Taustaa

Pienaseiden ampumatarvikkeita eli patruunoita käytetään monissa erilaisissa ampuma-aseissa pistooleista kivääreihin ja haulikkoihin sekä raskaampiin automaattiaseisiin, joita kutsutaan toisinaan myös konekivääreiksi. Termiä ”luoti” käytetään yleisesti kuvaamaan patruunaa, vaikka se itse asiassa viittaa vain ammukseen. Oikea termistö patruunan osista on luoti, hylsy, sytytin ja ajoaine eli ruuti. Jokainen komponentti valmistetaan erikseen ja kootaan sitten patruunaksi. Kokoa, muotoa, sytytystyyppiä ja ballistista suorituskykyä koskevat eritelmät on standardoitu suurimmalle osalle sotilas- ja siviilipatruunoista, mutta monia vanhentuneita ja ainutlaatuisia ”villipatruunoita” löytyy edelleen. Pienaseiden ampumatarvikkeisiin kuuluvat patruunat, joiden luodin halkaisija eli kaliiperi on enintään 0,75 tuumaa (.750 kaliiperi). Suurin osa tuotannosta koskee patruunoita, joiden luodit ovat .45 kaliiperia tai pienempiä.

1800-luvulle asti ainoa tapa ladata ase oli kaataa ensin ruuti piippuun, asettaa sitten rasvattu kangaslaastari lyijyluodin ympärille ja tönäistä luoti piippua pitkin ruudin sekaan tönäisytangolla. Kivilukko tuotti pienen kipinän tai sytytyskorkki pienen räjähdysmäisen leimahduksen, joka sytytti ruudin, joka laukaisi laastaroidun luodin. Tämä oli hyvin hidas prosessi ja tuotti usein epätarkan laukauksen. Toistuvien laukausten jälkeen piippu likaantui ruutijäämistä siinä määrin, että lataaminen kävi mahdottomaksi.

1800-luvun alussa asevalmistajat ymmärsivät, että tarkkuutta ja tulinopeutta voitiin lisätä vain suunnittelemalla uudelleen tapa, jolla luoti, ruuti ja sytytin ladattiin aseeseen. Ensimmäisen onnistuneen uuden suunnittelun teki Christian Sharps vuonna 1848. Hänen suunnittelemassaan aseessa käytettiin aukkoa eli piipun pohjalla olevaa aukkoa, joka oli lähimpänä asetta ampuvaa henkilöä. Sulkuaukko voitiin sulkea käsin piipun pään sulkemiseksi. Sharpsin mallissa luoti ladattiin avoimeen suuaukkoon, jota seurasi paperipussissa oleva ruutilataus. Kun luukku suljettiin, pussi leikattiin auki. Tämä paljasti ruudin, joka voitiin sitten sytyttää sytytyskorkilla.

Vuonna 1852 englantilainen Charles Lancaster kehitti metallisella hylsyllä varustetun patruunan. Siinä ruuti oli hylsyn sisällä ja luoti toisessa päässä. Samoihin aikoihin toinen englantilainen, eversti Boxer, ja yhdysvaltalainen Hiram Berdan kehittivät myös metallikotelopatruunan, joka sisälsi sytyttimen eli sytytysnallin, joka asetettiin hylsyn pohjan keskelle. Sytytin sisälsi pienen määrän iskunkestävää räjähdysainetta, joka saattoi syttyä, kun sitä lyötiin aseeseen kuuluneeseen tappiin, jota kutsuttiin laukaisutapiksi. Boxerin ja Berdanin kehittämä keskisytytinmetallipatruunan konsepti on säilynyt nykypäivään asti, ja se on nykyaikaisten käsiaseiden ampumatarvikkeiden suunnittelun perusta.

Raaka-aineet

Luodit valmistetaan lyijyseoksesta, joka sisältää usein tinaa ja antimonia. Joissakin luodeissa on paksu kuparivaippa ulkopinnan päällä suorituskyvyn parantamiseksi.

Hylsyt valmistetaan messingistä, teräksestä tai alumiinista. Messinki on yleisin. Haulikon hylsyt valmistetaan usein polypropeenista

Monet kilpa-ammunnassa käytettävät käsiaseiden ja kiväärien luodit kustannetaan tavanomaisia kustannuslaskentamenetelmiä käyttäen. Sula lyijy kaadetaan luodin muottipesään, jäähdytetään nopeasti ja poistetaan sitten muotista. Tyypillinen messinkikotelo muotoillaan hehkutetusta ohutlevystä vetämällä moninkertaisella rei’itys- ja matriisisarjalla.

muovikotelo, joka on kiinnitetty metallipohjaan. Muutamia käsiaseiden patruunahylsyjä on tehty muovista, mutta ne eivät ole saaneet laajaa hyväksyntää.

