Curso de Field Target

Autor: Carlos M. “Charly”

 


 

 

 

9. EL CAÑÓN (1ª parte).

 

   Si bien el Field target no es una disciplina de precisión pura, no debemos olvidar que el éxito depende también en gran parte de que nuestra arma sea consistente y debemos recordar que en este sentido el cañón se puede considerar la parte más importante del mecanismo del arma.

Las cosas que voy a exponer a continuación no son específicas del FT, más bien están referidas a las armas de aire comprimido en general, aunque me voy a centrar en los cañones de acero, por considerar que los de bronce o latón no son adecuados para este deporte. Varias personas me preguntaron en su momento y he reunido un poco de información, pero si lees entre líneas entenderás el por qué algunos tiradores cambiamos el cañón de nuestras armas.

El cañón es ese tubo cilíndrico metálico hueco, que sirve de guía para la aceleración y expulsión del balín al exterior. Están construidos normalmente (aunque no únicamente) con diferentes tipos de acero siguiendo distintos procesos industriales para su fabricación y los hay de diversas longitudes, dependiendo de la marca y calibre, son lisos o estriados, con corona y sin ella, con choke, rectos, acanalados, fluteados o cónicos en su exterior, se les puede acoplar bocachas, deflectores, moderadores, etc.

 

9.1 El estriado.

 

  Como veremos más adelante, en la parte de balística externa, para que el vuelo del balín sea más preciso se le debe imprimir un movimiento de rotación en su eje longitudinal, consiguiendo gracias a este efecto una trayectoria más estable. Para ello, en la pared interna del tubo, llamado ánima, que es por donde se desplaza el balín, se crean unas deformaciones longitudinales denominadas estrías, que van girando, así cuando se ve impulsado y comienza a avanzar hacia adelante, a la par se encuentra atrapado entre éstas y forzado a rotar, adquiriendo un movimiento rototranslatorio o helicoidal que resulta de combinar el movimiento de rotación en torno al eje longitudinal con un movimiento de traslación a lo largo del mismo eje.

Los orígenes del estriado no están muy claros, algunos atribuyen su invención al austriaco Kaspar Kollner en el año 1498, otros creen que fue Augusto Kotter de Nuremberg y también hay quienes defienden que fue un desconocido armero de Leipzig.

Originalmente las estrías eran rectas, con el solo objeto de acumular los restos de pólvora y poder realizar más disparos entre limpieza y limpieza. Allá por 1547 alguien pensó que alargando su longitud se obtendría una mayor capacidad para acumular los restos y empezaron a experimentar creando el rayado de forma helicoidal. La mejora en cuanto a la precisión, no fue inicialmente bien entendida, se achacó a que en cada bala iba montado un demonio que la hacía errar el blanco y que al salir ésta girando, no se podía mantener sobre ella, o al caso contrario, que la guiaba un demonio...

 

Existen o han existido unas cuantas formas distintas de estriados, pero vamos a centrarnos solo en los tipos usados actualmente para aire comprimido, que principalmente son tres:

    • Smooth twist: Es un cañón de ánima lisa al que se le retuerce la parte final, por donde sale el balín, provocando una deformación helicoidal del ánima por la presión externa.
    • Poligonal: El ánima no es cilíndrica, presenta un número de caras planas de forma geométrica regular cuya proyección gira helicoidalmente a lo largo de la misma.  
    • Concéntrico: El ánima cilíndrica se ha rayado formando un número de surcos y crestas cuyo arco es concéntrico con el cañón, girando helicoidalmente en toda su longitud.

Los dos primeros tienen la ventaja de acumular menos residuos y mejorar el sellado de gases, mientras que el último en sus diversas variantes es el más común.

El sentido de giro influye en la trayectoria del proyectil y era considerado antiguamente en las armas de fuego de largo alcance por compensar el desplazamiento del objetivo debido a la rotación de la tierra (efecto Coriolis). Así, en el hemisferio norte, el sentido de giro de las estrías se hace para que el balín rote hacia la derecha (dextrógiro), mientras que en el sur es al contrario, pero desde que existen miras ajustables no tiene ya razón práctica, así que cada fabricante aplica el proceso que más le conviene y a día de hoy raramente se encuentran cañones estriados en sentido anti horario, con el giro hacia la izquierda (levógiro).

