10 innovazioni che hanno portato al proiettile moderno

Qualsiasi arma, tuttavia, è un mezzo per raggiungere un fine, e quel fine è scagliare un proiettile, ad alta velocità, verso un bersaglio. Oggi quasi tutti si riferiscono a un proiettile come un proiettile, una parola derivata dal francese boulette , che significa "palla". Ed è quello che erano i primi proiettili -- palline di piombo sparate da armi a canna liscia -- sebbene si siano evoluti in oggetti cilindrici e appuntiti lanciati da canne rigate. Non appena questi sviluppi hanno avuto luogo, le cose sono diventate interessanti. I pistoleri divennero colpi migliori, i loro proiettili viaggiarono più lontano e con maggiore precisione e i loro bersagli subirono ferite devastanti.

Sebbene molto sia stato scritto sull'evoluzione delle armi da fuoco, meno attenzione è stata prestata allo sviluppo dei proiettili moderni, come il proiettile da 5,56 mm e il proiettile da 9x19 mm, entrambi standard per le armi militari statunitensi . In effetti, è proprio questo il punto di questa lista: muoversi, passo dopo passo, attraverso le innovazioni più importanti che danno origine alle munizioni utilizzate oggi in armi che vanno dai fucili d'assalto alle pistole semiautomatiche .

Pensalo come 10 round di informazioni sulle munizioni.

1. Polvere nera
2. Palla di piombo
3. Proiettile cilindricoconoidale
4. Cap fulminato di mercurio/percussioni
5. Nitrocellulosa/Cordite
6. Cartuccia a fuoco anulare
7. Cartuccia a fuoco centrale
8. Giacca di rame
9. Munizioni traccianti
10. Munizioni frangibili

Nel mondo antico, la metafora di un'idea brillante potrebbe essere semplicemente un petardo che esplode sopra la testa di qualcuno. Questo perché i petardi contenevano polvere nera, l' invenzione dei piromani cinesi del X secolo . Non ci volle molto prima che qualche guerriero bellicoso o marito geloso scoprisse di poter lanciare un proiettile usando la stessa miscela di salnitro (nitrato di potassio), zolfo e carbone.

Le prime armi a polvere nera appartenevano agli arabi: tubi di bambù rinforzati con metallo che utilizzavano una carica di polvere nera per scoccare le frecce. Questi furono sostituiti da cannoni manuali di bronzo, che richiedevano due uomini per sparare. Uno teneva l'arma mentre un secondo inserisce un carbone o un filo incandescente in un foro praticato nell'estremità solida, o culatta. Questo ha acceso la polvere nera, che ha inviato una palla rotonda - il primo proiettile - che ruggiva dall'estremità aperta del cannone.

Nel tempo, le armi sono diventate molto più sofisticate, ma si basavano ancora sullo stesso antico processo chimico, quello che gli scienziati descrivono oggi come deflagrazione . In questo tipo di reazione, una scintilla accende una piccola massa di polvere nera, che non esplode ma brucia rapidamente per creare una grande quantità di gas in espansione trattenuti da una candela non fissa. Quel tappo, ovviamente, è il proiettile, che si adatta abbastanza bene alla canna da impedire ai gas di fuoriuscire attorno ad esso. Quando i gas si espandono e incontrano la resistenza, spingono il proiettile fuori dalla volata.

Sarebbero passati altri nove secoli prima che arrivasse qualcosa di meglio.

La maggior parte delle persone pensa alla corsa agli armamenti come a una competizione che si è verificata tra gli Stati Uniti e l'ex Unione Sovietica durante la Guerra Fredda . Tuttavia, la lotta delle nazioni per esercitare la superiorità sui loro nemici accumulando armi migliori e più numerose è stata una realtà in corso per secoli. L'umile proiettile non fa eccezione. Le prime munizioni consistevano in piccole pietre rotonde, ma queste avevano scarso effetto sui guerrieri ricoperti di armature . Ciò ha portato i produttori di armi a esplorare proiettili di metallo, realizzati versando metallo fuso in uno stampo e lasciandolo indurire.

Iron balls were popular for a while, but they were difficult to make, required extreme temperatures to melt and often ruptured the musket barrels trying to fire them. Then, in the early 1600s, lead balls started flying over battlefields. Lead had a low melting point, so it could be cast in a ladle over a wood fire. Soldiers and hunters could resupply their ammunition while they cooked dinner. And because they were softer, lead balls posed little risk of damaging gun barrels. These bullets, also known as musket balls or "rounds," would reign supreme until the 1800s and the development of an aerodynamic projectile.

Early smoothbore muskets received lead balls through the muzzle. The balls were smaller than the diameter of the bore, so that, upon firing, they bounced along the barrel until they exited. That bouncing didn't do much for accuracy. Then, in the 15th century, German gunmakers invented rifling – the process of cutting spiral grooves into the inside wall of the barrel. These grooves dug into the projectile as it moved down the barrel, causing it to spin and giving it a truer flight. Rifling worked better if the projectile fit snugly in the barrel, which meant lead balls needed a cover, or patch, to increase their diameter.

