Artillería naval
Breve historia:
El origen de la artillería naval se remonta unos 8 siglos atrás. Por aquella época (siglo XIII) en las naves italianas ya se usaban las bombardas de hierro. A principios del siglo XIV fueron empleadas las primeras bombardas por los italianos contra los holandeses en la batalla de Zierikzee.
El siglo XVI fue el que marcó sin embargo el comienzo del progreso de la artillería naval cuando se abandonó definitivamente la propulsión de remos y los barcos comenzaron a alcanzar dimensiones considerables, con lo que comenzaron a llevar piezas de los más diversos calibres por ambos costados y en diferentes cubiertas. Por aquel entonces las piezas de artillería se clasificaban según el peso de los proyectiles disparados, peso que se medía en libras 6, 12, etc.
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Fue hacia mediados del siglo XVI cuando comenzaron a aparecer los cañones con aros en los laterales hechos con cajas de madera y forma trapezoidal y provistos de cuatro ruedas para facilitar su movilidad.
Estos cañones debían ser fijados con cables o cuerdas fuertes con el fin de que el cañón no rodara por la cubierta y ocasionaran averías o accidentes a causa del retroceso producido al ser disparados.
La carga como es conocido se efectuaba por la boca del cañón (avancarga) metiendo primero la pólvora y después el proyectil, mientras el encendido de dicha carga se efectuaba por medio de una mecha situada dentro de un orificio hecho en la culata del cañón.
A partir del siglo XVII aproximadamente se comenzaron a fundir los cañones en bronce o hierro mediante el colado del metal en un molde.
Las diferentes piezas de artillería de aquella época fueron tomando nombres diversos: Gerifalco, bombarda, falcón, cartao y serpentín entre otros en el siglo XV ; la culebrina entre otros en el siglo XVI.
Ya en el siglo XVIII apareció la carronada pieza de artillería de grueso cañón pero ligera, para dotar a las fragatas y corbetas sin comprometer su maniobrabilidad y estabilidad por el exceso de peso.
A comienzos del XIX los cañones navales tenían un alcance de algunos centenares de metros para proyectiles de 18 kilos
En la mitad de dicho siglo apareció la espoleta.
La primer torre blindada con giro de 360º fue instalada en 1861 en el Monitor (barco nordista participante en la batalla de Hampton Roads) armada con dos cañones de 280 mm.
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A finales de siglo ya se usaban cañones de acero y la retrocarga con obturador. Los cañones ya comenzaban a construirse con el ánima rayada y cilíndrico-cónicos más estables que los esféricos, también se inventó el casquillo, y se desarrolló la organización del tiro.
En 1898 se comenzaron a regular los disparos de artillería naval observando los piques y su desvió para corregir el tiro
A comienzos del siglo XX el alcance de las piezas ya superaba los 6 kilómetros.
En 1905 se inventó el telémetro y ya desde años antes se disparaba por mando abandonando el antiguo método de fuego a discreción.
A principios de la primera guerra mundial el alcance de los cañones ya superaba los 20 kilómetros, aparecieron las centrales de tiro mecánicas, se perfeccionaron los telémetros y se estabilizaron los cañones por giroscopio. Los calibres de los cañones se fueron aumentando y perfeccionando con alcances superiores a los 30 kilómetros.
Y se llega a los momentos previos a la segunda guerra mundial en los que se construyen enormes cañones de más de 2000 toneladas para equipar a los fabulosos acorazados de la clase Yamato con 460mm, 45 de calibre y un alcance superior a los 40 kilómetros.
El cañón:
El cañón se compone de la boca de fuego, la cureña que sirve para sujetar y maniobrar la boca de fuego y que además puede estar protegida por torres o escudos; (las primeras son compartimentos cerrados por uno de cuyos lados salen una o varias bocas de fuego, las segundas consisten en unas chapas a modo de blindaje que protegen a los encargados de usar el cañón) y los sistemas hidráulicos que sirven para amortiguar el retroceso del cañón al efectuar los disparos.
