The Airgun,From de Target at the Trigger ESP.

7/27/2019 The Airgun,From de Target at the Trigger ESP.

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Contenido

Captulo 11LUBRICACIN ...................................................................... 79

Captulo 12EFICIENCIA ......................................................................... 85

El resorte .................................................................. 86El pistn .................................................................... 86El aire ....................................................................... 87

Captulo 13AFINACIN DE RIFLES A RESORTE .......................................... 89

Captulo 14RIFLES NEUMTICOS ............................................................. 95

Captulo 15CARGA DE RIFLES NEUMTICOS ............................................. 99

Palanca articulada ....................................................... 103El proyector ................................................................ 106

Captulo 16VLVULAS DE DISPARO Y REGULADORES ................................. 111

Captulo 17DIXIDO DE CARBONO .......................................................... 119

Captulo 18BALINES Y PRUEBA DE PROYECTILES ....................................... 123

Tnel de viento ............................................................ 127

Mesa de agua .............................................................. 131Ensayos destructivos .................................................... 134Deformacin ................................................................ 134Movimiento en espiral ................................................... 136

Captulo 19EL VUELO DEL PROYECTIL ...................................................... 139

Fotografa con chispas .................................................. 139Balstica terica ........................................................... 147Tablas balsticas ........................................................... 153

Captulo 20

PRECISIN ........................................................................... 161Captulo 21

LA MEDICIN DE LA VELOCIDAD ............................................. 165

Captulo 22EL FUTURO ........................................................................ 169

FACTORES DE CONVERSIN .............................................. 171

The Airgun from Trigger to Target 2


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Contenido

RECONOCIMIENTOS

Ningn libro de esta complejidad puede surgir del trabajo aislado de dos personas. Senecesita gran apoyo de familiares, amigos, y de la industria de este tipo de armas. Nuestras

esposas, Kath y Sally-Anne, como tambin nuestras familias, tuvieron mucho que aportar,especialmente cuando hacamos experimentos ruidosos, o usbamos nuestro jardn a modode polgono de tiro. Debemos agradecerles por su paciencia.

Le debemos profunda gratitud a Robert Hull, que construy todos los crongrafos paraCardew Air Rifle Developments (CARD). Tambin construy equipo electrnico especializadovital para nuestras investigaciones, sin el cual el estudio preciso de las armas de aire seraimposible.

Debemos agradecer tambin a Helical Springs Ltf. of Lytham por prestarnos su ojoprofesional en la redaccin del captulo sobre resortes. Ellos nos pusieron al tanto de detallesde la fabricacin de resortes que sin duda hicieron a ese captulo ms interesante.

Un agradecimiento especial tambin para Mr. Miles Morris, quien nos rescat cuandoescribimos el captulo sobre el vuelo de los balines. El es un profesional en balstica que hatrabajado en temas relacionados con problemas de vuelo de todo, desde balines hastamisiles, y es tambin un entusiasta airgunner.

Debemos tambin agradecimiento a nuestro amigo y colega Roy Elsom que nos ayuda menudo con sus advertencias, sobre todo en el captulo sobre retroceso.

Nuestro reconocimiento tambin para John y Janet Eades, de Olton, Birmingham,quienes nos ayudaron con la fotografa.

Agradecemos tambin a Manchester Air Guns por proveernos de caones extraos ytambin otras partes, tiles para nuestros experimentos.

Estamos tambin endeudados con Mr. J.B. Foster, de Runcorn por darnos instruccionessobre cmo capturar proyectiles en fibra de poliester.

Un agradecimiento final para Kath, quien a pesar de no ser de extraccin tcnicasometi al manuscrito final a un riguroso examen.

Nota del traductor.

Quiero agradecer al Sr. Gabriel Valdettaro (daruma), que amablemente me ayud enel esclarecimiento de algunos trminos cuya traduccin no me resultaba clara.

Algunos trminos aparecen resaltados en amarillo. Se trata de expresiones para lascuales no encontr una traduccin adecuada. Cualquier sugerencia al respecto serbienvenida y servir para corregir la siguiente edicin.

La presente traduccin no persigue propsito comercial alguno y fue realizada parauso exclusivo de los miembros de la ACAC.

Muchas gracias.MCRF Marzo 2010



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Contenido

PRLOGO

Cuando en el ao 1976 escribimos The Airgun from Trigger to Muzzle estbamosconscientes de que no se trataba de una investigacin completa sobre los fenmenos

vinculados con los rifles de aire a resorte, y menos an los asociados con las armasneumticas, en sus variadas formas y diseos. Despus de aquella publicacin determinamosque continuaramos con la bsqueda de la verdad sobre estas extraas mquinas. A medidaque progresaba la investigacin y salan a la luz nuevos hechos, nos dimos cuenta del mritode aquel viejo dicho: Nada mejora hasta que alguien se detiene y cuestiona una creenciaaceptada. A menudo encontramos que algo aceptado en relacin a los rifles de aire es enrealidad totalmente errneo, siendo aquello de un can ms largo incrementa la velocidaddel proyectil tal vez el ejemplo ms destacado, ya que puede ser cierto en el caso de lasarmas de fuego, pero raramente lo es en el caso de rifles a resorte.

El presente trabajo cubre un campo mucho ms amplio que el anterior, abarcandotambin a las armas neumticas y al vuelo de los proyectiles. Tambin podemos explicar

ahora por qu un rifle a resorte puede funcionar en una de cuatro fases, o modos,dependiendo de mltiples factores. La consideracin de estas cuatro fases es lo que proveela clave para entender a los rifles a resorte y sus comportamientos frecuentemente errticos.

Aunque un rifle a resorte pueda en principio parecer una sistema simple, sufuncionamiento es de hecho mucho ms complicado que el de un rifle neumtico. Haymuchos factores que influyen en su rendimiento, y casi siempre la modificacin de uno alterala influencia de otros, de manera que siempre se trata de situaciones de compromiso yequilibrio. En cambio, en las armas neumticas los factores que influyen en el desempao seconocen y controlan bien, de forma que al alterar un factor se obtiene generalmente elresultado esperado, sin alterar a los dems.

Desde 1976 ha habido una explosin en el diseo de las armas de aire, y cada nuevomodelo apunta en general a satisfacer una determinada demanda del mercado. Estadiversidad hace que el viejo dicho there are horses for courses1 sea perfectamente vlidopara las armas de aire. Ya no se puede hablar del mejor rifle sin especificar con precisincul ser el uso que se le dar. Algo til para una situacin puede ser completamente intilpara otra.

En este libro casi no se mencionan las pistolas de aire, pues no se usaron para losexperimentos, pero sus caractersticas y rendimiento son exactamente los mismos que los delos rifles, slo que en escala reducida.

1 N. del T. La expresin, algo as como cada curso, o camino, requiere su caballo, significa que lo que paraalguien puede resultar adecuado no necesariamente lo ser para otra persona.



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Captulo 1 - Introduccin

INTRODUCCIN

La mayora de los entusiastas de las armas de aire comienza con un rifle a resorte y talvez ms adelante se compre uno neumtico. Teniendo esto en cuenta, el tema de los rifles a

resorte parece ser el punto de partida obvio para un libro sobre rifles de aire.Es realmente sorprendente que muchas veces un objeto aparentemente muy simple,

sometido a un estudio profundo, resulte ser realmente muy complicado. Esta afirmacin esparticularmente cierta cuando se aplica a los rifles de aire a resorte, como descubrimos hacemuchos aos, al comenzar a investigar el tema.

Los problemas surgieron con un pequeo quebrador, o rifle de can quebrado(barrel cocker) que compramos de segunda mano. En general funcionaba muy bien, yagrupaba disparos con precisin, hasta que sbitamente, sin razn aparente, los balinescomenzaban a impactar arriba, o abajo, para gran frustracin nuestra. Como muestramentalidad era de tipo cientfico y curioso, decidimos que haba que modificar algunos

detalles de la construccin del arma, como el cierre en la recmara, el pulido del cilindro, lasensibilidad del gatillo, etc. Cada uno de estos ajustes ayudaba, pero las razones reales delproblema seguan siendo poco claras.

