O cano é a parte principal das armas pequenas. O cano de uma arma de fogo raiada é projetado para transmitir um movimento de rotação e translação à bala a uma certa velocidade inicial em uma determinada direção devido à energia da carga de pólvora. O movimento rotacional do projétil, que lhe confere estabilidade giroscópica em vôo, é dado de forma que voe com firmeza com a cabeça para frente e não tombe sob a ação da força da resistência do ar. A combinação de cano e cartucho determina as qualidades balísticas da arma.
O dispositivo do cano é determinado pela finalidade da arma e pelas peculiaridades de seu funcionamento. O cano como parte da arma funciona em condições especiais. A fim de suportar a alta pressão de gases em pó em altas temperaturas, o atrito de uma bala durante seu movimento no furo e várias cargas de serviço, o cano deve ter resistência suficiente, o que é garantido pela espessura de suas paredes e material e a capacidade de suportar alta pressão de gases em pó 250 - 400 MPa (até 4000 kg / cm 2) em temperaturas de até 3000 ° C. Durante o uso da arma em combate, o cano é submetido a cargas diversas (com golpe de baioneta, uma vez que a baioneta é fixada, via de regra, diretamente no cano; durante o uso de armas em combate, inclusive quando dispara de um submarino lançador de granadas de barril; quando cai, etc.). O contorno externo do cano e a espessura de suas paredes são determinados pelas condições de resistência, resfriamento, método de fixação do cano ao receptor, montagem no cano de dispositivos de mira, corta-chamas, freios de boca, bem como peças que protegem contra queimaduras, alças, forros de barril, etc.
No cano, distinguem-se as partes da culatra, do meio e do focinho. A parte frontal do focinho do cano termina com um corte focinho. A boca do cano é uma seção transversal que passa pela extremidade frontal do cano sem levar em conta o corta-chamas (compensador, freio de boca). O formato do cano elimina danos acidentais ao rifling, prejudicando a precisão do tiro. A parte de trás do cano é chamada de culatra, e a parte de trás é o cânhamo do cano.
No interior, o cano possui um canal de passagem, que contém: uma câmara, que serve para alojar o cartucho; uma entrada de bala, que é uma seção de transição do cano da câmara para a parte estriada; e a parte rosqueada. Os furos dos canos dos vários tipos de armas têm aproximadamente o mesmo desenho e diferem apenas na forma da câmara, no calibre e no número de rifles. A câmara corresponde à forma e às dimensões da caixa, e o seu design é determinado pela forma como a caixa é fixada nela. A câmara deve garantir entrada livre do cartucho, boa fixação da manga e obturação dos gases em pó, bem como extração suficientemente livre da manga após o tiro. Por outro lado, a folga entre a caixa e as paredes da câmara deve ser reduzida ao mínimo, pois uma folga excessiva pode causar a ruptura da caixa.
Para garantir a fixação firme da luva, as dimensões longitudinais da câmara são selecionadas de forma adequada, e os valores dessas dimensões são determinados pelo método de fixação da luva (ao longo da borda, ao longo da inclinação frontal), que, por sua vez, depende do design deste último.
Uma seção de uma pistola Walter P.38 na câmara do cano do qual o cartucho é fixado pelo corte frontal da manga
Se a manga tiver uma borda saliente (flange), geralmente a fixação é realizada apoiando essa borda no coto do tronco. Com este método de fixação, grandes erros são permitidos nas dimensões longitudinais da câmara e na própria caixa do cartucho. No entanto, tais invólucros geralmente complicam os mecanismos de alimentação dos cartuchos e atualmente são raramente usados, embora seja para o cartucho de rifle doméstico de 7,62 mm, que tem uma manga com uma borda saliente, que todas as armas de cavalete e metralhadoras individuais são projetadas: SGM, PK / PKM, PKB, PKT, bem como um rifle de precisão SVD.
Se a luva tiver uma borda não saliente (sem flange), geralmente a fixação é realizada deslizando a luva na inclinação da câmara. Neste caso, existe a necessidade de uma fabricação suficientemente precisa do declive das câmaras, o que torna necessário aumentar a precisão de fabricação das câmaras e dos invólucros. Exemplos disso são a submetralhadora mod de 7,62 mm sem flange. 1943 e 5, cartucho de 45 mm 7N6 usado em rifles de assalto Kalashnikov e metralhadoras leves.
