullo differisce dall’operazione di rinculo a rullo come visto nella MG 42 e da quella a gas, come visto nel Gerät 03 e Gerät 06. A differenza della MG 42, nel blowback ritardato a rullo la canna è fissa e non rincula, e a differenza del Gerät 03 e Gerät 06 e StG 44, i sistemi di blowback ritardato a rullo mancano del pistone a gas. Queste omissioni favoriscono una costruzione relativamente leggera, riducendo significativamente il numero di parti richieste e la quantità di lavorazione necessaria per produrre un fucile. Quando la testa dell’otturatore viene spinta all’indietro, i rulli sui lati dell’otturatore vengono spinti verso l’interno contro un’estensione rastremata del portaotturatore. Questo spinge il portaotturatore all’indietro ad una velocità molto maggiore e ritarda il movimento della testa dell’otturatore. Il vantaggio principale del blowback a rullo ritardato è la semplicità del design rispetto al funzionamento a gas o a rinculo.
L’azione dell’arma con blowback a rullo ritardato fu brevettata dai Mauser Wilhelm Stähle e Ludwig Vorgrimler. Sebbene appaia semplice, il suo sviluppo durante la seconda guerra mondiale fu un duro sforzo tecnico e personale, dato che gli ingegneri tedeschi, i matematici e altri scienziati dovettero lavorare insieme su una base “like-it-or-not” guidata da Ott-Helmuth von Lossnitzer, il direttore del Mauser Werke’s Weapons Research Institute and Weapons Development Group. Gli esperimenti dimostrarono che le armi da fuoco con blowback a rullo ritardato mostravano un rimbalzo dell’otturatore quando l’otturatore si apriva ad una velocità estrema di circa 20 m/s (66 ft/s) durante il fuoco automatico. Per contrastare il bolt-bounce si doveva trovare la scelta dell’angolo perfetto sulla punta della testa dell’otturatore per ridurre significativamente la velocità di apertura dell’otturatore. Il problema dell’altissima velocità di apertura dell’otturatore non fu risolto per tentativi ed errori. Il matematico Dr. Karl Maier ha fornito l’analisi dei componenti e degli assemblaggi nel progetto di sviluppo. Nel dicembre 1943 Maier arrivò ad un’equazione che gli ingegneri usarono per cambiare gli angoli nel ricevitore a 45° e 27° sul pezzo di chiusura rispetto all’asse longitudinale, riducendo il problema del rimbalzo del bullone. Con questi angoli il rapporto geometrico di trasmissione tra il portabullone e la testa del bullone diventava 3:1, quindi il portabullone posteriore era costretto a muoversi 3 volte più velocemente della testa del bullone. Le forze all’indietro sul portabulloni e sul ricevitore erano 2:1. La forza e l’impulso trasmessi alla carcassa aumentano con la forza e l’impulso trasmessi al portaotturatore. Rendere il portaotturatore più pesante diminuisce la velocità di rinculo. Per il progetto Mausers StG 45(M), Maier assunse una testa dell’otturatore di 120 g e un portaotturatore di 360 g (rapporto 1 a 3). Il prototipo del fucile d’assalto StG 45 (M) aveva 18 scanalature longitudinali di scarico dei gas tagliate nella parete della camera per aiutare il bossolo gonfiato dalle pareti della camera durante l’estrazione. La scanalatura all’estremità della camera fornisce l’equalizzazione della pressione tra la superficie esterna anteriore del bossolo e il suo interno e quindi assicura l’estrazione senza strappare il bossolo rendendo l’estrazione più facile e affidabile. Nel 1944 altre aziende tedesche come Großfuß, Rheinmetall e Haenel mostrarono interesse nello sviluppo di armi leggere a retrocarica a rulli. Großfuß lavorò su una mitragliatrice generica MG 45 a ritorno ritardato che, come la StG 45 (M), non era andata oltre lo stadio di prototipo alla fine della seconda guerra mondiale.
