Espoleta

En las municiones militares , una espoleta (a veces, fusible ) es la parte del dispositivo que inicia su función. En algunas aplicaciones, como los torpedos , una espoleta puede identificarse por su función como el detonador . ^[1] La relativa complejidad de incluso los primeros diseños de espoleta se puede ver en los diagramas de corte .

Una espoleta es un dispositivo que detona el material explosivo de una munición en condiciones específicas. Además, una espoleta tendrá mecanismos de seguridad y armado que protegen a los usuarios de una detonación prematura o accidental. ^{[2] [3]} Por ejemplo, la batería de espoleta de una artillería se activa por la alta aceleración del lanzamiento del cañón, y la espoleta debe girar rápidamente antes de que funcione. La "seguridad total del cañón" se puede lograr con obturadores mecánicos que aíslan el detonador de la carga principal hasta que se dispara el proyectil. ^[4]

Una espoleta puede contener únicamente los elementos electrónicos o mecánicos necesarios para enviar señales o activar el detonador , pero algunas contienen una pequeña cantidad de explosivo primario para iniciar la detonación. Las espoletas para cargas explosivas grandes pueden incluir un amplificador explosivo .

Algunas publicaciones profesionales sobre explosivos y municiones distinguen la ortografía de "fuse" y "fuze". ^{[5] [6]} El Ministerio de Defensa del Reino Unido afirma ( énfasis en el original):

Fusible : Cordón o tubo para la transmisión de llamas o explosiones, que generalmente consiste en un cordón o cuerda con pólvora o explosivo de alto poder hilado en su interior. (La ortografía fuze también puede ser adecuada para este término, pero fuse es la ortografía preferida en este contexto). ^[7]

Espoleta : Dispositivo con componentes explosivos diseñado para iniciar una carga principal. (La palabra fusible también puede ser útil para este término, pero espoleta es la ortografía preferida en este contexto). ^[8]

Históricamente, se escribía con 's' o 'z', y aún se pueden encontrar ambas grafías. ^[9] En los Estados Unidos y algunas fuerzas militares, ^[10] se utiliza 'fusible ^{' [11 ] [12] [13] [¿ fuente poco confiable? ] [14]} para denotar un dispositivo de ignición sofisticado que incorpora componentes mecánicos y/o electrónicos (por ejemplo, una espoleta de proximidad para un proyectil de artillería , una espoleta magnética / acústica en una mina marina , una espoleta de granada con resorte , ^{[15] [16] [17]} detonador de lápiz o dispositivo antimanipulación ) ^[18] en lugar de una simple mecha encendida . ^[19]

La situación de uso y las características de la munición que se pretende activar afectan el diseño de la espoleta, por ejemplo, sus mecanismos de seguridad y actuación.

Artillería

Las espoletas de artillería están diseñadas para funcionar en las circunstancias especiales de los proyectiles de artillería. Los factores relevantes son la rápida aceleración inicial del proyectil, la alta velocidad y la rotación generalmente rápida, que afectan tanto a la seguridad como a los requisitos y opciones de armamento, y el objetivo puede estar en movimiento o estacionario. Las espoletas de artillería pueden activarse mediante un mecanismo de temporizador, impacto o detección de proximidad al objetivo, o una combinación de estos.

Granadas de mano

Los requisitos para la espoleta de una granada de mano están definidos por el pequeño tamaño del proyectil y su lanzamiento lento a corta distancia. Esto requiere el armado manual antes del lanzamiento, ya que la granada no tiene suficiente aceleración inicial para que el armado se realice por "retroceso" y no tiene rotación para que el armado se realice por fuerza centrífuga.

Bombas aéreas

Las bombas aéreas pueden detonarse mediante una espoleta, que contiene una pequeña carga explosiva para iniciar la carga principal, o mediante una "pistola", un percutor en un casquillo que golpea el detonador cuando se activa. ^[20] La pistola puede considerarse parte del conjunto de la espoleta mecánica.

Minas terrestres

La principal consideración de diseño es que la bomba que la espoleta pretende activar está estacionaria y el objetivo mismo se mueve al hacer contacto.