Sytytysnallit on valmistettu kupari- tai messinkiseoskupista, jossa on messinkinen alasin, ja ne on täytetty iskunkestävällä lyijystyfnaattisytyttimellä. Sytyttimen metalliosat on yleensä niklattu korroosionkestävyyden vuoksi.

Sytytysaineet voivat vaihdella mustasta ruudista nykyaikaisempaan savuttomaan ruutiin, joka sisältää nitroselluloosaa. Ruutiaineet on muotoiltu huolellisesti niin, että ne syttyvät ja luovat laajenevan kaasun, joka kiihdyttää luotia piippua pitkin. Laajenemisnopeus, ruutihiukkasten fyysinen koko ja muoto sekä ajoaineen vakaus ovat kaikki tärkeitä tekijöitä kemiallisessa kaavassa, jota käytetään sen tuottamiseen.

Luodin suunnittelu & Valmistus

Luoteja voidaan valmistaa useilla eri prosesseilla. Pienemmät .22 kaliiperin luodit ovat yleensä lyijyä ja ne puristetaan eli kylmämuovataan muotoonsa. Pieni pala paksua lyijylankaa leikataan oikean pituiseksi ja muotoillaan luodin muotoon automaattisessa puristimessa olevalla muotilla. Tämäntyyppisellä automaattisella prosessilla voidaan saavuttaa suuria tuotantonopeuksia. Monet kilpa-ammunnassa käytettävät käsiaseiden ja kiväärien luodit valetaan tavanomaisilla valumenetelmillä. Sula lyijy kaadetaan luodin muottipesään, jäähdytetään nopeasti ja poistetaan sitten muotista. Kohta, jossa lyijy tulee onteloon, leikataan pois, kun luoti poistetaan. Sekä kylmämuovattuja että valettuja luoteja voidaan parantaa kuparipinnoituksella. Pinnoitusprosessissa luodin ulkopinnalle kerrostuu sähköisesti ohut kuparikerros, joka suojaa lyijyä hapettumiselta ja antaa kovemman pinnan piipussa oleville urille eli uurteille, jotka antavat luodille tarkkuutta parantavan pyörimisliikkeen. Kupari myös vähentää lyijyn aiheuttamaa likaantumista viivoitukseen laukaisun jälkeen, jolloin aseen tarkkuus säilyy useiden laukausten jälkeen.

Luodin suorituskyvyn ja tarkkuuden parantamiseksi kehitettiin vaippaluoti. Tämä on luotiperhe, jossa käytetään huomattavaa messinki- tai kuparikuorta, joka on yleensä täytetty lyijyllä valamalla tai kylmämuovaamalla ja jossa on useita eri kokoonpanoja tiettyjä suorituskykyvaatimuksia varten. Joitakin esimerkkejä ovat FMJ (full metal jacket), JHP (jacketed hollow point) ja JSP (jacketed soft point), joista jokaisella on vaihtoehtoja, kuten venepyrstömuotoilu, hallittu laajeneminen, merkkiaine, sytytysluoti ja panssaria läpäisevä luoti. Näiden luotien messinkinen ulkokuori kiinnittyy tiukasti rihlattuihin luoteihin laukaisun yhteydessä, mikä takaa tiiviin istuvuuden ja parantaa tarkkuutta. Tarkkuuden parantamiseksi entisestään venepyrstöisen luodin pohjan halkaisijaa on pienennetty ilmavirtauksen ja lentovakauden parantamiseksi. Pehmeäkärkiset ja onttokärkiset luodit on suunniteltu niin, että ne laajenevat kohteeseen osuessaan ja tehostavat näin niiden vaikutusta.

Erikoisluoteja esiintyy joskus sotilassovelluksissa. Panssaria läpäisevät luodit voivat olla massiivimessinkiä tai kuparivaippaisia teräsytimiä. Nämä voivat läpäistä moottorilohkoja ja lentokoneiden runkoja vaurioittaen ja lamauttaen sisällä olevia mekanismeja. Jäljittimissä on pieni määrä fosforiyhdistettä niiden pohjassa. Laukaistaessa fosfori syttyy ja palaa kirkkaasti. Yöllä ne näkyvät viiruina ampumapaikalta kohti maalia, jolloin ampuja voi seurata luodin lentoa ja tehdä tähtäyskorjauksia. Sytytysluodit sisältävät pieniä määriä magnesiumia, joka fosforin tavoin palaa, kun se sytytetään, mutta pysyy palavana pidempään ja aiheuttaa polttoaineiden tai ammusten syttymisen osuessaan kohteeseen.

