Conceptos sobre Balística

 

Se entiende por balística al estudio del comportamiento de los proyectiles desde su salida del cartucho hasta llegar al punto de arribada. Es una rama de la física que tiene por objeto el estudio del movimiento, alcance y dirección de los proyectiles que disparan las armas de fuego y los efectos que producen.

Antecedentes históricos

La balística se remonta al Siglo XIV, cuando era necesario entrenar a los artilleros que debían manejar los primeros cañones. El alto costo de la pólvora tornaba excesivamente caro el entrenamiento haciendo tiros de reglaje por lo que se comenzaron a confeccionar tablas balísticas para predecir el punto de impacto.

En 1638 Galileo Galilei, comienza a dar fundamento científico al movimiento de los proyectiles estudiándolo como una composición de movimientos uniformemente acelerado vertical y horizontal.

En 1737 aparece la primera obra científica relativa a la balística escrita por el francés MORAGE. ISAAC NEWTON, físico ingles, desarrollo importantes trabajos sobre la resistencia del aire.

En 1742 el británico ROBINS invento el péndulo balístico que permitió medir la velocidad del proyectil y su cantidad de movimientos, logrando hacer salir a la balística del plano teórico e introduciéndola en el plano experimental.

balistica

Actualmente la balística divide su campo de estudio tomando en consideración las distintas etapas que se desarrollan sin solución de continuidad al producir el disparo, siendo estas tres: Balística Interior, Balística Exterior y Balística de Efectos.

Balística Interior

Es la etapa que se inicia con la bala en reposo dentro del arma hasta que ésta inicia su movimiento dentro del cañón, y el estudio de los fenómenos que se producen para que este movimiento se efectúe y hasta el momento que el proyectil abandona la boca del cañón.

balisticainteriorLa balística interior es característica de las armas de fuego, ya que una honda, un arco o una ballesta no la posee. Esta balística comienza con el accionamiento de los mecanismos necesarios para producir el disparo del arma de fuego. Se inicia con el accionamiento de la cola del disparador que provoca secuencias simultaneas, hasta que distintos mecanismos del arma producen que la aguja percutora golpee contra la cápsula fulminante.

Como sabemos la carga de propulsión de un cartucho no reacciona por si sola sino que requiere el suministro de una fuente de calor. Esta fuente de calor en el cartucho es suministrada por el iniciador o fulminante. Al efectuarse la ignición lenguas de fuego pasan a través del o de los oídos hacia el interior de la cámara de combustión en la vaina del cartucho y toman contacto con partículas que componen la carga de proyección, iniciándose la deflagración de la pólvora.

Se generan gases y llamas a muy altas temperaturas, las que se expanden generando presiones en todos los sentidos en el interior de la vaina, haciendo que esta se dilate hasta adaptarse herméticamente a las paredes internas de la recamara, lográndose la obturación necesaria que impide la fuga de gases hacia cualquier otro lugar que no sea la boca del cañón.

Los gases producidos por la deflagración de la pólvora buscan el lugar que ofrece menos resistencia para escapar, haciendo de ese modo que la bala sea empujada por dichos gases, se libere del engarce que la retenía y transformada en proyectil inicie su movimiento tomando el estriado por el interior del ánima del cañón y comience su traslación longitudinal hacia el exterior y su giro helicoidal hacia derecha o izquierda según la dirección del rayado del cañón. Este proceso demora de 3 a 7 milésimas de segundo.

Balística Exterior

Estudia los fenómenos desde que el proyectil abandona la boca del cañón hasta que termina su trayectoria hasta llegar al punto de arribada.

El proyectil es afectado por un movimiento de traslación otorgado por la presión generada por la combustión de los gases de la pólvora y un movimiento de rotación producido por el estriado helicoidal del ánima del cañón.

Existen otros movimientos que se observan, el más notorio es el movimiento de nutación, saludo de cabeza o cabeceo. La nutación la origina al tomar el proyectil contacto con el aire y consiste en pequeñas vibraciones que generan un movimiento de balanceo imperceptible.

balisticaexterior

El proyectil también se ve afectado por la fuerza de gravedad y la resistencia al aire que da lugar a una disminución progresiva y continua de su velocidad y alteran su trayectoria que se va haciendo cada vez mas curva hasta su caída definitiva.

Los cálculos balísticos consideran que cuando un proyectil se desplaza en el vacío, sin la resistencia del aire, su alcance se incrementa significativamente. La resistencia que ofrece el aire al chocar contra un cuerpo sólido se la denomina resistencia de rozamiento. A su paso por el aire el proyectil cede al fluido, una parte considerable de su energía y en consecuencia pierde velocidad, se produce un retardo en el movimiento del proyectil, denominada resistencia aerodinámica.

El físico ERNEST MACH estudio la transmisión de energía del proyectil a la masa que lo rodea, comprobante que delante del proyectil cuando este alcanza la velocidad del sonido (1200 Km/h) y se sobrepasa sobre la barrera del sonido, se forma un espesamiento del aire, generándose delante de la punta una funda gaseosa densa a la que llamo "onda de cabeza". La resistencia que sufre el proyectil debido a esa formación de ondas se denomina resistencia de ondas.