A major breakthrough arrived in the 1850s, courtesy of a French army officer named Claude-Étienne Minié. His eponymous bullet was still made of lead, but it was conical, not round. When hot gases from black powder combustion expanded into the hollow-based Minié ball, they caused the soft bullet to flare out and grip the rifled barrel. This meant that the innovative bullets could be made smaller than the bore without diminishing the spin they acquired. And they didn't require a patch, which made them easier to load.

The Minié ball -- the first cylindroconoidal bullet -- improved the accuracy of shooters tremendously. During the Civil War , which saw the first widespread use of these bullets, Union and Confederate infantrymen hit their targets more often and at far greater distances.

Like The Boss belted out in "Dancing in the Dark": "You can't start a fire, you can't start a fire without a spark." Although Springsteen was referring to romance, the same idea applies to bullets. For a weapon to work, there must be a spark or ember to ignite the primer, which in turn ignites the black powder. Flintlock pistols and rifles accomplished this by striking a piece of flint against a serrated piece of steel. Sparks from the flint striking the steel fell into the pan containing primer. The primer burned in a rapid flash, thereby lighting the powder charge.

Flintlock weapons worked well, but they had a disadvantage: the delay between the cock falling and the gun firing. A few inventors wondered if fulminating salts, which exploded on impact, might be a better alternative. Unfortunately, the salts were very sensitive to shock, friction and sparks, making them too unstable to be practical. Then, in 1800, the English chemist Edward Howard managed to isolate mercury fulminate, a relatively stable version of the compound. When the Rev. Alexander Forsyth mixed mercury fulminate with potassium chlorate, he produced a very reliable and safe priming agent. By the 1820s, this new primer was the key ingredient in the percussion cap, a small copper "top hat" that sat on an anvil or nipple. When the hammer struck the cap, it ignited the mercury fulminate, causing a flame to enter the barrel and initiate combustion of the powder charge.

The invention of black powder may have been one of humankind's most significant achievements, but it led to a messy battlefield. In a protracted fight, during which soldiers discharged their weapons many times, a thick veil of smoke filled the air, sometimes rendering the enemy invisible . By the 1800s, chemists and inventors were hunting for a better propellant.

The answer came from the plant kingdom, in the form of cellulose. This macromolecule, or long chain of repeating glucose units, is common in plant cells and can be obtained from wood pulp or the short fibers of cotton. In 1846, the Swiss chemist Christian Friedrich Schönbein took cotton and dipped it in a mixture of nitric and sulfuric acids, causing the hydroxyl groups of the cellulose to be replaced by nitro groups. The result was an extremely flammable substance known as nitrocellulose or guncotton. Unfortunately, it tended to decompose spontaneously and explode without warning. Then, in the 1880s, French engineer Paul Vieille found that when nitrocellulose was mixed with certain stabilizers, it became much less volatile. This led directly to a new type of gunpowder, commonly known as smokeless powder, that revolutionized ammunition. Now a soldier could fire his weapon and not disappear behind a plume of white smoke.

The modern form of smokeless powder -- cordite -- contains nitrocellulose, nitroglycerine and petroleum jelly. In its final form, it looks like small, graphite-colored grains.

Before the 19th century, primer, powder and bullet existed as independent components. To shoot a musket, for example, someone had to pour a little powder into the firing pan, pour some more powder down the barrel and then ram a ball against the charge. Touching an external spark to the primer initiated the firing sequence. Paper cartridges made this a bit easier by providing the shooter a premeasured packet of powder, although he still needed to tear open the paper and dispense powder into both pan and barrel.

All of this changed in the late 1800s with the introduction of the bullet cartridge -- a self-contained unit that housed primer, propellant and projectile in a brass casing. Parisian gunmaker Louis Flobert had already produced cartridges in 1840, but they were small and reserved primarily for indoor target practice. Daniel Wesson (of Smith & Wesson fame) saw Flobert's experiment and, in the 1850s, invented the first brass cartridge ready for the battlefield and the backwoods. Wesson's design packed a small bit of mercury fulminate in the rim of the brass case. Black powder filled the hollow tube of the case, and a bullet sat on top.

The entire unit could be placed into the breech of the gun, eliminating the need for patches, percussion caps or other separate components. The cartridge itself formed the seal at the breech. When the weapon's hammer struck the rim of the cartridge, it ignited the primer, which then spread the flame through the black powder, forcing the bullet down the barrel.

As revolutionary as rim-fire cartridges were, they had some disadvantages. The biggest was the cartridge itself, which needed a thinner shell to ensure that it would deform when the hammer struck it. But the thinner casing limited the explosive force it could contain. As a result, rim-fire cartridges held less powder and generated less firepower.

To overcome these limitations, gun manufacturers quickly evolved the cartridge so it could incorporate a percussion cap, filled with shock-sensitive primer, within a unified, thicker-walled structure. The cap sat in the middle of the shell's base, which is how it came to be called a center-fire cartridge. Gunmakers also had to modify their weapons to fire the new cartridge, including either a firing pin or a striker. In the former, a spring-loaded hammer transferred its energy to a blunt-nosed rod, which struck the percussion cap. In the latter, the hammer struck the percussion cap directly. In either case, applying a sharp blow to the cap ignited the primer, which then ignited the powder and fired the bullet.

