As metralhadoras mudaram a guerra para sempre, mas funcionam com base em conceitos básicos. Imagens de Tim Ridley/Getty Os historiadores contam a metralhadora entre as tecnologias mais importantes dos últimos 100 anos. Tanto quanto qualquer outro factor, deu o tom brutal e implacável da Primeira Guerra Mundial e da Segunda Guerra Mundial, bem como da maioria das guerras desde então.
Ao contrário das armas anteriores, que tinham de ser carregadas e disparadas manualmente, com esta máquina, um soldado podia disparar centenas de balas a cada minuto, destruindo um pelotão inteiro com fogo contínuo. A arma continuaria com esse tiro rápido até que o operador parasse de pressionar o gatilho ou a arma finalmente ficasse sem munição.
As forças militares tiveram que desenvolver equipamentos de batalha pesados, como tanques, apenas para suportar essa cadência de tiro. Esta única arma teve um efeito profundo na forma como travamos a guerra. A metralhadora deu a um pequeno número de soldados a capacidade de combate de grandes batalhões. Também aumentou o potencial de vítimas em massa.
À luz de seu papel monumental na história, é surpreendente como as metralhadoras são realmente simples. Essas armas são feitos notáveis de engenharia de precisão, mas funcionam em alguns conceitos muito básicos. Neste artigo, veremos os mecanismos padrão que as metralhadoras usam para cuspir balas em um ritmo tão furioso.
Conteúdo
Fundo Balístico:Barril
As primeiras armas
Revólveres
Metralhadoras e sistemas de armas
Sistemas de recuo de metralhadora
Sistemas de Blowback para metralhadoras
Sistemas de gás para metralhadoras
Alimentação de metralhadora:sistema de mola e tremonha
Alimentação de metralhadora:sistema de correia
Fundo Balístico:Barril
Fuzileiros navais dos EUA disparam uma metralhadora M-240G durante exercícios de treinamento na Base do Corpo de Fuzileiros Navais de Camp Lejeune em Carolina do Norte. Metralhadoras médias como esta são um elemento essencial do arsenal moderno. Foto cortesia do Departamento de Defesa Para entender como funcionam as metralhadoras, é útil saber algo sobre armas de fogo em geral. Quase todas as armas são baseadas em um conceito simples:você aplica pressão explosiva atrás de um projétil para lançá-lo no cano. A aplicação mais antiga e simples desta ideia é o canhão.
A anatomia de um canhão
Um canhão é apenas um tubo de metal com uma extremidade fechada e outra aberta. A extremidade fechada possui um pequeno orifício para fusível. Para carregar o canhão, você coloca pólvora – uma mistura de carvão, enxofre e nitrato de potássio – e depois coloca uma bala de canhão.
A pólvora e a bala de canhão ficam na culatra, ou parte traseira do cano, que é a extremidade aberta do canhão. Para preparar a arma para um tiro, você passa um fusível (um pedaço de material inflamável) pelo buraco, de forma que ele chegue até a pólvora.
Para disparar o canhão, basta acender o pavio. A chama percorre o pavio e finalmente atinge a pólvora.
O poder da pólvora
A pólvora queima rapidamente quando entra em ignição, produzindo muito gás quente no processo. O gás quente aplica uma pressão muito maior no lado da pólvora da bala de canhão do que o ar na atmosfera aplica no outro lado. Isso impulsiona a bala de canhão para fora da arma em alta velocidade.
As armas de pederneira acendiam a pólvora produzindo uma pequena faísca, enquanto as cápsulas de percussão usavam fulminato de mercúrio, um composto explosivo que você poderia acender com um golpe forte. Para carregar uma arma com tampa de percussão, você coloca pólvora na culatra, coloca o projétil em cima dela e coloca uma tampa fulminada de mercúrio em cima de um pequeno bico.
Para disparar a arma, você puxa o martelo totalmente para trás e puxa o gatilho da arma. O gatilho libera o martelo, que balança para frente sobre a cápsula explosiva. A tampa acende, disparando uma pequena chama por um tubo até a pólvora. A pólvora então explode, lançando o projétil para fora do cano.