Para cartuchos de pistola, a fixação da manga é mais frequentemente realizada pelo corte frontal do pescoço da manga. Essa fixação fornece o dispositivo de câmara mais simples na presença de uma luva sem borda saliente, mas não é confiável para outros tipos de cartuchos. Portanto, ele se aplica apenas a cartuchos de pistola que têm mangas cilíndricas, por exemplo, um cartucho de pistola de 9 mm para uma pistola PM.
Na maioria dos tipos de armas automáticas, o início da extração (extração) da manga ocorre no momento em que a pressão dos gases do pó no cano ainda é bastante elevada. Uma boa obturação de gases em pó é realizada pelo ajuste apertado das paredes da caixa às paredes da câmara por um comprimento suficientemente longo. Para tanto, nos casos em que a manga se move para trás a uma alta pressão de gases em pó (em sistemas com bloco de culatra livre e semilivre), às vezes é feita uma superfície cilíndrica na parte traseira da câmara, o que elimina o rompimento de os gases em pó, mesmo com grandes deslocamentos para trás. Tal superfície reduz significativamente o bloqueio da parte cônica da luva na câmara após o tiro e após a deterioração das deformações longitudinais da unidade de travamento, uma vez que as seções do fundo da luva são geralmente expostas ao maior bloqueio. Em alguns tipos de armas, as forças de atrito entre a caixa do cartucho e a câmara podem ser tão grandes que, quando o cartucho é removido, pode ocorrer ruptura lateral ou dano ao aro pelo ejetor. Para reduzir as forças de atrito indicadas, às vezes são utilizadas ranhuras Revelli nas câmaras, que, ao criar contrapressão em uma determinada parte da superfície externa da manga, facilitam sua extração (extração). Devido à complexidade de fabricação, rápida contaminação e dificuldade de limpeza, os sulcos Revelli raramente são usados em armas modernas.
A entrada da bala conecta a câmara com a parte estriada do cano e serve para acomodar a cabeça da bala a fim de garantir sua penetração suave na estria do cano. Em uma arma de rifle, a entrada da bala consiste em dois cones, o primeiro dos quais reduz o diâmetro da câmara ao diâmetro dos campos de rifle. O segundo cone serve para garantir a penetração gradual da bala no rifling (este cone está ausente em armas de cano liso). A precisão da batalha com armas depende muito do tamanho e da forma da entrada da bala. O comprimento da entrada do projétil varia de 1 a 3 calibres.
Calibre é uma unidade de medida usada em uma arma para medir o diâmetro interno do cano e o diâmetro externo de uma bala. O calibre de um cano estriado é definido como a distância entre duas bordas opostas do cano ou entre duas ranhuras opostas. Na Rússia, o calibre de um barril é medido pela distância entre dois campos. Nesse caso, o calibre das balas em relação à arma ultrapassa o calibre do cano, a fim de garantir que a bala corte na espingarda para que a bala adquira um movimento de rotação. Portanto, o diâmetro do cano da pistola Makarov PM nos campos de rifling é de 9 mm, e o diâmetro da bala é de 9, 2 mm. O calibre do cano de uma arma é indicado no sistema de medidas adotado no país de fabricação da arma. Países com unidades métricas usam milímetros e países com unidades imperiais usam frações de polegada. Então, nos EUA, o calibre é indicado em centésimos, e no Reino Unido - em milésimos. Neste caso, o calibre é escrito como um número inteiro com um ponto na frente, por exemplo, a pistola americana Colt M 1911 A1 no calibre.45.
Diferentes tipos de rifling são adotados em diferentes exércitos. Na União Soviética / Rússia, a forma de rifling é retangular em seção transversal, com a profundidade de rifling sendo 1,5-2% do calibre da arma. O resto dos perfis de rifling são usados em várias amostras estrangeiras, por exemplo, o perfil trapezoidal - o rifle de revista austríaco de 8 mm Mannlicher M 95; perfil do segmento - em rifles japoneses de carregador de 6,5 mm Arisaka tipo 38; perfil oval - por Lancaster; perfil chanfrado - em francês metralhadoras 7, 5 mm Chatellerault M 1924.
