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Un sabot ( Reino Unido : / sæˈboʊ , ˈsæboʊ / , EE . UU .: / ˈseɪboʊ / ) es un dispositivo de soporte utilizado en municiones de armas de fuego/artillería para ajustar / envolver un proyectil , como una bala / slug o un proyectil tipo flechette (como un penetrador de energía cinética ) , y mantenerlo alineado en el centro del cañón al disparar. Permite disparar un proyectil más estrecho con alta densidad seccional a través de un cañón de diámetro mucho mayor con la máxima transferencia acelerada de energía cinética . Después de salir de la boca del cañón , el sabot generalmente se separa del proyectil en vuelo, desviando solo una porción muy pequeña de la energía cinética total.
El componente sabot en el diseño de proyectiles es el sello relativamente delgado, resistente y deformable conocido como banda de impulsión o anillo de obturación , necesario para atrapar los gases propulsores detrás del proyectil y mantenerlo centrado en el cañón, cuando el diámetro exterior del proyectil es solo ligeramente menor que el calibre del cañón. Las bandas de impulsión y los obturadores se utilizan para sellar estos proyectiles de calibre completo en el cañón debido a las tolerancias de fabricación; siempre existe una pequeña separación entre el diámetro exterior del proyectil y el diámetro interior del cañón, generalmente de unas pocas milésimas de pulgada; una separación suficiente para que los gases a alta presión se filtren durante el disparo. Las bandas de impulsión y los anillos obturadores están hechos de un material que se deforma y sella el cañón a medida que el proyectil es impulsado desde la recámara hacia el cañón.
Los sabots utilizan bandas de conducción y obturadores, porque existen los mismos problemas de tolerancia de fabricación al sellar el proyectil sabotado en el cañón, pero el sabot en sí es un componente estructural más sustancial de la configuración del proyectil dentro del ánima. [ 1 ] Consulte las dos imágenes del sabot desechable estabilizado con aletas perforantes ( APFSDS ) para ver la naturaleza sustancial del material de un sabot para llenar el diámetro del ánima alrededor del proyectil de vuelo tipo flecha de calibre inferior, en comparación con el espacio muy pequeño sellado por una banda de conducción u obturador para mitigar lo que se conoce clásicamente como viento .
Diseño
La función de un sabot es proporcionar una estructura de mamparo más grande que llena toda el área del ánima entre un proyectil de vuelo subcalibre diseñado intencionalmente y el cañón, dando una superficie mayor sobre la cual actúan los gases propulsores que solo la base del proyectil de vuelo más pequeño. [ 1 ] El diseño aerodinámico eficiente de un proyectil de vuelo no siempre permite un diseño balístico interno eficiente para lograr una alta velocidad de salida. Esto es especialmente cierto para los proyectiles tipo flecha, que son largos y delgados para una baja eficiencia de arrastre, pero demasiado delgados para disparar desde un cañón de arma de igual diámetro para lograr una alta velocidad de salida. La física de la balística interna demuestra por qué el uso de un sabot es ventajoso para lograr una mayor velocidad de salida con un proyectil tipo flecha. Los gases propulsores generan alta presión, y cuanto mayor sea el área de la base sobre la cual actúa esa presión, mayor será la fuerza neta sobre esa superficie. La fuerza (presión por área) proporciona una aceleración a la masa del proyectil. Por lo tanto, para una presión y un diámetro de cañón determinados, un proyectil más ligero puede alcanzar una mayor velocidad inicial que uno más pesado. Sin embargo, un proyectil más ligero podría no caber en el cañón por ser demasiado delgado. Para compensar esta diferencia de diámetro, un sabot diseñado adecuadamente proporciona una masa parásita menor que si el proyectil de vuelo fuera de ánima completa, lo que proporciona una mejora drástica en la velocidad inicial para la munición APDS ( perforante con sabot desechable ) y APFSDS ( perforante con sabot desechable estabilizado por aletas ).