Examinamos ms rifles, muchos de ellos comprados por los nosotros mismos parapoder verificar a fondo su funcionamiento y rendimiento. En cada caso medimos lo que porentonces considerbamos como parmetros vitales de un rifle, pensando que con estainformacin podramos explicar, por ejemplo, por qu cierto rifle era mejor que otro. Peropronto result claro que las dimensiones fsicas por s solas no eran la respuesta, y debahaber otros aspectos para investigar.

En esa poca no se dispona fcilmente de cronmetros electrnicos de precisin, yempezamos empleando pndulos balsticos para medir la velocidad de los balines. Pero lospndulos son lentos y complicados para usar, por lo que diseamos y construimos uncronmetro electrnico operado por sonido con partes viejas de una computadora: el sonidodel disparo en boca de can y el del baln pegando en una placa de acero proporcionabanlos pulsos de inicio y fin. Este simple instrumento fue el antecesor de toda una lnea decronmetros operados por luz, comunes en los aos siguientes en la industria y entre losairgunners.

Estbamos entonces absolutamente empeados en buscar la solucin de los problemasde los resorteros, como por ejemplo, por qu al salir por la boca del can el proyectil tieneslo una parte de la energa inicial del resorte. A medida que nuestro inters por los rifles de

aire se incrementaba buscamos en las libreras algn libro que nos pudiera ayudar, pero eseespacio estaba vaco, y este libro apunta a llenarlo. Creemos que en los siguientes captulosel lector encontrar las respuestas a sus propios interrogantes, y podr entender la fsicainvolucrada en su arma.

Tal vez la pregunta ms bsica que nos podramos hacer es: Por qu se usa aire?Despus de todo, un arco proyecta una flecha sin usar aire, como tampoco lo usa unacatapulta para arrojar una piedra. En realidad el aire es slo un medio para acoplar un pistnmvil relativamente pesado y lento al proyectil, que es liviano y rpido. Es la enormediferencia entre la masa del mecanismo impulsor y la del proyectil lo que hace necesario unmedio adecuado de acoplamiento.

La fsica es una materia en la que abundan los grficos, de manera que el lector deber



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aceptarlos como una necesidad en un libro de esta naturaleza. El primero que utilizaremos esel de la fig. 1.1 que relaciona tres factores: peso, velocidad y energa del baln. Uno de losprincipales usos de este diagrama es comparar rifles de diferentes calibres, pero sirvetambin para comparar balines de distintos pesos disparados por el mismo rifle. Las

comparaciones son posibles pues permite convertir pesos y velocidades al dato msimportante: la energa en boca de can. Este es el trmino que describe la potencia desalida de un arma. Ni la velocidad ni el peso son trminos adecuados en s mismos, debenestar combinados para poder definir la potencia de un arma.

La energa en boca de can, o energa de salida del proyectil, es la cifra habitualmenteusada en trminos legales para determinar si un arma debe o no ser considerada como armade fuego, o debe registrarse. Actualmente se establecen en Inglaterra restricciones sobrerifles que excedan los 12 pies pulgada (Ft. lbs.) de energa de salida, y sobre pistolas queexcedan los 6 Ft. lbs. Estas cifras fueron establecidas en 1969, cuando pocos rifles o pistolasalcanzaban esas energas. Desde entonces, sin embargo, la tecnologa sobrepas a la ley yahora la mayora de los rifles y pistolas alcanzan fcilmente esas potencias.

Desde siempre, fabricantes y deportistas han hablado y se han jactado de la velocidadde su rifle favorito. Si bien esto puede ser razonable en trminos publicitarios o en unaconversacin informal, no lo es en trminos fsicos, ya que nunca se hace mencin del pesodel proyectil. Es como contarles a sus amigos que usted puede viajar a 50 millas por hora.Esto en s mismo no es relevante, hasta que usted menciona que lo hace en bicicleta o sobre

patines. El peso es tan importante como la velocidad, detalle este frecuentemente ignorado.



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Para determinar la energa de un proyectil se deben conocer su peso y la velocidad a laque se traslada. Normalmente la lectura de la velocidad se hace dentro de los primeros6 pies de distancia desde la boca del can, sitio donde la velocidad todava es mxima y los

efectos del estampido de los gases de salida tienen mnimo efecto sobre el instrumental demedicin.

Estos dos factores, peso y velocidad, pueden entonces ubicarse en la bien conocidaecuacin de Newton de la energa cintica, que es la energa que posee un cuerpo enmovimiento:

E=MV

2

2

Donde E: energa, M: masa y V: velocidad

Pero, puesto que estamos tratando con peso y no con masa, debemos convertir laecuacin en:

E=WV

2

2g

Donde W: peso y g: aceleracin de la gravedad, que en este libro tomaremos como32,16 FPS2. Esto nos da la energa cintica que contiene ese proyectil cuando viaja a lavelocidad V.

Supongamos que queremos determinar la energa en Ft. lbs. de un baln que pesa14,5 grains y que viaja a una velocidad de 500 FPS. Debemos primero aplicar la ecuacin

anterior, en la cual W=14,5 grains, V=500 FPS y g=32,16 FPS2

. Para convertir grains a librasdebemos dividir por 7000 (hay 7000 grains en una libra). Esto nos da E=8,05 Ft. lbs.

Bien vale la pena aqu considerar qu es realmente un pie-libra (Ft. lbs.). Estcompuesto obviamente por dos trminos comunes, un pie, que es una unidad de longitud, yuna libra, que es una unidad de peso (fuerza). Cuando se multiplican ambas resulta unaunidad de energa o trabajo mecnico. La definicin concreta es que un pie-libra es lacantidad de energa necesaria para levantar un peso de una libra a una distancia de un piedel suelo, o lo que es lo mismo, ejercer una fuerza de una libra a lo largo de una distancia deun pie.

Cuando un peso de una libra se sostiene a una distancia de un pie del piso se dice quecontiene una energa potencial de un pie-libra. Esa energa se puede emplear para algo. Si elpeso se suelta y cae al piso su energa potencial se transforma en energa cintica a medidaque cae, y ser probablemente absorbida al producirse una marca o melladura en el piso.

Esta energa o trabajo mecnico no se debe confundir con lo que nosotros, loshumanos, consideramos como trabajo: cualquiera de nosotros considerara un trabajo duropermanecer durante una hora de pie y con un peso de 10 kg en cada mano. Sin embargo,desde el punto de vista de la fsica simplemente estaramos soportando los pesos y norealizando ningn trabajo mecnico, al menos no en los trminos de las leyes de Newton.

Por supuesto, en el tiro con aire nunca nos ocuparemos de cosas tan simples como

pesos cayendo al suelo: estamos interesados en proyectiles viajando en forma ms o menos



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horizontal. Las leyes de Newton se pueden usar entonces para obtener la energa cintica delos balines, pues son pequeos pesos movindose horizontalmente a cierta velocidad.

Hemos determinado que en general, en rifles de aire a resorte, la eficiencia mecnica

de un arma promedio que no quema aceite es de alrededor del 30%. Esto significa que porcada pie-libra de energa almacenada en el resorte, slo un tercio aparecer en el proyectil.Se investigaron las razones de esta ineficiencia y se discutirn en prximos captulos. Noobstante, para comenzar a entender cmo funciona el rifle debemos conocer la secuencia deeventos que ocurren en su interior, como por ejemplo, el baln comienza su movimientocuando la presin llega a su pico?, o El pistn se detiene antes o despus que el baln salipor el extremo del can?, etc.

La secuencia fue establecida modificando varios de los componentes del rifle, talescomo el pistn y el proyectil, de manera que al interrumpir haces de luz produzcan pulsoselctricos a fin de visualizarlos en un osciloscopio, como se ve en la fig. 1.2.

El arranque del pistn, su detencin, el arranque del proyectil y su salida del can de18 pulgadas de largo produjeron los pulsos que se ven en el trazo superior del oscilograma.El nico pulso negativo es el correspondiente a la detencin del pistn. El trazo inferiormuestra las variaciones de presin en el interior del cilindro, medidas con un transductor nocalibrado.

El primer pulso positivo es el del arranque del pistn, despus de apretar el gatillo, elsegundo corresponde al comienzo del movimiento del baln a travs del can, el tercerpulso positivo es el de la salida por boca de can, y el cuarto (negativo) es el del pistnfinalmente detenindose al extremo del cilindro.

