Background

Le munizioni per armi leggere, o cartucce, sono usate in una varietà di armi da fuoco che vanno dalle pistole ai fucili e alle armi automatiche più pesanti chiamate talvolta mitragliatrici. Il termine “proiettile” è comunemente usato per descrivere la cartuccia, quando in realtà si riferisce solo al proiettile. La terminologia corretta per i componenti della cartuccia è proiettile, bossolo, innesco e propellente o polvere da sparo. Ogni componente è prodotto separatamente e poi assemblato nella cartuccia. Le specifiche per le dimensioni, la forma, il tipo di accensione e le prestazioni balistiche sono state standardizzate per la maggior parte delle munizioni militari e civili, ma ci sono molte cartucce obsolete e uniche “wildcat” che si trovano ancora. Le munizioni per armi leggere includono cartucce con un diametro del proiettile, o calibro, fino a 0,75 pollici (calibro 750). Il grosso della produzione è per cartucce con proiettili di calibro .45 o più piccoli.

Fino al XIX secolo, l’unico modo per caricare un’arma era quello di versare prima la polvere nella canna, poi mettere una pezza di stoffa unta intorno a un proiettile di piombo e spingere il proiettile lungo la canna fino alla polvere con la bacchetta. Una pietra focaia produceva una piccola scintilla, o una capsula a percussione produceva un piccolo flash esplosivo per accendere la polvere che sparava il proiettile rattoppato. Questo era un processo molto lento e spesso produceva un colpo impreciso. Dopo ripetuti spari, la canna si sporcava di residui di polvere al punto che il caricamento diventava impossibile.

All’inizio del 1800, i produttori di armi si resero conto che l’aumento della precisione e del tasso di fuoco poteva essere ottenuto solo riprogettando il modo in cui il proiettile, la polvere e l’accenditore venivano caricati nell’arma. Il primo nuovo design di successo fu realizzato nel 1848 da Christian Sharps. Il suo progetto utilizzava un’apertura, o culatta, alla base della canna più vicina alla persona che sparava. La culatta poteva essere chiusa manualmente per sigillare l’estremità. Con il progetto di Sharp, il proiettile veniva caricato nella culatta aperta, seguito da una carica di polvere contenuta in un sacchetto di carta. Quando la culatta veniva chiusa, il sacchetto veniva aperto. Questo esponeva la polvere che poteva poi essere accesa dal tappo a percussione.

Nel 1852, una cartuccia con un bossolo di metallo fu sviluppata dall’inglese Charles Lancaster. Essa teneva la polvere all’interno del bossolo con il proiettile su un’estremità. Più o meno nello stesso periodo, un altro inglese, il colonnello Boxer, e un americano, Hiram Berdan, svilupparono anche una cartuccia con bossolo metallico che incorporava un accenditore, o innesco, inserito al centro della base del bossolo. L’innesco conteneva una piccola quantità di esplosivo impattante che poteva essere innescato quando veniva colpito da un perno, noto come percussore, che faceva parte dell’arma. Il concetto della cartuccia con bossolo metallico a percussione centrale sviluppato da Boxer e Berdan è sopravvissuto fino ai giorni nostri ed è la base per la progettazione delle moderne munizioni per armi leggere.

Materie prime

I proiettili sono fatti di una lega di piombo, spesso contenente stagno e antimonio. Alcuni proiettili hanno uno spesso rivestimento di rame sul lato esterno per migliorare le prestazioni.

I bossoli sono fatti di ottone, acciaio o alluminio. L’ottone è il più comune. I bossoli per fucili da caccia sono spesso fatti con un polipropilene

Molti proiettili per pistola e fucile usati per il tiro da competizione sono costati usando metodi convenzionali di calcolo dei costi. Il piombo fuso viene versato nella cavità dello stampo del proiettile, raffreddato rapidamente, e poi estratto dallo stampo. Il tipico bossolo di ottone è formato da una lastra ricotturata mediante trafilatura con un punzone multiplo e un set di stampi.

bossolo di plastica attaccato a una base di metallo. Alcuni bossoli per pistole sono stati realizzati in plastica, ma non hanno ricevuto un’ampia accettazione.