Dopo la seconda guerra mondiale, gli ex tecnici Mauser Ludwig Vorgrimler e Theodor Löffler perfezionarono il meccanismo tra il 1946 e il 1950 mentre lavoravano per il produttore francese di armi leggere Centre d’Etudes et d’Armament de Mulhouse (CEAM). Nel 1950 Ludwig Vorgrimler fu assunto per lavorare per il CETME in Spagna. Il primo fucile di produzione in scala reale ad utilizzare il roller-delay fu il fucile da battaglia spagnolo CETME, che fu seguito da vicino dallo svizzero SIG SG 510 e dall’Heckler & Koch G3 basato sul modello B del CETME. L’otturatore del G3 ha un meccanismo antirimbalzo che impedisce all’otturatore di rimbalzare sulla superficie della culatta della canna. La “leva di bloccaggio della testa dell’otturatore” del G3 è un artiglio a molla montato sul portaotturatore che afferra la testa dell’otturatore quando il gruppo portaotturatore va in batteria. La leva essenzialmente si blocca in posizione con attrito, fornendo una resistenza sufficiente per essere riaperta che il portaotturatore non rimbalza. A causa della relativa bassa spinta dell’otturatore esibita dalle cartucce da pistola, il meccanismo antirimbalzo è omesso da Heckler & Koch sulle loro armi da fuoco con blowback ritardato a rullo, con cartucce da pistola. La mitragliatrice MP5 di Heckler & Koch è l’arma più comune ancora in servizio in tutto il mondo che utilizza questo sistema. Anche la pistola semiautomatica Heckler & Koch P9, la mitragliatrice leggera CETME Ameli e la mitragliatrice generica Heckler & Koch HK21 lo utilizzano.
Le armi con blowback a rulli ritardato sono specifiche per le munizioni, poiché non hanno una porta del gas regolabile o una valvola per regolare il braccio a vari propellenti e comportamenti di pressione specifici del proiettile. Il loro funzionamento affidabile è limitato da parametri specifici delle munizioni e del braccio, come il peso del proiettile, la carica del propellente, la lunghezza della canna e la quantità di usura. Al momento dell’accensione della cartuccia la camera deve essere e rimanere sigillata, fino a quando il proiettile è uscito dalla canna e la pressione del gas all’interno della canna è scesa a un livello sicuro prima che il sigillo sia rotto e la camera inizi ad aprirsi. Per ottenere un funzionamento corretto e sicuro i produttori di armi a banda offrono una varietà di pezzi di chiusura con diversi angoli di massa e di spalla e rulli cilindrici con diversi diametri. Gli angoli sono critici e determinano i tempi di sblocco e la gestione della caduta di pressione del gas, poiché il pezzo di chiusura agisce all’unisono con il supporto della testa del bullone. La larghezza della fessura dell’otturatore determina lo spazio di testa e quindi il corretto posizionamento delle cartucce nella camera (chiusa). A causa dell’usura, la fessura tra il pezzo di chiusura e il supporto della testa dell’otturatore dovrebbe aumentare gradualmente. Può essere determinato e controllato con una misurazione dello spessimetro e può essere modificato cambiando i rulli cilindrici con rulli di diametro diverso. L’installazione di rulli di diametro maggiore aumenterà il gap del bullone e spingerà il pezzo di bloccaggio in avanti. Installando rulli di diametro inferiore si ottiene l’effetto contrario.
Leva-ritardataModifica
Il blowback a leva ritardata utilizza la leva per mettere l’otturatore in svantaggio meccanico, ritardando l’apertura della culatta. Quando la cartuccia spinge contro la faccia dell’otturatore, la leva muove il portaotturatore all’indietro ad una velocità accelerata rispetto all’otturatore leggero. La leva può essere applicata con una parte dedicata o attraverso superfici inclinate che interagiscono tra loro. Questa leva aumenta significativamente la resistenza e rallenta il movimento del bullone leggero. Il funzionamento affidabile delle armi a leva ritardata blowback è limitato da specifici parametri delle munizioni e dell’arma come il peso del proiettile, la carica di propellente, la lunghezza della canna e la quantità di usura. John Pedersen ha brevettato uno dei primi progetti noti per un sistema a leva ritardata. Il meccanismo fu usato anche dal progettista d’armi ungherese Pál Király negli anni 1910 e 1930 e usato nelle pistole mitragliatrici Danuvia 39M e 43M per l’esercito ungherese. Dopo la seconda guerra mondiale, Király si stabilì nella Repubblica Dominicana e sviluppò la carabina Cristóbal (o carabina Király-Cristóbal). Altre armi che usano questo sistema sono le pistole Hogue Avenger e Benelli B76, la mitragliatrice FNAB-43, i fucili d’assalto TKB-517, VAHAN e FAMAS, i fucili da battaglia/macchine leggere Sterling 7.62 e AVB-7.62 e la mitragliatrice generica AA-52.