El cañón va sujeto en la cureña por medio de unas piezas a modo de camas en las que se apoya y sirve además para permitir su deslizamiento hacia atrás y hacia adelante como consecuencia del retroceso y el consiguiente movimiento de recuperación. Lleva también unos soportes simétricos que sirven para regular los movimientos de puntería (elevar o bajar el cañón).
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La cureña va sujeta sobre una plataforma giratoria en el caso de los buques de guerra y en los vehículos blindados.
La plataforma de la cureña de un buque se mantiene siempre estable mediante un mecanismo giroscópico que le permite mantenerse siempre horizontal incluso en los casos de cabeceo o balance muy acusados.
La boca de fuego consta de los siguientes elementos: camisa, tubo, cubierta, zunchos, manguitos, espiras de alambre y anillos
Para la construcción de una boca de fuego se empleaban y emplean materiales muy especiales, el más usual el acero al níquel que presenta una gran resistencia y un alto grado de elasticidad, pudiendo alcanzar presiones de hasta 4 toneladas por centímetro cuadrado. Para la resistencia del ánima a la erosión se usan revestimientos con láminas de cromo durísimas.
Todas estas técnicas han sustituido a los viejos métodos de construcción a base de láminas de acero y de cercos, aros o ensamblaje en frío o en caliente encima de tubos concéntricos.
El cierre de la culata y la recámara del cañón se hace mediante un obturador generalmente de tipo de cuña.
El manejo del obturador era manual o semiautomático. En la actualidad se emplea un dispositivo automático y teledirigido.
El mecanismo de disparo era en sus comienzos manual y/o mecánico, pero se pasó a dispositivos eléctricos, electromecánicos, automáticos y teledirigidos mediante los cuales se accionan los percutores.
El cañón se ve sometido a dos tensiones, la tangencial que unida a la compresión radial tiende a partir el tubo en toda su longitud y la longitudinal que tiende a romperlo en dirección transversal. En un cilindro hueco que se somete a presión interna, la superficie interior sufre una mayor dilatación que la exterior por lo que alcanza rápidamente el límite de su elasticidad, de modo que el aumento de grosor de las paredes del tubo apenas llega a aumentar la resistencia elástica.
Para evitar esto se fabrican los tubos de modo que cada capa de metal envuelve a la anterior ejerciendo presión sobre ella y así hasta llegar a la más próxima al ánima. De ese modo la presión en el tubo va siendo absorbida por las diferentes capas evitando que se produzcan tensiones apreciables. Para conseguirlo se utiliza un rollo de alambre que recibe al ser enrollado una tensión uniforme, comprimiendo a la vez las capas interiores. Una vez enrollado el alambre, se remata con zunchos de acero que aprietan los arrollamientos. Este sistema es válido hasta los 40 calibres, y para calibres superiores se usaron piezas forjadas y zunchadas. En las bocas de fuego compuestas, la cubierta y los zunchos de apriete se sujetan con anillos adicionales, se colocan otros zunchos y anillos sobre éstos, y por último se ajusta el tubo del ánima dentro de la boca de fuego.
Por último mencionar que la cadencia de tiro rápido en los cañones de bajo o mediano calibre, provoca un veloz calentamiento de la boca de fuego, que a partir de unos 40 disparos por minuto causa una elevación de la temperatura muy próxima al límite y que en algunos casos origina la deformidad de dicha boca de fuego e incluso puede provocar su explosión.
Teoría física del cañón:
El cañón transforma la energía química de la carga en energía cinética de la masa del proyectil.
La cantidad de energía usada es superior al 25% y es la que expresa el rendimiento del mismo. Esto se explica porque una parte de la energía potencial de la carga es absorbida por la resistencia de los materiales o se pierde.
La potencia de un cañón se mide en dimanos que equivalen a un trabajo de 1000 kilográmetros en una unidad de tiempo (1 Kilográmetro = a la fuerza necesaria para elevar 75 kilos a 1 metro de altura en un segundo) del orden de centésimas de segundo (o sea producido en menos tiempo del preciso).
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Los cruceros italianos de la segunda guerra mundial desarrollaban en sus calibres de 203 mm. 3800 dimanos en menos de 2 centésimas de segundo, que equivalían a 2.500.000 C.V aproximadamente.
