1. Începuturile
Pulberea neagră a fost inventată, cel mai probabil, de către alchimiştii chinezi, între anii 850 şi 1000 e.n. La început, praful de puşcă era fabricat dintr-un amestec de pulberi fine de sulf, salpetru şi mangal. Această compoziţie tindea însă să se descompună datorită vibraţiilor în timpul transportului, componentele având densităţi diferite. După drumuri lungi pe mare, sau pe drumuri denivelate, pulberea îşi pierdea eficacitatea, şi trebuia reamestecată, de multe ori chiar pe câmpul de luptă. Praful rezultat în urma procesului de fabricaţie sau recondiţionare a pulberii era extrem de inflamabil, iar accidentele erau frecvente. Alte dezavantaje ale acestui tip de pulbere erau faptul că tindea să absoarbă uşor umezeala din mediul ambiant, iar viteza de ardere, şi implicit presiunea din interiorul ţevii, variau foarte mult, chiar şi în cadrul aceluiaşi lot de pulbere, în funcţie de umiditate şi gradul de compresie. Datorită acestor variaţii, aproape imposibil de controlat, precum şi metalurgiei precare, accidentele produse de explozia armelor de foc erau extrem de frecvente, acestea fiind aproape la fel de periculase pentru trăgatori, pe cât erau pentru ţintele lor.La începutul secolului XVI, a fost pus la punct procedeul granulării, care consta în umezirea prealabilă a componentelor măcinate, înainte de amestecarea acestora. Bulgării rezultaţi erau trecuţi prin site de diferite dimensiuni , iar granulele obţinute, cu o dimensiune relativ uniformă, erau apoi uscate. Procedeul împiedica descompunerea datorită vibraţiilor, dar şi un control mai precis al vitezei de ardere . Pulberea neagră este caracterizată de faptul că arde de la suprafaţă spre interior – pulberea cu granulaţie mai fină arde mai repede, în timp ce pulberea cu granulaţie mai grosieră arde mai încet. Pulberea cu cea mai fină granulaţie era folosită pentru iniţierea tragerii, fiind plasată în gaura de dare a focului la tunuri şi archebuze, sau în talerul armelor cu cremene. Pulberile cu granulaţie intermediară erau utilizate pentru încărcarea armelor uşoare, în timp ce granulaţiile mari erau folosite pentru tunuri. Compoziţia pulberii negre a fost standardizată relativ târziu, abia spre sfârşitul secolului XVIII: 75% salpetru (KNO3), 15% mangal (C) şi 10% sulf (S) ca greutate.

Încă de la apariţia primelor arme de foc, la începutul secolului XIII, s-a pus problema încărcării mai rapide şi mai sigure a acestora. La început, pulberea era turnată direct în ţeavă dintr-un recipient special, confecţionat cel mai adesea din corn de animal sau din lemn, în cazul armelor mici, şi folosind recipiente mai încăpătoare, în cazul tunurilor. Însă metoda nu era una sigură, deoarece cantitatea de pulbere era greu de controlat, mai ales în cazul armelor de calibru mic. Utilizarea unei măsuri speciale era o optiune doar în condiţiile în care nu exista presiunea timpului. Însă pe câmpul de luptă, sub tirul inamic, în mişcare, şi înconjurat de nori de fum gros, era foarte dificilă pentru trăgător utilizarea unui asemenea dispozitiv. La începutul secolului XVIII, au apărut primele cartuşe . Acestea erau confecţionate din hârtie groasă, pergament, sau pânză deasă şi conţineau o cantitate măsurată atent de pulbere, împreună cu glonţul, care era la început o bilă de plumb cu diametrul ceva mai mic decât calibrul ţevii. Trăgătorul rupea cu dinţii cartuşul, turna praful de puşcă pe ţeavă, apoi împingea cu ajutorul vergelei glonţul, împreună cu resturile cartuşului, care serveau ca fultuială, necesară pentru etanşare. Pulberea neagră lasă în urma arderii o mare cantitate de reziduuri solide, corozive, în interiorul ţevii, iar gloanţele erau fabricate la dimensiuni mai mici decât calibru aceesteia, tocmai pentru a fi uşor încărcate, chiar dacă ţeava era murdară. Unele cartuşe, utilizate în zone cu climat umed, erau protejate prin impregnarea hârtiei cu ceară sau seu de animale. Aceste substanţe acţionau şi ca lubrifiant, înlesnind încărcarea glonţului. De exemplu, britanicii impregnau cartuşele pentru puşca Enfield model 1853 cu seu de vită şi untură de porc. Pentru soldatul englez, utilizarea substanţelor respective nu reprezenta un impediment, insă sepoy-ii indieni, care erau hinduşi sau musulmani, considerau extrem de ofensator să pună gura pe rămăşiţele unui animal care era sfânt, şi respectiv spurcat pentru religia din care făceau parte. Refuzul lor de a utiliza aceste cartuşe a fost una dintre cauzele răscoalei generale în India (1857-58).