Introdução aos cartuchos bullet
A próxima grande inovação na história das armas de fogo foi o cartucho de bala. Simplificando, os cartuchos são uma combinação de um projétil (a bala), um propulsor (pólvora, por exemplo) e uma escorva (a cápsula explosiva), todos contidos em uma embalagem de metal. Os cartuchos constituem a base da maioria das armas de fogo modernas. O movimento para trás do ferrolho da arma também ativa seu sistema de ejeção, que remove o cartucho gasto do extrator e o expulsa de uma porta de ejeção.
Revólveres
Na última seção, vimos que um cartucho consiste em uma escorva, um propelente e um projétil, tudo em uma embalagem metálica. Este dispositivo simples é a base da maioria das armas de fogo modernas. Para ver como isso funciona, vejamos um revólver padrão de dupla ação.
Estrutura e Mecanismo
Esta arma possui cilindro giratório, com seis culatras para seis cartuchos. Quando você puxa o gatilho de um revólver, várias coisas acontecem:
Inicialmente, a alavanca do gatilho empurra o martelo para trás. À medida que se move para trás, o martelo comprime uma mola de metal na coronha da arma (o cabo). Ao mesmo tempo, o gatilho gira o cilindro para que a próxima câmara da culatra fique posicionada na frente do cano da arma.
Quando você puxa o gatilho totalmente para trás, a alavanca libera o martelo.
A mola comprimida impulsiona o martelo para frente.
O martelo bate na escorva na parte de trás do cartucho, acendendo a escorva.
O primer aciona o propelente.
A explosão do propulsor expulsa a bala da arma em alta velocidade.
O interior do cano tem uma ranhura em espiral, que ajuda a girar a bala ao sair da arma. Isso dá à bala melhor estabilidade enquanto ela voa pelo ar e aumenta sua precisão.
Quando o propulsor explode, o cartucho se expande. A caixa sela temporariamente a culatra, de modo que todo o gás em expansão empurra para frente e não para trás.
Vantagens e Limitações dos Revólveres
Obviamente, esse tipo de arma é mais fácil de usar do que uma arma de pederneira ou de percussão. Você pode carregar seis tiros por vez e só precisa puxar o gatilho para disparar.
Mas você ainda é bastante limitado:você precisa puxar o gatilho para cada tiro e recarregar após seis tiros (embora alguns revólveres modernos possam conter 10 cartuchos de munição). Você também deve ejetar manualmente as cápsulas vazias dos cilindros.
Agora vamos dar uma olhada em como os fabricantes de armas abordaram as desvantagens do uso de revólveres.
Metralhadoras e sistemas de armas
Hiram Maxim e um de seus primeiros designs de metralhadora. Quando Maxim apresentou sua arma ao exército britânico em 1885, ele mudou o campo de batalha para sempre. Nos anos 1800, os fabricantes de armas desenvolveram uma série de mecanismos para resolver os problemas associados à capacidade limitada de tiro. Muitas dessas primeiras metralhadoras combinavam vários canos e martelos de disparo em uma única unidade.
A metralhadora:uma revolução no poder de fogo
Entre os designs mais populares estava a metralhadora Gatling, em homenagem ao seu inventor Richard Jordan Gatling. Esta arma – a primeira metralhadora a ganhar grande popularidade – consiste em seis a 10 canos posicionados em um cilindro. Cada cano possui seu próprio sistema de culatra e pino de disparo.
Para operar a arma, você gira uma manivela, que gira os canos dentro do cilindro. Cada cano passa sob um depósito de munição, ou carregador carrossel, à medida que atinge o topo do cilindro. Um novo cartucho cai na culatra e o cano é carregado.