Gas-delayedEdit
Il blowback a gas non deve essere confuso con il funzionamento a gas. L’otturatore non è mai bloccato, e quindi viene spinto all’indietro dai gas propellenti in espansione, come in altri progetti basati sul blowback. Tuttavia, i gas propellenti sono espulsi dalla canna in un cilindro con un pistone che ritarda l’apertura dell’otturatore. Fu usato da alcuni progetti tedeschi della seconda guerra mondiale per la cartuccia 7,92×33mm Kurz, tra cui il fucile Volkssturmgewehr (con poca efficacia) e il Grossfuss Sturmgewehr (con un’efficienza leggermente maggiore), e dopo la guerra dalle pistole Heckler & Koch P7, Walther CCP, Steyr GB e M-77B.
Chamber-ring delayedEdit
Quando una cartuccia viene sparata, il bossolo si espande per sigillare i lati della camera. Questo sigillo impedisce al gas ad alta pressione di fuoriuscire nell’azione della pistola. Poiché una camera convenzionale è leggermente sovradimensionata, una cartuccia non sparata entra liberamente. In un’arma con camera di cartuccia ritardata, la camera è convenzionale in ogni aspetto, tranne che per un anello concavo all’interno della parete della camera. Quando la cartuccia viene sparata, il bossolo si espande in questo anello incassato e spinge la faccia dell’otturatore all’indietro. Mentre il bossolo si sposta all’indietro, questo anello restringe la porzione espansa del bossolo. L’energia richiesta per comprimere le pareti del bossolo rallenta la corsa all’indietro del bossolo e del carrello, riducendo la loro massa richiesta. Il primo utilizzo conosciuto del sistema fu sulla pistola di Fritz Mann nel 1920 e successivamente sulla pistola sperimentale High Standard Corp modello T3 sviluppata da Ott-Helmuth von Lossnitzer mentre lavorava per la High Standard. Altre armi da fuoco che utilizzavano questo sistema erano la pistola LWS Seecamp, la AMT Automag II, e la pistola Kimball .30 Carbine. La famiglia di fucili SIG SG 510 incorpora un anello di camera vicino alla spalla che è usato per evitare il rimbalzo dell’otturatore piuttosto che un elemento di ritardo.
Hesitation lockedEdit
Il sistema brevettato di John Pedersen incorpora un blocco di culatta indipendente dal carrello o dal portaotturatore. Quando è in batteria, il blocco di culatta si appoggia leggermente in avanti rispetto alla spalla di chiusura situata nel telaio dell’arma. Quando la cartuccia viene sparata, il bossolo, l’otturatore e il carrello si muovono insieme per una breve distanza finché il blocco di culatta colpisce la spalla di chiusura e si ferma. Il carrello prosegue all’indietro con lo slancio acquisito nella fase iniziale, mentre la culatta rimane bloccata. Questo permette alla pressione della camera di scendere a livelli di sicurezza una volta che il proiettile lascia la canna. Il movimento continuo del carrello solleva il blocco di culatta dalla sua cavità e lo tira indietro, continuando il ciclo di sparo. La pistola Pedersen Remington Model 51, la mitragliatrice SIG MKMO e la pistola R51 sono le uniche armi da fuoco di produzione ad aver utilizzato questo design.