Los cañones del tipo smooth twist han aparecido recientemente en el mundo del aire comprimido, sin embargo no es un concepto nuevo, las primeras patentes sobre crear unas acanaladuras mediante presión por el exterior del cañón datan de 1894. Solo algunos modelos de FX y poco más utilizan este tipo de cañón. (Patente EUA US8291632 B2).

Los cañones poligonales son más antiguos, los primeros diseños son de Lautmann en 1729. Disponen de 5 o más estrías, pero para aire comprimido habitualmente son octogonales. La ventaja teórica es que no daña el balín tanto como un cañón normal. Esto conduce a una mejor coeficiente balístico => mejor vuelo del balín. La desventaja es que hay muchos balines que no funcionan bien, son cañones muy caprichosos o selectivos.

 

El estriado se puede crear mediante diversos procesos y aunque existen más, los habituales para los de aire comprimido son:

    • Por corte o arranque de viruta, donde una o varas cuchillas retiran el material creando los surcos.
    • Por expansión interina (button rifling), deslizando a lo largo del tubo una matriz con dibujo que lo expande. Es el sistema utilizado por Lothar Walther.
    • Por estampado completo (mandrel swanging) colocando dentro de la perforación del ánima una matriz y luego sometiendo la pieza a compresión.
    • Por martelado, el orificio interno es más ancho, se introduce un mandril estriado y se golpea con martillos hidráulicos reduciendo su diámetro hasta estampar el dibujo del mandril. El ánima obtiene un acabado pulido de alta calidad, pero la maquinaria para el proceso es muy costosa. Este sistema lo utiliza Weihrauch, BSA y Cometa.

El paso de estrías la distancia que ha de recorrer el balín hasta que llega a dar una rotación completa. En nuestros cañones es uniforme (salvo en el tipo smooth twist, donde el giro comienza en el último ⅛ de la longitud del cañón), quiere decir que el giro producido a lo largo del ánima es constante (también existe el progresivo, que va disminuyendo a medida que se acerca a la boca del cañón y el mixto, que es progresivo al comienzo y luego uniforme). El valor del paso del estriado está determinado por las características del proyectil (peso y longitud), y la velocidad en boca, expresándose como 1:X, donde “X” es la distancia medida en pulgadas. En armas de aire comprimido oscila mayoritariamente entre 1:15 y 1:18, siendo el más habitual el de 1:16.

Las fórmulas de cálculo para el paso de estrías uniforme pueden consultarse en el anexo “EFECTOS BALÍSTICOS DE LA ESTABILIZACIÓN POR ROTACIÓN”.

El calibre de un cañón es la medida del diámetro de los campos, es decir, que la profundidad de las estrías no se tiene en cuenta.

En un arma de muelle es bastante difícil sustituir el cañón de serie por el de otro fabricante, en la mayoría de los PCP resulta bastante más sencillo y es fácil encontrar gran cantidad de ejemplos, en multitud de países, que por diversos motivos lo han hecho, realizando comparativas entre diversos modelos. La mayoría busca la precisión absoluta o, al menos, conseguir mejores resultados de los que ya tenían, y así me puse a indagar entre los casos que conozco y gran cantidad de foros de multitud de países buscando cuál es el cañón más preciso, sin embargo la respuesta es que depende de varias cosas, de la potencia, del calibre, de la distancia a la que disparemos...

Tras mucho leer y hacer averiguaciones he sacado algunas conclusiones:

Para los cañones en 4,5, tanto los de Weihrauch (HW) como los Lothar Walther grado match (LW) con estriado convencional se consideran los mejores, de igual calidad para potencias de 16 a 24 J y hasta los 50 m, a 100 m ganaría en consistencia el HW porque tiene una velocidad de rotación mayor y un estriado menos pronunciado, deforma menos el balín, por lo que tardaría más en perder velocidad angular. Los de BSA son muy similares a los de HW y también son muy precisos en 4,5, al igual que los de Feinkwerkbau o Steyr. Los resultados de los poligonales no se imponen sobre los convencionales en este rango de potencias. Otros fabricantes de primera línea hacen cañones muy precisos también (generalmente solo para sus productos), pero requieren un mayor mantenimiento que los de HW y BSA y no suelen ser tan precisos. Por el contrario, los LW son menos selectivos con los balines que los HW.