En el momento del disparo el proyectil avanza aumentando su velocidad que llega a su máximo exponente a la salida del cañón, provocando simultáneamente el retroceso de éste. Una parte de la energía se emplea en el frenado mediante los sistemas hidráulicos ya mencionados y otra se emplea en devolver al cañón a su posición inicial para proceder a la carga de un nuevo proyectil. El resto es usada por el proyectil en su trayecto para dar en el blanco.
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El proyectil una vez disparado está sometido a dos fuerzas fundamentales: estas son la resistencia del aire y la fuerza de la gravedad. Los efectos que más influyen en el comportamiento del proyectil durante su trayectoria son los de la resistencia del aire, ya que la fuerza de la gravedad es constante. Dado que la trayectoria del proyectil es parabólica, dicha resistencia varía en todo el recorrido. Para atenuar estos efectos se estrían las bocas de fuego para aplicar un movimiento rotatorio al proyectil. Todo ello da como resultado una desviación causada por una oscilación de la punta del proyectil mezclada con otros fenómenos físicos.
La desviación se expresa por medio de un valor angular sobre el que se puede actuar para corregir dichos fenómenos.
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Balística:
Un proyectil tiene buenas condiciones balísticas cuando tiene gran densidad seccional, la cual se calcula mediante la fórmula:
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peso
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Dens.secc.=
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diámetro al cuadrado
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El proyectil debe presentar una forma puntiaguda, girar a velocidad apropiada a la longitud y peso y salir del cañón a una razonable velocidad inicial.
En la balística interior (dentro del cañón) los elementos más importantes son: la presión del gas producido por la detonación de la carga, y la velocidad con que el proyectil abandona la boca de la pieza.
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Las presiones se determinan por medidores de tipo Crusher y para determinar la velocidad se utilizan otros medidores de cristal de cuarzo. La velocidad inicial se calcula registrando la velocidad del proyectil en una distancia (previamente medida) desde que abandona la pieza mediante un cronógrafo. La velocidad del proyectil al abandonar la pieza se calcula mediante la fórmula:
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m . v cuadrado
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E=
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2g
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En la fórmula E es la energía en kilográmetros, m es la masa en kilos, v cuadrado es el cuadrado de la velocidad y 2g es el doble de una constante que representa la fuerza de gravedad.
En balística exterior es importante el tiempo que el proyectil tardaoó necesita para recorrer una distancia, su velocidad remanente y su energía potencial cuando alcanza el objetivo, así como la ordenada máxima de la trayectoria sobre una recta que une la pieza con el objetivo.
Cargas y proyectiles:
En artillería se emplean cargas de proyección, proyectiles de alto explosivo y estopines.
Las primeras queman con una lentitud relativa permitiendo aprovechar su energía para conseguir el impulso necesario que haga salir al proyectil. Cargas típicas son: la balistita, la cordita -tambien llamada pólvora C- y la solenita llamada pólvora sin humo porque deja pocos residuos.
Los altos explosivos se emplean a su vez para las cargas de los proyectiles por la facilidad y rapidez que tienen para pasar de estado sólido a gaseoso, desarrollando gran cantidad de energía; de estos tipos son: la lidita, trilita,tetralita y similares.
Explosivos de fulminantes son usados para espoletas y estopines y son muy sensibles a golpes, roces, etc., y sirven para incendiar las cargas de proyección. Pertenecen a esta clase: el trinitobenceno y el fulminato de mercurio entre otros.
La presencia de gases en la boca de fuego tiene varios inconvenientes, como la corrosión del ánima, que se queme el obturador, la explosión de la boca, etc, y para evitar estos problemas se emplean algunos aditivos: contra la corrosión el bióxido de titanio; contra la explosión se usan deflectores que desvían los gases que además son eliminados con la inyección de aire comprimido.
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Presiones que sufre la recámara del cañon naval en el disparo: Modelos japoneses: |
Bibliografía:
Diccionario Enciclopédico Durvan
Enciclopedia El Mar, Ediciones Salvat
Gran Enciclopedia Larousse
Crónica Militar y Política de la 2ª guerra Mundial, Ediciones SARPE
Historia de la Marina a través de los tiempos
Mediavilla
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