Resumiendo la secuencia mostrada: el pistn arranca, entonces arranca el proyectil(note que esto ocurre en el pico de presin), luego el proyectil abandona el can y el pistnllega despus a su descanso en el extremo frontal del cilindro. Mostraremos en un captuloposterior que de hecho, el pistn llega muy cerca del fin del cilindro en el momento demxima presin, pero entonces rebota hacia atrs por el colchn de aire a alta presin quetiene delante.

Se debe tener en cuenta que todo ocurre a muy alta velocidad. Por ejemplo, la base de

tiempo del oscilograma, esto es la longitud de la lnea horizontal completa es equivalente a



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50 milisegundos (ms), es decir, 50 milsimos de un segundo. Por lo tanto, el tiempo totaldesde al arranque a la detencin del pistn es de aproximadamente 1/3 de 50 ms, o 17 ms.Esto se deduce del hecho de que el ciclo completo de eventos ocurre en el primer tercio deloscilograma (en este tiempo un baln viajando a 500 FPS habra recorrido una distancia de

8,5 pies).Adems, en la mayora de los captulos el lector encontrar que hay efectos

contrapuestos que por alteracin de algunos componentes pueden afectar el desempeo delrifle. El equilibrio de estos factores se discutir en el captulo sobre Sintona (tuning), peroestas variaciones son las responsables de la fascinacin que los resorteros producen sobrenosotros, los fanticos de los rifles de aire, o airgunners.



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Captulo 2 Las cuatro fases

LAS CUATRO FASES

Como dijimos en el captulo anterior, el rifle a resorte es una mquina muy complicada.Aunque a primera vista podra parecer simplemente una bomba de aire operada por un

resorte montada en una culata de madera, nada puede estar ms lejos de la verdad. Porejemplo, en nuestros estudios iniciales dbamos por sentado que el aceite se usaba nadams que para lubricar los mecanismos, a menos que se aplicaran cantidades excesivas, encuyo caso se produca dieselling. Tambin aceptbamos lo que entonces pareca ser unacuestin de sentido comn: si la potencia del resorte se incrementaba, entonces obviamentela velocidad del proyectil deba incrementarse tambin. Con el paso del tiempo y la grancantidad de rifles estudiados aument nuestra experiencia, y llegamos a la conclusin deque lo que pareca un modo obvio de incrementar el rendimiento de un rifle produca enrealidad resultados exactamente opuestos.

Estas contradicciones nos forzaron a evaluar cuidadosamente nuestros conocimientos yconcluimos que el problema era mucho ms complicado de lo que habamos imaginado.

Surgi entonces que un rifle de aire a resorte puede operar en cuatro diferentes fases, omodos, que llamamos modo Blowpipe (cerbatana), modo Popgun, modo Combustion(combustin) y modo Detonation (detonacin). La aplicacin de esta teora ofrecerespuestas a muchos de los interrogantes con los que nos habamos encontrado,especialmente cuando modelos idnticos del mismo rifle podan producir potencias tandispares, dependiendo de factores variables tales como la lubricacin o el ajuste del baln. Deah en ms siempre encontramos adecuada esta teora, ya que los problemas de rendimientode resorteros, analizados desde esa ptica, se podan resolver, o si no se resolvan, por lomenos se saba bien cul era la razn.

Fase o modo I Cerbatana

Bautizamos este primer modo como cerbatana (blowpipe) porque el arma secomporta de igual forma que las cerbatanas, armas propias de algunas tribus indgenas. Elproyectil debe tener un ajuste flojo en el can para permitir que una presin de airereducida lo mueva a lo largo del tubo. Este modo slo se emplea normalmente en armas depotencia relativamente baja y en pistolas que disparan los antiguos cat slugso esferas deacero (proyectiles BB). Los caones de las armas para disparar BB casi nunca estn estriadosy la esfera no ajusta en el mismo, de forma que habitualmente antes del disparo se retieneen la recmara por un pequeo resorte o un imn, para impedir que se caiga por el tubo.

Al no existir ajuste firme entre el proyectil esfrico y la recmara o el can, no haysello neumtico, y el pistn no puede generar una gran presin antes de que comience el

movimiento y por lo tanto la velocidad final es relativamente baja. En estas pistolas de bajapotencia y tambin en algunos rifles antiguos, el proyectil deba ser ubicado un poco dentrodel can, ya sea con una herramienta externa o por un mecanismo propio del arma. La ideaera asegurarse de que el proyectil no entrara forzado en el tubo, lo cual producira prdidade energa en el disparo, o peor aun, quedara frenado en la recmara y el disparo ni siquierase producira.

En el mercado de pistolas o rifles junior de muy baja potencia, que disparen balinesde plomo, el empleo del modo cerbatana es la nica forma de obtener resultadosaceptables. Los primeros rifles de esta categora correspondan a la variedad de hojalataque prcticamente ha desaparecido de la escena, excepto aqullos especialmente designadospara disparar esferas BB. Los rifles de parques de diversiones que disparan dardos

constituyen un buen ejemplo del modo cerbatana. La ltima moda de Soft Airguns emplea



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esta fase disparando esferas plsticas livianas con armas que suelen ser imitaciones dearmas de fuego. Sobre esta fase no se dir mucho ms en este libro pues no es de interstcnico serio. Si el cilindro y el can fueran suficientemente largos, el arma, assobredimensionada, podra tener caractersticas aceptables, lo que nos lleva al siguiente

prrafo.Se debe hacer mencin al arma nativa, la cerbatana. Este es probablemente el ms

interesante, eficiente y sofisticado ejemplo que conocemos de sistema para dispararproyectiles mediante aire. El calibre, peso y forma del dardo han evolucionado por prueba yerror a lo largo de siglos para determinar el largo ptimo del tubo, adecuado a la capacidadde los pulmones de su dueo. El resultado es un maravilloso sistema del cual depende elcazador para su alimentacin, y por lo tanto su vida y la de sus familiares. Est hecho paracaza seria y efectiva, no para pasatiempo. La misma fabricacin del tubo es una maravilla deartesana y pericia, especialmente si consideramos la carencia de medios. La longitud ycalibre del can deben ser los adecuados para que el individuo pueda mantener presinconstante detrs del dardo en movimiento a medida que acelera. Puede suponerse que con

el entrenamiento los pulmones del cazador desarrollen potencia extra, de forma parecida a loque ocurre con las personas que trabajan en soplado de vidrio.

Fase o modo II Popgun

La fase popgun se describe mejor como la condicin en la que el proyectil se sostienefirmemente en la recmara (no tiene un calce flojo) y no se produce ninguna combustin delubricante cuando se dispara. Tal vez el nombre elegido para este modo es desafortunado: anadie le gusta pensar que su costossimo rifle de competicin es uno de tipo popgun. A pesarde eso ningn otro nombre describe tan precisamente a un arma funcionando sin la ayuda dela combustin. Este modo permite un anlisis fsico preciso, mejor que los otros modos, y fuerealmente la materia de nuestro trabajo previo The Airgun from Trigger to Muzzle. En los

captulos siguientes se discutir y analizar cada componente del sistema junto conobservaciones de su efecto en ste y los otros modos o fases. Un rifle que trabaje en estafase produce disparos de velocidad muy uniforme pero inferior comparada con la de aqullosen los cuales hay combustin de lubricante. Para operar satisfactoriamente en la fase popgunvarios componentes del arma se deben designar a tal efecto, por ejemplo la entrada al candebe estar pulida con el radio correcto para que los proyectiles comiencen su movimientosiempre en el mismo punto de la carrera del pistn. El sello del pistn debe ser muy buenocomo para no permitir que pase aceite o grasa a la cmara de compresin en el proceso deamartillado para disparar.

Los rifles a resorte diseados para uso en tiro de competicin de alto nivel trabajan en

este modo y tienen variaciones de velocidad entre disparos de slo un par de FPS. Larecomendacin de no lubricar las partes mviles suele perturbar a los dueos de este tipo dearmas, pero asegura que no haya exceso de lubricante que pueda pasar a travs del sello delpistn donde podra quemarse y por lo tanto modificar la uniformidad de disparo.