Timp de aproape 1000 de ani, pulberea neagră a rămas singurul explozibil cunoscut. În anul 1800, chimistul englez Edward Charles Howard a sintetizat pentru prima dată fulminatul de mercur , compus exploziv sensibil la şocuri mecanice, care genera scântei atunci când era lovit cu putere. Şapte ani mai târziu, scoţianul Alexander John Forsyth, pastor presbiterian şi vânător împătimit, inventează capsa de percuţie , o cupă metalică ce conţinea noul compus. Invenţia este preluată şi perfecţionată de numeroşi inventatori, iar în următorii 30 de ani, capsa de percuţie înlocuieşte treptat mecanismele de aprindere cu cremene. Principalele avantaje ale noului dispozitiv erau iniţierea mai rapidă a tragerii, sensibilitatea redusă la umezeală, şi încărcarea mai facilă a armei. Chiar dacă majoritatea armelor se încărcau încă pe la gura ţevii, nu mai era nevoie de pulbere în taler, care se putea vărsa sau uda destul de uşor.

Armele cu ţevi ghintuite imprimă glonţului o mişcare de rotaţie, care îl stabilizează prin efect giroscopic, îmbunătăţind precizia tirului. Astfel de arme sunt produse pentru prima dată de către armurierii germani din Augsburg în jurul anului 1490 , dar rămân puţin răspândite în aplicaţii militare, datorită dificultăţii încărcării acestora pe la gura ţevii, mai ales în condiţiile în care aceasta era deja murdară de reziduurile provenite din arderea pulberii negre. În mod ironic, se pare că efectul stabilizator al ghinturilor a fost descoperit accidental, acestea fiind prevăzute iniţial tocmai pentru a uşura curăţarea ţevii. Majoritatea armatelor aveau însă corpuri de elită, dotate cu arme ghintuite, care îndeplineau un rol similar lunetiştilor de mai târziu. Puştile ghintuite cu încărcare pe la gura ţevii sunt utilizate însă cu succes la vânătoare, cu precădere în America de Nord, unde ating apogeul la începutul secolului XIX, sub forma Puştii de Kentucky . În mâinile unui trăgător iscusit, arma ghintuită cu ţeavă lungă era precisă până la 2-300 m, faţă de cele cu ţeava lisă, cu care abia se putea lovi o ţintă aflată la 50 m. Primele arme cu încărcare pe la culată apar încă de la începutul secolul XIV. În următorii 400 de ani, acestea rămân însă puţin răspândite, datorită dificultăţii etanşării eficace a ţevii, în condiţiile în care metalurgia şi mecanica erau slab dezvoltate în perioada respectivă. În 1772, maiorul britanic Patrick Fergusson inventează una din primele arme militare ghintuite, cu încărcare pe la culată. Etanşarea era realizată cu ajutorul unui închizător filetat, perpendicular pe axul ţevii. Deşi a fost utilizată de către trupele britanice în Razboiul de Independenţă American (1775-81), arma a fost retrasă din uz la puţin timp după aceea, pentru că se uza rapid, filetul fiind vulnerabil la căldură şi coroziune. Un concept interesant, care apare ceva mai târziu, este şi puşca norvegiană Kammerlader , introdusă în 1842 care se încărca prin pivotarea şi culisarea orizontală a culatei, cu ajutorul unui levier. Puştile ghintuite ajung să fie utilizate pe scară largă în aplicaţii militare abia de la mijlocul secolului XIX, datorită introducerii unui nou proiectil, glonţul de tip minié . Inventat de ofiţerii francezi Henri-Gustave Delvigne şi Claude-Etienne Minié în 1848, proiectilul avea un diametru initial puţin mai mic decât cel al al ţevii, putând fi încărcat astfel cu uşurinţă pe la gura acesteia. Era prevăzut un vârf conic, care îmbunătăţea calităţile aerodinamice, şi o cavitate la bază, care iniţia expansiunea proiectiului în ghinturi sub presiunea gazelor rezultate din arderea pulberii. Acest tip de proiectil fost folosit cu succes în Războiul Crimeei (1853-56) şi în Războiul de Secesiune American (1861-65). Majoritatea covârşitoare a puştilor folosite în aceste războaie se încărcau pe la gura ţevii, şi foloseau capse de percuţie.