A direção do rifling no cano pode ser direita (em amostras domésticas) e esquerda (na Inglaterra, França). A direção diferente das ranhuras não tem vantagens. Dependendo da direção do rifling, apenas a direção de derivação (deflexão lateral) da bala giratória muda. Em armas de pequeno porte domésticas, a direção certa do rifling é adotada - da esquerda para cima e para a direita conforme você se move ao longo do cano da culatra ao cano. O ângulo de inclinação dado pelas ranhuras proporciona um movimento rotacional do projétil, enquanto sua estabilidade em vôo depende da velocidade de rotação do projétil. O comprimento do golpe de rifling (o comprimento do furo no qual o rifling dá uma volta completa) também tem um efeito significativo na precisão do tiro. O campo de rifle do rifle de assalto AKM é de 240 mm, a metralhadora DShKM é de 381 mm e a metralhadora KPV é de 420 mm.
O comprimento da parte estriada do cano de cada amostra de arma é selecionado a partir da condição de obtenção da velocidade inicial do projétil necessária. O uso do mesmo cartucho em amostras de armas com diferentes comprimentos de cano permite obter diferentes velocidades iniciais do projétil (ver tabela).
Pode-se observar na tabela que o alcance de um tiro direto aumenta com o aumento da velocidade inicial para o mesmo cartucho, o que afeta a melhora do nivelamento da trajetória e o aumento da área afetada. Com o aumento da velocidade inicial, a eficácia do projétil no alvo aumenta devido à maior energia do projétil. Assim, a uma distância de 1000 m, uma bala emitida do cano de uma metralhadora PK tem energia de 43 kgf / m, e uma bala ejetada do cano de uma metralhadora tem energia de 46 kgf / m.
Em uma arma de caça de espingarda, a guia do cano é lisa (sem ranhuras) e seu focinho pode ser estreitado (cônico ou parabólico) ou alargado. O estreitamento do canal é denominado estrangulamento. Dependendo do tamanho da constrição, que melhora a precisão do tiro, distingue entre dia de pagamento, estrangulamento médio, estrangulamento forte. Uma expansão no focinho, chamada de sino, aumenta a dispersão do tiro e pode ser afilada ou outra forma.
Barris em armas pequenas são estruturalmente diferentes em barris - monoblocos e barris presos. Barris feitos de uma única peça de metal são chamados de barris monobloco. Porém, para aumentar a resistência do cano, eles são feitos de dois ou mais tubos, colocados um em cima do outro com um ajuste de interferência. Esse tronco é chamado de grampeado. A fixação de barris não é muito utilizada em armas automáticas devido à complexidade de fabricação. O ajuste de interferência do cano ao receptor pode ser considerado como fixação parcial.
O resfriamento racional do barril para armas automáticas modernas é extremamente importante. As partes principais da bala, cortando as ranhuras, recebem deformações plásticas significativas e, assim, exercem pressão adicional nas paredes do furo do cano. O desgaste do furo do cano é causado pelo atrito contra a superfície da carcaça de uma bala que se move com alta força de atrito em alta velocidade. Movendo-se após a bala, e também rompendo parcialmente as brechas entre as paredes do cano e a bala, os gases produzem um intenso efeito térmico, químico e erosivo no furo do cano, causando seu desgaste. A abrasão rápida da superfície do furo do cano leva à perda de algumas propriedades necessárias para garantir a eficácia do tiro (a dispersão de balas e projéteis aumenta, a estabilidade é perdida em voo, a velocidade inicial cai abaixo de um limite predeterminado).
Com o forte aquecimento do barril, suas qualidades mecânicas diminuem; diminui a resistência das paredes do cano à ação do tiro; isso leva a um maior desgaste do metal e a uma diminuição da capacidade de sobrevivência do barril. Com um cano muito quente devido ao aparecimento de correntes ascendentes de ar, a pontaria é difícil. Uma alta temperatura de culatra pode fazer com que um cartucho que é enviado para a câmara após a interrupção do disparo aqueça até a combustão espontânea, tornando-o inseguro para manusear a arma. Além disso, o alto aquecimento do cano torna difícil o manuseio da arma. Para que os atiradores não sofram queimaduras, escudos especiais, cabos, etc. são montados na arma.