El trmino popgun fue dado a esta fase porque al apretar el gatillo el pistn seprecipita hacia adelante incrementando la presin del aire en su frente y por lo tanto tambindetrs del proyectil, hasta que alcanza para despegarlo y forzarlo a lo largo del can, deforma semejante al corcho o tapn de los rifles de juguete una vez que la presin alcanza unvalor crtico. Por supuesto, inevitablemente, el aire se calienta por la compresin y estoproduce expansin que aumenta an mas la presin detrs del proyectil antes de queabandone la recmara. Sin embargo, el aire se enfra nuevamente y pierde presin a medida

que se expande detrs del proyectil en movimiento y la energa ganada por el calentamiento



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se pierde, dejando al baln slo con la energa obtenida del resorte.

A modo de dato histrico interesante, en 1814 un inventor de armas llamado SamuelPauley patent un sistema en el que la plvora de los cartuchos se encenda por la

detonacin de aire violentamente comprimido en un diminuto cilindro por un pistn movidopor un resorte.

Fase o modo III Combustin

La fase de combustin es el modo en el que opera la mayora de los rifles de resorte dealta potencia. A medida que el pistn avanza durante el disparo, la presin del aire frente alpistn se eleva y con ella su temperatura. Esta temperatura muy alta hace que el aceite, ocualquier otra substancia combustible se queme, lo que aumenta an ms la presin,produciendo as suficiente energa para impulsar al proyectil a muy alta velocidad. Puestoque la combustin se produce por la alta temperatura creada por la compresin,originalmente habamos denominado a esta fase fase de motor Dieselpero esto produjo

confusin con las caractersticas de la siguiente fase (detonacin), por los que se opt porconservar el nombre combustin, que es ms descriptivo del fenmeno.

Como la presin final en el can depende de la cantidad y caractersticas del lubricantepresente, y tambin de la forma en que ese combustible se va reponiendo disparo a disparo,el ciclo es en alguna medida errtico e impredecible. La velocidad final no es tan consistentecomo en el caso de la fase popgun, pero esta carencia de uniformidad es de menorimportancia en la caza de alimaas a gran distancia. Como muchas otras caractersticas delos rifles de aire, se debe lograr un compromiso entre diversos requerimientos contrapuestos.

Fase o modo IV Detonacin

Finalmente tenemos el modo detonacin. Esta es una fase muy difcil de estudiarporque es un fenmeno que ocurre en forma espordica, pero cuando ocurre puede tenerresultados desastrosos. Experimentar con esto involucra riesgo de dao permanente al rifle.Tal como lo entendemos, si una cierta cantidad crtica de lubricante est presente frente alpistn cuando se dispara, tendr lugar la combustin, pero esta combustin inducir unareaccin en cadena sobre el resto del combustible, y ste detonar. La detonacin es unreacomodamiento instantneo de las molculas que ocurre a muy altas temperaturas ypresiones, y entonces se liberan grandes cantidades de energa. Un buen ejemplo dedetonacin ocurre cuando se golpea una cebita. Se produce energa en la forma de calor, luzy sonido por la instantnea expansin de gases. Nuestras observaciones indican que latemperatura ambiente influye en la aparicin de la detonacin en los rifles, y que ocurre ms

a menudo en das calurosos que en das fros, dependiendo de la lubricacin empleada.En el caso de las armas de fuego, una substancia detonante es inservible como

propelente, aunque por supuesto es necesaria una pequea cantidad para iniciar la ignicin ydeflagracin de la carga principal. Pero si un cartucho estuviera cargado completamente conuna substancia detonante, el sbito incremento de la presin debido a la rapidez de lareaccin qumica no dara tiempo para acelerar al proyectil en el can, y la recmaraseguramente reventara. Este comportamiento es completamente opuesto a la clsicaexplosin de la plvora negra en las antiguas escopetas en las que ocurra una lentacombustin de la plvora.

Aos atrs, antes de la introduccin de los combustibles y lubricantes modernos, los

motores de los autos se deban descarbonizar cada varios miles de kilmetros. Este molesto



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procedimiento era necesario pues la combustin de la nafta y de los aceites lubricantes ibadejando una capa de carbn en la parte superior del pistn y en el interior de la cabeza delcilindro. Este depsito reduca el volumen de la cmara de combustin aumentando as elndice de compresin hasta un punto en que el motor tenda a funcionar como un motor

disel, en el que el combustible se enciende por la compresin y no por la chispa de la buja.Cuando ocurra esto la ignicin comenzaba antes del final de la carrera ascendente del pistny la presin resultante haca que el resto del combustible detonara produciendo uncaracterstico sonido conocido como pistoneo. Bajo estas condiciones la potencia de salidadel motor caa drsticamente, haciendo que por ejemplo, subir una cuesta fueraextremadamente difcil.

Una detonacin en un rifle de aire produce un aumento muy brusco en la presindentro del cilindro que es a menudo suficiente para causar que las paredes se deformen(abomben) frente al pistn. Este ser entonces empujado hacia atrs, contra el resorte y amuy alta velocidad, llegando a veces a amartillar el mecanismo de disparo, o a deteriorarlo.Simultneamente el proyectil abandonar el can a muy alta velocidad, acompaado por un

fuerte crack, suficientemente fuerte para molestar en los odos, con bastante humo y tal vezun fogonazo naranja y chispas en la boca del can. Sin embargo, aunque en general el balnemerge por la boca a alta velocidad, esto no siempre es as, habindose observado quemuchas veces el proyectil emerge a una velocidad por debajo de la normal para ese rifle.Esto se debe a que el rpido retroceso del pistn debido a la detonacin hace que el rifle sesacuda violentamente, lo que tambin deteriora al resorte haciendo que sus espiras quedenpermanentemente ms juntas. Este acortamiento del resorte reduce su capacidad dealmacenar energa y por ello la potencia del rifle.

Hace algunos aos se hizo el intento de aprovechar la detonacin en un WeihrauchHW35/Barracuda. Se inyectaba una pequea cantidad de una substancia a base de ter en elcilindro antes de cada disparo mediante una pequea bomba adosada al cilindro. Como con

toda detonacin, los resultados eran impredecibles y el sistema fue pronto abandonado. Lahistoria nunca mencion el dao que este brutal tratamiento le debi hacer al resorte.

La detonacin ha sido a menudo llamada disparo disel, o se ha dicho que el rifleestaba haciendo dieselling. Esto no es del todo cierto pues, como ya explicamos, un motordisel se basa en la alta compresin para encender la carga de combustible de una manerasuave y controlada mientras dura la inyeccin, para empujar el pistn hacia abajo. De igualforma, la carga impulsora en un cartucho de escopeta se quema en forma suficientementelenta como para acelerar el disparo por el can al ritmo adecuado. En cambio, un disparodisel tiene todas las caractersticas de una detonacin: violencia, ruido, retroceso salvaje ychispas, de manera que consideramos un disel como otra forma de decir detonacin.

Aunque cada una de las cuatro fases, o modos, han sido descriptas separadamente delas otras, de hecho es totalmente posible que un rifle cambie lentamente y opere en cadauna de esas fases en un perodo de tiempo relativamente corto. Suponga que un arma hasido reparada y que al armarla se us demasiado lubricante por lo que parte de ste pas ala parte frontal del pistn, y entonces los primeros disparos bien podran estar en la fase dedetonacin. Al continuar disparando la mayor parte del lubricante se habr quemado o cadohacia la culata, y el arma se tranquilizar produciendo disparos en la fase de combustin.Despus de un uso intensivo en este modo el lubricante se agota y se pasa a operar en lafase depopgun. Posteriormente, si se emplearan balines con ajuste flojo en el can, el rifletrabajara ciertamente en el modo cerbatana. Toda esta secuencia podra entonces serrevertida si, imprudentemente, se inyectara lubricante directamente en el puerto de

transferencia.



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El Experimento con Nitrgeno

Establecer la diferencia entre las fases depopgun y combustin no es fcil. Es claro que

hay una gran diferencia entre las velocidades que se obtienen de un rifle correctamentelubricado y otro que est seco. Originalmente se pensaba que la razn de esta diferenciaresida en la friccin excesiva producida por la falta de lubricacin. Pensbamos que uncabezal de pistn de cuero seco produca suficiente friccin contra las paredes del cilindrocomo para consumir buena parte de la potencia. Hicimos muchos experimentos, algunos deellos bastante extraos, con la esperanza de aislar la energa producida por la combustin deaquella provista por el resorte: se limpi y lav un arma en forma exhaustiva para eliminartoda traza de aceite o grasa, y fue entonces rearmada usando polvo seco de grafito comolubricante. Sonaba como una bolsa con arandelas al disparar, pero aun as apareca uncierto olor a escape. Es decir, an un arma completamente seca encuentra algo paraquemar pues resulta evidente el olor acre del escape en boca de can, an usando balinesexhaustivamente desengrasados.

