Mesa de diseño: G-11, munición sin casquillo

domingo, 24 de julio de 2016

Mesa de diseño: G-11, munición sin casquillo

Heckler und Koch G-11: Munición sin casquillo

Por Alvaro "horten86" Vega

Antecedentes

Desde el nacimiento de la balística como ciencia hasta ahora se han desarrollado grandes avances en todos los aspectos: propiedades del arma, como tamaño, potencia, fiabilidad y economía; de las ópticas, colimadores, telémetros radares de control y electrónica de corrección de trayectoria del proyectil, energía en vuelo, capacidad de deformación y penetración, versatilidad y eficacia aerodinámica. Las armas han llegado a un nivel de desarrollo que roza lo futurista, con sólo observar el FN2000, HK o el HK M29 (del que se hablará en próximos artículos) y otros tantos ejemplos y sólo en lo que a armas personales se refiere; los sistemas de control ahora son fiables, avanzados tecnológicamente y de gran ayuda para el soldado, tanto en ópticas montadas como balística de a bordo de carros de combate, cazas, etc. El problema es la munición. Hace más de un siglo que no existe un incremento sensible en el diseño de proyectiles. Desde los tiempos de avancarga (aún practicada por un número nada despreciable de tiradores) los cambios más importantes en la munición son pocos: se sustituyó la pólvora negra por mezclas y fulminantes que no generasen humo, el perfil esférico de dudosa precisión fue cambiado por formas puriformes afiladas o troncocónicas y se incluyó el hecho de dar una velocidad rotacional al proyectil gracias a las estrías de ánima helicoidales y, sobre todo, la unificación del proyectil y el propelente en una sola bala por creación del casquillo. Ya es hora de avanzar un paso más: Munición sin casquillo.

Detalle del percutor de las armas con sistema avancarga

Munición "caseless" Vs. Convencional: Propiedades dinámicas
¿Por qué complicarse la vida si la munición de toda la vida funciona perfectamente y está universalmente aceptada? Bueno, la verdad es que las balas de toda la vida no van tan bien. Por ejemplo, cuando de vez en cuando voy al campo de tiro, suelo tener que desmontar mi ASTRA TS-22 por completo para hacerle una limpieza exaustiva, los restos de pólvora y la grasa se acumulan y dificultan el funcionamiento redondo;esta acumulación viene debida porque la recámara no puede ser una pieza cerrada y compacta, ya que el casquillo ha de ser expulsado. Esto en casa no es problema, se vuelve a limpiar a cada jornada, pero en una situación de combate no es aconsejable(...). Bien, después de tiro de precisión existe una modalidad de tiro que es obligatoria en tiradas oficiales y que requiere una gran fiabilidad del arma:el tiro rápido. Consiste en una tanda de 5 tiros en un tiempo de 30 a 8 segundos.Puedo asegurar que pocas veces no se me ha encasquillado en un día. Lógicamente en combate real es un poco "problemático". Otro detalle importante para las especificaciones actuales de armas militares recae en la velocidad de tiro:El proceso de extracción es muy lento en comparación con la velocidad del proyectil, lo que penaliza la cadencia. Además, el casquillo pesa, es caro y quita espacio, pero el diseño del todas las armas actuales, que se benefician del blando metal de la vaina para producir el sellado de la recámara en la detonación, lo exigen.

Comparativa de los diferentes proyectiles tradicionales con la munición "caseless"