Minas navales

Los factores de diseño relevantes en las espoletas de minas navales son que la mina puede ser estática o moverse hacia abajo a través del agua, y el objetivo generalmente se mueve sobre o debajo de la superficie del agua, generalmente por encima de la mina.

Las espoletas detonan después de un período de tiempo determinado mediante una o más combinaciones de temporizadores mecánicos, electrónicos, pirotécnicos o incluso químicos . Dependiendo de la tecnología utilizada, el dispositivo puede autodestruirse ^[21] (o volverse seguro sin detonación ^[22] ) algunos segundos, minutos, horas, días o incluso meses después de su despliegue.

Las espoletas de la época de la artillería primitiva no eran más que un agujero lleno de pólvora que iba desde la superficie hasta el centro del proyectil. La llama de la combustión del propulsor de pólvora encendía esta "espoleta" al disparar y quemaba hasta el centro durante el vuelo, para luego encender o explotar lo que fuera que contuviera el proyectil.

En el siglo XIX, los dispositivos más conocidos como "espoletas" de artillería moderna se fabricaban con madera cuidadosamente seleccionada y se cortaban para que ardieran durante un tiempo predecible después del disparo. Por lo general, todavía se disparaban con revólveres de avancarga de ánima lisa con una separación relativamente grande entre el proyectil y el cañón, y todavía dependían de la llama de la carga propulsora de pólvora que escapaba del proyectil al disparar para encender la espoleta de madera y, por lo tanto, iniciar el temporizador.

A mediados y finales del siglo XIX, las espoletas de metal ajustables, las precursoras de las actuales, que contenían pólvora ardiente como mecanismo de retardo se hicieron comunes, junto con la introducción de la artillería estriada . Las armas estriadas introdujeron un ajuste estrecho entre el proyectil y el cañón y, por lo tanto, ya no podían depender de la llama del propulsor para iniciar el temporizador. Las nuevas espoletas de metal generalmente utilizan el impacto del disparo ("retroceso") y/o la rotación de los proyectiles para "armarlas" e iniciar el temporizador: introduciendo así un factor de seguridad que anteriormente no existía.

Incluso en la Primera Guerra Mundial, algunos países seguían utilizando granadas de mano con simples mechas negras , muy similares a las de los fuegos artificiales modernos: el soldado de infantería encendía la mecha antes de lanzar la granada y esperaba que la mecha ardiera durante los varios segundos previstos. Estas fueron reemplazadas pronto en 1915 por la bomba Mills , la primera granada de mano moderna con una espoleta de tiempo relativamente segura y confiable que se activaba sacando un pasador de seguridad y soltando una manija de armado al lanzarla.

Los fusibles modernos a menudo utilizan un sistema de retardo electrónico.

Las espoletas de impacto, percusión o contacto detonan cuando su movimiento hacia adelante disminuye rápidamente, generalmente al chocar físicamente con un objeto como el objetivo. La detonación puede ser instantánea o retrasarse deliberadamente para que ocurra una fracción de segundo preestablecida después de la penetración en el objetivo. Una espoleta instantánea "superrápida" detonará instantáneamente al más mínimo contacto físico con el objetivo. Una espoleta con acción de roce también detonará al cambiar de dirección causado por un ligero golpe rozando una obstrucción física como el suelo.

Las espoletas de impacto en el uso de artillería pueden montarse en la punta del proyectil ("detonación en la punta") o en la base del proyectil ("detonación en la base").

Las espoletas de proximidad hacen que una ojiva de misil u otra munición (por ejemplo, una bomba lanzada desde el aire o una mina marina ) detone cuando se acerca a una cierta distancia preestablecida del objetivo, o viceversa. Las espoletas de proximidad utilizan sensores que incorporan una o más combinaciones de los siguientes: radar , sonar activo , acústico pasivo, infrarrojo , magnético , fotoeléctrico , sísmico o incluso cámaras de televisión . Estos pueden tomar la forma de un dispositivo antimanipulación diseñado específicamente para matar o herir gravemente a cualquiera que manipule la munición de alguna manera, por ejemplo, levantándola o inclinándola. Independientemente del sensor utilizado, la distancia de activación preestablecida se calcula de tal manera que la explosión se producirá lo suficientemente cerca del objetivo como para que este sea destruido o gravemente dañado.

