Las personas relacionadas con el diseño de armas automáticas raramente se ponen de acuerdo con algo, pero existe una faceta en este terreno sobre el cual todos están completamente de acuerdo. Concretamente: las armas destinadas a la industria aeronáutica de combate representan el mayor exponente de la perfección armamentística.
No existe cañón o ametralladora destinada a aeronaves, tanto automática como accionada por energía externa, que no pueda ser modificada para su uso en tierra o en navíos. Sin embargo, existen muchos mecanismos de disparo automático que son adecuados para su uso terrestre pero que, sin embargo, no pueden ser modificados, alterados o rediseñados como armamento aéreo.
Conceptos Fundamentales sobre las Armas Automáticas
El "armamento mayor" aplicado en el ámbito militar, exclusivamente, demanda conocimientos sólidos sobre mecanismos y balística para poder comprenderlos en toda su magnitud, por esta razón, resultará de gran utilidad un repaso de los conceptos fundamentales de los mecanismos de automaticidad previos a sumergirnos en la tecnologia aplicada en los cañones Vulcan.
Ametralladora o Automatic Machine Gun: un arma capaz de repetir los disparos en forma contínua tomando como base de su energía operativa aquella derivada totalmente de la fuerza generada por la explosión de la carga propelente.
Ateniéndonos a la más estricta interpretación de esta definición y dar significado a la función que se pretende alcanzar, existe solamente una única fuerza primaria que actúa sobre cualquier arma automática: concretamente, la energía generada por la combustión de la carga de pólvora contenida en la recámara del cañón. A la fecha, han existido solanete dos formas o medios conocidos que pueden han aprovechado esta fuente de energía en forma satisfactoria: (1) el impulso hacia atrás de las masas en retroceso y (2) la presión generada en el cañón por los gases en expansión de la combustión progresiva de la pólvora. La primera se conoce como “retroceso de masas” o “acción por retroceso de masas” mientras que la segunda se denomina “de gases” o “sistema de operación por gases”. Todos los medios conocidos usados para lograr que un arma automática complete un ciclo completo de operación caen dentro de esta amplia clasificación, tanto si los mecanismos empleados son desplazables –hacia delante/atrás- o rotativos.
El tipo de arma que opera por retroceso de masas puede subdividirse en dos clasificaciones distintivas: de retroceso corto y de retroceso largo. La operación por gases, sin embargo, aparenta no tener límites en su aplicación. Por ejemplo, la presión residual remanente en el ánima unos pocos milisegundos luego de que el proyectil la ha abandonado, por ausencia de una mejor expresión, se denomina retroceso, mientras que en realidad es otra forma de funcionamiento de los gases.
Sin embargo, el método más común de emplear la energía creada por el gas del propelente en combustión es la de, mediante una perforación en el cañón, permitir que los gases en expansión actúen sobre un dispositivo activador tal como un pistón, leva, etc. El sistema se denomina, universalmente, como “operación por gases”, implicando erróneamente que esta es la única forma en que la presión de los gases se emplea como fuente de energía.
En la medida en que uno quede satisfecho con conceptos generales, resulta correcto establecer que existen, solamente, cinco aplicaciones prácticas conocidas para lograr disparos a repetición tal como se lo define para el concepto de un arma automática: (1) retroceso corto; (2) retroceso largo; (3) presión de los gases en el cañón expulsada hacia el exterior por medio de un orificio (operación por gases); (4) presión residual que permanece en el cañón unos pocos milisegundos luego de que el proyectil abandonó el ánima (blowback o retroceso de masas); y (5) energía del rebufo generada por los gases en expansión luego de haber sido liberada de los límites del ánima en la boca del cañón (acción por rebufo del cañón).
Nota: aunque, relativamente, tienen poca importancia, debemos mencionar otros dos sistemas para completar la explicación. “Blowforward” o método de impulso de masas hacia delante, es un mecanismo en el cual el cañón es retenido hacia atrás por la presión de un resorte de alta resistencia contra una recámara sólida y fija que le da apoyo al cartucho, la presión del gas impulsa al proyectil hacia delante por dentro del ánima, quitando a su vez al cartucho vacío impulsando al cañón hacia delante. El “Sistema Gast”, es un mecanismo que cuenta con dos cañones, en donde el disparo de un cañón brinda la energía al otro para que se cargue, acerroje y alimente, mientras que el desbloqueo se realiza durante el primer instante del desplazamiento por el retroceso.
