Balística terminal - Terminal ballistics
A balística terminal (também conhecida como balística ferida ) é um subcampo da balística que se preocupa com o comportamento e os efeitos de um projétil quando atinge e transfere sua energia para um alvo.
O design da bala (bem como a velocidade do impacto) determinam amplamente a eficácia da penetração.
Em geral
O conceito de balística terminal pode ser aplicado a qualquer projétil que atinja um alvo. Grande parte do tópico refere-se especificamente aos efeitos do fogo de armas pequenas atingindo alvos vivos e a capacidade de projéteis de incapacitar ou eliminar um alvo.
Os fatores comuns incluem peso, composição, velocidade e forma do projétil.
Projéteis de arma de fogo
Classes de balas
Existem três classes básicas de marcadores:
- Aqueles projetados para maximizar a precisão em vários intervalos
- Aqueles projetados para maximizar os danos a um alvo (penetrando o mais profundamente possível)
- Aqueles projetados para evitar a penetração excessiva de um alvo. Isso é feito por deformação (para controlar a profundidade em que a bala penetra) que, como subproduto, causa mais danos dentro do ferimento. Esta classe pode limitar a penetração expandindo ou fragmentando.
Alvo de tiro
Para tiro ao alvo de curto alcance (em alcances de até 50 metros, ou 55 jardas) com munição de baixa potência como rifle longo .22 , a aerodinâmica é relativamente sem importância e as velocidades são baixas em comparação com as velocidades atingidas por munição de potência total.
Contanto que a bala esteja equilibrada para não tombar, a aerodinâmica não tem importância. Para atirar em alvos de papel, a melhor bala é aquela que abre um buraco perfeito no alvo. Essas balas são chamadas de wadcutters . Eles têm uma frente muito plana, geralmente com uma borda relativamente afiada ao longo do perímetro. A parte frontal plana abre um grande orifício no papel, próximo ou igual ao diâmetro total da bala.
Isso permite uma pontuação fácil e inequívoca do alvo. Visto que cortar a borda de um anel alvo resultará na pontuação mais alta, frações de uma polegada são importantes. Revista -fed pistolas não pode alimentar com fiabilidade Wadcutters por causa da forma angular. Para resolver isso, o semiwadcutter é usado. O semi-wadcutter consiste em uma seção cônica que se torna um achatamento menor e um ombro fino e pontiagudo na base do cone. A ponta plana abre um orifício limpo e o ombro abre o orifício de forma limpa. Para alvos de aço, a preocupação é fornecer força suficiente para derrubar o alvo enquanto minimiza o dano ao alvo. Uma bala de chumbo mole, ou uma camisa de bala oco-ponto ou de ponto macio bala vai achatar no impacto (se a velocidade no momento do impacto é suficiente para torná-lo deformar), espalhando o impacto sobre uma área maior do alvo, permitindo mais do total de força a ser aplicada sem danificar o alvo de aço.
Existem também balas especializadas projetadas para uso em tiro ao alvo de precisão de longo alcance com rifles de alta potência; os designs variam um pouco de fabricante para fabricante. Uma pesquisa na década de 1950 pela Força Aérea dos Estados Unidos descobriu que as balas são mais estáveis em vôo por distâncias mais longas e mais resistentes a ventos laterais se o centro de gravidade estiver um pouco atrás do centro de pressão. A bala MatchKing (que ainda está em uso amplo e detém muitos recordes) é um design de ponta oca com uma pequena abertura na jaqueta na ponta da bala e um espaço de ar oco sob a ponta da bala, onde as balas convencionais anteriores tinham um núcleo de chumbo que ia até o ponto.
Os militares dos EUA agora emitem munição para atiradores que usam balas desse tipo. Em 7,62 × 51 mm NATO , munições M852 Match e M118LR são emitidas, sendo que ambas usam balas Sierra MatchKing; na OTAN de 5,56 × 45mm , os atiradores da Marinha dos EUA e da Marinha dos EUA que usam rifles M16 precisos recebem o cartucho Mk 262 Mod 0 desenvolvido em conjunto pelo Centro de Guerra de Superfície Naval de Munição e Guindaste de Black Hills , usando uma bala fabricada pela Sierra Bullets que foi canalizado de acordo com as especificações militares para este projeto.