Los proyectiles desarrollan diferentes velocidades acorde a la escala que consignamos seguidamente:

Subsónicos: Menor a 340 m/s.

Transónicos: Superior a 340 m/s pero hasta 500 m/s.

Supersónicos: Superior a 500 m/s hasta 680 m/s.

Hipersónicos: Superior a 680 m/s.

También se conoce un fenómeno relacionado con las turbulencias y efectos de succión que se producen en la parte posterior de los proyectiles retrasando su movimiento a través del aire y se genera debido al desequilibrio entre las altas presiones que se generan delante del proyectil y las bajas que se producen detrás del mismo.

Cabe mencionar también dos fenómenos sonoros asociados a los proyectiles transónicos y supersónicos, en estas velocidades los proyectiles generan dos efectos acústicos:

- El primero es producido por el proyectil que al moverse en el aire, causa una perturbación acústica denominada estampido, que se expande en forma de ondas esféricas a la velocidad del sonido.

- El segundo es el silbido ocasionado por las mismas ondas a medida que el proyectil se aproxima o aleja.

Trayectoria

Se denomina trayectoria o parábola de tiro al camino curvo que recorre el proyectil en el aire, tomado en su centro de gravedad desde el mismo momento en que abandona el arma y hasta su caída. Sus elementos son:

1. PLANO HORIZONTAL DEL CAÑON: Es la línea imaginaria que pasas por el centro de la boca del cañón. balisticatrayectoria

2. ORIGEN: Es el punto donde el proyectil sale por la boca de fuego del arma al exterior.

3. VERTICE: Resulta el punto más elevado alcanzado por el proyectil en su trayectoria y con relación a la línea del plano horizontal del cañón.

4. PUNTO DE CAIDA: Es el lugar en que la trayectoria, en su descanso a tierra, intercepta por segunda vez la línea del "plano horizontal del cañón".

5. ORDENADA O ALTURA: Es la distancia vertical que media entre un punto cualquiera de la trayectoria y el plano horizontal de la boca del cañón.

6. ORDENADA MAYOR: Así se denomina a la distancia vertical que existe entre la línea del plano horizontal del cañón y el vértice.

7. RAMA ASCENDENTE: Es la porción mas larga y tendida de la trayectoria entre el vértice y el punto de origen.

8. RAMA DESCENDIENTE: Es la porción mas corta y más curvada de la trayectoria desde el vértice hasta el punto de caída.

9. ANGULO DE PROYECCION: Se trata del ángulo formado por la tangente de la trayectoria en el origen de la misma (eje del ánima del cañón) y el plano horizontal.

10. ANGULO DE CAIDA: Es el ángulo formado por la tangente a la trayectoria en el punto de caída y el plano horizontal.

11. ALCANCE: Es la distancia que media entre el lugar donde se produjo el disparo (boca de fuego) hasta el lugar alcanzado por el proyectil en el punto de caída.

12. LINEA DE TIRO: Es la prolongación del eje del ánima del cañón, estando el arma en posición de hacer fuego.

Balística de Efectos o Terminal

Analiza los efectos que produce el proyectil al llegar al blanco. También recibe el nombre de balística terminal.

Implica analizar el proyectil desde que impacta en el blanco hasta que detiene su movimiento definitivamente, a ella le concierne la penetración, perforación, deformación del proyectil, etc.

Es la rama de la balística mas discutida y aun hoy distintos científicos discrepan en ciertos conceptos. Los efectos balísticos terminales, son el resultado de una serie de complejos componentes como: Geometría y Aerodinámica del Proyectil, Su Composición y Diseño, Su Velocidad, El Angulo de Impacto, Distancia, Resistencia del Blanco, Mayor o Menor Masa del Mismo y Energía Desarrollada.

balisticaterminal

La potencia de un cartucho esta dada por dos factores. La masa y la velocidad, con ambos factores podemos calcular la energía cinética que una munición desarrolla. Debemos tener en cuenta que si duplicamos el peso de un proyectil duplicamos su fuerza, pero si duplicamos su velocidad cuadruplicamos su fuerza. Este es el motivo fundamental por el cual la cartuchería evolucionó hacia proyectiles cada vez más livianos y veloces.

Penetración y Perforación

Se entiende por penetración a la capacidad del proyectil para ingresar en un medio mas blando.

A medida que el proyectil va penetrando, se deforma y entrega parte de su energía. Si se logra bajo nivel de deformación el proyectil conservara por mas tiempo su energía y se conseguirá una penetración superior.

Se entiende por perforación a la capacidad que tiene el proyectil para atravesar elementos duros intermedios. Tal capacidad estará dada por la dureza del material de su núcleo y envuelta, como por su forma mas o menos aguzada, y por su mayor o menor energía y velocidad.

El ángulo de incidencia de un proyectil sobre el blanco influye en el grado de perforación que se logra ya que si dicho ángulo es muy agudo, la perforación puede ser incompleta o directamente producirse un rebote.

 

Información extraída de: fuentes públicas de información (La imagen de trayectoria es una gentileza de airenlaces.blogspot.com.ar)