Comparativa de deformación de balines RWS 4,5 al pasar por cada cañón. (Se eligió un modelo de cabeza plana para apreciar mejor los efectos).

 

A potencias elevadas (tanto en 4,5 como en 5,0), según muchas fuentes, los HW estarían muy por encima de los LW. 

Comparativa de deformación de balines Crosman Premier Heavy del 4,5 al ser empujados suavemente en ambos cañones (con choke). Se aprecia la escasa adaptación de la falda en el poligonal, razón por la cual requieren de altas potencias para ofrecer buenos resultados.

En los cañones de 5,5, a potencias iguales o inferiores a 24 J, ofrecen mejores prestaciones los de BSA o los LW grado match con estriado concéntrico que los de HW, mientras que los LW poligonales no van muy bien, para dar buenas agrupaciones necesitan potencias entorno a los 40J o más, aunque son bastante selectivos con los balines. Los cañones de BSA y HW mejoran también de forma notable con potencias altas, siendo este último también algo selectivo pero menos que los poligonales.

 

9.2 Longitud y precisión.

 

  La precisión del arma depende principalmente de qué sucede en los últimos centímetros del cañón, tanto interna como externamente.

Desde el momento que el gatillo es presionado hasta que la bala sale de la boca del cañón, una serie de vibraciones comienzan en el arma y todas ellas se transmiten al cañón en varias magnitudes. Esto incluye efectos menores como cuando el disparador está liberando el martillo, el movimiento de éste hacia delante, el golpeo de la válvula, la salida del aire a presión... En pistón es peor, con la liberación del muelle, el golpe, el retroceso inverso... A causa del estriado del cañón, mientras el balín está siendo empujado hacia delante y lo va atravesando, comienza a transmitir un inapreciable giro para el tirador, se forma un modelo de vibración circular o en arco. Todos estos movimientos hacen vibrar al cañón con un numero diferente de modelos armónicos que si no son controlados harán que cada balín salga de la boca del cañón en un punto ligeramente diferente del arco vibracional.

Algunas personas hablan sobre el “latigazo” del cañón, que implica, simplemente, que el cañón vibre de arriba abajo como una fusta.

Aunque haya vibraciones que viajen en esta dirección, las vibraciones principales son circulares. Si esto no fuera verdad, un grupo de 3 disparos siempre estaría en una línea vertical. Esto sería así porque el balín saldría en el momento que el “latigazo” está arriba, en el momento que está en el medio, o en el momento que el “latigazo” esta abajo. Como sabemos esto raras veces ocurre.

La mayoría de las agrupaciones de 3 disparos que verás tienen una forma prácticamente triangular. Esto es a causa de que el cañón vibra alrededor de un “arco circular” y el balín sale, por ejemplo, a las 12 en punto, otro a las 7 y el tercero a lo mejor sale a las 3. Cuanto más grande sea el arco del cañón, menos preciso será, y más abierta será la agrupación.

Como regla, cuanto más delgado sea el cañón, se verá más afectado por las vibraciones, por esta razón un cañón grueso parece que dispara de forma más consistente que otro más fino. Es por ello que un cañón más corto, pero con el mismo diámetro tendrá un movimiento de arco menos amplio y agrupará mejor.