Because center-fire cartridges generate more power, they can fire larger bullets, which makes them the most common type of ammunition used in firearms today.

The introduction of smokeless powder presented challenges to weapons manufacturers. Because nitrocellulose-based propellants produced higher temperatures and pressures than black powder, they moved bullets down the barrel with greater velocity. As they made the journey, softer lead bullets couldn't stand up to the increased friction. Their outer layers were stripped off and left in the barrel, causing fouling.

The solution, of course, was to give bullets a thicker skin, or a jacket. Gunmakers chose copper or alloys of copper and zinc to cover their pistol bullets. They used a harder jacket of steel or cupronickel for rifle and machine-gun bullets. In both cases, the core of the bullet still contained lead, except in armor-piercing bullets, which used inner cores of hardened steel.

In military weapons, bullets possess a full-metal jacket (FMJ), meaning the jacket covers the entire projectile. These bullets are sometimes called non-expanding because they retain their shape as they pass through a target. For soldiers and military surgeons, this is a good thing, for FMJ bullets do less damage to internal tissues and organs. Big-game hunters have far different requirements. They need a bullet that will cause massive internal trauma so their prey will go down quickly. They use expanding bullets, which mushroom out as soon as they encounter resistance. The jacket of such a bullet only extends over a portion of the lead projectile, leaving the tip exposed. When a soft-point bullet strikes a target, such as a deer or a bear, la punta si espande e si allarga, permettendole di infliggere più danni agli organi interni.

Quando un proiettile esce dalla canna di un fucile, può viaggiare tra 800 e 1.000 metri al secondo (da 2.625 a 3.280 piedi al secondo), troppo veloce per essere visto ad occhio nudo. Ai tempi della polvere nera, un proiettile sparato a volte lasciava una scia di fumo, segnando il percorso del proiettile nell'aria. Ma con l'avvento della polvere senza fumo, i tiratori non hanno ricevuto alcun feedback sulla traiettoria di un proiettile fino a quando non è arrivato al bersaglio.

Inserisci il tracciante rotondo , che include un ulteriore composto incendiario, di solito una miscela di fosforo o magnesio, nella base del proiettile. Quando viene sparato un tracciante, la polvere nella cartuccia spinge il proiettile e accende la miscela incendiaria. Mentre il proiettile viaggia nell'aria, emette una luce intensa e una scia di fumo, aiutando il tiratore a vedere il proiettile scendere a distanza. Le forze militari usano spesso questo tipo di munizioni nelle mitragliatrici , in cui ogni quinto colpo nel caricatore o nella cintura include un tracciante.

Oggi, i traccianti possono produrre una varietà di colori per applicazioni diurne e notturne. I traccianti bianchi possono essere visti durante il giorno, mentre quelli rossi e verdi possono essere visti di notte.

Non è successo molto ai proiettili nei cento anni successivi all'introduzione di cartucce metalliche contenenti proiettili rivestiti di rame. Hanno funzionato straordinariamente bene e, di conseguenza, sono cambiati poco nel tempo. Poi, alla fine del XX secolo, le forze dell'ordine hanno iniziato a formare moderne unità di salvataggio di ostaggi incaricate di arrestare criminali e terroristi in mezzo al personale civile. Spesso, tali interazioni si verificavano in ambienti estremamente ravvicinati, dove i proiettili potevano passare attraverso un bersaglio e quindi colpire uno spettatore innocente. Nel frattempo, anche le forze dell'ordine hanno assistito a una serie di situazioni in cui agenti sono stati feriti o uccisi da proiettili, sparati a distanza ravvicinata, rimbalzando su oggetti solidi.

Ciò ha portato alla ricerca di un nuovo tipo di proiettile, che avrebbe ancora un potere di arresto ma si sarebbe rotto in pezzi quando ha colpito un muro o un'altra superficie solida. Alla fine, i produttori di munizioni hanno escogitato un modo per prendere piccole particelle di materiale composito che hanno pressato o incollato insieme. Una volta formato a forma di proiettile, il cosiddetto frangibile - o tondo morbido - non riceve una camicia di rame. In questo modo, se il proiettile colpisce un oggetto duro, il materiale composito si rompe semplicemente in piccole particelle granulometriche. Se colpisce un cattivo, come un terrorista che tenta di dirottare un aereo , entra nel corpo e poi si rompe, provocando una ferita significativa senza il rischio di una penetrazione eccessiva.

Nota dell'autore: 10 innovazioni che hanno portato al proiettile moderno

Che tu ami le pistole o odi le pistole, è difficile non meravigliarsi di quanta innovazione sia stata racchiusa in un pacchetto così piccolo. L'intero ciclo di vita di un proiettile può insegnarci molto sulla fisica, la chimica e, sfortunatamente, l'anatomia umana.

articoli Correlati