Para tiro ao alvo de precisão ultra-longa com rifles de alta potência e franco-atiradores militares, estão disponíveis balas radicalmente projetadas de muito baixo arrasto (VLD), que geralmente são produzidas com hastes de ligas mono-metálicas em tornos CNC . A força motriz por trás desses projéteis é o desejo de aumentar o alcance efetivo máximo prático além dos padrões normais. Para conseguir isso, as balas devem ser muito longas e os comprimentos totais normais dos cartuchos muitas vezes devem ser excedidos. Frequentemente, as taxas de torção de estrias comuns também precisam ser apertadas para estabilizar projéteis muito longos. Esses cartuchos comercialmente inexistentes são denominados "gatos selvagens" . O uso de um cartucho de longo alcance baseado em wildcat (ultra) exige o uso de um rifle customizado ou customizado com uma câmara de corte apropriado e um furo de torção rápida.
Penetração máxima
Para uso contra alvos blindados ou animais de caça grandes e resistentes, a penetração é a consideração mais importante. Focar a maior quantidade de momento na menor área possível do alvo fornece a maior penetração. As balas para penetração máxima são projetadas para resistir à deformação no impacto e geralmente são feitas de chumbo que é coberto por uma capa de cobre, latão ou aço macio (algumas são mesmo de cobre sólido ou liga de bronze). A jaqueta cobre completamente a frente da bala, embora muitas vezes a parte traseira fique com chumbo exposto (esta é uma consideração de fabricação: a jaqueta é formada primeiro e o chumbo é estampado por trás).
Para substâncias penetrantes significativamente mais duras do que chumbo encamisado, o núcleo de chumbo é complementado ou substituído por um material mais duro, como aço endurecido. A munição militar para armas pequenas perfurantes de armadura é feita de um núcleo de aço revestido de cobre; o aço resiste à deformação melhor do que o núcleo de chumbo macio normal, levando a uma maior penetração. A atual bala SS109 (M855) de 5,56 mm da OTAN usa um núcleo de chumbo com ponta de aço para melhorar a penetração, a ponta de aço fornecendo resistência à deformação para perfuração de armadura e o núcleo de chumbo mais pesado (25% mais pesado do que o projétil anterior, o M193) fornecendo densidade seccional aumentada para melhor penetração em alvos fáceis. Para calibres maiores e de alta velocidade, como canhões de tanque, a dureza é de importância secundária para a densidade e são normalmente projéteis de baixo calibre feitos de carboneto de tungstênio, liga dura de tungstênio ou urânio empobrecido queimado em uma liga leve de alumínio ou magnésio (ou carbono fibra em alguns casos) sabot .
Muitos canhões de tanque modernos são de cano liso, não raiados, porque as torções práticas de rifle só podem estabilizar projéteis, como uma tampa balística com tampa perfurante de armadura (APCBC), com uma relação comprimento / diâmetro de até cerca de 5: 1 e também porque o rifling adiciona atrito, reduzindo a velocidade e, portanto, a força total que é possível obter. Para obter a força máxima na menor área, os cartuchos anti-tanque modernos têm proporções de 10: 1 ou mais. Uma vez que estes não podem ser estabilizados por rifling, eles são construídos como grandes dardos, com nadadeiras fornecendo a força estabilizadora em vez de rifling. Esses cartuchos de subcalibro, chamados de Sabot de Descarte Estabilizado por Armadura Perfuradora de Barbatanas (APFSDS), são mantidos no local por sabotagem. O sabot é um material leve que transfere a pressão da carga para o penetrador, sendo então descartado quando o cartucho sai do barril.