Armas
Esta bala es la 22 V/L caseless para el rifle Standard Daisy Model V/L, del que se produjeron un número limitado de unidades. El aspecto del arma es bastante sencillo, cargador con un número de pequeñas balas del 22 convencionales que cargan su impulsor compactado en la parte posterior.
El proyectil (de 29 gramos de peso) vuela a 350m/s, lo que le dota de una buena energía. Saber que la energía del proyectil depende directamente de la masa del mismo y también del cuadrado de la velocidad, con lo que a pesar de ser una bala muy ligera (la más ligera que conozco, ya que ni el 22´corto de tiro rápido es menor), su enorme velocidad le imprimen un efecto letal. La singularidad del fusil recae en su ventana de extracción pero ¿qué ventana de extracción, si no tiene ninguna?. Aquí está su originalidad: No existe, el proyectil es detonado por una maza autosellante de la recámara y todos los productos salen expulsados por el cañón.
Ahora hay que mirar la bala. Más pequeña y ligera que un 22´LR resulta fácil de producir(en este caso es Nobel Dynamite el fabricante), más fácil de almacenar en cargadores y caben más.

En la IIGM los japoneses desarollaron un cañón de 20mm para armas a los últimos ZERO fabricados, diseñado para ser alimentado con una avanzada municiñon sin casquillo. El cañón tenía una cadencia de tiro muy elevada, parecida a la de una solución multitubo actual(los vulcan americanos que arman la mayoría de sus cazas); con inexistente problema de encasquillamiento, parecía la solución definitiva, pero no se supo más de él. Al acabar la querra no se volvieron a usar.

Una nota cinematográfica: En Alien, James Cameron armaba a los marines un un fusil "de pulsos, 10mm sin casquillo", diseñado(...) para funcionar sin problemas en vacío o en ambientes corrosivos, además de contener 100 proyectiles por cargador. Dudo mucho que 100 balas de 10 milímetros quepan de cualquier manera en un cargador de tamaño convencional, pero por lo demás se ha acertado:La munición sin casquillo permite una estanqueidad de los mecanismos de detonación sin precedentes, además abre las puertas a la posibilidad de munición cargada con fulminante por detonación eléctrica, un "pulso", con lo que podría ser eliminado el percutor en cualquiera de sus formas. Pero sólo son especulaciones.

En los años 80 existía un proyecto por el cual países europeos quería diseñar el equipamiento militar de élite para el soldado del 2000(...). Entre otras cosas como protección integral, cámaras y telémetro láser(que le daba un aspecto extrañamente parecido a un depredador), estaba la posibilidad de armar una arma personal de munición sin casquillo.

Heckler und Kock G-11

G-11 con mira telescópica

El G-11 es posiblemente el arma de concepción más innovadora que se haya fabricado. Fue la respuesta al requerimiento de un arma de uso militar, de tiro en ráfaga controlado con poca o nula sobreelevación(es el efecto de la detonación del arma que provoca una tendencia a elevarse el cañón), elevada probabilidad de acierto en tiro y diseño ergonómico. La solución es la munición sin casquillo.

Con un interesante diseño de proyectil, encapsulado totalmente en un compactado de propelente y de muy interesantes prestaciones balísticas(ver datos adjuntos), el G-11 posee una recámara giratoria totalmente estanca que produce una velocidad de tiro superior, este HK es capaz de enviar tres proyectiles de 4.7mm a una velocidad inicial de 930m/s antes de que el efecto de retroceso del arma haya llegado a su amplitud máxima.

Su funcionamiento se basa en el cargador colocado encima del cañón, lo que implica que los proyectiles sin casquillo se sitúan cabeza abajo y perpendiculares al arma. Este cargador aloja unos 45-50 proyectiles, número muy elevado de ellos ya que el diseño de sección cuadrada de la munición evita desperdiciar espacio. La bala que entra para ser disparada lo hace en una pieza rotativa que gira 90º para convertirse en la recámara. En esta posición es detonada. El reducido número de piezas móviles permite no sólo un funcionamiento sin fallos, si no que le da una velocidad de tiro sin precedentes para un arma personal. El G11 es totalmente estanco al aire y agentes corrosivos (sal, agua del mar, gases tóxicos...) porque su recámara gira ajustada sin solución de comunicación con el exterior a no ser que se desmonte el arma. En fusiles convencionales esto es imposible por la extracción del casquillo.
Existe además una pistola de diseño similar, con munición similar.