Esto nos condujo a intentar el Experimento con Nitrgeno. Se desarm y desengrasun rifle Weihrauch HW35 calibre 0,22 (5,5mm), y entonces se rearm empleando unacantidad correcta de lubricante en todas sus partes. El arma fue entonces disparadareiteradamente con proyectiles de 14,4 grains hasta que las mediciones de la velocidad seestabilizaron en una cifra constante de 636 FPS, lo que equivale a una energa de12,9 Ft. lbs. Entonces ubicamos todo el mecanismo del rifle (la accin) junto con unacantidad de balines en una bolsa larga de plstico y succionamos todo el aire con una bombade vaco. Dejamos el arma en esa condicin durante media hora ms para que el aire,especialmente el oxgeno, saliera de la sopapa de cuero de la cabeza del pistn y tambin decualquier otra fisura.

La bolsa se sell entonces firmemente alrededor del can y se coloc un tapn degoma en el brocal del can para hacerlo hermtico e impedir que entre aire. Finalmente seinyect en la bolsa nitrgeno (gas inerte incapaz de producir combustin, que es siempre lacombinacin de un combustible con oxgeno) hasta expandirla a un tamao adecuado parapoder maniobrar y disparar. El rifle se carg y dispar varias veces, por supuesto sacando yvolviendo a colocar el tapn de goma en cada disparo (cargar y colocar los balines no fue porcierto una tarea simple). Esta vez, el rifle produjo una velocidad de slo 426 FPS, o5,8 Ft. lbs.

De esto surge que al eliminar la combustin (por usar nitrgeno en vez de aire) lapotencia del rifle cay dramticamente y produjo slo un 45% de su potencia original, poco

menos que la mitad, sin haber hecho ninguna modificacin en la lubricacin. El arma se sacposteriormente de la bolsa, se volvi a disparar en atmsfera normal, y la velocidad retornrpidamente a su valor original. Este pequeo experimento demostr de una vez y parasiempre que cualquier lubricacin que se emplee no slo reducir la friccin entre las partesmviles sino que tambin agregar energa al sistema, pues el lubricante es tambin uncombustible.

Todos los argumentos y conclusiones relacionados a las cuatro fases o modos sonigualmente aplicables a pistolas de aire a resorte. Aunque la potencia de stas es muchomenor que la de los rifles, el rea del pistn tambin es menor de manera que la presin deaire generada en el disparo es aproximadamente la misma, y por lo tanto tambin puede seralta como para producir combustin.



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Captulo 3 El resorte

EL RESORTE

Una definicin de resorte podra ser dispositivo para almacenar energa. En el resortede un rifle cargado decimos que la energa potencial est almacenada en forma de energa

elstica o de tensin ya que se acumula al retorcerse el alambre del que est fabricado.Para entender esto ms claramente veamos la fig. 3.1

Imaginemos lo que ocurre cuando se comprime el resorte: el alambre de cada espira seretuerce hasta quedar en contacto con las espiras vecinas, y la energa necesaria para estose almacena dentro del alambre mismo. Esta energa potencial se convertir en energacintica cuando el resorte se libere para mover el pistn a lo largo del cilindro.

Obviamente hay un lmite hasta el cual se puede retorcer un alambre antes de quesufra una deformacin permanente. Imaginemos que las espiras del resorte ilustradoestuvieran mucho ms separadas. En este caso se debera torcer mucho ms al alambre para

lograr que las espiras se junten, y esto podra causar una deformacin permanente que haraque el alambre no se recuperara por el exceso de tensin sufrido. La mayora de los rifles deaire a resorte se designan para sacar el mximo provecho de los materiales empleados, ypor lo tanto el estado de tensin del resorte en su mxima compresin es realmente elmximo admisible, no pudindose obtener ningn beneficio extra sin romperlo o deformarlode manera permanente.

El fabricante de resortes debe asegurarse de que la separacin entre las vueltas oespiras no sea excesiva, aunque es tentador hacerlo en pos del inters por incrementar laEnergy Storage Capacity (ESC, Capacidad de Almacenamiento de Energa). Cada una de lasdimensiones de un resorte influye en la cantidad de energa que puede almacenar: distancia

entre espiras, dimetro del alambre, dimetro del resorte y por sobre todo, el material delque est construido.

Los resortes para rifles de aire estn hechos de un tipo de alambre que ya se haendurecido y templado de la mejor forma posible. Si es muy duro seguramente se romper,mientras que si es muy blando colapsar en cuanto se comprima. Para enrollar un resorte elalambre se fuerza a travs de tres rodillos dispuestos en forma de tringulo, espaciados detal forma de impartir al alambre el paso requerido entre espiras . Es notable ver cmo alpasar los rodillos el alambre sale enrollado como un resorte continuo que se luego corta allargo requerido. Se trata de un proceso continuo en el que el alambre se alimenta desdegrandes rollos. Cada resorte se enrolla con un paso levemente superior al mximo que elalambre puede resistir al comprimirse, lo que significa que originalmente el resorte es un

poco ms largo que lo que usted esperara al comprarlo como repuesto para su rifle.



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Las espiras de los extremos son cerradas en la misma mquina enrolladora antes delcorte. Se pasa entonces a un proceso de liberacin de tensin consistente en calentardurante alrededor de media hora a 400 C. Esto libera al material de las tensiones internasproducidas al enrollar el alambre. Seguidamente los resortes pasan a otra mquina que

esmerila los extremos que quedan as perpendiculares al eje del resorte y por lo tanto alpistn en un extremo y a la gua del resorte en el otro extremo.

Se escribieron muchos libros que tratan de un tema tan complejo como los resortes,pero ninguno de ellos menciona a los resortes para rifles de aire. Esto es porque nuestrosresortes caen fuera de los parmetros normales de diseo. Segn todos los standards defabricacin se trata de resortes sobrecargados y slo unas pocas firmas muy especializadaslos fabrican.

La mayora de los resortes se fabrican con alambre de alta calidad de tipo BS 5216 oBS 2803. Se trata del material ms habitualmente usado para resortes en la industria, peropor supuesto hay muchos otros materiales con que se pueden fabricar, por ejemplo, acero

inoxidable para situaciones de ambientes corrosivos, o aleaciones de cobre-berilio paraaplicaciones antimagnticas. Frecuentemente nos preguntan si existe algn material queaunque fuera ms caro pudiera permitir fabricar resortes ms duraderos, o con mayor ECS.Entendemos que s, que tales materiales existen, pero no estn disponibles normalmente y elcosto y las dificultades para fabricar tales piezas especiales no se justifican por la ventajaque pudiera obtenerse.

Recientemente aparecieron en el mercado resortes fabricados con alambre de seccincuadrada en vez de la habitual seccin circular. Hicimos estudios con ejemplares de estaclase, y encontramos que estando correctamente fabricados tienen rendimientos similares asus contrapartes de seccin circular. Vimos tambin casos en que la seccin cuadradaquedaba en posicin no paralela al eje del cilindro, con lo cual aristas diagonalmente

opuestas de la seccin exponan sus bordes filosos hacia afuera (cara interna del cilindro) yhacia adentro (parte exterior de la gua del resorte). Esto produce a la larga un desgasteexcesivo de las superficies y una acumulacin de desechos en el interior del arma.

Se puede reducir el riesgo de rotura del resorte por medio de un procedimientoconocido como shot peening. En esta operacin el resorte es sometido a un granallado conesferas de acero de 0,6 mm disparadas a unos 150 FPS. Cada grano que golpea la superficieacta como un martillo de bola, dejando un pequeo impacto esfrico. Esto es un proceso deforja en miniatura que produce una capa superficial tensionada a la compresin que aumentala dureza de la superficie y reduce notablemente la probabilidad de roturas por fatiga. Lasuperficie tratada de esta forma es brillante pero levemente spera. Seguidamente se

somete el resorte a un calentamiento a una temperatura entre 200 y 250 grados centgradosdurante 30 minutos. Se podr argumentar sobre si vale o no la pena el costo extra de esteprocedimiento con el que se obtiene una vida til algo mayor. Es un proceso mucho msvalioso en el caso de los resortes de vlvulas de los motores, pues aunque no estn tanexigidos como los de un rifle sin duda son sometidos a compresin y expansin muchas msveces que en un arma de aire durante su vida til y necesitan toda la proteccin posible paraevitar roturas.

