Sabot (armas de fuego)

Un sabot ( Reino Unido : / s æ ˈ b oʊ , ˈ s æ b oʊ / , EE. UU .: / ˈ s eɪ b oʊ / ) es un dispositivo de soporte utilizado en municiones de armas de fuego / artillería para ajustar / parchar alrededor de un proyectil , como una bala / bala o un proyectil tipo flechette (como un penetrador de energía cinética ), y mantenerlo alineado en el centro del cañón cuando se dispara. Permite disparar un proyectil más estrecho con alta densidad seccional a través de un cañón de diámetro de calibre mucho mayor con una transferencia acelerativa máxima de energía cinética . Después de salir de la boca del cañón , el sabot generalmente se separa del proyectil en vuelo, desviando solo una porción muy pequeña de la energía cinética total.

El componente sabot en el diseño de proyectiles es el sello relativamente delgado, resistente y deformable conocido como banda de impulsión o anillo de obturación necesario para atrapar los gases propulsores detrás de un proyectil, y también mantener el proyectil centrado en el cañón, cuando la cubierta exterior del proyectil es solo ligeramente más pequeña en diámetro que el calibre del cañón. Las bandas de impulsión y los obturadores se utilizan para sellar estos proyectiles de calibre completo en el cañón debido a las tolerancias de fabricación; siempre existe algún espacio entre el diámetro exterior del proyectil y el diámetro interior del cañón, generalmente unas pocas milésimas de pulgada; un espacio suficiente para que los gases a alta presión se deslicen durante el disparo. Las bandas de impulsión y los anillos obturadores están hechos de material que se deformará y sellará el cañón a medida que el proyectil sea forzado desde la recámara hacia el cañón.

Los sabots utilizan bandas de impulsión y obturadores, porque existen los mismos problemas de tolerancia de fabricación al sellar el proyectil saboteado en el cañón, pero el sabot en sí es un componente estructural más sustancial de la configuración del proyectil en el interior del cañón. ^[1] Consulte las dos imágenes del sabot descartable estabilizado con aletas perforantes de blindaje ( APFSDS ) para ver la naturaleza sustancial del material de un sabot para llenar el diámetro del cañón alrededor del proyectil de vuelo tipo flecha de subcalibre, en comparación con el espacio muy pequeño sellado por una banda de impulsión u obturador para mitigar lo que se conoce clásicamente como efecto del viento . Se pueden encontrar cortes más detallados de la complejidad estructural interna de los proyectiles penetradores de varilla larga saboteados APFSDS avanzados en #Enlaces externos.

La función de un sabot es proporcionar una estructura de mamparo más grande que llena toda el área del orificio entre un proyectil de vuelo de subcalibre diseñado intencionalmente y el cañón, lo que proporciona una superficie más grande para que actúen los gases propulsores que solo la base del proyectil de vuelo más pequeño. ^[1] El diseño aerodinámico eficiente de un proyectil de vuelo no siempre se adapta a un diseño balístico interior eficiente para lograr una alta velocidad inicial. Esto es especialmente cierto para los proyectiles tipo flecha, que son largos y delgados para una baja eficiencia de arrastre, pero demasiado delgados para disparar desde un cañón de pistola de igual diámetro para lograr una alta velocidad inicial. La física de la balística interior demuestra por qué el uso de un sabot es ventajoso para lograr una mayor velocidad inicial con un proyectil tipo flecha. Los gases propulsores generan alta presión, y cuanto mayor sea el área de la base sobre la que actúa la presión, mayor será la fuerza neta sobre esa superficie. La fuerza (presión por área) proporciona una aceleración a la masa del proyectil. Por lo tanto, para una presión y un diámetro de cañón determinados, un proyectil más ligero puede salir del cañón a una velocidad inicial más alta que un proyectil más pesado. Sin embargo, un proyectil más ligero puede no caber en el cañón, porque es demasiado fino. Para compensar esta diferencia de diámetro, un sabot diseñado correctamente proporciona menos masa parásita que si el proyectil de vuelo se fabricara con calibre completo, lo que proporciona en particular una mejora espectacular de la velocidad inicial de las municiones APDS ( Armor-piercing discarding sabot ) y APFSDS ( Armor-piercing fin-stabilized discarding sabot ).