Flywheel delayed blowbackEdit
Il funzionamento con blowback ritardato a volano è quello in cui, durante lo sparo, l’apertura dell’otturatore è ritardata dall’inerzia rotazionale di un volano. Questo è azionato da una cremagliera e da un pignone sul portaotturatore. Il Barnitzke, Kazachok SMG, MGD PM-9 utilizza questa operazione. Un altro esempio potrebbe essere il fucile stampato in 3d in sviluppo da Evan Jones.
Toggle-delayedEdit
Nelle armi da fuoco a levetta, il movimento all’indietro del blocco di culatta deve superare una significativa leva meccanica. L’otturatore è incernierato al centro, fermo all’estremità posteriore e quasi dritto a riposo. Quando la culatta si muove all’indietro sotto la forza del blowback, il giunto della cerniera si muove verso l’alto. Lo svantaggio della leva impedisce alla culatta di aprirsi finché il proiettile non ha lasciato la canna e la pressione non è scesa a un livello sicuro. Questo meccanismo era usato sul fucile Pedersen e sulla mitragliatrice Schwarzlose MG M.07/12.
Corsa fuori asse dell’otturatoreModifica
John Browning sviluppò questo semplice metodo per cui l’asse del movimento dell’otturatore non era in linea con quello della canna. Il risultato era che un piccolo movimento all’indietro dell’otturatore rispetto all’asse dell’alesaggio richiedeva un movimento maggiore lungo l’asse del movimento dell’otturatore, ingrandendo essenzialmente la resistenza dell’otturatore senza aumentarne la massa. La mitragliatrice francese MAS-38 del 1938 utilizza un otturatore il cui percorso di rinculo è ad angolo con la canna. Il Jatimatic e KRISS Vector utilizzano versioni modificate di questo concetto.
Radial-delayedEdit
CMMG ha introdotto il fucile Mk 45 Guard incorporando un ritardo radiale nel 2017. Questo sistema utilizza la rotazione della testa dell’otturatore per accelerare il portaotturatore di un fucile modello AR-15. Le alette di chiusura dell’otturatore sono adattate per incorporare angoli di 120° che ruotano l’otturatore mentre viaggia all’indietro sotto la potenza convenzionale del blowback. Mentre l’otturatore ruota di 22,5˚, deve accelerare il portaotturatore verso la parte posteriore attraverso una fessura per perni a camme con un angolo di 50°. Questa accelerazione amplifica la massa effettiva del portaotturatore, rallentando la velocità della testa dell’otturatore. Questo ritardo permette alla pressione di diminuire prima dell’estrazione senza la penalità di un gruppo portaotturatore più pesante. Il sistema è simile al blowback a rullo e a leva ritardata, in quanto utilizza la massa del portaotturatore che si muove ad una velocità maggiore della testa dell’otturatore per ritardare l’apertura dell’azione. Il design è descritto nel brevetto statunitense 10.436.530.
Avvitato con ritardoModifica
Primamente usato sul fucile automatico Mannlicher modello 1893, l’otturatore in blowback con ritardo a vite utilizza un bullone a rotazione che è stato ritardato da filetti interrotti angolati ritardati da un quarto di giro per sbloccare. John T. Thompson progettò un fucile automatico che funzionava su un principio simile intorno al 1920 e lo presentò per le prove all’esercito americano. Questo fucile, presentato più volte, gareggiò senza successo contro il fucile Pedersen e il fucile ad innesco Garand nei primi test per sostituire il fucile M1903 Springfield. Questa operazione è una delle forme più semplici di blowback ritardato, ma a meno che le munizioni siano lubrificate o usino una camera scanalata, il rinculo può essere volatile, specialmente quando si usano proiettili di fucile a lunghezza piena. La rotazione dell’otturatore dovrebbe essere di almeno 90° per evitare la rottura delle cartucce. Un’altra forma di questa operazione che utilizza una vite elicoidale per ritardare il movimento all’indietro era la mitragliatrice Salvator-Dormus M1893 e più tardi il prototipo di mitragliatrice Kalashnikov Modello 1942 nel 1942 e la carabina Fox Wasp.