Penetração controlada
A categoria final de balas é aquela destinada a controlar a penetração de forma a não ferir nada atrás do alvo. Essas balas são usadas principalmente para caça e uso civil antipessoal ; eles geralmente não são usados pelos militares, já que o uso de balas expansíveis em conflitos internacionais é proibido pela Convenção de Haia e porque essas balas têm menos chance de penetrar nos coletes à prova de balas modernos. Essas balas são projetadas para aumentar sua área de superfície no impacto, criando assim um maior arrasto e limitando a viagem através do alvo. Um efeito colateral desejável é que a bala expandida faz um orifício maior, aumentando o dano ao tecido e acelerando a incapacitação.
Enquanto uma bala que penetra através e tende a causar sangramento mais profuso, permitindo que um animal de caça seja rastreado mais facilmente, em algumas aplicações, evitar a saída pela parte traseira do alvo é mais desejável. Uma bala perfurante pode continuar (provavelmente não coaxial à trajetória original devido à deflexão do alvo) e pode causar danos ou ferimentos não intencionais.
Ponto plano
O marcador de interrupção máxima mais simples é aquele com uma ponta larga e plana. Isso aumenta a área de superfície efetiva, pois os marcadores arredondados podem permitir que os tecidos "fluam" pelas bordas. Os pontos planos também aumentam o arrasto durante o vôo, o que diminui a profundidade de penetração da bala. As balas de ponta plana, com frentes de até 90% do diâmetro total da bala, são normalmente projetadas para uso contra jogos grandes ou perigosos. Eles geralmente são feitos de ligas excepcionalmente duras, são mais longos e mais pesados do que o normal para seu calibre e até incluem materiais exóticos, como tungstênio, para aumentar sua densidade seccional.
Essas balas são projetadas para penetrar profundamente através dos músculos e ossos, enquanto causam um canal de ferimento com quase o diâmetro total da bala. Essas balas são projetadas para penetrar profundamente o suficiente para alcançar órgãos vitais de qualquer ângulo de tiro e a uma distância suficiente. Uma das aplicações de caça da bala de ponta chata é em jogos grandes, como ursos caçados com uma arma em um .44 Magnum ou calibre maior. Mais comum do que a caça é seu uso em uma "arma de urso" defensiva carregada por homens ao ar livre. A desvantagem das balas de ponta chata é a redução do desempenho aerodinâmico; o ponto plano induz muito arrasto , levando a velocidades significativamente reduzidas em longo alcance.
Expandindo
Mais eficazes em alvos mais leves são as balas de expansão, a bala de ponta oca e a bala de ponta macia . Eles são projetados para usar a pressão hidráulica do tecido muscular para expandir a bala. A ponta oca se desfaz em várias peças conectadas (às vezes chamadas de pétalas devido à sua aparência), fazendo com que a bala crie uma área maior de dano permanente. A ponta oca se enche de tecido e fluidos corporais no impacto e, em seguida, se expande conforme a bala continua a ter matéria empurrada para dentro dela. Esse processo é informalmente chamado de cogumelo, já que o resultado ideal é uma forma que se assemelha a um cogumelo - uma base cilíndrica, coberta com uma superfície larga onde a ponta da bala foi descascada para expor mais área ao viajar através de um corpo. Para fins de eficiência aerodinâmica, devido ao ponto oco não criar arrasto, a ponta do ponto oco muitas vezes será inclinada com um "nariz" de polímero pontiagudo que também pode ajudar na expansão funcionando como um pistão após o impacto que empurra a ponta oca para abrir. Um ponto oco revestido de cobre carregado em um Magnum de 0,44, por exemplo, com um peso original de 240 grãos (15,55 g) e um diâmetro de 0,43 polegadas (11 mm) pode crescer rapidamente no impacto para formar um círculo áspero com um diâmetro de 0,70 polegadas (18 mm) e um peso final de 239 grãos (15,48 g). Este é um excelente desempenho; quase todo o peso é retido e a área da superfície frontal aumentou 63%. A penetração da ponta oca seria menor que a metade de uma bala não expansível semelhante, e o ferimento ou cavidade permanente resultante seria muito mais largo.