Recordemos que al enrollar el resorte se lo dej inicialmente ms largo. Este exceso delongitud se corrige con un proceso llamado scragging, consistente en enhebrarlo en unabarra y comprimirlo hasta que las espiras se toquen, despus de lo cual debera retornar a lalongitud deseada y permanecer siempre en esa longitud por el resto de su vida til, a menos

que se vea sometido a fuerzas excesivas generadas por detonaciones, en cuyo caso su



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longitud se reducir an ms. Cunta longitud extra hay que dejar en el momento deenrollar al alambre es un tema de experiencia del fabricante que depende principalmente delas caractersticas del material. Si no se hace en forma correcta la longitud final no ser larequerida y el ESC se ver afectado en forma adversa.

Los modos en que las dimensiones de un resorte influyen en su capacidad de almacenarenerga son los siguientes: si el dimetro del alambre se duplica el resorte ser 16 veces msduro (se supone que las dems dimensiones no se alteran). Si el dimetro del resorte (no delalambre) se duplica su dureza se reducir a la octava parte. Si el nmero de espiras seduplica conservando la misma longitud, la dureza se reduce a la mitad. Finalmente, porsupuesto, el material del que est fabricado es probablemente el factor ms significativo,pues influye en la dureza y tambin en la vida til. Desde ya que cuanto ms duro sea elresorte mayor ser su ESC.

Clculo de la potencia de un resorte

Puesto que en las armas de aire se dispone de tan poca energa en comparacin con lasarmas de fuego, es muy importante conocer cunta se almacena en un resorte comprimido,y cun eficientemente se puede emplear para propulsar el proyectil en el momento deldisparo. No es muy difcil medir esa energa en el resorte de un rifle armado, pero se deberecordar que la cifra que se obtenga (ESC) slo es aplicable a ese resorte instalado en eserifle. El mismo resorte en otra arma seguramente dar valores distintos porque los valoresde longitud del resorte en estado de compresin o distensin seguramente diferirn y estotiene un efecto profundo en la energa almacenada.

La cantidad de energa almacenada se determina mejor usando un grfico construido apartir de las propias caractersticas del resorte, fig. 3.2.

La parte ms complicada del anlisis de un resorte es la determinacin de su longitudcon dos valores convenientes de carga, por ejemplo, 100 y 200 libras. Una vez encontradasestas dos longitudes, el resto es fcil. Lo que resulta incmodo es la magnitud de los pesosrequeridos, ya que los resortes son duros. Una forma consiste en apoyar el resorte en formavertical sobre un banco de trabajo y pasar una barra por su interior y a travs del banco, conun tope que apoye en el extremo superior del resorte, de manera de poder enganchar pesosen el extremo inferior de la barra para medir los acortamientos del resorte.

Los primeros dos puntos a ubicar son A y B. Se obtienen substrayendo de la longitudlibre las respectivas longitudes resultantes de cargar el al resorte con 100 y 200 libras. Seentiende por longitud libre la que tiene el resorte una vez extrado del rifle, y la substraccin

es necesaria pues el grfico indica desplazamientos y no longitudes absolutas.Una vez que se ubican estos puntos se puede trazar una lnea recta que los una.

Aunque en teora esta recta debera pasar por el punto cero de coordenadas, en la prcticarealmente nunca ocurre. Esto se debe a una cantidad de factores de los que no nosocuparemos aqu.

Pueden ahora ubicarse los puntos C y D. El punto C es la compresin inicial aplicada alresorte instalado en el rifle, sin amartillar, y se obtiene restando la longitud del resorte enesa condicin de su longitud libre. El punto D corresponde a la longitud del resortecomprimido al amartillar el arma. Se ubica sumando la longitud del recorrido total del pistnal valor en C. Se trazan entonces dos lneas verticales desde los puntos C y D hasta el eje

horizontal. La superficie as delimitada (eje horizontal, lneas verticales y recta original entre



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puntos A y B) representa la energa almacenada en el resorte al amartillar el resorte.



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En el ejemplo ilustrado las dimensiones eran las siguientes:

Longitud libre: 10.0Longitud con carga de 100 libras 7,9

Longitud con carga de 200 libras 5,4Longitud sin amartillar 7,5Desplazamiento del pistn 2,6

Los clculos son:

Longitud libre menos longitud con 100 libras (punto A): 10 7,9 = 2,1Longitud libre menos longitud con 200 libras (punto B): 10 5,4 = 4,6Longitud libre menos longitud sin amartillar (punto C, compresin inicial):

10 7,5 = 2,5Compresin inicial ms carrera de pistn (punto D, compresin total):

2,5 + 2,6 = 5,1

Estas cifras producen un diagrama de forma trapezoidal cuya superficie es calculable yda 436,8 libras pulgada, es decir, 2,6 x 116 lbs = 301,6 lbs pulgada para la seccinrectangular, y (2,6 x (220 116))/2 = 135,2 lbs pulgada para la seccin triangular. Sidividimos por 12 (pulgadas por pie) obtenemos la cifra ms convencional de 36,4 libras pie.

Una variacin de este sistema, que evita la necesidad de usar dos pesos cada vez, esefectuar el procedimiento descripto sobre un resorte que se conservar como resortemaestro, y para el cul se determinarn los puntos A y B de la manera ms cuidadosaposible. Para medir otro resorte se lo enhebrar extremo a extremo con el resorte maestrosobre una barra roscada. Se ajusta entonces la tuerca de un extremo hasta lograr que elresorte maestro se acorte en los valores A y B. Los acortamientos del resorte en medicin

sern entonces sus valores A y B, correspondientes a las mismas cargas usadasoriginalmente para calibrar al resorte maestro.

Vida til del resorte

La vida til de un resorte ha sido siempre fuente constante de controversias, y es elprimer componente sospechoso del deterioro de la potencia de un rifle, aunque muyprobablemente el estado del resorte sea an ms que adecuado y lo que realmente hayaocurrido es que el rifle haya quemado la mayor parte de su lubricante original y estsin combustible. En este caso lo nico necesario sera una nueva lubricacin.

Por otra parte, la vida del resorte de un rifle de competicin de baja potencia esnormalmente muy larga pues el arma trabaja en la fase popgun y poco o ningn lubricanteest disponible para combustin.

Tomemos como ejemplo de deterioro de resorte el caso de un rifle cuyo dueo lo halubricado en exceso inyectando aceite directamente en el cilindro a travs del puerto detransferencia. Despus de varios disparos durante los cuales sera expulsada gran parte delexceso de aceite, la cantidad presente en el frente del pistn alcanzar un valor crtico y elrifle comenzar a detonar. La enorme presin empujar al pistn hacia atrs y comprimir almximo al resorte, llegando en ocasiones a amartillar nuevamente al rifle, y pudiendo llegara abombar el cilindro.

Se podra argumentar que no es posible comprimir un resorte ms all de la condicin



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en que las espiras estn en contacto, no teniendo entonces que soportar una tensin mayorque la correspondiente a esa situacin. Esto no es del todo cierto, ya que hemos recibidoadvertencias de un importante fabricante en el sentido de que un resorte se puede tensionaren forma excesiva si la carga es aplicada y retirada un forma realmente muy rpida, caso en

que se producen vibraciones de muy alta energa entre las espiras.La secuencia exacta de eventos durante los que se produce esa tensin excesiva no es

fcil de seguir, y se puede estudiar mejor mediante clculos. Baste decir que a muy altasvelocidades aparecen vibraciones entre las espiras que producen que stas se tensionen enmucho mayor medida que la correspondiente a espiras simplemente juntas. Los problemascon los rifles de aire a resorte surgen por la gran proximidad de las espiras del resorte en elmomento de la compresin y en la sbita liberacin hasta su longitud completa cuando seefecta el disparo. Si la liberacin ocurriera lentamente, tal vez a la misma velocidad quecuando se amartilla el rifle, no habra problemas, pero trate de imaginar lo que le ocurre alresorte cuando el gatillo lo libera. Al principio las espiras frontales empujan al pistn haciaadelante con tal velocidad que el extremo de cola del resorte de hecho es arrastrado

llegando incluso separarse de su asiento sobre el bloque trasero, al tiempo que el pistn sedetiene sbitamente contra el colchn de aire que se forma en el frente del cilindro y rebotahacia atrs para encontrarse con las espiras que avanzan hacia adelante. La situacinentonces se revierte y cada componente terminar movindose en la direccin original, peroesto constituye una secuencia catica de hechos durante los cuales el resorte puede sufrirsobrecargas y perder parte de su longitud. Las vibraciones pueden ser tan severas quedurante una fraccin de tiempo el resorte puede llegar a perder contacto en ambosextremos. Pueden an aparecer pequeas sacudidas hacia adelante y hacia atrs antes dellegar al estado final de reposo, casi seguramente despus que el baln ya abandon elcan.