Gli inneschi sono costituiti da una tazza di lega di rame o ottone con un’incudine di ottone e sono riempiti con un accenditore di piombo stifnato sensibile all’impatto. Le parti metalliche dell’innesco sono solitamente nichelate per resistere alla corrosione.

I propellenti possono variare dalla polvere da sparo nera alla più moderna polvere senza fumo che contiene nitrocellulosa. I propellenti sono accuratamente formulati per accendersi e creare un gas in espansione che accelera il proiettile lungo la canna. Il tasso di espansione, la dimensione fisica e la forma delle particelle di polvere, e la stabilità del propellente sono tutti fattori importanti nella formula chimica utilizzata per produrlo.

Progettazione della pallottola & Fabbricazione

Le pallottole possono essere prodotte con diversi processi. Le pallottole più piccole del calibro 22 sono di solito di piombo e vengono pressate, o formate a freddo, in forma. Un piccolo pezzo di filo di piombo spesso è tagliato alla lunghezza corretta e formato nella forma del proiettile da uno stampo in una pressa automatica. Questo tipo di processo automatizzato permette di raggiungere alti tassi di produzione. Molti proiettili per pistole e fucili usati per il tiro a segno sono fusi usando metodi di fusione convenzionali. Il piombo fuso viene versato nella cavità dello stampo del proiettile, raffreddato rapidamente e poi estratto dallo stampo. Il punto in cui il piombo entra nella cavità (o “sprue”) viene tagliato via quando il proiettile viene estratto. Sia le pallottole formate a freddo che quelle fuse possono essere ulteriormente migliorate dalla placcatura in rame. Il processo di placcatura deposita elettricamente un sottile strato di rame all’esterno del proiettile, proteggendo il piombo dall’ossidazione e fornendo una superficie più dura per impegnare le scanalature, o rigature, nella canna che danno al proiettile una rotazione per migliorare la precisione. Il rame riduce anche il piombo che sporca la rigatura dopo lo sparo, permettendo all’arma di mantenere la precisione dopo aver sparato molti colpi.

Per migliorare le prestazioni del proiettile e la precisione, è stato sviluppato il proiettile “rivestito”. Si tratta di una famiglia di proiettili che utilizzano un sostanziale guscio esterno in ottone o rame, solitamente riempito di piombo tramite fusione o formatura a freddo, e che hanno diverse configurazioni per specifici criteri di prestazione. Alcuni esempi sono FMJ (full metal jacket), JHP (jacketed hollow point), e JSP (jacketed soft point), ognuno con opzioni come il design boattail, l’espansione controllata, tracciante, incendiario e perforante. L’involucro esterno in ottone di questi proiettili si impegna saldamente nella rigatura al momento dello sparo, fornendo una stretta aderenza per una migliore precisione. Progettato per migliorare ulteriormente la precisione, il proiettile boat-tail ha la base di diametro ridotto per migliorare il flusso d’aria e la stabilità in volo. I proiettili a punta morbida e a punta cava sono progettati per espandersi quando colpiscono il bersaglio per intensificare il loro impatto.

Proiettili specializzati si trovano a volte in applicazioni militari. I proiettili perforanti possono essere in ottone massiccio o con anima in acciaio rivestita in rame. Questi possono penetrare blocchi motore e telai di aerei, danneggiando e inabilitando i meccanismi all’interno. I traccianti hanno una piccola quantità di un composto di fosforo nella loro base. Al momento dello sparo, il fosforo si infiamma e brucia con una luce brillante. Di notte possono essere visti allontanarsi dalla posizione di tiro verso il bersaglio, permettendo al tiratore di seguire il proiettile in volo e fare aggiustamenti di mira. I proiettili incendiari contengono piccole quantità di magnesio, che, come il fosforo, brucia quando viene acceso, ma rimane in fiamme per un tempo più lungo e provoca l’accensione di combustibili o munizioni all’impatto con il bersaglio.