Hylsyn rakenne & Valmistus

Lähes kaikki käsiaseiden ammusten hylsyt ovat messinkiseosta. Jotkut käyttävät alumiinia, terästä tai muovia, mutta messinkihylsy on suosituin ja helpoin valmistaa.

Hylsyn muotoilu määräytyy sen ampuma-aseen mukaan, jossa ammuksia käytetään. Tyypillinen messinkihylsy muotoillaan hehkutetusta levystä vetämällä moninkertaisella rei’itys- ja matriisisarjalla. Monimuottipuristussarjan ensimmäinen vaihe muotoilee metallin, toinen vaihe venyttää metallia syvemmälle, kolmas vaihe muotoilee reunan ja niin edelleen. Jokainen vaihe venyttää metallia hieman pidemmälle, kunnes viimeinen vaihe tuottaa tarkasti muotoillun kotelon. Hylsyt leikataan pituuteensa ja sytytysreikä rei’itetään. Lämpökäsittely ja jännityksenpoisto suoritetaan tietyille hylsytyypeille kestävyyden parantamiseksi. Tämä tehdään suurissa eräuuneissa, joissa kotelokoreja kuumennetaan riittävän kuumiksi, jotta metalli pehmenee hellävaraisesti vääristämättä sitä. Kun metalli on jäähtynyt, se on ”rentoutunut” ja kestää paremmin polttamisen aiheuttamat rasitukset. Jotkin käsiasekaliiperin hylsyt niklataan uudelleenlatauksen kestävyyden, korroosionkestävyyden ja ulkonäön vuoksi. Jokaiseen hylsyyn on leimattu tiedot, kuten kaliiperi, valmistaja, ampumatarvikekoodit ja valmistusvuosi.

Sytyttimen rakenne & Valmistus

Sytytin koostuu kahdesta metalliosasta ja pienestä määrästä räjähdysaineseosta. Sytyttimiä on eri kokoisia ampuma-aseesta riippuen. Käyttämällä esimerkkinä pientä pistoolin sytytintä, kuppi on yleensä halkaisijaltaan noin 0,32 cm (0,125 tuumaa) ja korkeudeltaan 0,32 cm (0,125 tuumaa), ja se on valmistettu pehmeästä kuparista tai messingistä. Sisälle laitetaan pieni määrä iskunkestävää räjähdysainetta lyijystyfnaattia, ja aukkoon on painettu kolmion muotoinen kappale, jota kutsutaan alastimeksi. Kun laukaisuneulaa lyödään, kupin keskiosa luhistuu, jolloin räjähdysaine puristuu sen sisäpinnan ja alasin väliin. Räjähdysaine syttyy ja ampuu liekin leimahdusaukon läpi sytyttäen ajoaineen, joka laukaisee patruunan.

Valmistusprosessi: Patruunan kokoonpano

Patruunan osien kokoonpanoprosessi alkaa hylsyn perusteellisella puhdistamisella ja kiillottamisella täryttimellä. Viimeistelylaite toimii tärisyttämällä maissin sivutuotetta (kuivattuja ja jauhettuja maissintähkiä) kiillotusyhdisteen kanssa koteloiden ympärillä, jolloin saadaan aikaan korkea kiilto. Näin valmistetut kotelot ovat valmiita lopulliseen kokoonpanoon. Näin tyypillinen keskitulimetallipatruuna kootaan:

Hylsyn mitoitus

• 1 Hylsyt syötetään latauspuristimeen, joka ensin mitoittaa hylsyn. Tämä mitoitus
  

  muotoilee metallihylsyn standardimittoihin. Hylsyn on oltava 0,001 tuuman tarkkuudella, jotta se toimisi oikein.

Sytytysnallin asettaminen

• 2 Tämän jälkeen sytytysnalli painetaan hylsyn sytytysnallin reikään pohjaan nähden tasan. Sytytysnallin on oltava samassa tasossa tai patruuna ei syötä kunnolla aseen lippaaseen, mikä aiheuttaa ”jumiutumisen”. Samalla hylsyn suuta laajennetaan hieman luodin vastaanottamista varten.

Hylsyn lataaminen

• 3 Hylsy ”ladataan” eli täytetään oikealla määrällä polttoainetta. Tämä vaihe on äärimmäisen tärkeä, sillä laskuvirhe tai kaksinkertainen lataus voi olla tuhoisa.