Cada pino de disparo possui uma pequena cabeça de came que se prende a uma ranhura inclinada no corpo da arma. À medida que cada cano gira em torno do cilindro, a ranhura puxa o pino para trás, empurrando uma mola apertada. Logo após um novo cartucho ser carregado na culatra, o came do pino de disparo desliza para fora da ranhura e a mola o impulsiona para frente. O pino atinge o cartucho, disparando a bala pelo cano. Quando cada cano gira em torno da parte inferior do cilindro, o cartucho gasto cai de uma porta de ejeção.
A metralhadora Gatling desempenhou um papel importante em várias batalhas do século XIX, mas foi somente no início do século XX que a metralhadora realmente se estabeleceu como uma arma a ser reconhecida.
A metralhadora Gatling é frequentemente considerada uma metralhadora porque dispara um grande número de balas em um curto espaço de tempo. Mas, ao contrário da metralhadora moderna de uso geral, não é uma arma totalmente automática:você precisa continuar acionando se quiser continuar atirando.
A primeira metralhadora totalmente automática
A primeira metralhadora totalmente automática é creditada a um americano chamado Hiram Maxim. As armas Maxim podiam disparar mais de 500 tiros por minuto, dando-lhes o poder de fogo de cerca de 100 rifles.
A ideia básica por trás da arma de Maxim, bem como das centenas de designs de metralhadoras que se seguiram, era usar o poder da explosão do cartucho para recarregar e recarregar a arma após cada tiro. Existem três mecanismos básicos para aproveitar esse poder:
Sistemas de recuo
Sistemas de retorno
Mecanismos de gás
Nas próximas seções, discutiremos cada um desses sistemas.
Sistemas de recuo de metralhadora
As primeiras metralhadoras automáticas tinham sistemas baseados em recuo. Quando você impulsiona uma bala pelo cano, a força para frente da bala tem uma força oposta que empurra a arma para trás.
Em uma arma construída como um revólver, essa força de recuo apenas empurra a arma de volta para o atirador. Mas em uma metralhadora baseada em recuo, os mecanismos móveis dentro da arma absorvem parte dessa força de recuo.
Mecanismo de disparo e propulsão de bala
Este é o processo:para preparar esta arma para disparar, você puxa o ferrolho da culatra para trás, de modo que ele empurre a mola traseira. O gatilho prende-se ao ferrolho e mantém-no no lugar. O sistema de alimentação passa um cinto de munição pela arma, carregando um cartucho na culatra (mais sobre isso mais tarde).
Quando você puxa o gatilho, ele libera o ferrolho e a mola empurra o ferrolho para frente. O ferrolho empurra o cartucho da culatra para dentro da câmara.
O impacto do pino de disparo no cartucho acende a escorva, que explode o propulsor, que empurra a bala para baixo do cano. O cano e o ferrolho possuem um mecanismo de travamento que os mantém unidos no impacto.
Ação de recuo, ejeção de projétil e disparo contínuo
Nesta arma, tanto o ferrolho quanto o cano podem se mover livremente na carcaça da arma. A força da bala em movimento aplica uma força oposta no cano, empurrando-o e ao ferrolho para trás. À medida que o ferrolho e o cano deslizam para trás, eles passam por uma peça de metal que os destrava.
Quando as peças se separam, a mola do cano empurra o cano para frente, enquanto o ferrolho continua se movendo para trás. O ferrolho é conectado a um extrator, que remove a cápsula gasta do cano. Num sistema típico, o extrator possui uma pequena borda que se prende a uma borda estreita na base da concha.
À medida que o ferrolho recua, o extrator desliza com ele, puxando a cápsula vazia para trás.
O movimento para trás do ferrolho também ativa o sistema de ejeção. A função do ejetor é remover a casca gasta do extrator e expulsá-la de uma porta de ejeção.
Quando o projétil gasto é extraído, o sistema de alimentação pode carregar um novo cartucho na culatra. Se você mantiver o gatilho pressionado, a mola traseira irá empurrar o parafuso contra o novo cartucho, reiniciando todo o ciclo. Se você soltar o gatilho, o gatilho prenderá o ferrolho e evitará que ele balance para frente.
