Blowback (armas de fogo)

Modelo de corte da câmara com flautas de alívio de gás (esquerda) e rolo-acção retardada da espingarda de assalto G3

Um esquema do mecanismo de retrocesso de rolo usado na sub-metralhadora MP5. Este sistema teve a sua origem no protótipo da espingarda de assalto StG 45(M) do final da guerra.

O mecanismo de retrocesso com roldana foi usado pela primeira vez no protótipo Gerät 06H da Mauser. A operação de retrocesso com rodízios difere da operação de recuo com rodízios, como visto no MG 42 e com rodízios a gás bloqueados, como visto no Gerät 03 e Gerät 06. Ao contrário do MG 42, no retrocesso com rodízios o cano é fixo e não retrocede, e ao contrário do Gerät 03 e Gerät 06 e StG 44, os sistemas de retrocesso com rodízios carecem de um pistão a gás. Estas omissões favorecem a construção relativamente leve, reduzindo significativamente o número de peças necessárias e a quantidade de usinagem necessária para produzir uma espingarda. Como a cabeça do parafuso é acionada para trás, os rolos nos lados do parafuso são acionados para dentro contra uma extensão cônica do suporte do parafuso. Isto força o portador do parafuso para trás a uma velocidade muito maior e retarda o movimento da cabeça do parafuso. A principal vantagem do amortecedor de rolo é a simplicidade do design em comparação com a operação a gás ou recuo.

A ação da arma de fogo com amortecedor de rolo foi patenteada por Mausers Wilhelm Stähle e Ludwig Vorgrimler. Apesar de parecer simples o seu desenvolvimento durante a Segunda Guerra Mundial foi um duro esforço técnico e pessoal, uma vez que os cientistas alemães de engenharia, matemática e outros cientistas tiveram de trabalhar juntos numa base de “like-it-it-or-not” liderada por Ott-Helmuth von Lossnitzer, o diretor do Instituto de Pesquisa de Armas e do Grupo de Desenvolvimento de Armas da Mauser Werke. As experiências mostraram que as armas de fogo de retrocesso com rolo exibiam um ressalto com o parafuso aberto a uma velocidade extrema de aproximadamente 20 m/s (66 pés/s) durante o fogo automático. Para contrariar o ressalto do parafuso, foi necessário encontrar a escolha do ângulo perfeito no nariz da cabeça do parafuso para reduzir significativamente a velocidade de abertura do mesmo. O problema das velocidades extremamente altas dos parafusos não foi resolvido por tentativa e erro. O matemático Dr. Karl Maier forneceu análise dos componentes e montagens no projeto de desenvolvimento. Em dezembro de 1943, Maier apresentou uma equação que os engenheiros usavam para mudar os ângulos no receptor para 45° e 27° na peça de travamento em relação ao eixo longitudinal, reduzindo o problema do ressalto do parafuso. Com esses ângulos, a relação de transmissão geométrica do portador do parafuso para o cabeçote tornou-se de 3:1, de modo que o portador do parafuso traseiro foi forçado a se mover 3 vezes mais rápido do que o cabeçote. As forças para trás no portador do parafuso e no receptor foram de 2:1. A força e o impulso transmitidos ao receptor aumentam com a força e o impulso transmitidos ao portador de parafusos. Fazendo o portador de parafusos mais pesado, diminui a velocidade de recuo. Para o projeto Mausers StG 45(M) a Maier assumiu uma cabeça do parafuso de 120 g (4.2 oz) e um portador do parafuso de 360 g (12.7 oz) (relação de 1 a 3). O protótipo da espingarda de assalto StG 45(M) teve 18 flautas longitudinais de alívio de gás cortadas na parede da câmara para auxiliar a carcaça de cartucho inchada das paredes da câmara durante a extração. A flutuação da extremidade da câmara proporciona a equalização da pressão entre a superfície frontal externa da caixa do cartucho e o seu interior, garantindo assim a extracção sem rasgar a caixa, tornando a extracção mais fácil e mais fiável. Em 1944, outras empresas alemãs como Großfuß, Rheinmetall e Haenel mostraram interesse em desenvolver armas de pequeno calibre com rodízios de sopro. Großfuß trabalhou em uma metralhadora de uso geral MG 45 que, como a StG 45 (M), não tinha avançado além da fase de protótipo até o final da Segunda Guerra Mundial.