Estos son considerados los “principios básicos” y desde estas simples variantes del uso de la energía, más de 3000 patentes se asentaron desde el 16 de junio de 1884 con respecto a características operativas de las ametralladoras.
De forma tan amplia y completa habían cubierto este asunto los diseñadores de armas del pasado que desde la Primera Guerra mundial aquellos que lo intentaran, debían ser realmente hábiles en su profesión si deseaban lograr una mejora sobre alguna característica que ya estuviera en existencia desde hacía un largo tiempo, y mucho menos producir algo que pudiera distinguirse dignamente con la denominación de “invención”.
Existe una tendencia a usar términos generales poco precisos para describir cierto tipo de acciones. Por ejemplo, el término "retroceso de masas" es empleada invariablemente cuando se describe cualquier arma que emplea esta forma de acción para operar en forma total o parcial.
Esta forma inusual de suministro de energía ha sido explotado hasta tal grado que demanda al menos cuatro clasificaciones diferentes para cubrir las aplicaciones de este método de uso de la presión residual para completar un ciclo de operación: (1) retroceso puro (Bergmann); (2) retroceso retardado (Schwarzlose); retroceso demorado (Scotti); y (4) ignición avanzada del fulminante (Becker). Cada sistema es adaptable estrictamente a ciertos tipos de acciones y es completamente impracticable más allá del propósito específico para el que fue concebido.
Por ejemplo, la pistola calibre .22 lr. Colt Woodsman emplea retroceso de masas puro y está bien equilibrada, es un arma de puño extremadamente eficiente, y para este tipo de arma, este método de operación prácticamente, desafía cualquier mejora. Sin embargo, si este sistema fuera aplicado a un cañón convencional calibre 20mm, solamente el cerrojo debería pesar alrededor de 170 kilogramos, con una cadencia de 200 disparos por minuto, resultando ambos completamente inaceptables. Si se empleara el método de ignición avanzada del fulminante, el peso de la ametralladora 20mm rondaría los 40 kg, y la cadencia de fuego rondaría los 600 disparos por minuto, mientras que si se empleara el método de retroceso demorado, el peso total del arma sería ligeramente mayor (alrededor de 45 kg.), y la cadencia podría elevarse a alrededor de 1000 cartuchos por minuto, a la vez el peso del cerrojo o de las partes que actuarían en el retroceso tendrían un peso mínimo: casi 3 kg.
Por otra parte, la máxima elasticidad de la vaina del tipo de cartucho convencional, junto con las inevitables altas presiones en recámara de hoy en día, hacen que el factor "tiempo" sea demasiado crítico como para permitir cualquier consideración de retardar el retroceso de masas en el diseño de armas automáticas de calibres pesados. Tales comparaciones no tienen límite cuando se basan en los principios fundamentales que gobiernan el diseño de las armas automáticas.
Introducción a los conceptos Gatling y Vulcan
Vulcan (denominación que proviene de Vulcano, para los romanos el "Dios del Fuego") es el nombre actual por el cual se conoce la ametralladora M61A1, aceptada y completamente probada en todo el mundo, fabricada por General Electric, que dispara el más intenso e ininterrumpido flujo de proyectiles alguna vez producido por un mecanismo constituyente de una única arma. Dispara más de 100 proyectiles en un segundo.
Una salvedad con respecto a la denominación “cañón” y “ametralladora” algo que vamos a leer constantemente en esta sección de Tecnología Militar: se denomina cañón a las armas con calibre superior a los 20-30 mm, comúnmente denominado Armamento Mayor, y, por debajo de los 20 mm, Armamento Menor. Como ciertos cañones pueden disparar en ráfagas, induce a confusión su denominación. Igualmente tampoco esta denominación es totalmente cierta y tiene raíces históricas en la industria bélica aeronáutica durante la Segunda Guerra Mundial…pero este es tema de otra nota.
La Vulcan es descendiente directa, perfeccionada y reinventada de la famosa ametralladora Gatling, de cañones múltiples, patentada y fabricada originalmente por Richard J. Gatling en 1862.
La historia indica que "el Norte" en los Estados Unidos, quedó privado de un buen oficial de artillería cuando el General Gorgas se unió a la Confederación, pero esta carencia resultó más que compensada cuando Richard Jordan Gatling se fue al norte en 1844, para fabricar varias de sus invenciones mecánicas.