Los detonadores remotos utilizan cables u ondas de radio para ordenar de forma remota que el dispositivo detone.

Las espoletas barométricas hacen que una bomba detone a una determinada altitud predeterminada sobre el nivel del mar mediante un radar , un altímetro barométrico o un telémetro infrarrojo .

Un conjunto de espoleta puede incluir más de una espoleta en serie o en paralelo. El RPG-7 normalmente tiene una espoleta de impacto (PIBD) en paralelo con una espoleta de tiempo de 4,5 segundos, por lo que la detonación debería ocurrir en el momento del impacto, pero de lo contrario se produce después de 4,5 segundos. Las armas militares que contienen explosivos tienen sistemas de espoleta que incluyen una espoleta de tiempo en serie para garantizar que no se inicien (exploten) prematuramente dentro de una distancia de peligro de la plataforma de lanzamiento de municiones. En general, la munición tiene que viajar una cierta distancia, esperar un período de tiempo (a través de un mecanismo de relojería , electrónico o químico de retardo), o tener algún tipo de pasador o tapón de armado retirado. Solo cuando estos procesos hayan ocurrido se completará el proceso de armado de la espoleta de tiempo en serie. Las minas a menudo tienen una espoleta de tiempo en paralelo para detonar y destruir la mina después de un período predeterminado para minimizar las bajas después de la duración prevista de las hostilidades. La detonación de minas navales modernas puede requerir la detección simultánea de una serie de sensores acústicos , magnéticos y/o de presión para complicar los esfuerzos de limpieza de minas. ^[23]

Las múltiples características de seguridad/armado de la espoleta M734 utilizada para morteros son representativas de la sofisticación de las espoletas electrónicas modernas .

Los mecanismos de seguridad o de armado pueden ser tan simples como las palancas de seguridad accionadas por resorte de las espoletas de las granadas M67 o RGD-5 , que no activan la cadena explosiva mientras el pasador se mantenga en la granada, o la palanca de seguridad se mantiene presionada en una granada sin pasador. Alternativamente, pueden ser tan complejos como el temporizador electrónico de cuenta regresiva de una mina marina de influencia, que le da al buque que la coloca tiempo suficiente para salir de la zona de explosión antes de que los sensores magnéticos o acústicos se activen por completo.

En los proyectiles de artillería modernos, la mayoría de las espoletas incorporan varias funciones de seguridad para evitar que se activen antes de que salgan del cañón del arma. Estas funciones de seguridad pueden incluir el armado por "retroceso" o por fuerza centrífuga, y a menudo ambas funcionan juntas. El armado por retroceso utiliza la inercia del proyectil de artillería en aceleración para eliminar una función de seguridad a medida que el proyectil acelera desde el reposo hasta su velocidad en vuelo. El armado rotatorio requiere que el proyectil de artillería alcance una determinada rpm antes de que las fuerzas centrífugas hagan que se desactive una función de seguridad o muevan un mecanismo de armado a su posición armada. Los proyectiles de artillería se disparan a través de un cañón estriado , lo que los obliga a girar durante el vuelo.

En otros casos, la bomba, mina o proyectil tiene una espoleta que evita la activación accidental, por ejemplo, deteniendo la rotación de una hélice pequeña (a menos que un cordón tire de un pasador) de modo que el percutor no pueda golpear el detonador incluso si el arma cae al suelo. Este tipo de espoleta funciona con armas de aeronaves, donde el arma puede tener que ser arrojada sobre territorio amigo para permitir que una aeronave dañada continúe volando. La tripulación puede optar por arrojar las armas de manera segura arrojando los dispositivos con los pasadores de seguridad todavía colocados, o arrojarlas en vivo quitando los pasadores de seguridad cuando las armas abandonan la aeronave.

Las bombas aéreas y las cargas de profundidad pueden tener espoletas en la punta y la cola utilizando diferentes características de detonador/iniciador para que la tripulación pueda elegir qué espoleta de efecto se adaptará mejor a las condiciones del objetivo que pueden no haberse conocido antes del vuelo. El interruptor de armado se configura en una de las opciones de seguridad , punta o cola , a elección de la tripulación.