Pode parecer que, se todo o propósito de uma rodada de ruptura máxima é expandir para um diâmetro maior, faria mais sentido começar com o diâmetro desejado em vez de depender dos resultados um tanto inconsistentes da expansão no impacto. Embora haja mérito para isso (há um forte seguimento do .45 ACP , em comparação com o .40 S&W e 0,355 de diâmetro 9 × 19 mm , apenas por esta razão), também existem desvantagens significativas. Uma bala de diâmetro maior terá significativamente mais arrasto do que uma bala de diâmetro menor da mesma massa, o que significa que o desempenho de longo alcance será significativamente degradado. Uma bala de diâmetro maior também significa que é necessário mais espaço para armazenar a munição, o que significa armas mais volumosas ou menores capacidades de carregador. A compensação comum ao comparar pistolas 0,45 ACP, 0,40 S&W e 9 × 19 mm é uma capacidade de 7 a 14 cartuchos no ACP .45 vs. uma capacidade de 10 a 16 cartuchos no 0,40 S&W vs. .uma capacidade de 13 a 19 cartuchos em 9 × 19 mm. Embora várias pistolas calibre .45 estejam disponíveis com pentes de alta capacidade (a Para Ordnance foi uma das primeiras no final dos anos 1980), muitas pessoas acham que o cabo largo requerido é desconfortável e difícil de usar. Especialmente no que diz respeito ao requisito militar de um tiro não expansível, há um intenso debate sobre se é melhor ter menos e maiores balas para efeitos terminais aprimorados, ou mais, balas menores para um maior número de possíveis acertos no alvo.
Fragmenting
Esta classe de projétil é projetada para se quebrar no impacto, embora seja de uma construção mais semelhante à de uma bala em expansão. As balas de fragmentação são geralmente construídas como os projéteis de ponta oca descritos acima, mas com cavidades maiores e mais profundas. Eles também podem ter revestimentos de cobre mais finos para reduzir sua integridade geral. Essas balas são normalmente disparadas em altas velocidades para maximizar sua fragmentação no momento do impacto. Em contraste com um ponto oco que tenta permanecer em uma grande peça retendo tanto peso quanto possível enquanto apresenta a maior área de superfície para o alvo, uma bala de fragmentação destina-se a quebrar em muitos pedaços pequenos quase que instantaneamente.
Isso significa que toda a energia cinética do projétil é transferida para o alvo em um período de tempo muito curto. A aplicação mais comum dessa bala é atirar em vermes, como cães da pradaria. O efeito dessas balas é bastante dramático, muitas vezes resultando no animal sendo despedaçado com o impacto. No entanto, em jogos maiores, a fragmentação da munição fornece penetração inadequada de órgãos vitais para garantir uma morte limpa; em vez disso, pode ocorrer um "ferimento por respingo". Isso também limita o uso prático dessas munições a munições supersônicas (rifle), que têm uma energia cinética alta o suficiente para garantir um golpe letal. As duas principais vantagens desta munição são que ela é muito humana, já que um tiro em quase qualquer lugar na maioria dos pequenos vermes garantirá uma morte instantânea, e que os fragmentos de bala de massa relativamente baixa representam um risco muito baixo de ricochete ou de penetração em alvos secundários indesejados . Os marcadores de fragmentação não devem ser confundidos com marcadores frangíveis (veja abaixo).
Também são usados balas semelhantes a balas de ponta oca ou balas de ponta macia cujos núcleos e / ou jaquetas são deliberadamente enfraquecidos para causar deformação ou fragmentação com o impacto. O cartucho de fuzil de assalto M74 5,45 × 39mm do Pacto de Varsóvia exemplifica uma tendência que está se tornando comum na era dos cartuchos militares de pequeno calibre e alta velocidade. O 5,45 × 39 mm usa uma bala com camisa de aço com um núcleo de duas partes, sendo a traseira de chumbo e a frente de aço com uma bolsa de ar na frente. Com o impacto, a ponta sem suporte deforma, dobrando a ponta da bala em um leve formato de "L". Isso faz com que a bala tombe no tecido, aumentando assim sua área de superfície frontal efetiva ao se deslocar para os lados com mais freqüência do que não.