Si hay exceso de aceite en el cilindro y el rifle detona, el pistn ser despedido muy

rpidamente hacia atrs contra las espiras del resorte de la parte trasera del mismo, quevienen movindose hacia adelante. Es esta sbita y violenta inversin de la direccin demovimiento del pistn lo que perjudica al resorte. El dao que sufre por la detonacin puedeverse muy claramente en el tpico aplastamiento de las espiras del extremo trasero, y si elresorte se rompe la fractura ocurre habitualmente en esta zona. Pudimos confirmar estefenmeno pidindole a clientes nuestros a los que les habamos suministrado resortes derepuesto que nos los devolvieran si fallaban. Estos resortes tenan identificado uno de susextremos con una marca de pintura, y se les haba solicitado que los instalaran con eseextremo hacia atrs, hacia el lado del gatillo. Siempre que apareca un problema (rotura oaplastamiento) era en ese extremo.

Nosotros mismos hemos destruido muchos resortes durante nuestros experimentos, yen todos los casos la longitud se haba reducido por explosiones violentas en el cilindro. Enestos casos la presin en el frente del pistn puede elevarse a tanto como 20.000 PSIdurante un intervalo de tiempo infinitesimal. Se puede afirmar que la detonacin representala muerte de un resorte.

Muchas veces se ha dicho que dejar un rifle amartillado durante perodos largos debilitaal resorte, lo que es probablemente cierto si el resorte no es de calidad ptima, pero unresorte correctamente fabricado puede resistir la compresin slida (espiras en contacto) enforma casi indefinida sin ninguna prdida de longitud. No obstante, como precaucin deseguridad, ciertamente es recomendable no dejar nunca el arma amartillada ni un minutoms de lo estrictamente necesario.



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Hay slo una forma en que un resorte puede perder su ESC, y es acortndose, ya quela fuerza no se pierde por la edad o el uso. El estudio de la fig. 3.2 nos muestra que si elresorte tomado como ejemplo sufriera un acortamiento debido a una detonacin y fueramedido nuevamente dara en el diagrama una altura inferior de la zona encerrada por las

coordenadas C y D, movindose por lo tanto hacia la izquierda, lo que equivale a unareduccin del su rea, o dicho de otra forma, una reduccin del ESC.

Teniendo en cuenta esta peligrosa reduccin de la longitud de un resorte nuevo debidaa posibles excesos de lubricacin luego de rearmar un rifle recin reparado, se ha sugeridoque se debera reusar inicialmente el resorte viejo, y recin instalar el nuevo despus dehacer una cantidad de disparos suficiente para que la velocidad se estabilice, seal de que seha quemado cualquier exceso de lubricante. Entonces, sin modificar la lubricacin, se instalael resorte nuevo. Tampoco es mala idea anotar la longitud inicial del resorte nuevo parafuturas verificaciones.

Con mucha frecuencia al sacar el resorte del arma se encuentra que est torcido, como

una banana. Aunque esto resulta desagradable a la vista no va en detrimento de la ESCaunque probablemente incremente el tpico ruido de disparo conocido como twang. Buenaparte de este irritante sonido se puede eliminar usando una funda plstica delgada calzadaalrededor del resorte al introducirlo en el pistn, teniendo cuidado de dejar cierta holguraque permita aceptar el incremento del dimetro del resorte cuando se comprime. Comoalternativa se puede reducir el twang mediante una gua de plstico por dentro del resorte envez de la gua de acero habitual. La mayora de los fabricantes ingleses colocan actualmenteeste tipo de gua en rifles y pistolas debido a la demanda de armas ms silenciosas.

Dado que el extremo del resorte gira ligeramente (se desenrosca) al ser comprimido yse vuelve a enroscar en igual medida al expandirse se ha sugerido que esto debera preversemediante la instalacin de un buje antifriccin en un extremo en la creencia de que esta

mejora aumentara la eficacia del sistema. En nuestra opinin esto no tiene mucho sentidoya que como hemos explicado anteriormente hay un momento durante el disparo en que elresorte est o bien completamente apoyado contra el tope trasero o con muy poco contacto,incluso separado. Como dato histrico interesante, algunos rifles antiguos usaban dos mediosresortes bobinados en direcciones opuestas, apoyados entre s con una arandela intercalada,lo que compensaba sus respectivos giros.

La potencia ptima requerida para un rifle depende de muchos factores, y siempre serun compromiso cuya eleccin depender del uso que se dar al arma. Un resorte de bajapotencia tiene la ventaja de un bajo retroceso y una alta uniformidad en la velocidad deldisparo, y de estas caractersticas resulta una buena precisin. En el otro extremo, si el rifle

se usa para hacer disparos a larga distancia, tal vez para tiro deportivo, entonces ser buenotener gran energa inicial y sacrificar algo de precisin. Esto no es sin embargo el final de lahistoria, pues el diseo de un rifle es siempre un compromiso entre factores opuestos, y sloalgunos dependen del resorte.

Al comenzar nuestras investigaciones tomamos por cierto lo que pareca ser el punto devista del sentido comn: el desempeo del rifle depende de la potencia del resorte y de nadams. Desde entonces llegamos a la conclusin de que el resorte es slo uno de los factoresque contribuyen al xito de un rifle, y tuvimos entre manos muchas armas que entregabanpotencias adecuadas sin necesidad de resortes enormes. Es justo decir que si todas laspartes trabajan en armona el arma no requerir una energa inicial muy alta. El problemareside en entender todos esos factores y ponerlos a trabajar armnicamente en la direccin

correcta.



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Supongamos que se saca el resorte de un arma de historia desconocida para evaluarsu estado. La inspeccin visual revelar inmediatamente si ha colapsado parcialmente puesse vern algunas espiras ms juntas en un extremo del resorte que en el otro. Esto suele ir

acompaado de deformacin que resulta en un resorte visiblemente torcido. En la medida enque haya acortamiento habr disminucin de la ESC, como vimos antes, y esto esimportante al evaluar al resorte. La experiencia es el mejor juez para determinar si unresorte que se ha usado durante un tiempo ha perdido algo de su longitud original. Losiguiente puede tomarse como una gua aproximada: la mayor parte de los resortes nuevostiene una separacin entre espiras de entre una y una y media veces el dimetro delalambre, pero si el alambre es ms fino de lo normal la separacin estar ms prxima a dosveces el dimetro. La compresin inicial suele estar en el orden de las dos pulgadas, y esimportante verificar que en la condicin de amartillado, las espiras estn casi en contacto,para obtener as la mxima energa posible de ese resorte.

Hay una pregunta habitual a contestar cuando se supone que el resorte que tenemos

no es el adecuado: Se podr colocar un resorte ms potente? En la mayora de los casos larespuesta es NO. Obviamente, si el original perdi longitud, o no corresponde a ese rifle,entonces un reemplazo por el modelo correcto dar ms potencia. Un resorte ms potentedebe ser o ms largo o estar fabricado con alambre ms grueso, de manera queprobablemente no quepa dentro del pistn sobre la gua. Si es ms largo sus espirasprobablemente se junten antes de amartillarse por completo y deberan eliminarse algunasvueltas, con lo que se pierde el beneficio.