Após a Segunda Guerra Mundial, os antigos técnicos da Mauser Ludwig Vorgrimler e Theodor Löffler aperfeiçoaram o mecanismo entre 1946 e 1950 enquanto trabalhavam para o fabricante francês de armas de pequeno calibre Centre d’Etudes et d’Armament de Mulhouse (CEAM). Em 1950 Ludwig Vorgrimler foi recrutado para trabalhar para o CETME em Espanha. A primeira espingarda de produção em escala real a utilizar o roller-delay foi a espingarda de batalha espanhola CETME, que foi seguida de perto pela SIG SG 510 suíça e pela Heckler & Koch G3 baseada no modelo B da CETME. O parafuso G3 possui um mecanismo anti-pulo que evita que o parafuso salte da superfície da culatra do cano. A “alavanca de bloqueio da cabeça do parafuso G3” é uma garra com mola montada no suporte do parafuso que agarra a cabeça do parafuso quando o grupo de suporte do parafuso vai para a bateria. A alavanca é essencialmente de catraca no lugar com fricção, proporcionando resistência suficiente para ser reaberta para que o porta-parafusos não se solte. Devido ao impulso relativamente baixo do parafuso exibido pelos cartuchos de pistola, o mecanismo anti-pulo é omitido por Heckler & Koch em sua câmara de armas de fogo de rolo retardado para cartuchos de pistola. Heckler & Koch’s MP5 submetralhadora é a arma mais comum ainda em serviço em todo o mundo usando este sistema. O Heckler & pistola semi-automática Koch P9, metralhadora CETME Ameli e Heckler & metralhadora Koch HK21 de uso geral também a utilizam.

Roller-armas sopradoras retardadas são específicas para munições, uma vez que lhes falta uma porta ou válvula de gás ajustável para ajustar o braço a vários propulsores e comportamento de pressão específica do projétil. Seu funcionamento confiável é limitado por parâmetros específicos de munição e braço como peso da bala, carga propulsora, comprimento do barril e quantidade de desgaste. No momento da ignição do cartucho a câmara tem que ser e permanecer selada, até que a bala tenha saído do barril e a pressão do gás dentro do orifício tenha caído para um nível seguro antes que a vedação seja quebrada e a câmara comece a abrir. Para a obtenção de parâmetros de funcionamento adequados e seguros, os fabricantes de braços oferecem uma variedade de peças de travamento com diferentes ângulos de massa e ombros e rolos cilíndricos com diferentes diâmetros. Os ângulos são críticos e determinam o tempo de destravamento e o gerenciamento da queda de pressão do gás, já que a peça de travamento atua em uníssono com o suporte da cabeça do parafuso. A largura da folga do parafuso determina o espaço da cabeça e, portanto, o posicionamento correto dos cartuchos na câmara (fechada). Devido ao desgaste do uso, a folga dos parafusos entre a peça de travamento e o suporte da cabeça do parafuso deve aumentar gradualmente. Ela pode ser determinada e verificada por uma medida de apalpador e pode ser alterada trocando os rolos cilíndricos por rolos com um diâmetro diferente. A instalação de rolos de maior diâmetro aumentará a folga dos parafusos e empurrará a peça de travamento para a frente. A instalação de rolos de diâmetro menor resulta no efeito inverso.

Lever-delayedEdit

Um esquema do mecanismo de sopro com alavanca utilizado na espingarda de assalto FAMAS.