Isso não viola a Convenção de Haia, uma vez que menciona especificamente balas que se expandem ou achatam no corpo. O NATO SS109 também tende a dobrar na junção aço / chumbo, mas com sua camisa mais fraca, ele se fragmenta em muitas dezenas de pedaços. A bola OTAN de 7,62 mm fabricada por alguns países, como Alemanha e Suécia, também se fragmenta devido à construção da jaqueta.
Frangível
A última categoria de marcadores expansíveis são os marcadores frangíveis. Estes são projetados para quebrar no impacto, o que resulta em um grande aumento na área de superfície. A mais comum dessas balas é feita de grânulos de chumbo de pequeno diâmetro, colocados em uma casca de cobre fina e mantida no lugar por um epóxi ou agente de ligação semelhante. No impacto, o epóxi se estilhaça e a concha de cobre se abre, as bolas de chumbo individuais se espalham em um padrão amplo e, devido à sua baixa relação entre massa e área de superfície, param muito rapidamente. Balas semelhantes são feitas de metais sinterizados , que se transformam em pó com o impacto. Essas balas são geralmente restritas a cartuchos de pistola e cartuchos de rifle destinados ao uso em distâncias muito curtas, pois os núcleos não homogêneos tendem a causar imprecisões que, embora aceitáveis em curtas distâncias, não são aceitáveis para longas distâncias em que alguns rifles são usados.
De longe, o uso mais comum de munição frangível é para treinar atirando em alvos de aço a curta distância, enquanto alguém pode correr o risco de ser ferido por fragmentos de balas de chumbo sólido padrão a curta distância ao atirar em aço, a pólvora que as balas frangíveis se desintegram em após o impacto representa um risco muito baixo para o atirador. Isso se torna irrelevante ao atirar em distâncias mais longas porque é improvável que fragmentos criados pelo impacto de qualquer tipo de bala em um alvo de aço viajem mais de 50-100 jardas, nestes casos de longo alcance é mais valioso usar balas que voam de forma idêntica àquelas a serem usadas em situações reais do que para mitigar os possíveis riscos de fragmentos de balas e ricochetes, portanto, balas frangíveis normalmente não são usadas. Um uso interessante das balas de metal sinterizado é em espingardas em situações de resgate de reféns; o redondo de metal sinterizado é usado a uma distância de quase contato para disparar o mecanismo de fechadura ao ar livre. O pó de metal resultante irá se dispersar imediatamente após arrancar a fechadura da porta e causar pouco ou nenhum dano aos ocupantes da sala. Rodas frangíveis também são usadas por agentes de segurança armados em aeronaves. A preocupação não é a despressurização (um buraco de bala não despressuriza um avião), mas a penetração excessiva e danos a linhas elétricas ou hidráulicas vitais ou ferimentos em um espectador inocente por uma bala que atravessa o corpo de um alvo completamente em vez de parar no corpo .
Grande calibre
O objetivo de disparar um projétil de grande calibre nem sempre é o mesmo. Por exemplo, pode ser necessário criar desorganização nas tropas inimigas, criar baixas nas tropas inimigas, eliminar o funcionamento de um tanque inimigo ou destruir um bunker inimigo. Obviamente, diferentes propósitos requerem diferentes designs de projéteis.
Muitos projéteis de grande calibre são preenchidos com um alto explosivo que, quando detonado, estilhaça o invólucro do projétil, produzindo milhares de fragmentos de alta velocidade e uma sobrepressão de explosão que aumenta acentuadamente. Mais raramente, outros são usados para liberar agentes químicos ou biológicos , seja no impacto ou quando sobre a área alvo; projetar um fusível apropriado é uma tarefa difícil que está fora do domínio da balística terminal.