La artillería y los tanques también utilizan espoletas de base para proyectiles del tipo "cabeza aplastada". Algunos tipos de proyectiles perforantes también han utilizado espoletas de base, al igual que los proyectiles de artillería nuclear.

Los mecanismos de espoleta más sofisticados de todos son los que se instalan en las armas nucleares , y sus dispositivos de seguridad/armado son correspondientemente complejos. Además de la protección PAL , la espoleta utilizada en las armas nucleares cuenta con múltiples sensores ambientales altamente sofisticados, por ejemplo, sensores que requieren perfiles de aceleración y desaceleración altamente específicos antes de que la ojiva pueda estar completamente armada. La intensidad y duración de la aceleración/desaceleración deben coincidir con las condiciones ambientales que la ojiva de la bomba/misil experimentaría realmente al caer o dispararse. Además, estos eventos deben ocurrir en el orden correcto. Como precaución de seguridad adicional, la mayoría de las armas nucleares modernas utilizan un sistema de detonación de dos puntos temporizado de modo que SÓLO un disparo preciso de ambos detonadores en secuencia dará como resultado las condiciones correctas para causar una reacción de fisión ^{[ cita requerida ]}

Nota: algunas espoletas, por ejemplo las que se utilizan en bombas lanzadas desde el aire y minas terrestres, pueden contener dispositivos antimanipulación diseñados específicamente para matar al personal encargado de la desactivación de bombas . La tecnología para incorporar mecanismos de trampas explosivas en las espoletas existe desde al menos 1940, por ejemplo, la espoleta antidestrucción alemana ZUS40. ^[24]

Una espoleta debe estar diseñada para funcionar apropiadamente considerando el movimiento relativo de la munición con respecto a su objetivo. El objetivo puede moverse más allá de municiones estacionarias como minas terrestres o minas navales; o el objetivo puede ser abordado por un cohete, torpedo, proyectil de artillería o bomba lanzada desde el aire. El momento de funcionamiento de la espoleta puede describirse como óptimo si la detonación ocurre cuando el daño al objetivo será máximo, temprano si la detonación ocurre antes del óptimo, tardío si la detonación ocurre después del óptimo, o fallido si la munición no detona. Cualquier lote dado de un diseño específico puede ser probado para determinar el porcentaje anticipado de temprano , óptimo , tardío y fallido esperado de esa instalación de espoleta. ^[23]

El diseño de espoletas combinadas intenta maximizar la detonación óptima al tiempo que reconoce los peligros de la función temprana de la espoleta (y los peligros potenciales de la función tardía para la ocupación posterior de la zona objetivo por fuerzas amigas o para el retorno por gravedad de municiones antiaéreas utilizadas en defensa de posiciones de superficie). Las combinaciones de espoletas en serie minimizan la función temprana al detonar en la activación más tardía de los componentes individuales. Las combinaciones en serie son útiles para dispositivos de armado de seguridad, pero aumentan el porcentaje de municiones tardías y fallidas . Las combinaciones de espoletas paralelas minimizan las fallidas al detonar en la activación más temprana de los componentes individuales, pero aumentan la posibilidad de una función temprana prematura de la munición. Las espoletas de munición militar sofisticadas generalmente contienen un dispositivo de armado en serie con una disposición paralela de espoletas de detección para la destrucción del objetivo y una espoleta de tiempo para la autodestrucción si no se detecta ningún objetivo. ^[23]