El Laboratorio de Investigación Balística del Ejército de los EE. UU. realizó una investigación seminal sobre dos configuraciones importantes de sabot para penetradores de varilla larga utilizados en municiones APFSDS, a saber, el sabot de "silla de montar" y el de "doble rampa", durante el desarrollo y la mejora de los penetradores APFSDS de energía cinética modernos de 105 mm y 120 mm y se publicó en 1978 ^{[1] , permitida por el avance significativo en el} método de elementos finitos computarizado en mecánica estructural en ese momento; y ahora representa el estándar de tecnología de campo existente. (Véase, por ejemplo, el desarrollo de la serie M829 de proyectiles antitanque comenzando con el modelo base M829 a principios de la década de 1980, hasta el modelo M829A4 de 2016, que emplea sabots de "doble rampa" cada vez más largos). Al salir por la boca del cañón, el sabot se descarta y el proyectil de vuelo más pequeño vuela hacia el objetivo con menos resistencia al arrastre que un proyectil de calibre completo. De esta manera, se pueden disparar de manera más eficiente proyectiles de alta velocidad, delgados y de baja resistencia (ver balística externa y balística terminal ). Sin embargo, el peso del sabot representa una masa parásita que también debe acelerarse hasta la velocidad inicial, pero no contribuye a la balística terminal del proyectil en vuelo. Por esta razón, se hace gran hincapié en la selección de materiales estructurales fuertes pero livianos para el sabot y en la configuración de la geometría del sabot para emplear de manera eficiente estos materiales parásitos con una penalización de peso mínima. ^[1]

Fabricado de algún material ligero (normalmente plástico de alta resistencia en fusiles de pequeño calibre, (véase SLAP Saboted light armor penetrator ), escopetas y munición de avancarga ; aluminio, acero y plástico reforzado con fibra de carbono para munición de energía cinética antitanque moderna; y, en tiempos clásicos, madera o papel maché - en cañones de avancarga). El sabot normalmente consta de varias piezas longitudinales sujetas en su lugar por la vaina del cartucho, un obturador o banda de impulsión. Cuando se dispara el proyectil, el sabot bloquea el gas, proporciona un importante soporte estructural contra la aceleración del lanzamiento y lleva el proyectil por el cañón. Cuando el sabot llega al final del cañón, el impacto de golpear el aire quieto aleja las partes del sabot del proyectil, lo que permite que el proyectil continúe en vuelo. Los sabots modernos están hechos de aluminio de alta resistencia y epoxi reforzado con fibra de grafito. Se utilizan principalmente para disparar varillas largas de materiales muy densos, como aleación pesada de tungsteno y uranio empobrecido. (véase por ejemplo la serie M829 de proyectiles antitanque).

Las balas de escopeta tipo sabot se comercializaron en Estados Unidos a partir de 1985 aproximadamente y se legalizaron para la caza en la mayoría de los estados de EE. UU. Cuando se utilizan con un cañón de bala estriado , son mucho más precisas que las balas de escopeta normales.

Un sabot de copa sostiene la base y el extremo trasero de un proyectil, y el material de la copa por sí solo puede brindar soporte estructural y obturación del cañón. Cuando el sabot y el proyectil salen de la boca del arma, la presión de aire sobre el sabot por sí sola obliga a este a liberar el proyectil. Los sabots de copa se encuentran típicamente en municiones de armas pequeñas, escopetas de ánima lisa y proyectiles de avancarga de ánima lisa.

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  Función de sabotaje de la taza
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  Carcasa de zueco con zueco de copa para cañón Paixhans de 1824 .

El sabot de copa expansible, que se utiliza habitualmente en armas pequeñas estriadas (SLAP, escopetas y rifles de avancarga), tiene un casquillo de una sola pieza que rodea la base y los lados del proyectil, lo que proporciona tanto soporte estructural como obturación. Al disparar, cuando el casquillo y el proyectil salen de la boca del arma, la fuerza centrífuga de la rotación del proyectil, debido al estriado del cañón, abre los segmentos que rodean el proyectil, presentando rápidamente más área de superficie a la presión del aire, liberándolo rápidamente.

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  Función de sabotaje de copa expansible
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  Cartucho .30-06 con proyectil sabot de copa expansiva.