Outros projéteis de grande calibre usam pequenas bombas (submunições), que são lançadas pelo projétil de transporte a uma altura ou tempo necessário acima de seu alvo. Para a munição de artilharia dos EUA, esses projéteis são chamados de munição convencional aprimorada de duplo propósito (DPICM), um projétil DPICM M864 de 155 mm, por exemplo, que contém um total de 72 bombas de fragmentação de carga em forma. O uso de várias bombas sobre um único projétil HE permite que um campo de fragmentação mais denso e menos dispendioso seja produzido. Se uma bomba atingir um veículo blindado, também há uma chance de que a carga moldada (se usada) penetre e inutilize o veículo. Um fator negativo em seu uso é que qualquer bomba que falhe em funcionar irá se espalhar pelo campo de batalha em um estado altamente sensível e letal, causando baixas muito depois do término do conflito. As convenções internacionais tendem a proibir ou restringir o uso desse tipo de projétil.
Alguns projéteis anti-armadura usam o que é conhecido como carga moldada para derrotar seu alvo. Cargas moldadas têm sido usadas desde que foi descoberto que um bloco de altos explosivos com letras gravadas criava impressões perfeitas dessas letras quando detonadas contra um pedaço de metal. Uma carga moldada é uma carga explosiva com uma cavidade oca revestida em uma extremidade e um detonador na outra. Eles operam pelo alto explosivo detonante, colapsando o revestimento (geralmente de cobre) em si mesmo. Parte do revestimento em colapso continua a formar um jato de material em constante alongamento, viajando em velocidade hipersônica. Quando detonado no impasse correto para a blindagem, o jato força violentamente seu caminho através da blindagem do alvo.
Ao contrário da crença popular, o jato de uma carga revestida de cobre não é fundido, embora seja aquecido a cerca de 500 ° C. Este equívoco é devido ao comportamento fluido do metal, que é causado pelas pressões massivas produzidas durante a detonação dos explosivos, fazendo com que o metal flua plasticamente. Quando usado na função anti-tanque, um projétil que usa uma ogiva de carga em forma é conhecido pela sigla HEAT (anti-tanque de alto explosivo).
Cargas modeladas podem ser defendidas pelo uso de armadura reativa explosiva (ERA) ou conjuntos de armadura composta complexa . O ERA usa um alto explosivo imprensado entre duas placas metálicas relativamente finas (normalmente). O explosivo é detonado quando atingido pelo jato da carga moldada, o sanduíche explosivo detonante força as duas placas a se separarem, diminuindo a penetração dos jatos, interferindo e interrompendo-os. Uma desvantagem de usar o ERA é que cada placa pode proteger contra um único golpe, e a explosão resultante pode ser extremamente perigosa para o pessoal próximo e estruturas levemente blindadas.
Projéteis HEAT disparados por tanques estão lentamente sendo substituídos para o ataque de blindados pesados pelos chamados penetradores de "energia cinética" . São os projéteis mais primitivos (em forma) contra os quais é mais difícil se defender. Um penetrador KE requer uma enorme espessura de aço ou uma complexa gama de armadura para se proteger. Eles também produzem um orifício de diâmetro muito maior em comparação com uma carga modelada e, portanto, produzem um efeito de blindagem posterior muito mais extenso. Os penetradores KE são mais eficazes quando construídos com um material denso e resistente que é formado em um projétil longo e estreito como uma flecha / dardo.
Tungstênio e ligas de urânio empobrecido são freqüentemente usados como material penetrador. O comprimento do penetrador é limitado pela capacidade do penetrador de resistir às forças de lançamento enquanto no furo e às forças de cisalhamento ao longo de seu comprimento no impacto.
Galeria
Balística de ferimento para vários cartuchos soviéticos
Balística de ferida AK-47 7,62x39mm
Balística de ferida AK-74 5,45x39mm
Balística enrolada M16 5,56x45mm
M16A2 M855 5,56X45mm OTAN balística ferida
Veja também
- Balística forense
- Lesão por arma de fogo
- Choque hidrostático
- Penetrador de energia cinética
- Poder de parada
- Mesa de cartuchos de revólver e rifle
- Fator Taylor KO
- Efeito vaporífico