Las vibraciones que sufre el cañón son tanto de forma radial como longitudinal, en realidad es un poco más complejo el asunto, pero en definitiva la vibración longitudinal es una onda sinusoidal que se propaga por el cañón cambiando de dirección en distintos puntos, produciéndose en ellos un equilibrio cuyo resultado es un desplazamiento nulo. Cada uno de esos puntos se llama nodo y varían de ubicación en cada cañón según el espesor, material, densidad, cómo está sujeto, etc., dependen también de la presión del aire, del peso del balín... La ubicación de los nodos es fundamental para decidir el largo de un cañón, ya que si el corte se produce en el nodo, las variaciones en la posición de la boca serán mínimas, pero si está justo entre los nodos la amplitud de la onda será máxima y así igualmente el movimiento de la boca, es por ello que no existe una longitud de cañón que resulte ideal ni siquiera para un modelo concreto de arma, la única forma de obtener los nodos sería medir la oscilación con un reloj comparador reproduciendo las condiciones normales de uso.

Uno de los axiomas en aire comprimido es que dos armas iguales, en idénticas condiciones y con el mismo tipo de balín no proporcionarán la misma respuesta.

Si coges una caña de pescar y la sacudes rítmicamente por el mango, el latigueo y cambio de dirección del cuerpo y punta de la caña es algo parecido a lo que le pasa al cañón de un arma cuando se la dispara. Un buen ejemplo es el siguiente vídeo de una HW90 disparando:

Vibración del cañón de una hw90.

 

Otra alternativa se suele dar en las armas de fuego de precisión para bench rest, no es raro ver un pequeño contrapeso ajustable en la punta del cañón para “sintonizarlo”. Cambiando su posición se alteran los modos de vibración armónica, lo que se traduce como una variación la amplitud de la oscilación en la punta del cañón, y mediante ajustes sucesivos se puede lograr que el arco o círculo descrito se haga cada vez más y más pequeño. Cuanto más pequeño sea este movimiento vibratorio más pequeña será la agrupación, aunque el balín siga saliendo a las 12, 4 u 8, notaremos que el triángulo es menor.

Tal vez uno de los más conocidos es el sistema BOSS de Browning, pero hay muchos otros similares. 

sintonizador cañón

En las armas para field target es raro ver este tipo de dispositivo, aunque las Whiscombe llevan de serie desde 1997 algo basado en este principio en la punta de la funda del cañón, llamándolo HOTS (Harmonics Optimization Tuning System), y lo cierto es que se consigue mejorar visiblemente la agrupación una vez ajustado.

HOTS (Harmonics Optimization Tuning System) Whiscombe

En muchos PCP y armas de fuego de alta gama es habitual que el cañón sea flotante, esto es, que solo está sujeto en el extremo insertado en la acción por donde entra el balín, esto permite la vibración natural del cañón. Un punto de sujeción delantero mal escogido puede mermar la precisión al forzar al cañón en un modo de vibración inadecuado, o transmitirle vibraciones procedentes de la culata, aunque también tiene otras importantes ventajas en cuanto a mantener el punto de impacto invariable con la temperatura.

En la década de 1990 hubo la tendencia de cortar los cañones de las armas de muelle con la esperanza de aumentar la velocidad de salida del balín. En el libro Cardew y otros, demostraban que la velocidad máxima se alcanzaba al comienzo, acelerando durante los primeros 12 a 20 cm (aunque esto depende del volumen de la cámara de compresión), luego se mantenía constante durante unos 63 cm más y a partir de ese punto el balín se frenaba. Sin embargo, si el cañón es excesivamente corto parece que el balín no se estabiliza adecuadamente y a largas distancias son menos precisos. Y probando estas teorías se estropearon miles de cañones...

Habiendo explicado el motivo por el que generalmente un cañón corto proporciona mayor precisión podríamos preguntarnos ¿qué ventajas tienen los cañones más largos? Sin embargo, lo que puede ofrecer ventajas en un arma de resorte, con gran cantidad de vibraciones y un volumen de aire relativamente pequeño, en los PCP, con menos vibración y mayor volumen de salida de aire ya no es tan ventajoso, disminuyendo la velocidad en boca del proyectil, lo que supone una menor potencia o autonomía del depósito para volver a alcanzar la misma.

Así se llega a una serie de soluciones de compromiso, en las armas de resorte los modelos con cañón corto (30 ~ 35 cm) parecen dar mejores resultados, mientras en las PCP suelen oscilar entre los 40 y 60 cm.

 

Rev. 28/09/2016

 

 

 

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