Alavanca de retorno com alavanca utiliza a alavanca para colocar o parafuso em desvantagem mecânica, atrasando a abertura da culatra. Quando o cartucho empurra contra a face do parafuso, a alavanca move o suporte do parafuso para trás a um ritmo acelerado em relação ao parafuso de luz. A alavanca pode ser aplicada com uma peça dedicada ou através de superfícies inclinadas interagindo umas com as outras. Esta alavanca aumenta significativamente a resistência e retarda o movimento do parafuso leve. O funcionamento confiável dos braços de sopro retardados por alavanca é limitado por parâmetros específicos de munição e braço como peso da bala, carga propulsora, comprimento do cano e quantidade de desgaste. John Pedersen patenteou um dos primeiros projetos conhecidos para um sistema de alavanca de atraso. O mecanismo também foi usado pelo designer de armas húngaro Pál Király nos anos 1910 e 1930 e usado nas sub-metralhadoras Danuvia 39M e 43M para o exército húngaro. Após a Segunda Guerra Mundial, Király se estabeleceu na República Dominicana e desenvolveu a Carabina Cristóbal (ou Carabina Király-Cristóbal). Outras armas para utilizar este sistema são as pistolas Hogue Avenger e Benelli B76, a submetralhadora FNAB-43, os rifles de assalto TKB-517, VAHAN e FAMAS, os rifles de batalha Sterling 7.62 e AVB-7.62 e a metralhadora AA-52 de uso geral.

Gas-delayedEdit

Gas-delayed blowback não deve ser confundido com a operação com gás. O parafuso nunca é bloqueado, e assim é empurrado para trás pelos gases propulsores em expansão, como em outros projetos baseados em blowback. Entretanto, os gases propulsores são ventilados do barril para um cilindro com um pistão que retarda a abertura do parafuso. Foi usado por alguns desenhos alemães da Segunda Guerra Mundial para o cartucho Kurz 7,92×33mm, incluindo a espingarda Volkssturmgewehr (com pouca eficácia) e a Grossfuss Sturmgewehr (com um pouco mais de eficácia), e após a guerra pelo Heckler & Koch P7, Walther CCP, Steyr GB e pistolas M-77B.

Chamber-ring delayedEdit

Quando um cartucho é disparado, a caixa expande-se para selar os lados da câmara. Este selo evita que o gás de alta pressão escape para a ação da pistola. Como uma câmara convencional é ligeiramente sobredimensionada, um cartucho não queimado entrará livremente. Em um anel de câmara de arma de fogo retardada, a câmara é convencional em todos os aspectos, exceto por um anel côncavo dentro da parede da câmara. Quando o cartucho é disparado, a caixa expande-se para este anel de encastrar e empurra a face do parafuso para trás. Quando a caixa se move para trás, este anel contrai a porção expandida da caixa. A energia necessária para apertar as paredes da caixa do cartucho retarda o curso para trás da caixa e desliza, reduzindo as suas necessidades de massa. O primeiro uso conhecido do sistema foi na pistola Fritz Mann em 1920 e mais tarde na pistola experimental High Standard Corp modelo T3 desenvolvida por Ott-Helmuth von Lossnitzer enquanto trabalhava para o High Standard. Outras armas de fogo que utilizaram este sistema foram a pistola LWS Seecamp, a AMT Automag II e a pistola Kimball .30 Carbine. A família de espingardas SIG SG 510 incorpora um anel de câmara perto do ombro que é usado para evitar o ressalto do parafuso em vez de um elemento de atraso.

Hesitação bloqueadaEdit

John Pedersen sistema patenteado incorpora um bloco de culatra independente da corrediça ou do porta parafusos. Quando em bateria, o bloco da culatra repousa ligeiramente à frente do ombro de bloqueio localizado na armação da arma de fogo. Quando o cartucho é disparado, a caixa do cartucho, o parafuso e a corrediça se movem juntos a uma curta distância até que o bloco da culatra atinja o ombro de travamento e pare. A corrediça continua para trás com o momento adquirido na fase inicial, enquanto a culatra permanece bloqueada. Isto permite que a pressão da câmara caia para níveis seguros quando a bala sai do cano. O movimento contínuo da corrediça levanta o bloco da culatra do seu recesso e puxa-o para trás, continuando o ciclo de disparo. A pistola Pedersen Remington Modelo 51, a submetralhadora SIG MKMO e a pistola R51 são as únicas armas de fogo de produção que utilizaram este desenho.