Sistemas de Blowback de metralhadora
Um sistema de blowback é algo parecido com um sistema de recuo, exceto que o cano é fixado na carcaça da arma e o cano e o ferrolho não travam juntos.
Esta arma possui um parafuso deslizante preso por um carregador de cartucho acionado por mola, bem como um mecanismo de gatilho. Quando você desliza o parafuso para trás, o gatilho o mantém no lugar. Quando você puxa o gatilho, o gatilho libera o ferrolho e a mola o empurra para frente. Depois que o parafuso aloja o cartucho, o pino de disparo aciona a escorva, que acende o propelente.
O gás explosivo do cartucho empurra a bala para baixo do cano. Ao mesmo tempo, a pressão do gás empurra na direção oposta, forçando o parafuso para trás.
Como no sistema de recuo, um extrator puxa o projétil para fora do cano e o ejetor o força para fora da arma. Um novo cartucho se alinha na frente do parafuso pouco antes de a mola empurrar o parafuso para frente, iniciando o processo novamente.
Isso continua enquanto você mantém o gatilho pressionado e há munição alimentando o sistema.
Sistemas de gás para metralhadoras
O sistema de gás é semelhante ao sistema de blowback, mas possui algumas peças adicionais. A principal adição é um pistão estreito preso ao ferrolho, que desliza para frente e para trás em um cilindro posicionado acima do cano da arma.
Nesse cenário, a arma é basicamente a mesma que usa o sistema blowback, mas a força traseira da explosão não impulsiona o ferrolho para trás. Em vez disso, a pressão do gás para frente empurra o parafuso para trás.
Quando o ferrolho se move para frente para disparar um cartucho, ele trava no cano. Assim que a bala desce pelo cano, os gases em expansão podem vazar para o cilindro acima do cano. Esta pressão do gás empurra o pistão para trás, movendo-o ao longo da parte inferior do parafuso. O pistão deslizante primeiro destrava o ferrolho do cano e, em seguida, empurra o ferrolho para trás para que um novo cartucho possa entrar na culatra.
Os diagramas que apresentamos representam apenas exemplos específicos de como esses sistemas funcionam. Existem centenas de modelos de metralhadoras, cada um com seu mecanismo de disparo específico. Essas armas também diferem em vários outros aspectos. Nas próximas duas seções, veremos algumas das principais diferenças entre os vários modelos de metralhadoras.
Alimentação de metralhadora:sistema de mola e tremonha
Uma das principais diferenças entre os diferentes modelos de metralhadoras é o mecanismo de carregamento.
O Sistema de Munição
As primeiras metralhadoras manuais, como a metralhadora Gatling, usavam um dispositivo chamado depósito de munição. Os funis são apenas caixas de metal contendo cartuchos individuais soltos que cabem no topo do mecanismo da metralhadora. Um por um, os cartuchos caem da caçamba e caem na culatra.
Os funis podem conter uma boa quantidade de munição e são fáceis de recarregar mesmo quando a arma está disparando, mas são bastante pesados e só funcionam se a arma estiver posicionada com o lado certo para cima.
Transição para o sistema alimentado por correia
O sistema hopper foi substituído pelo sistema alimentado por correia, que ajuda a controlar o movimento da munição para dentro da arma. A munição está contida em um cinto longo, que o operador segura, ou em uma bolsa ou caixa. Depois que um tiro é disparado, ele sai do caminho e um novo tiro é colocado no lugar.
O sistema de revista operado por mola
Outro sistema é o magazine operado por mola. Neste sistema, uma mola empurra os cartuchos de um compartimento para dentro da culatra. As principais vantagens deste mecanismo são que ele é confiável, leve e fácil de usar.
A principal desvantagem é que ele só pode conter uma quantidade relativamente pequena de munição.
Metralhadoras Montadas
Metralhadoras pesadas alimentadas por correia, geralmente montadas em um tripé ou veículo, podem precisar de mais de um operador. As tropas individuais geralmente carregam metralhadoras leves, com bipés ou tripés extensíveis para estabilidade na posição de tiro.