Primele cartuşe complete apar la începutul secolului XIX. În 1812 armurierii Jean Samuel Pauly şi François Prélat patentează primul cartuş de acest tip, care conţinea un glonţ sferic, şi se încărca pe la culată. Un percutor lung, asemănător unui ac, strapungea cartuşul şi lovea o granulă de perchlorat de sodiu. Învelişul era confecţionat din hârtie impregnată cu nitrat de sodiu, pentru a arde rapid în momentul tragerii. În 1818, cartuşul este îmbunătăţit, prin adăugarea unei baze metalice, care asigura o mai bună etanşare, pe care era montată o capsă de percuţie. Între 1809 şi 1814, Pauly a lucrat împreună cu germanul Johann Nicolaus von Dreyse. Odată cu căderea Parisului, în urma victoriei celei de-a Şasea Coaliţii , cei doi se despart, Pauly stabilindu-se la Londra, unde va muri in 1821, iar Dreyse, în Prusia. Timp de mai bine de 20 de ani, germanul va lucra la un proiect care va schimba pentru totdeauna istoria armelor de foc. În 1836 produce primul prototip, arma fiind adoptată de armata prusacă în 1841, dar introdusă în serviciu activ abia 7 ani mai târziu, la timp pentru a fi folosită în timpul revoluţiei din 1848. Elementele inovatoare ale “Puştii cu ac” Dreyse erau închizatorul rotativ şi cartuşul complet, care era o dezvoltare a proiectului iniţial al lui Pauly şi Prélat. Cartuşul era confecţionat din hârtie combustibilă, glonţul de formă elipsoidală fiind situat în partea anterioară, fiind plasat intr-un sabot de carton, iar capsa, la baza acestuia. Percutorul lung, asemănător unui ac, străpungea partea posterioară a cartuşului, trecând prin încărcătura de pulbere pentru a lovi capsa. Ca toate armele cu cartuş auto-combustibil, Dreyse avea însă probleme cu etanşarea culatei. O parte din gazele fierbinţi scăpau, făcând imposibilă ţintirea normală fără ca trăgătorul să fie deranjat serios, sau chiar să sufere arsuri, iar viteza glonţului era inferioară puştilor cu încărcare pe la gura ţevii folosite în perioada respectivă – 300 m/s, faţă de 400-450 m/s. Deasemenea, percutorul era fragil, suferind din plin de pe urma căldurii şi coroziunii la care era supus in momentul tragerii. Înlocuirea lui era necesară după doar câteva zeci sau sute de focuri. Totuşi, cadenţa ridicată de tragere a armei a asigurat victoria trupelor prusace în războaiele cu Danemarca (1864) şi Austria (1866-67).

În 1866, francezii au adoptat o armă de concepţie similară, puşca Chassepot , al cărei închizător era prevăzut cu o garnitură de cauciuc, ce asigura o etanşare mult mai bună. Capsa era situată în apropierea bazei cartuşului, nemaifiind necesar un percutor atât de lung şi fragil. Chiar dacă garniturile se uzau rapid datorită căldurii şi presiunii, puteau fi înlocuite mult mai uşor decât percutorul puştii Dreyse, prin desfacerea unui şurub aflat în partea anterioară a închizătorului. Deasemenea, glonţul de tip minié, cu calibrul 11 mm folosit de arma franceză avea proprietăţi aerodinamice mult mai bune faţă de cel eliptic de 15.4 mm, folosit de arma germană. În timp ce germanii reuşeau cu greu să lovească ţinta de la mai mult de 300 m, francezii puteau să o facă de la peste un km, mai ales atunci când trăgeau în formaţie. Chassepot şi-a dovedit din plin superioritatea în Războiul Franco-Prusac (1870-71), unde germanii, deşi victorioşi, au suferit pierderi grele în luptă. Ambele arme sufereau însă de aceeaşi deficienţă majoră – resturile nearse ale cartuşelor, şi reziduurile pulberii negre se acumulau la culata ţevii, îngreunând încărcarea.