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  Avro Lancaster en la base de la RAF en Metheringham . Observe el estado "Fuzed" (Encendido), escrito con tiza en la punta de cada bomba.
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  Espoleta de cañón Oerlikon de 20 mm
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  Vistas en sección transversal de proyectiles de cañones navales QF de 2 libras , que muestran espoletas de percusión.
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  Espoletas instaladas en proyectiles de artillería M107 de 155 mm, alrededor del año 2000
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  Proyectil de mortero de fósforo blanco de 81 mm con espoleta en 1980. Nótese la ortografía de "espoleta" en los recuadros adyacentes.
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  Surtido de espoletas para proyectiles de artillería y mortero .
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  Proyectil iluminador naval británico de 4 pulgadas de la Segunda Guerra Mundial, que muestra la espoleta de tiempo (naranja, arriba), el compuesto iluminador (verde) y el paracaídas (blanco, abajo)
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  Espoleta para proyectil de mortero Stokes
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  Espoleta de percusión y tiempo británica n.° 63 Mk I, c. 1915, utilizada en proyectiles de metralla
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  Espoleta Graze No. 100 británica para proyectil de alto poder explosivo, Primera Guerra Mundial .
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  Espoleta de percusión británica n.º 110 Mk III, Primera Guerra Mundial, utilizada en morteros de trinchera
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  Espoleta de impacto británica n.º 131 DA (acción directa), Mk VI, Primera Guerra Mundial , utilizada en artillería antiaérea
• 
  Espoleta de percusión británica n.º 16 D Mk IV N Base, c. 1936
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  Espoleta de impacto de acción directa británica n.º 45 P, Primera Guerra Mundial, utilizada en proyectiles de obuses
• 
  Diagrama en corte de una granada japonesa tipo 99 que muestra el mecanismo de espoleta, c. 1939
• 
  Diagrama en corte de una mina de rebote M2A4 de EE. UU. que muestra la espoleta de presión/tracción M6A1, c. 1950
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  Espoleta de tracción de la URSS diseñada para fines de trampa explosiva o antimanipulación . C. 1950. El conjunto detonador se inserta en explosivos.
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  Diseño alternativo de la espoleta de tracción de la URSS, generalmente conectada a un cable trampa , alrededor de los años 1950
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  Espoleta de presión de la URSS para uso como trampa explosiva, por ejemplo, la víctima pisa una tabla suelta del suelo con la espoleta (conectada a explosivos TNT ) oculta debajo, alrededor de 1950
• 
  Mina italiana TC/2.4 de alrededor de 1980 que muestra la ubicación central de la espoleta de presión mecánica
• 
  Mina S alemana de la Segunda Guerra Mundial que muestra un pozo de espoleta en el que se atornillaría una espoleta de tres puntas
• 
  Espoleta para una mina S alemana , que se atornillaría al pozo de la espoleta de la mina.
• 
  Mina antitanque M4, que muestra la espoleta principal en el centro, más dos bolsillos de espoleta adicionales (ambos vacíos) que brindan la opción de colocar dispositivos antimanipulación
• 
  Configuración típica de una espoleta de tracción y/o una espoleta de liberación por presión acoplada a minas terrestres antitanque M15
• 
  El detonador de influencia magnética Mark 6, propenso a problemas, para el torpedo submarino Mark 14, se desarrolló en secreto con pruebas limitadas entre las guerras mundiales.

• Espoleta de artillería  : tipo de espoleta de munición utilizada con municiones de artillería.
• Cerilla negra  – Tipo de mecha hecha de algodón
• Espoleta de contacto  : dispositivo que detona una bomba al entrar en contacto con una superficie dura.
• Cerilla lenta  – Mecha de cordón o cordel de combustión lenta

• Canadá. Biblioteca electrónica del ejército. Artillería de campaña, volumen 6. Balística y municiones. B-GL-306-006/FP-001 1 de junio de 1992
• Ministerio de Defensa (Departamento del Ejército) (1968). Términos y definiciones de explosivos . A 32/ARTS/R & D/678.

Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Fuzes .

• Una gama de espoletas para municiones modernas, junto con especificaciones técnicas detalladas
• Datos de las espoletas de las bombas: guía estadounidense de 1945
• Información sobre seguridad, armado, espoleta y disparo (SAFF) de Globalsecurity.org
• Tutorial sobre espoletas para bombas lanzadas desde el aire
• Vista interna de la espoleta de una bomba aérea de los años 1940, con 2 percutores sujetos por una sola rosca y 2 resortes de arrastre
• Grupo de preservación de la 90.ª División de Infantería: página sobre espoletas de mortero de 81 mm
• Farmer, William C. (1945), Ordnance Field Guide, vol. III, Harrisburg, PA: Military Service Publishing, págs. cf 7, "Introducción a las espoletas"