A alta temperatura dos gases em pó se deve ao rápido aquecimento dos canos das armas automáticas durante os disparos. Conclui-se que a intensidade do aquecimento do cano depende da potência de cada tiro e do modo de disparo. Para armas projetadas para tiro único com cartuchos de baixa potência (pistolas), o resfriamento do cano é de importância secundária. Para armas que disparam cartuchos potentes (metralhadoras), o resfriamento deve ser o mais eficiente, quanto maior a capacidade do carregador (fita) e mais tempo de disparo contínuo deve ser realizado a partir de um determinado tipo de arma. Um aumento na temperatura do barril acima de um certo limite reduz suas características de resistência e vida útil. Em última análise, tudo isso limita o modo de disparo (isto é, o número permitido de tiros em disparo contínuo).
Métodos especiais de resfriamento do barril incluem: substituição rápida de um barril aquecido por um barril resfriado; aumento da superfície de resfriamento do cano devido às nervuras; a utilização de vários tipos de bicos (radiadores) para o mesmo fim; sopro artificial da superfície externa ou interna do barril; o uso de resfriadores de líquido, etc. Atualmente, dois tipos de resfriamento de barril são mais amplamente usados - ar e água.
Vista em corte da pistola Colt M 1911A1, onde o cano destacando-se durante a desmontagem é preso à armação com um brinco
O resfriamento a ar se tornou o mais difundido entre as armas modernas devido à sua simplicidade, mas não fornece uma alta taxa de transferência de calor para o ar.
Para aumentar a transferência de calor do barril, sua superfície é geralmente aumentada usando nervuras transversais ou longitudinais especiais. A eficácia deste método é determinada pelo tamanho e número das costelas do barril. Embora o uso de aletas na superfície externa do barril aumente a área total de troca de calor com o ar, isso leva a um aquecimento desigual do metal do barril e, em última análise, reduz sua capacidade total de calor. Porém, o aumento das costelas do tronco faz com que ela fique mais pesada, o que é desvantajoso. São conhecidas tentativas de usar nervuras feitas de ligas leves usadas no cano. No entanto, este método não se espalhou devido à complexidade da fabricação de tais barris. Para aumentar a transferência de calor, foram projetados dispositivos que melhoram a circulação de ar soprando no orifício do barril e soprando em sua superfície externa. Por exemplo, na metralhadora ligeira inglesa Lewis M 1914, um radiador com nervuras longitudinais feitas de liga leve foi colocado no cano e um invólucro em forma de um tubo foi colocado no radiador. Durante o disparo, um jato de gases em pó que saía do cano formou um vácuo na frente da carcaça, fazendo com que o ar fosse sugado para dentro da carcaça por trás e passado entre as costelas, aumentando a intensidade do seu resfriamento. O uso de tal desenho aumentou a intensidade do resfriamento do cano durante o disparo, entretanto, verificou-se que nos intervalos entre as rajadas, o invólucro impedia o fluxo de ar fresco, o que em última análise não levou a uma melhora no resfriamento do cano.