Aunque el uso de sabots de copa de diversa complejidad es popular entre los cargadores manuales de munición de rifle, para lograr una velocidad inicial significativamente mayor con una menor resistencia, un diámetro más pequeño y una bala más liviana, el diseño exitoso de proyectiles saboteados debe incluir las características de estabilidad de la bala resultantes. Por ejemplo, simplemente insertar una bala de 5,56 mm (.224) disponible en el mercado en un sabot que la disparará desde un cañón de 7,62 mm (.300) disponible en el mercado puede resultar en que esa bala de 5,56 mm no logre suficiente estabilidad giroscópica para volar con precisión sin volcar. Para lograr la estabilidad giroscópica de balas más largas en un diámetro más pequeño se requiere un estriado más rápido. ^[2] Por lo tanto, si una bala requiere al menos 1 vuelta en un giro de 7 pulgadas (estriado 1:7), en 5,56 mm, también requerirá al menos un estriado 1:7 cuando se sabotee en 7,62 mm. Sin embargo, los rifles comerciales de mayor calibre generalmente no necesitan velocidades de giro tan rápidas; 1:10 es un estándar fácilmente disponible en 7,62 mm. Como resultado, la velocidad de giro del cañón más grande determinará qué balas más pequeñas se pueden disparar con suficiente estabilidad desde un sabot. En este ejemplo, el uso de estrías de 1:10 en 7,62 mm restringe el sabotaje a las balas de 5,56 mm que requieren una torsión de 1:10 o menor, y este requisito tenderá a restringir el sabotaje a las balas de 5,56 mm más cortas (y livianas).

Un sabot de base tiene una base de una sola pieza que sostiene la parte inferior del proyectil y piezas separadas que rodean los lados del proyectil y lo centran. El sabot de base puede tener una separación entre el proyectil y el sabot mejor y más limpia que los sabots de copa o de copa expansible para municiones de armas pequeñas, pero puede ser más costoso de fabricar y ensamblar.

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  Función de sabotaje de base
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  APDS - proyectil con sabot de base y sabot de "anillo de soporte".

En municiones APDS de mayor calibre, basadas en los conceptos de copa, copa expansiva y sabot de base, se requieren conjuntos significativamente más complejos.

Un sabot de huso utiliza un conjunto de al menos dos y más de cuatro anillos longitudinales o "pétalos" coincidentes que tienen una sección central en contacto con un proyectil tipo flecha largo; una sección frontal o "bore-rider" que centra ese proyectil en el cañón y proporciona una toma de aire para ayudar a la separación del sabot al salir por la boca del cañón, y una sección trasera que centra el proyectil, proporciona un "mamparo" estructural y sella los gases propulsores con un anillo obturador alrededor del diámetro exterior. Los sabots de huso son el tipo estándar utilizado en la munición perforante de blindaje de gran calibre moderna. Los sabots de huso de tres pétalos se muestran en las ilustraciones a la derecha de este párrafo. Los sabots de "doble rampa" y "silla de montar" utilizados en la munición APFSDS moderna son una forma de sabot de huso. ^[1]

Las balas de escopeta suelen utilizar un casquillo de plástico fundido similar al casquillo de husillo. Los casquillos de escopeta, en general, se extienden por toda la longitud del proyectil y están diseñados para usarse de manera más eficaz en cañones estriados .

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  Función de sabotaje del husillo
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  Penetrador de varilla larga OFL 120 F1 APFSDS con casquillo de husillo "con respaldo en silla de montar". ^[1]

Un sabot de anillo utiliza las aletas traseras de un proyectil de varilla larga para ayudar a centrar el proyectil y atravesar el ánima, y ​​el sabot de múltiples pétalos forma solo un anillo de mamparo único alrededor del proyectil cerca del frente, con un obturador que sella los gases que escapan más allá de él y centra el frente del proyectil. La ex Unión Soviética favorecía los proyectiles sabot perforantes que usaban sabots de anillo, que funcionaban aceptablemente para esa época, fabricados con acero de alta resistencia tanto para el penetrador de varilla larga como para el sabot de anillo. La resistencia del anillo de acero era suficiente para soportar aceleraciones de lanzamiento sin la necesidad de rampas de sabot para soportar también el proyectil de vuelo de acero. ^[3]

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  Función de sabotaje de anillo.
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  Proyectil penetrador de varilla larga soviético BM-15 de 125 mm con sabot de anillo.

• Proyectil (cascarón)
• Comprobación de gas

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Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Sabot .

• Fotografía de separación de sabots de escopeta
• Cortes detallados de la complejidad estructural interna de los proyectiles penetradores de varilla larga saboteados APFSDS avanzados
• Tipos de munición – Museo de tanques de Norfolk