La investigación fundamental sobre dos configuraciones importantes de sabot para penetradores de varilla larga utilizados en munición APFSDS, a saber, el sabot de "silla de montar" y el sabot de "doble rampa", fue realizada por el Laboratorio de Investigación Balística del Ejército de los EE. UU. durante el desarrollo y la mejora de los modernos penetradores APFSDS de energía cinética de 105 mm y 120 mm y publicada en 1978, [ 1 ] posibilitada por el avance significativo en el método de elementos finitos computarizado en mecánica estructural en ese momento; y ahora representa el estándar tecnológico actual en servicio. (Véase, por ejemplo, el desarrollo de la serie M829 de proyectiles antitanque comenzando con el modelo base M829 a principios de la década de 1980, hasta el modelo M829A4 de 2016, que emplea sabots de "doble rampa" cada vez más largos). Al salir por la boca del cañón, el sabot se desecha y el proyectil de vuelo más pequeño vuela hacia el objetivo con menos resistencia de arrastre que un proyectil de calibre completo. De esta forma, se pueden disparar proyectiles de alta velocidad, delgados y de baja resistencia de manera más eficiente (véase balística externa y balística terminal ). Sin embargo, el peso del sabot representa una masa parásita que también debe acelerarse hasta la velocidad inicial, pero que no contribuye a la balística terminal del proyectil en vuelo. Por esta razón, se hace gran hincapié en la selección de materiales estructurales resistentes pero ligeros para el sabot, y en la configuración de la geometría del sabot para emplear eficientemente estos materiales parásitos con una penalización de peso mínima. [ 1 ]
Fabricado con algún material ligero (generalmente plástico de alta resistencia en rifles de pequeño calibre, (véase SLAP, penetrador de blindaje ligero con sabot ), escopetas y munición de avancarga ; aluminio, acero y plástico reforzado con fibra de carbono para munición antitanque moderna de energía cinética; y, en la época clásica, madera o papel maché , en cañones de avancarga). El sabot generalmente consta de varias piezas longitudinales sujetas por la vaina del cartucho, un obturador o una banda de impulsión. Cuando se dispara el proyectil, el sabot bloquea los gases, proporciona un soporte estructural significativo contra la aceleración del lanzamiento y transporta el proyectil a lo largo del cañón. Cuando el sabot llega al final del cañón, el impacto al chocar con el aire en reposo separa las partes del sabot del proyectil, permitiendo que este continúe su vuelo. Los sabots modernos están hechos de aluminio de alta resistencia y epoxi reforzado con fibra de grafito. Se utilizan principalmente para disparar varillas largas de materiales muy densos, como aleación pesada de tungsteno y uranio empobrecido. (Véase, por ejemplo, la serie de proyectiles antitanque M829 ).
Los proyectiles de escopeta tipo sabot se comercializaron en Estados Unidos desde aproximadamente 1985 y se legalizaron para la caza en la mayoría de los estados. Cuando se utilizan con un cañón estriado para proyectiles , son mucho más precisos que los proyectiles de escopeta convencionales.
Tipos
Sabot de copa
Un sabot de copa sostiene la base y el extremo posterior de un proyectil, y el material de la copa por sí solo proporciona soporte estructural y obturación del cañón. Cuando el sabot y el proyectil salen de la boca del cañón, la presión del aire sobre el sabot lo fuerza a liberar el proyectil. Los sabots de copa se encuentran típicamente en munición para armas pequeñas, escopetas de ánima lisa y proyectiles para fusiles de avancarga de ánima lisa.
Función de sabot de copa
Carcasa de zueco con zueco de copa para un arma Paixhans de 1824
Sabot de copa expandible
Utilizado típicamente en armas pequeñas de ánima rayada (SLAP, escopetas y armas de avancarga), un sabot de copa expansible tiene un sabot de una sola pieza que rodea la base y los lados del proyectil, proporcionando soporte estructural y obturación . Al disparar, cuando el sabot y el proyectil salen de la boca del cañón, la fuerza centrífuga generada por la rotación del proyectil, debido al estriado del cañón, abre los segmentos que lo rodean, presentando rápidamente una mayor superficie a la presión del aire y liberándola con rapidez.
