Cargador de retrocarga estriado

Los primeros cañones de la Edad Media eran de retrocarga, con la pólvora y los proyectiles contenidos en recipientes que se colocaban en la parte posterior del cañón, pero sus deficientes sellos los hacían peligrosos, se desgastaban rápidamente y no podían adaptarse a armas de mayor tamaño. Hasta el siglo XIX, se utilizaron principalmente armas de avancarga .

En 1837, Martin von Wahrendorff patentó un diseño para un cañón de retrocarga con un tapón cilíndrico en la recámara asegurado por una cuña horizontal; fue adoptado por Suecia en 1854. De forma independiente, Giovanni Cavalli propuso por primera vez un cañón de retrocarga al ejército sardo en 1832 y probó uno de estos cañones por primera vez en 1845.

Los avances en metalurgia durante la era industrial permitieron la construcción de cañones de retrocarga rayados que podían disparar a una velocidad inicial mucho mayor . Después de que la artillería británica quedara en evidencia en la Guerra de Crimea por haber sufrido apenas cambios desde las Guerras Napoleónicas, el industrial William Armstrong recibió un contrato del gobierno para diseñar una nueva pieza de artillería. La producción comenzó en 1855 en la Elswick Ordnance Company y el Arsenal Real de Woolwich . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Su sistema de cierre de "tornillo Armstrong" consistía en cargar el proyectil y la carga propulsora de pólvora en una bolsa de tela a través del tornillo hueco del cierre, bajar un bloque pesado en una ranura detrás de la cámara de pólvora y apretar el tornillo del cierre contra el bloque para fijarlo en su lugar. Se lograba cierto grado de obturación mediante una copa en la cara del bloque que se encajaba en un anillo empotrado en la cara de la cámara. El sistema era, en esencia, un bloque deslizante vertical como el que Krupp utilizó posteriormente , tanto en forma horizontal como vertical, con la diferencia crucial de que Armstrong no llegó a introducir la carga de pólvora en un cartucho metálico, lo que imposibilitaba la obturación completa.

Cualquier obturación que se lograra dependía del trabajo manual más que de la potencia del disparo del cañón, por lo que era incierta, se basaba en un principio erróneo y no era adecuada para cañones de gran calibre. Los cañones Armstrong de cierre roscado fueron adoptados inicialmente por el Ejército Británico y la Marina Real , pero las preocupaciones sobre la limitada penetración de los proyectiles en el blindaje debido a la limitada velocidad máxima, los problemas de seguridad relacionados con la explosión de los bloques de cierre y el mayor nivel de habilidad exigido a los artilleros llevaron al Gobierno Británico a volver a los cañones de avancarga rayados entre 1865 y 1880, cuando Gran Bretaña finalmente desplegó mecanismos de cierre roscado fiables.

El Ejército Imperial Japonés utilizó cañones Armstrong durante la Guerra Boshin para devastar la ciudad fortificada de Aizu y obligar a sus habitantes a rendirse rápidamente, y los cañones ligeros de campaña Armstrong británicos demostraron ser letales contra las fuerzas chinas en la Segunda Guerra del Opio . Sin embargo, el Ejército y la Armada británicos prefirieron volver a los cañones de avancarga hasta que se desarrollaron cañones de retrocarga más grandes y potentes con sistemas de obturación seguros y relativamente sencillos de operar.

El ingeniero estadounidense Lewis Wells Broadwell, que trabajaba como agente de ventas para la Gatling Gun Company en Europa, sustituyó la copa obturadora de papel maché de las RBL cargadas con bolsas por un anillo de gas metálico y patentó su invento en 1861, perfeccionándolo posteriormente en 1864 y 1866; la mayoría de los países pagaron regalías a Broadwell por el diseño, pero en Alemania la empresa Krupp lo robó y lo utilizó gratuitamente. ^{[ 3 ]}

Mientras tanto, los franceses perseveraron en el desarrollo de cañones de retrocarga que combinaran una carga más rápida que los de avancarga, alta potencia, seguridad y resolvieran el problema de la obturación. El cañón Lahitolle de 95 mm de 1875, con una recámara de tornillo interrumpida, cumplió en gran medida los tres primeros requisitos y resolvió parcialmente el problema de la obturación.

Finalmente, el sistema de Bange , introducido en 1877, resolvió el problema de la obturación con una almohadilla de amianto impregnada de grasa que se expandía y sellaba la recámara al disparar. El sistema de Bange se convirtió en el sistema de obturación para todas las recámaras de rosca posteriores hasta la actualidad. Gran Bretaña adoptó la recámara de Bange cuando volvió a utilizar armas de retrocarga a principios de la década de 1880, tras algunos experimentos iniciales con el sistema de obturación inferior de la "copa Armstrong".

Gran Bretaña, Francia y Estados Unidos preferían las recámaras de rosca para la mayoría de los calibres, pero el principal inconveniente de la recámara de rosca interrumpida de Bange, tal como se implementó inicialmente, era que solo se podía roscar la mitad de la circunferencia del bloque de la recámara. Por lo tanto, se requería una longitud considerable para lograr un cierre seguro, lo que implicaba tres movimientos distintos para abrirla después del disparo: girar para desenroscar, retraer el tornillo y girar hacia un lado. La carga requería realizar los tres movimientos en orden inverso. Por consiguiente, se la denominó "bloque de tres movimientos" y su funcionamiento era lento.