La primera arma de Gatling funcionaba mediante una manivela y estaba provista de seis cañones rotativos, cada cañón disponía de un cerrojo. El montaje y el disparo se realizaba por acción de una leva y el arma era accionada por engranajes. Aprovechando los progresos de la industria del maquinado, fue el primero en emplear con éxito un método de levas para asegurar el funcionamiento positivo de la acción y la certeza del disparo.
Este modelo sufría de muchos de los defectos de su antecesora, la Ager. Usaba cartuchos de papel y cargadores de acero que actuaban como recámaras. Los cargadores estaban fulminantados con cápsulas de percusión colocadas en chimeneas y los cerrojos actuaban como percutores para impactar en las cápsulas. Los cargadores eran retenidos durante la combustión por una pieza cilíndrica que contenía al percutor. También empleaba una tolva que alimentaba por acción de la gravedad.
En el siguiente video puede observarse la cadencia de disparos de una Gatling original modelo 1874 dispuesta con cargador vertical de baja capacidad. Le recomiendo al lector que compare el desempeño de una sola Gatling en comparación con una dotación de soldados equipados con el arma de repetición más avanzada de la época, el Winchester 73 (si su navegador no le permite visualizar el video haga click aquí):
Gatling había nacido en el Condado Hertford, N.C el 12 de Septiembre de 1818, sus padres eran colonos ingleses en Carolina del Norte. Concibió y diseñó armas que eran necesarias para la defensa de instalaciones, puentes, etc. y pantentó su primera arma en 1862. Estas primeras armas fueron perfeccionadas rápidamente y se convirtieron en las más notables mecanismos de disparo de toda la historia: la Ametralladora Gatling.
La operación del arma era simple, y requería un hombre para instalar los cargadores con municiónes, mientras que el operador apuntaba el arma y maniobraba su manivela de accionamiento. Esta manivela giraba hasta 10 cañones. A medida que rotaban, los cartuchos caían en ranuras practicadas en la parte delantera del los cerrojos. Una leva en espiral empujaba los cerrojos y el cartucho hacia adelante hasta que los cartuchos estuvieran correctamente recamarados en los cañones, siendo disparados de a uno por vez.
Gatling vivió para ver sus armas progresar a partir de pólvora suelta y cápsulas de percusión hasta munición metálica fulminantada, desde la pólvora negra hasta la pólvora blanca, y vio las pruebas que reemplaron su manivela por un motor eléctrico.
General Electric, en 1946, reconoció con la Ordnance Corp. el potencial de la invención de Gatling "adelantada a su tiempo", y aplicaron un motor eléctrico de alta tecnología, junto con un diseño mecánico armamentístico moderno y materiales de alta resistencia, para lograr que el arma Vulcan fuera capaz de disparar a una cadencia de 6000 disparos por minuto sin interrupciones.
En este video queda en evidencia la abrumadora cadencia de una Vulcan montada sobre sobre un Phalanx CIWS cal. 20mm (si su navegador no le permite visualizar el video haga click aquí):
Pronto apareció una nueva familia de armas Vulcan que disparaban diferentes cartuchos, el 37mm, el 30m, el 27mm, el 25mm, el 20mm, el calibre .60, el calibre .50, el 10mm, el 7.62mm y el 5.56mm, todas con cadencias variando entre 200 a 10.000 disparos por minuto. Estas nuevas armas se presentaron en varias configuraciones en respuesta a las exigencias militares. Algunas estaban provistas de 7 cañones, otras tenían seis, cinco, cuatro o tres.
Debido al elevado desempeño de esta ametralladora, fue la elegida para armar prácticamente la totalidad de los vehículos aéreos de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en los últimos 35 años. También, en sus variantes, se la aplicó como defensa conra bombarderos, en soportes especiales, en navíos como arma de defensa contra misiles y aeronaves, en la mayoría de los helicópteros destinados a todo tipo de servicios y los sistemas de Defensa Aérea Vulcan del Ejército de los Estados Unidos.
La Vulcan es descendiente directa, perfeccionada y reinventada de la famosa ametralladora Gatling, de cañones múltiples, patentada y fabricada originalmente por Richard J. Gatling en 1862.