Función de expansión de la copa
Cartucho .30-06 con proyectil sabot de copa expansiva
Aunque el uso de sabots de copa de diversa complejidad es popular entre los recargadores de munición para rifles, para lograr una velocidad de salida significativamente mayor con una menor resistencia, un diámetro menor y una bala más ligera, el diseño exitoso del proyectil saboteado debe incluir las características de estabilidad de la bala resultante. Por ejemplo, simplemente insertar una bala de 5,56 mm (.224) disponible comercialmente en un sabot que la disparará desde un cañón de 7,62 mm (.300) disponible comercialmente puede resultar en que esa bala de 5,56 mm no logre la estabilidad giroscópica suficiente para volar con precisión sin volcarse. Para lograr la estabilidad giroscópica de balas más largas en un diámetro menor se requiere un estriado más rápido. [ 2 ] Por lo tanto, si una bala requiere al menos 1 vuelta en un paso de estría de 7 pulgadas (estriado 1:7) en 5,56 mm, también requerirá al menos un estriado 1:7 cuando se sabotee en 7,62 mm. Sin embargo, los rifles comerciales de mayor calibre generalmente no necesitan tasas de paso de estría tan rápidas; El paso de estría 1:10 es un estándar fácilmente disponible en 7,62 mm. Por lo tanto, la tasa de torsión del cañón más grande determinará qué balas más pequeñas se pueden disparar con suficiente estabilidad con un sabot. En este ejemplo, usar un estriado 1:10 en 7,62 mm limita el uso de sabot a balas de 5,56 mm que requieren un paso de estría 1:10 o más lento, y este requisito tenderá a limitar el uso de sabot a las balas de 5,56 mm más cortas (y ligeras).
Sabot base
Un sabot de base consta de una base de una sola pieza que soporta la parte inferior del proyectil, y piezas separadas que rodean los laterales del proyectil y lo centran. El sabot de base puede ofrecer una separación entre el sabot y el proyectil mejor y más limpia que los sabots de copa o de copa expansible para munición de armas pequeñas, pero su fabricación y ensamblaje pueden resultar más costosos.
Función de sabot base
APDS - proyectil con sabot de base y sabot de "anillo de soporte"
En la munición APDS de mayor calibre, basada en los conceptos de copa, copa expansible y sabot base, se requieren ensamblajes significativamente más complejos.
Sabot del husillo
Un sabot de huso utiliza un conjunto de al menos dos y hasta cuatro anillos longitudinales o "pétalos" coincidentes que tienen una sección central en contacto con un proyectil largo tipo flecha; una sección frontal o "montacables" que centra dicho proyectil en el cañón y proporciona una entrada de aire para facilitar la separación del sabot al salir por la boca del cañón, y una sección trasera que centra el proyectil, proporciona una "mampara" estructural y sella los gases propulsores con un anillo obturador alrededor del diámetro exterior. Los sabots de huso son el tipo estándar utilizado en la munición perforante de gran calibre moderna. Los sabots de huso de tres pétalos se muestran en las ilustraciones a la derecha de este párrafo. Los sabots de "doble rampa" y "silla de montar" utilizados en la munición APFSDS moderna son una forma de sabot de huso. [ 1 ]
Los proyectiles de escopeta suelen utilizar un sabot de plástico fundido similar al sabot de husillo. Los sabots de escopeta generalmente abarcan toda la longitud del proyectil y están diseñados para usarse con mayor eficacia en cañones estriados .
Función de sabot del husillo
Proyectil francés OFL 120 F1 APFSDS de varilla larga con sabot de husillo en forma de "silla de montar" [ 1 ]
Anillo sabot
Un sabot anular utiliza las aletas traseras de un proyectil de varilla larga para ayudar a centrarlo y deslizarlo por el cañón, mientras que el sabot multipétalo forma un único anillo de mamparo alrededor del proyectil cerca de la parte frontal, con un obturador que sella los gases para evitar que escapen y centra la parte frontal del proyectil. La antigua Unión Soviética prefería los proyectiles perforantes con sabot anular, que funcionaban de manera aceptable para la época, fabricados con acero de alta resistencia tanto para el penetrador de varilla larga como para el sabot anular. La resistencia del anillo de acero era suficiente para soportar las aceleraciones del lanzamiento sin necesidad de rampas de sabot que también soportaran el proyectil de vuelo de acero. [ 3 ]
Función de anillo sabot
Véase también
Referencias
- 1 2 3 4 5 6 7 Drysdale, William H.; Kirkendall, Richard D.; Kokinakis, Louise D. (1 de junio de 1978). Diseño de sabot para un proyectil de energía cinética APFSDS de 105 mm (Informe). Centro de Información Técnica de Defensa (DTIC). ADA056428.PDF
- ↑ Diseño para el control de las características de vuelo de proyectiles, AMCP 706-242, Comando de Material del Ejército de los EE. UU., 1966
- ↑ "125 mm APFSDS Rounds" . Archivado del original el 18 de febrero de 2016. Consultado el 21 de marzo de 2017 .
Enlaces externos
- Fotografía de separación de sabot de escopeta
- Tipos de munición – Museo de tanques de Norfolk
- Munición de artillería
- Munición antitanque
- Balística
- Terminología de armas de fuego
- cartuchos de escopeta
- Munición para tanques