Esquema del sistema de carga del G-11

El G-11 posee un diseño de gran resistencia a la fatiga y el desgaste por uso, con un cañón poliginal, materiales plásticos y ergonomía en su diseño(la empuñadura se sitúa en el centro de gravedad, la recarga es rápida, sin ruido y los sistemas ópticos son eficaces). Desgraciadamente este sistema futurista de defensa no es más que un proyecto cerrado que no verá la luz, por lo menos por ahora.

Detalle del sistema de carga de un G-11

Puede parecer contradictorio que el HK G-11 con su increíble munición no haya cuajado, ¿por qué?. Hay varias razones:un diseño tan inovador supone una reestructuración de los sistemas de producción. Teniendo en cuenta que la tendencia general es unificar la fabricación de municiones con clara predisposición al 5.56 militar(G36, M4, versiones del G3 y muchas más poseen la misma munición(en calibre, exceptuando la longitud que suele variar)), la inclusión de una munición tan diferente causa discrepancias; en los papeles la 4.7 caseless es mejor que el 5.56, pero la guerra es en el campo de batalla, no en los papeles. Si te quedas sin munición y no tienes la tu 4.7, el G-11 se convierte en un arma arrojadiza(...). No es un arma común y pocos militares experimentados confiarían en ella. Por otra parte su elevada cadencia de tiro hace que en unos 8 segundos se vacíe el cargador, lo cual está bien para un buen tirador, pero es terrible para un "gatillo suelto", ya que no ganaría para munición. Parece una tontería, pero ya en conflictos pasados se llegó a suprimir el modo automático de ciertas armas, dejándolo en semiautomático, con el fin de forzar a que cada bala fuese apuntada y evitar despilfarros.

Pero bueno, habrá que esperar y ver con el tiempo cómo la munición sin casquillo se eleva sobre los sistemas de antaño; como anécdota, en la 2GM el general Guderian (experto en carros) tuvo que enfrentarse a sus superiores al querer diseñar un sistema de guerra de avances rápidos y efectivos a base de carros de combate, mientras que sus superiores(veteranos de la 1GM) querían seguir con la terrible y desmoralizante guerra de trincheras, ya que no "confiaban" en los tanques por su innovación tecnológica de entonces. Todos sabemos qué opinión prevaleció.

Además del G11, existen una pistola personal y una ametralladora ligera ambas derivadas del mismo, y canceladas como proyectos... Sus nombres eran LMG-11 y G11PWD.

Calibre: 4.7 mm sin casquillo
Acción: operado a gasy sistema rotatario de carga
Longitud total: 750 mm
Longitud del cañón: 540 mm
Peso: 3.6 kg vacio
Capacidad del magazine: 45 a 50 rds

El desarrollo del rifle G11 se inició a finales de los 1960's, cuando el gobierno de Alemania Federal se decidió reemplazar a los rifles G3 con un arma más ligero con mayor probabilidad de acierto.

Los estudios iniciales llevaron a la idea de un arma de bajo calibre, fuego rapido que disparara munición sin casquillo. Para asegurar suficiente poder de detención y mortalidad para calibres pequeños, el rifle debia tener un mecanismo de rafaga de tres tiros y un magazine de gran capacidad.

El nuevo diseño, denominado G11, fue creado por la compañía alemana Heckler und Koch, con la compañía Dynamit Nobel como socia. La HK era responsable del rifle en si mismo, mientras que Dynamit Nobel debia desarrollar la munición sin casquillo.