Flywheel delayed blowbackEdit

Operação de retorno retardado do volante é onde, durante a queima, a abertura do parafuso é retardada pela inércia rotacional de um volante de inércia. Este é acionado por um arranjo de cremalheira e pinhão no suporte do parafuso. O Barnitzke, Kazachok SMG, MGD PM-9 utiliza esta operação. Outro exemplo seria o rifle impresso 3d em desenvolvimento por Evan Jones.

Toggle-delayedEdit

Operação da metralhadora Schwarzlose.

Imagem da patente da Pedersen descrevendo o mecanismo de disparo comutável como usado na sua espingarda

Nas armas de fogo comutáveis, o movimento de retrocesso do bloco da culatra deve superar uma alavancagem mecânica significativa. O parafuso é articulado no meio, estacionário na extremidade traseira e quase direto em repouso. À medida que a culatra se move para trás sob força de sopro, a articulação da dobradiça move-se para cima. A desvantagem da alavanca impede que a culatra se abra até que a bala tenha deixado o cano e as pressões tenham caído para um nível seguro. Este mecanismo foi usado na espingarda Pedersen e na metralhadora Schwarzlose MG M.07/12.

Curso do parafuso fora do eixoEditar

John Browning desenvolveu este método simples pelo qual o eixo do movimento do parafuso não estava alinhado com o do furo. O resultado foi que um pequeno movimento do parafuso para trás em relação ao eixo do furo exigia um movimento maior ao longo do eixo do movimento do parafuso, essencialmente aumentando a resistência do parafuso sem aumentar a sua massa. A submetralhadora francesa MAS-38 de 1938 utiliza um parafuso cujo caminho de recuo é em um ângulo com o cano. O Jatimatic e KRISS Vector usam versões modificadas deste conceito.

Radial-delayedEdit

CMMG introduziu a espingarda de guarda Mk 45 incorporando um radial-delay em 2017. Este sistema utiliza a rotação da cabeça do parafuso para acelerar o porta parafusos de uma espingarda de padrão AR-15. Os olhais de travamento dos parafusos são adaptados para incorporar ângulos de 120° que giram o parafuso enquanto este viaja para trás sob a potência de sopro convencional. À medida que o parafuso gira 22.5˚, deve acelerar o portador do parafuso para trás através de uma ranhura do pino de cames com um ângulo de 50° adaptado. Esta aceleração amplifica a massa efetiva do portador do parafuso, diminuindo a velocidade da cabeça do parafuso. Este atraso permite que a pressão caia antes da extração sem a penalização de um conjunto mais pesado de porta-cavilhas. O sistema é semelhante ao de rolo e de alavanca, na medida em que utiliza a massa do portador do parafuso movendo-se a uma velocidade superior à da cabeça do parafuso para atrasar a ação de abertura. O design é descrito na patente americana 10,436,530.

Edit

Primeiro utilizado no rifle automático Mannlicher Modelo 1893, o parafuso em blowback com parafuso usa um parafuso de volta que foi retardado por roscas angulares interrompidas retardadas por um quarto de torção para destravar. John T. Thompson desenhou uma carabina automática que funcionava com um princípio semelhante por volta de 1920 e a submeteu a ensaios com o exército americano. Esta espingarda, submetida várias vezes, competiu sem sucesso contra a espingarda Pedersen e Garand primer-actuated rifle em testes iniciais para substituir a espingarda M1903 Springfield. Esta operação é uma das formas mais simples de retardamento de disparo, mas a menos que a munição seja lubrificada ou utilize uma câmara canelada, o recuo pode ser volátil, especialmente quando se utilizam carabinas de longo alcance. A rotação do parafuso deve ser de pelo menos 90° para evitar a ruptura dos cartuchos. Outra forma desta operação usando um parafuso helicoidal para retardar o movimento para trás foi a metralhadora Salvator-Dormus M1893 e mais tarde o protótipo da submetralhadora Kalashnikov Modelo 1942 em 1942 e a carabina Fox Wasp.