Struttura del bossolo & Fabbricazione

Quasi tutti i bossoli delle munizioni per armi leggere sono in lega di ottone. Alcuni usano alluminio, acciaio o plastica, ma il bossolo di ottone è il più popolare e il più facile da produrre.

Il design del bossolo è determinato dall’arma in cui la munizione viene utilizzata. Il tipico bossolo in ottone è formato da un foglio ricotto mediante trafilatura con una serie di punzoni e stampi multipli. Il primo stadio della matrice multipla forma il metallo, il secondo allunga il metallo più profondamente, il terzo forma il bordo e così via. Ogni fase allunga il metallo un po’ di più fino a quando la fase finale produce una cassa accuratamente formata. I bossoli vengono tagliati a misura e il foro dell’innesco viene perforato. Il trattamento termico e la distensione vengono eseguiti su tipi selezionati di bossoli per migliorarne la durata. Questo è realizzato in grandi forni a lotti, dove i cesti di casse sono riscaldati con una temperatura sufficiente per ammorbidire delicatamente il metallo senza distorcerlo. Una volta raffreddato, il metallo è “rilassato” e meglio in grado di sopportare la punizione dello sparo. Alcuni bossoli per i calibri delle pistole sono placcati in nichel per la durata della ricarica, la resistenza alla corrosione e l’aspetto. Ogni bossolo è timbrato con informazioni come il calibro, il produttore, i codici delle munizioni e l’anno di fabbricazione.

Design dell’innesco & Fabbricazione

L’innesco consiste di due parti metalliche e una piccola quantità di composto esplosivo. Gli inneschi sono disponibili in diverse dimensioni a seconda dell’arma da fuoco. Usando un piccolo innesco per pistola come esempio, la tazza è di solito circa 0,125 pollici (0,32 cm) di diametro e 0,125 pollici (0,32 cm) di altezza, e fatta di rame morbido o ottone. All’interno è posta una piccola quantità di stifnato di piombo esplosivo sensibile all’impatto, e premuto nell’apertura è un pezzo a forma di triangolo chiamato incudine. Quando viene colpito dal percussore, il centro della tazza collassa, schiacciando l’esplosivo tra la sua superficie interna e l’incudine. L’esplosivo si accende e spara una fiamma attraverso il foro del flash, accendendo il propellente per sparare la cartuccia.

Il processo di fabbricazione: Assemblaggio della cartuccia

Il processo di assemblaggio dei componenti della cartuccia inizia con un’accurata pulizia e lucidatura del bossolo da parte di una vibrofinitrice. Il finitore lavora facendo vibrare un sottoprodotto del mais (pannocchie essiccate e macinate) con un composto lucidante intorno ai bossoli, creando un’elevata lucentezza. Così preparate, sono pronte per l’assemblaggio finale. Ecco come viene assemblata una tipica cartuccia metallica a percussione centrale:

Dimensionamento del bossolo

• 1 I bossoli sono inseriti in una pressa di caricamento che prima li dimensiona. Questo dimensionamento
  

  forma il bossolo di metallo alle dimensioni standard. Il bossolo deve essere entro 0,001 pollici per funzionare correttamente.

Inserimento dell’innesco

• 2 L’innesco viene poi premuto nel foro del bossolo a filo della base. L’innesco deve essere a filo o la cartuccia non si alimenterà correttamente nel caricatore dell’arma, causando un “inceppamento”. Allo stesso tempo, la bocca del bossolo viene leggermente espansa, in preparazione per ricevere il proiettile.