Atualmente, os modelos modernos de armas automáticas com canos resfriados a ar (metralhadoras de grande calibre) muitas vezes não têm costelas no cano ou são feitas muito pequenas, usando canos bastante maciços, por exemplo, no austríaco 5,56 mm rifle de assalto AUG, uma rosca de parafuso é simplesmente enrolada no cano em incrementos de aproximadamente 1 mm. Para armas leves (rifles de assalto e metralhadoras leves), ou o modo de fogo é limitado, ou (para metralhadoras leves e pesadas), são usados canos de troca rápida, que permitem substituir rapidamente o cano aquecido em uma situação de combate e assim, garantir um modo de disparo alto. Nesse caso, os canos das armas automáticas possuem, via de regra, grandes reservas de força. Um cano mais grosso, com maior capacidade de calor, aquece menos de tiro a tiro, o que aumenta a duração do fogo contínuo até que se atinja um perigoso superaquecimento do cano e aumente sua vida útil. A este respeito, os canos para o mesmo cartucho em armas destinadas ao uso em modo de fogo duro (por exemplo, metralhadoras PK / PKM simples) têm um cano mais grosso do que em armas que têm uma taxa de tiro prática relativamente baixa (rifle SVD)
Especialmente eficaz é o resfriamento a água de barris, que no passado era amplamente utilizado em metralhadoras pesadas. Sua característica é uma queda brusca da temperatura do cano com pequenas interrupções nos disparos devido à intensa transferência de calor do cano para o refrigerante. Para resfriar o cano de uma metralhadora normal, basta ter um abastecimento de água na caixa da ordem de 3-4 litros, e para uma metralhadora de grande calibre 5-8 litros. Esse sistema de resfriamento permite fogo contínuo até que toda a água ferva. No entanto, a presença de um invólucro com água complica muito o design da arma e sua operação, e também aumenta a vulnerabilidade da própria arma em batalha. Um exemplo é a metralhadora doméstica de 7, 62 mm Maxim arr. 1910 Além disso, o resfriamento do poço com água tem uma série de desvantagens: um suprimento constante de água é necessário; em baixas temperaturas, a água congela, o que pode danificar o invólucro e o cilindro; a massa das armas aumenta às custas da manobrabilidade; a complexidade de preparar armas para disparar; alta vulnerabilidade de armas em batalha, etc.
Devido a essas deficiências, o resfriamento de água de barris não é usado em armas leves modernas, mas é usado com sucesso em armas automáticas de tipo estacionário, por exemplo, em instalações de navios.
Existem dois tipos principais de fixação do cano ao receptor: uma conexão destacável dos canos com o receptor da arma, que permite uma troca rápida do cano sem desmontar a arma, e uma peça única, que não o faz.
Na maioria dos modelos modernos de armas pequenas, cuja vida útil é a mesma do cano (rifles SVD, rifles de assalto AKM / AK-74, metralhadoras leves RPD / RPK / RPK-74 e pistolas PM), que não tem um dispositivo para uma troca rápida de barril, o barril é conectado ao receptor por uma conexão de uma peça. Esta pode ser uma conexão roscada com um ajuste de interferência, como, por exemplo, em um rifle Dragunov de carregamento automático, ou o acasalamento de uma superfície cilíndrica com um pino adicional. Neste caso, a montagem dos barris com o receptor é feita na fábrica.
Barris que são destacados durante a desmontagem podem ser fixados usando uma baioneta e uma conexão roscada, um brinco ou um grampo de cabelo. Os dois últimos são usados em algumas pistolas para facilitar a desmontagem e limpeza. Um exemplo é a fixação do cano de uma pistola Tokarev TT. Além disso, as conexões destacáveis entre os canos e os receptores (que não permitem uma troca rápida dos canos) são normalmente utilizadas em cavaletes, metralhadoras de calibre único e de grande calibre PK, KPV, DShKM, NSV e suas modificações. As ligações destacáveis permitem, durante o funcionamento da arma, substituir os canos aquecidos por outros sobressalentes e, assim, possibilitar a realização de disparos intensivos e prolongados (enquanto se dispara de um cano, o outro é arrefecido). Além disso, a presença de um cano removível aumenta a capacidade de sobrevivência da arma.
Barril sobressalente com uma única caixa de metralhadora MG.42
As conexões removíveis de barris de troca rápida com o receptor são geralmente feitas com rusk ou cunha. Essas conexões são usadas principalmente para metralhadoras leves e pesadas. As conexões rosqueadas de açúcar são mais frequentemente feitas de parafuso, por exemplo, em um mod de metralhadora DShK de 12,7 mm. 1938 Às vezes, o barril gira quando conectado, e às vezes um acoplamento especial. Em alguns casos, o barril é simplesmente encaixado com suas tostas nas ranhuras correspondentes do receptor. Em sistemas com um cano móvel, saliências especiais no cano são às vezes usadas para prender os canos ao receptor (pontas na metralhadora Maxim arr. 1910). Além disso, o cano substituível também é conectado ao receptor por uma conexão de cunha. Assim, na metralhadora DShKM, o cano é conectado ao receptor com uma cunha. Apesar da simplicidade do desenho, tal conexão é inconveniente em operação, pois para substituir o cano é necessário desparafusar a porca e retirar a cunha. Um projeto mais avançado desse tipo é usado na metralhadora pesada NSV. Em sistemas com cano fixo - PK / PKM, metralhadoras SGM e suas modificações - é utilizada uma cunha ajustável para compensar o desgaste das alças dos parafusos. Ajustando a distância entre o fundo do copo do ferrolho e o corte da culatra do cano (fenda do espelho), o ferrolho fecha completamente e o aparecimento de um retardo na forma de uma ruptura transversal da manga ao disparar é eliminado. Para facilitar a separação do cano do receptor em estado aquecido, a superfície externa da culatra dos canos das metralhadoras PKM / PKT é cromada.