Mientras trabajaba como diseñador de armas para Thorsten Nordenfelt en Londres , Axel Welin resolvió este problema entre 1889 y 1890 con su bloque de cierre Welin de tornillo interrumpido escalonado . Este bloque tenía roscas en conjuntos de pasos de diámetro creciente, de modo que en lugar de que solo la mitad del tornillo estuviera roscado, la fracción roscada era número de pasos / (1 + número de pasos) : es decir, si el bloque de un cañón grande tenía cuatro pasos de rosca, el 80 % del tornillo estaba roscado, lo que permitía un tornillo y, por lo tanto, un bloque de cierre mucho más cortos. Esto permitía desenroscar el bloque y girarlo hacia afuera en dos movimientos: el cierre de "tornillo interrumpido de dos movimientos".

También a principios de la década de 1890, Arent Silfversparre, de Bofors, inventó una recámara de tornillo ojival, similar al modelo Armstrong, ya que eliminaba la necesidad de retirar el tornillo antes de girarlo lateralmente. Bofors continuó utilizando este sistema en su artillería media hasta bien entrado el siglo XX. La recámara de tornillo cónica de Elswick es muy similar en concepto.

La empresa alemana Krupp, en cambio, adoptó cierres de "bloque deslizante horizontal" en lugar de cierres de tornillo para todos los calibres de artillería hasta los cañones navales de 410 mm ( 16 pulgadas) . Esto era similar en algunos aspectos al "tornillo Armstrong" original; el proyectil y el cartucho de pólvora se insertaban a través del extremo posterior abierto del cierre en el ánima del cañón, y un bloque de acero se deslizaba hasta su alojamiento en una ranura horizontal practicada en el cierre para cerrar su extremo posterior.  

Sin embargo, a diferencia de Armstrong, Krupp cargaba la pólvora propulsora en una vaina metálica similar a la de un cartucho de fusil de gran calibre , que se expandía contra la pared de la recámara al disparar y sellaba eficazmente la culata. El bloque deslizante, tanto en su forma horizontal como vertical, y la vaina metálica siguieron siendo el sistema de cierre alemán preferido hasta después de la Segunda Guerra Mundial (por ejemplo, el cañón antitanque de 7,5 cm Pak 40 ), y aún se utilizan en algunas piezas de artillería modernas.

El primer cañón ligero de tiro rápido fue el cañón Nordenfelt de 1 pulgada , fabricado en Gran Bretaña a partir de 1880. Este cañón fue diseñado expresamente para defender a los buques de guerra de mayor tamaño contra los nuevos torpederos pequeños y rápidos de finales de la década de 1870 y principios de la de 1880. Era una versión ampliada de la exitosa ametralladora Nordenfelt de calibre de fusil, accionada manualmente y diseñada por Helge Palmcrantz . El cañón disparaba una bala de acero macizo con punta endurecida y camisa de latón.

Fue reemplazado en la defensa contra lanchas torpederas a mediados de la década de 1880 por la nueva generación de cañones Hotchkiss y Nordenfelt " QF " de calibre 47 mm y 57 mm que disparaban proyectiles explosivos " puntiagudos comunes " que pesaban entre 3 y 6 libras (1,4 y 2,7 ​​kg) .  

La firma francesa Hotchkiss produjo el QF de 3 libras como un cañón naval ligero de 47 mm a partir de 1886. El cañón era ideal para defenderse de embarcaciones pequeñas y rápidas como los torpederos y fue adoptado inmediatamente por la Marina Real como el "Ordnance QF de 3 libras Hotchkiss". ^{[ 4 ]} Fue construido bajo licencia por Elswick Ordnance Company .

Tanto los cañones Hotchkiss como los Nordenfelt cargaban la munición como un solo cartucho, con proyectil, vaina y fulminante integrados en una sola unidad. La vaina sellaba la recámara al disparar y una cuña deslizante vertical (bloque) la mantenía fija. Estos nuevos cañones incorporaban dispositivos de control de retroceso que facilitaban la precisión, permitían la carga en un solo movimiento y podían dispararse inmediatamente después de insertar el cartucho, para luego expulsarlo tras el disparo. Estas características los definían como cañones de tiro rápido. Esto estableció un nuevo estándar para la artillería e hizo posible ciclos de disparo que se medían en segundos en lugar de minutos.

A finales de la década de 1880 y principios de la de 1890, Gran Bretaña utilizaba cartuchos de latón para todos los calibres de hasta 6  pulgadas. Sin embargo, los cañones de tiro rápido de diseño británico (conocidos como "QF" en la terminología británica, que se convirtió en sinónimo de cartuchos con vainas metálicas) seguían utilizando bloques de cierre roscados, cuya función era simplemente fijar el cartucho en su lugar, en lugar de obturarlo. La potente fuerza de retroceso generada por los cañones QF de 6 pulgadas requería un tornillo de cierre firmemente asentado con la mayor cantidad de rosca posible. No obstante, un tornillo básico de rosca interrumpida, lo suficientemente largo como para asegurar el cartucho al disparar, requería tres movimientos distintos para su funcionamiento: girar, retirar, girar hacia un lado después del disparo y repetir el proceso en sentido inverso antes de disparar.

La Elswick Ordnance Company (la rama de armamento de Armstrong) desarrolló una versión cónica del tornillo de rosca interrumpida, con un diámetro que disminuía en lugar de ser constante hacia el frente. Esto eliminó el segundo movimiento de "retracción", requiriendo ahora solo dos movimientos: rotación y giro lateral. Sin embargo, esta innovación tuvo una corta vida, ya que Gran Bretaña adoptó las cargas en bolsas que utilizaban el tornillo interrumpido escalonado de Welin para todos los cañones de 5 pulgadas (130 mm) o más, pocos años después de su disponibilidad.