Armas automáticas menores que usam carregadores de cartuchos são classificadas como rifles automáticos, rifles de assalto ou submetralhadoras. Em um sentido geral, o termo "metralhadora" descreve todas as armas automáticas, incluindo essas armas menores, mas também é usado para descrever especificamente armas pesadas alimentadas por cinto.
Alimentação de metralhadora:sistema de correia
Para grande volume de munição, o sistema de cinto geralmente é a melhor opção. Os cintos de munição consistem em uma longa série de cartuchos presos entre si por pedaços de lona ou, mais frequentemente, presos por pequenos elos de metal. Armas que usam esse tipo de munição possuem um mecanismo de alimentação acionado pelo movimento de recuo do ferrolho.
Mecânica do Sistema de Alimentação da Correia
O ferrolho de uma pistola alimentada por correia possui um pequeno rolo de came em cima. À medida que o parafuso se move, o rolo do came desliza para frente e para trás em uma peça longa e ranhurada do came de alimentação.
Quando o rolete do came desliza para frente, ele empurra o came de alimentação para a direita contra uma mola de retorno. Quando o rolo do came desliza para trás, a mola empurra o came de volta para a esquerda. A alavanca do came de alimentação é presa a uma lingueta com mola, uma pinça curva que fica no topo do cinto de munição.
À medida que o came e a alavanca se movem, a lingueta se move para fora, agarra um cartucho e puxa o cinto através da arma. Quando o ferrolho avança, ele empurra o próximo cartucho para dentro da câmara.
O sistema de alimentação aciona o cinto de munição através de guias de cartucho logo acima da culatra. À medida que o ferrolho desliza para frente, a parte superior empurra o próximo cartucho da linha. Isto conduz o cartucho para fora da correia, contra a rampa de câmara.
A rampa de câmara força o cartucho para baixo na frente do ferrolho. O parafuso possui um pequeno extrator, que segura a base do cartucho quando o cartucho desliza no lugar. À medida que o cartucho desliza na frente do parafuso, ele pressiona o ejetor com mola.
Quando o pino de disparo atinge a escorva, impulsionando a bala pelo cano, a força explosiva impulsiona a haste de operação e o parafuso preso para trás. Quando o projétil ultrapassa a parede da câmara, o ejetor salta para frente, tirando o projétil da arma através da porta de ejeção. Este sistema permite disparar continuamente sem recarregar.
Evolução e impacto das metralhadoras
O mecanismo básico da metralhadora permaneceu o mesmo por mais de cem anos, mas os fabricantes de armas acrescentam continuamente novas modificações. Um design moderno transforma-se de uma caixa em uma arma com o simples toque de um botão [fonte:Sofge]. Além disso, as novas tecnologias leves de armas ligeiras (LSAT) são feitas de materiais mais leves que poderiam reduzir o peso das metralhadoras e das suas munições em 40 por cento.
Quer você já tenha segurado ou não uma metralhadora ou até mesmo visto uma, este poderoso dispositivo teve um efeito profundo em sua vida. As metralhadoras contribuíram para a dissolução de nações, para a repressão de revoluções, para a derrubada de governos e para o fim de guerras (e, nas mãos de certos indivíduos, resultaram em imensas tragédias). Em termos inequívocos, a metralhadora é um dos desenvolvimentos militares mais importantes da história da humanidade.
Muito mais informações
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Fontes
AAI. "Tecnologias leves para armas leves." http://www.aaicorp.com/pdfs/lsatps09-09-08.pdf.
Mecânica Popular. "As 5 principais armas de alta tecnologia para a infantaria da próxima geração."http://www.popularmechanics.com/technology/military_law/4273222.html.
Spiegel, Kori. "Tecnologias leves para armas leves." http://www.defensereview.com/stories/aailmga/Army%20Science%20Conf%20_3A_.pdf.