Luodin kokoaminen

• 4 Luoti asetetaan tukevasti hylsyn avoimeen päähän. Luoti on päällystetty voiteluaineella korroosion estämiseksi ja kokoonpanon helpottamiseksi. Tämän jälkeen luoti puristetaan hylsyyn, jotta saadaan patruunan oikea kokonaispituus. Puristus pienentää hylsyn avoimen pään halkaisijaa ja kiinnittää luodin tiiviisti, jolloin kokoonpano tiivistyy, jotta kosteus ei pääse tunkeutumaan ruutiin.

  Patruunoiden kokoamiseen käytettävän puristimen on syötettävä jokainen osa tarkasti ja oikeassa järjestyksessä. Muuten hylsyt voivat jäädä pohjustamatta, ruuti voi jäädä pois tai luodit istua väärin. Mikä tahansa näistä voi johtaa vähintäänkin virhetulokseen tai tarkkuuden heikkenemiseen ja pahimmillaan aiheuttaa aseen hajoamisen laukaisun yhteydessä. Prosessin jokaisessa vaiheessa erityiset muotit suorittavat tärkeän kokoonpanotehtävän. Muotit on valmistettu työkalukarbidista pitkän käyttöiän varmistamiseksi, ja niissä on tarkat säädöt laadukkaiden ammusten tuottamiseksi.

  Kokoonpanon jälkeen valmiit patruunat pakataan, yleensä 50 kappaletta laatikkoon, ja ne valmistellaan lähetettäväksi ampujalle.

Laadunvalvonta

Useimmat valmistajat ampuvat tuhansia omia patruunoitaan osana laadunvalvontaohjelmiaan ja -prosessejaan. Tarkkuus, paine, luotettavuus, nopeus ja johdonmukaisuus kirjataan ylös. Tähän käytettävät aseet ovat erikoisvalmisteisia, erittäin tarkkoja ja varustettu tiedonkeruuelektroniikalla. Jokaiselle tietyn patruunan tuotantoerälle annetaan ”eräkoodi”. Tämä ampumatarvikelaatikkoon painettu numero mahdollistaa ampumatarvikkeiden inventoinnin ja jäljittämisen. Jos tietyssä erässä ilmenee ongelmia kentällä, kyseinen ryhmä voidaan kutsua takaisin ja korvata eräkoodijärjestelmän avulla.

Tulevaisuus

Pienaseiden ampumatarvikkeita on saatavilla nykyisessä muodossaan lähitulevaisuudessa. Sen tehtävänä on jatkossakin kuljettaa ammus matkan päähän osumaan kohteeseen. Näiden ampumatarvikkeiden materiaalin ja rakenteen muunnelmat vastaavat monien käsiaseiden käyttäjäryhmien erityistarpeita.

Sotilaat kehittävät jatkossakin ampumatarvikkeita, jotka voivat läpäistä ja lamauttaa monenlaisia kohteita ihmisistä kehittyneisiin elektronisiin laitteisiin. Tällä hetkellä ne tutkivat ”ei-tappavia” aseita ja ammuksia, jotka tekevät kohteen toimintakyvyttömäksi tuhoamatta sitä. Tähän luokkaan kuuluvia käsiaseita ovat muun muassa kädessä pidettävät kemialliset laserit, joilla tyrmätään elektroniset anturit, ja vaahtoaseet, jotka ampuvat tahmeaa vaahtoa, joka ympäröi kohteen. Nämä ei-tappavat laitteet täydentäisivät, eivät korvaisi, tavanomaisia käsiaseita ja ampumatarvikkeita.

Poliisi on myös kiinnostunut ei-tappavista aseista ja ammuksista. Kumiluoteja, jotka iskevät ilman läpäisyä, käytetään jo mellakantorjunnassa. Toinen laite on haulikko, joka laukaisee pienen härkäpussin. Lähietäisyydeltä ammuttaessa härkäpussi osuu lyönnin vaikutuksesta ja tekee kohteen hetkellisesti toimintakyvyttömäksi.

Metsästäjät haluavat ammuksia, jotka osuvat tarkasti ja tappavat yhdellä laukauksella. Suuri osa kaupallisten käsiaseiden ampumatarvikkeiden kehittämisestä on kohdistunut tähän alaan, ja siihen on sisältynyt monia variaatioita ruutilatauksista ja luodin kokoonpanosta.

Tähtäinampujat kehittävät edelleen ampumatarvikkeita, jotka tarjoavat erinomaisen tarkkuuden ja toistettavuuden kilpailuammuntaa varten.