O altă categorie o constituie cartuşele incomplete , care cuprindeau doar glonţul, în cele mai multe cazuri un proiectil conic, cu călcâi, pulberea şi învelişul combustibil, utilizate de revolverele cu capsă, foarte răspândite pînă în 1860. Aceste cartuşe simplificau procesul de încărcare, fiind introduse în camerele butoiaşului prin partea anterioară, iar flacăra produsă de capsă era în cele mai multe cazuri suficientă pentru a străpunge învelişul de hârtie subţire sau intestin de animal , şi a aprinde pulberea. Învelişul, care conţinea pulberea, având un diametru ceva mai mic decât al glonţului, era lipit de călcâiul acestuia folosind diferiţi adezivi, sau ceară. Ceara avea avantajul suplimentar că izola încărcătura de pulbere de umezeală, şi de flacăra produsă la tragerea din camerele adiacente, împiedicând fenomenul cunoscut sub numele de “foc în lanţ” , care putea duce la distrugerea armei şi rănirea trăgătorului. Un patent din anul 1861 descrie chiar un cartuş fără înveliş. Pulberea neagră era solidificată sub forma unui cilindru, folosind un liant pe bază de şelac, care era apoi lipit de baza glonţului.

Începând cu anul 1860, cartuşele metalice, fabricate din aliaje de cupru, şi mai târziu din oţel, aluminiu, şi materiale plastice se impun, datorită avantajelor evidente. Deşi acest tip de muniţie e mai grea şi mai scumpă decât cea auto-combustibilă, e mult mai rezistentă la factorii de mediu şi asigură o etanşare mult mai bună a culatei, care permite performanţe balistice mai bune. În plus, cartuşele cu percuţie centrală pot fi uşor reîncărcate, prin înlocuirea capsei, pulberii şi proiectilelor. Totuşi, conceptul de cartuş auto-combustibil nu a dispărut. În ultimele decenii, o serie de inovaţii tehnologice promit readucerea sa în prim-plan .

Referinţe:

• http://www.chuckhawks.com/blackpowder_pyrodex.htm
• http://www.skylighter.com/fireworks/help/Black_Powder_Size_Charts.asp
• http://www.skylighter.com/fireworks/how-to-make/high-powered-black-powder.asp
• http://www.hmsrichmond.org/blankcart.htm
• http://antietam.aotw.org/weapons.php?weapon_id=6
• http://www.britishempire.co.uk/forces/armycampaigns/indiancampaigns/mutiny/mutiny.htm
• http://www.powerlabs.org/chemlabs/fulminate.htm
• http://www.researchpress.co.uk/firearms/ignition/caps.htm
• http://www.researchpress.co.uk/longrange/lrhistory02.htm
• http://www.tngenweb.org/campbell/hist-bogan/KentuckyLongRifle.html
• http://riv.co.nz/rnza/hist/gun/firstgun.htm
• http://johno.myiglou.com/ferguson.htm
• http://norskevaapen.no/?p=496
• http://www.historynet.com/minie-ball
• http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?AD=ADA414581
• http://www.schmids-zuendnadelseite.de/ZNM41.html
• http://firearmshistory.blogspot.ro/2010/05/cartridges-needle-gun-cartridge.html
• http://hjemkomsten1864.wordpress.com/2012/05/28/the-prussian-needle-gun-makes-its-debut-the-skirmish-at-lundby-1864/
• http://www.battlefieldanomalies.com/koniggratz/06_battle.htm
• http://armesfrancaises.free.fr/fusil%20d%27infanterie%20Mle%201866.html
• http://www.campsiteartifacts.com/colt36navycartridge.html
• http://cartridgecollectors.org/?page=glossary
• http://www.geojohn.org/BlackPowder/bps2.html
• http://www.google.com/patents/US32345
• http://www.hkpro.com/index.php?option=com_content&view=article&id=23:the-g11-caseless-military-rifle
Partajează