Carica del bossolo

• 3 Il bossolo viene “caricato” o riempito con la giusta quantità di propellente. Questo passo è della massima importanza, perché un calcolo errato o una doppia carica potrebbero essere disastrosi.

Montaggio del proiettile

• 4 Il proiettile è saldamente inserito nell’estremità aperta del bossolo. La pallottola ha un rivestimento di lubrificante per prevenire la corrosione e assistere nel processo di assemblaggio. La pallottola viene poi crimpata nel bossolo per dare la corretta lunghezza complessiva della cartuccia. La crimpatura riduce il diametro dell’estremità aperta del bossolo e cattura strettamente il proiettile, sigillando l’insieme in modo che l’umidità non possa invadere la polvere.

  La pressa usata per assemblare le cartucce deve alimentare ogni componente accuratamente e nella sequenza corretta. Altrimenti, i bossoli potrebbero non essere innescati, la polvere lasciata fuori, o i proiettili inseriti in modo errato. Ognuno di questi potrebbe provocare un colpo sbagliato o una perdita di precisione, come minimo, e, nel peggiore dei casi, far esplodere l’arma al momento dello sparo. In ogni fase del processo, stampi speciali svolgono l’importante funzione di assemblaggio. I dies sono realizzati in carburo di tungsteno per una lunga durata, e hanno regolazioni ravvicinate per produrre munizioni di qualità.

  Dopo l’assemblaggio, le cartucce finite vengono imballate, di solito 50 in una scatola, e preparate per la spedizione al tiratore.

Controllo di qualità

La maggior parte dei produttori spara migliaia delle proprie cartucce come parte dei loro programmi e processi di controllo qualità. La precisione, la pressione, l’affidabilità, la velocità e la consistenza sono tutte registrate. Le armi usate per questo sono fatte appositamente, altamente accurate e dotate di elettronica per la raccolta dei dati. Ad ogni produzione di una particolare cartuccia viene assegnato un “codice di lotto”. Questo numero, stampato sulla scatola delle munizioni, permette di inventariare e rintracciare le munizioni. Se un particolare lotto mostra problemi sul campo, quel gruppo può essere richiamato e sostituito usando il sistema del codice del lotto.

Il futuro

Le munizioni per armi leggere saranno disponibili nella loro forma attuale per il prossimo futuro. La sua funzione continuerà ad essere quella di spingere un proiettile su una distanza per colpire un bersaglio. Variazioni nel materiale e nel design di queste munizioni saranno in risposta alle esigenze specifiche dei molti gruppi di utenti di armi leggere.

I militari continueranno a sviluppare munizioni in grado di penetrare e inabilitare un’ampia varietà di bersagli, dagli esseri umani alle sofisticate apparecchiature elettroniche. Attualmente, stanno studiando armi e munizioni “non letali” che inabiliteranno un bersaglio senza distruggerlo. Le armi di piccolo calibro in questa categoria includono laser chimici portatili per mettere fuori uso i sensori elettronici, e pistole di schiuma che sparano una schiuma appiccicosa che avvolge il bersaglio. Questi dispositivi non letali integrerebbero, non sostituirebbero, le armi leggere convenzionali e le munizioni.

Anche la polizia è interessata ad armi e munizioni non letali. I proiettili di gomma che impattano senza penetrazione sono già in uso per il controllo delle rivolte. Un altro dispositivo è un fucile che spara un piccolo sacchetto di fagioli. Quando viene sparato a distanza ravvicinata, il bean bag colpisce con l’impatto di un pugno per inabilitare momentaneamente il bersaglio.

I cacciatori vorranno munizioni che colpiscano con precisione e uccidano con un solo colpo. Gran parte dello sviluppo delle munizioni commerciali per armi di piccolo calibro è stato in questo settore, e ha incluso molte variazioni nei carichi di polvere e nella configurazione dei proiettili.

I tiratori al bersaglio continueranno a sviluppare munizioni che offrono eccellente precisione e ripetibilità per il tiro da competizione.