Dispositivos para diversos fins podem ser montados na boca do cano. Assim, no cano dos rifles de assalto AKM de 1959 a 1962, uma embreagem é instalada para proteger o fio de danos e um compensador é anexado ao cano dos rifles de assalto AKM de 1963 a 1975 para aumentar a precisão da batalha ao disparar explode em movimento, de pé e ajoelhado. O compensador possui uma parte roscada, que serve para se conectar com a boca do cano. A parte frontal do compensador é feita em forma de projeção com corte oblíquo. Uma ranhura é feita dentro da saliência, que forma uma câmara de compensação. Os gases em pó depois de sair do orifício criam excesso de pressão, que desvia a boca do cano em direção à saliência (para baixo, à esquerda). O rifle de assalto AK-74 usa um compensador de freio de boca de duas câmaras, que serve simultaneamente como um corta-chamas, o que aumentou significativamente a estabilidade da arma ao disparar. Nos canos das metralhadoras RPK, PK / PKM, rifle de precisão SVD e rifle de assalto AKM, que são montados sob uma mira noturna, corta-chamas com fenda são acoplados, projetados para reduzir a intensidade de brilho de gases em pó aquecidos a alta temperatura e queimando partículas de pó ao sair do orifício do cilindro. A redução da visibilidade da chama do cano é alcançada pelo fato de que a maior parte dela é coberta pelas paredes laterais do corta-chamas. As metralhadoras PKT, SGM, KPVT, NSV possuem corta-chamas com sino cônico. Neste corta-chamas, devido ao influxo de ar ambiente nele, a pós-combustão intensiva de partículas de pó é garantida e, assim, o brilho da chama do cano diminui durante o disparo.
O supressor de chamas da metralhadora KPVT tem um design mais complexo, consistindo no próprio supressor de chamas, a base do cano, a bucha e o pistão do cano. Nesse sentido, o corta-chamas da metralhadora KPVT, além de reduzir o brilho da chama do cano, proporciona um aumento na energia de recuo do cano móvel.
Os freios de boca também podem ser instalados nos canos, projetados para reduzir a energia de recuo do cano, desviando parte dos gases do pó nas direções laterais e reduzindo seu escoamento na direção axial.
Nos canos das armas, operando com o princípio de usar a energia de uma parte dos gases em pó descarregados por um orifício lateral na parede do cano, dispositivos de ventilação de gás são acoplados. Esses dispositivos têm uma parte estreita de entrada conectada ao orifício e uma parte alargada de saída - uma câmara de gás. Os reguladores de gás são instalados nas câmaras de gás dos eixos PK / PKT, SGM, RPD, SVD, garantindo a confiabilidade da automação nas diversas condições de operação. Isso é obtido alterando a quantidade de gases em pó que atuam no pistão do porta-parafuso.
Existem os seguintes métodos para regular a intensidade da ação dos gases no pistão do porta-parafuso:
- alterar a área da seção transversal mínima do gasoduto através da qual os gases fluem do cano para a câmara de gás das metralhadoras (PKT, SGMT). Este projeto do regulador de gás permite reduzir o conteúdo de gás dentro do veículo de combate do tanque;
- descarga de gases da câmara para a atmosfera (rifle SVD, metralhadora PK / PKM). A velocidade máxima do porta-parafuso será com os furos fechados, pois neste caso a quantidade máxima de gases será fornecida ao pistão do porta-parafuso.