El concepto básico del G11 es el siguiente:
El rifle tiene un sistema de cámara/cerrojo cilíndrico de características únicas que gira 90 grados. Los cartuchos en el cargador se encuentra por encima del cañón, las balas abajo. Antes de cada disparo, el primer cartucho se empuja hacia abajo desde el cargador hacia la recámara y de ahí la recámara/cerrojo gira 90 grados para alinear el cartucho con el cañón (véase la foto). Después de eso, el cartucho se dispara y la recámara/cerrojo gira la cámara hacia atrás, listo para que el siguiente cartucho sea introducido en la recámara. En el caso de falla de encendido del cartucho, el cartucho se empuja hacia abajo de la cámara por el cartucho que viene. La cerrojo puede ser manualmente "amartillado" por la empuñadura giratoria en el lado del fusil, que se encuentra más allá del mango de la pistola. La maneta de apertura no se mueve cuando la pistola se dispara. Otro detalle interesante es que el barril, el cerrojo rotatorio, el módulo de alimentación y el cargador del rifle se monta en la cubierta que se mueve de ida y vuelta cuando se dispara. Al disparar un solo tiro, la caja se mueve hacia atrás y hacia adelante después de la inyección cada uno. Cuando se dispare el completamente automático, la caja se mueve hacia atrás y hacia adelante en cada disparo, lo que resulta en la tasa moderada de fuego de unos 600 tiros por minuto. Pero, al disparar los ráfagas de tres tiros, el segundo y el tercero son los cartuchos son cargados y disparados tan pronto como la cámara está preparada para ello, y la tercera ronda deja el barril antes de hacer el momento en que la habitáculo se convierte en su posición hacia atrás. Esto se traduce en una rara tasa de disparo con ráfagas de tres tiros - de cerca de 2.000 disparos por minuto en ese modo de fuego. Además, esto da lugar a que el retroceso real afecta DESPUÉS de que el rifle disparó la última bala de la ráfaga.

El rifle tiene una mira óptica integrada en 1X con una retícula de objetivo de círculo simple. Los primeros prototipos aparecían con un cargador de 50 balas de polímero, mientras que las versiones más recientes aparece cargadores de 45 balas - uno en la posición de carga dentro de la cubierta móvil y dos cargadores de repuesto en la parte superior del arma, aparte del cargador cargada.

La munición sin casquillo en los primeros momentos era diseñada como un block de propelente, rodeada de una laca flamable, con la munición y la parte trasera adherida al propelente. La munición final diseñada como DM11, que apareció a mediados de los 80, mostraba un diseño "telescopico", cuando la bala esta completamente encerrada en el block del propelente. El cartucho impulsaba la bala que pesaba 3.25 gramos, a unos 930-960 metros por segundo.

Los primeros prototipos fueron proclives al calentamiento de la munición y su autoignición luego de fuego sostenido, pero luego Dynamit Nobel resolvió este asunto.

A finales de los 1980s el Bundeswehr (ejercito aleman) empezó las pruebas de campo para la preproducción de G11s. Luego de las pruebas iniciales, algunas mejoras fueron sugeridas, como una mira optica removible, montado de dos cargadores adicionales para el arma y el montaje de una bayoneta/bipode bajo el cañón.

La versión modificada, llamada G11K2, fue evaluada en 1989, puntuandose como al menos 50% en combate comparada con el rifle G3. Una serie inicial de cerca de 1000 G11K2s fue recepcionada por el Bundeswehr en 1990, pero debido a algunas razones el programa entero fue cancela por el gobierno alemán. Las principales razones fueron, en opinión de especialistas, la falta de fondos debibo a los gastos de la reunificación de las dos Alemanias, y la politica general de la OTAN en la estandarización de calibres e incluso de cargadores dentro de sus ejércitos.

Una versión levemente modificada del G11 fue tambié evaluada en USA bajo el programa ACR (Advanced Combat Rifle), en 1990. El programa ACR no buscaba adquirir un nuevo rifle sino testear nuevas tecnologías para el US Army, y el G11 probó ser muy preciso, confortable para transportar y confiable.

Segundo prototipo

En pruebas de campo

Tres variantes de uno de los mas avanzados rifles de todos los tiempos, el HK G11. Abajo a la izquierda el mecanismo de bayoneta interna del G11. En el marco hay diferentes prototipos de la munición sin casquillo, y debajo del marco es un clip abierto de rondas de 4.73mm sin casquillo.