Otros tipos de resortes

Hay varios rifles en el mercado que emplean dos pistones, y por lo tanto dos resortes,enfrentados entre s desde extremos opuestos del cilindro, que se mueven juntos para

conducir el aire a la recmara que est cerca del centro de la longitud del cilindro. Elprincipal propsito de esto es la eliminacin del retroceso y no el incremento de la energainicial.

Otro sistema con el que se puede almacenar energa es comprimiendo aire en vez deun resorte fig. 3.3. La firma Theoben usa este sistema en sus armas impulsadas porgas ram. Cuando se amartilla el rifle se comprime aire u otro gas adecuado dentro de uncilindro sellado. El cilindro es en este caso el mismo pistn, que es forzado hacia atrs contraotro pistn fijo y hueco, con juntas que aseguran la hermeticidad del conjunto.

En la fig. 3.3 se muestra al pistn a mitad de camino de su recorrido al moverse haciaatrs. Esto produce la entrada de aire a la cavidad A de igual forma que con un resorte,mientras simultneamente una cantidad fija de aire u otro gas se comprime en el espacio Bdesde dentro del pistn C. El sello D impide que este gas salga del sistema, que fue cargado

originalmente a su presin inicial de trabajo a travs de una vlvula ubicada en E. Esta carga



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inicial debera durar indefinidamente.

En todo aspecto el rifle es convencional en cuanto a la forma de amartillarse y la cargadel proyectil, a menos que se sepa que no hay un resorte, lo cul resulta adems en

disminucin del ruido y las vibraciones (no hay twang). Por supuesto, el mismo aire o gasse utiliza una y otra vez, no se debe reponer despus de cada disparo. Aunque el trminogas ram puede no sonar muy familiar, se trata de un dispositivo realmente muy comn. Losautomviles modernos los usan para levantar el portn trasero, el capot o la tapa del bal enel momento de abrirlos. Se ven como largos cilindros de los que emerge una varilla metlicaaltamente pulida que mueve un pistn interno que comprime gas al cerrar la abertura. Elaire, o un gas inerte como nitrgeno, est permanentemente bajo gran presin,especialmente en la condicin de cerrado por lo que estos elementos deben tratarsesiempre con mucho cuidado y no intentar desarmarlos.

Los rifles Theoben sacan mucha ventaja del empleo de gas ram en vez de resorte,principalmente porque nunca pierden su potencia, que en algunos casos se puede regular

modificando la presin inicial del cilindro del gas ram por medio de una bomba especial. Noexisten ni el twang ni las vibraciones tpicas de los resortes. Adems, si por una inadecuadalubricacin del cilindro principal se pasara a funcionamiento en modo detonacin, lasexplosiones no tendrn el inmediato efecto devastador que tienen en los resortes. Noobstante, el uso indebido prolongado inevitablemente traer malas consecuencias.



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Captulo 4 El cilindro

EL CILINDRO

El cilindro de un rifle de aire a resorte no es slo el alojamiento para el pistn y sufuerza impulsora, sino tambin el sostn estructural de todo el resto. El gatillo, la recmara,

el can, la mira, y hasta la culata, todos usan al cilindro como punto de anclaje, por lo quesu fortaleza y rigidez son cruciales para el xito del rifle. El simple hecho de que un malajuste de los tornillos de fijacin de la culata hace que el rifle no sea preciso indica laimportancia de la rigidez del tubo. Se construye en forma casi universal con acero, siendo laexcepcin ms conocida el Webley Eclipse. Webley dio este paso revolucionario en 1987 parareducir el peso del nuevo diseo por debajo de los modelos de la competencia. El diseoresult evidentemente exitoso pues despus de diez aos est todava en produccin. BSAsigui recientemente el ejemplo usando aluminio extruido en el cuerpo y cilindro de supistola 240 Magnum.

Cualquiera sea el material empleado para el cilindro, las paredes deben ser losuficientemente fuertes para resistir las enormes presiones internas que se generan en caso

de producirse detonacin. Esas detonaciones someten al material del cilindro en la partefrente al pistn a una tensin colosal y hemos visto varios casos de cilindros visiblementedeformados por tales sucesos.

Aparte de ser el soporte fsico del rifle, el cilindro constituye obviamente el fundamentotcnico del funcionamiento del arma. Los rifles a resorte antiguos, comunes en galeras detiro en USA tenan cilindros de gran dimetro con recorridos de pistn relativamente cortos.Estaban accionados por dos resortes cnicos fabricados con alambre de seccin plana,montados en el cilindro con sus vrtices en oposicin. Aunque los resortes eran muy duros,la energa que se obtena de estos rifles era baja en comparacin a los rifles modernos,probablemente debido a que la corta carrera no permita al pistn ganar velocidad.

La tendencia actual es tener dimetros internos de cilindro chicos y permitir recorridoslargos del pistn. La relacin de dimetro a recorrido creci en forma sostenida a lo largo delos aos, siendo ahora, por ejemplo, 1 a 3,7 en el caso del Webley Patriot (1 3/16 x 4 3/8).Cuanto mayor es esta relacin mejor es la eficiencia del conjunto, asumiendo que se utilice elresorte adecuado. Hay un lmite inevitable para esta relacin. Obviamente si el dimetro delcilindro es muy pequeo tambin lo ser la energa obtenible a menos que el recorrido sehaga desproporcionadamente largo. La energa a la salida de este rifle estara no slorestringida por el limitado volumen interno desplazado, sino tambin por la dificultad defabricar un resorte de gran ESC que adems quepa dentro del pistn. Aunque tal rifle nosera potente, su eficiencia en trminos de energa de entrada/salida sera alta.

Armamos un experimento bastante elaborado para obtener informacin sobre lainteraccin de los factores dimetro interno, recorrido del pistn y energa del resorte. Entodo experimento se apunta a variar un factor por vez, y en este caso optamos por elrecorrido de pistn. No obstante no fue posible mantener constante la energa de entradapara todas las carreras de pistn, a pesar de usar varios resortes distintos y un buen nmerode arandelas. Variar la longitud del recorrido de un pistn de 30mm de dimetro no fuedifcil: cortamos su barra por la mitad y la juntamos mediante una varilla roscada a piezas dedistintas longitudes fig. 4.1.



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En parte del experimento pudimos mantener constante la energa de entrada en unvalor de 15 Ft. lbs, y usando proyectiles calibre .22 de 12 grains obtuvimos lo siguiente:

CARRERA RELACION VOLUMEN BARRIDO SALIDA EFICIENCIAmm dim/carrera cm3 Ft. lbs. porcentaje24 1:0,8 17,0 2,1 14,0%30 1:1,0 21,2 3,1 20,6%

36 1:1,2 25,5 4,5 30,0%42 1:1,4 29,7 4,8 32,0%48 1:1,6 34,0 3,5 23,5%54 1:1,8 38,2 3,4 22,6%60 1:2,0 42,4 2,0 13,3%

Un punto interesante aqu es que cuando la relacin dimetro/carrera fue 1:1,4(42 mm), el rifle dio la mejor salida con el resorte de 15 Ft. lbs. Hacia ambos lados de estarelacin la potencia disminuye, lo que demuestra claramente que hay una relacin ptimapara una potencia de resorte dada. Se debe remarcar que distintos individuos (rifles) de unamarca y modelo pueden presentar variaciones en su valor ptimo de potencia de entrada,probablemente debido a mltiples factores, mucho de ellos pequeos, pero que en conjuntoafectan las caractersticas del rifle.

Un examen ulterior de todas las cifras obtenidas en el experimento, durante el cul seefectuaron ms de mil disparos, muestra que siempre son ms eficientes las relacionesdimetro/carrera grandes que las pequeas. Tambin, que en todos los casos para unarelacin dimetro/carrera hay una potencia de resorte ptima, y que incrementando esapotencia se obtiene una disminucin de la energa de salida.

Inevitablemente la presencia de material combustible frente al pistn tiende amagnificar las cifras de eficiencia, especialmente cuando se dan altas relacionesdimetro/carrera conjuntamente con altas energas de resorte. Se hicieron arduos esfuerzos

para eliminar ese aporte extra de energa debido a la combustin, pero sabemos que eso es



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casi imposible sin recurrir a una atmsfera de gas inerte.

Las dimensiones del cilindro controlan la relacin de compresin del rifle, esto es lamagnitud en que se comprime el aire durante el disparo. Es una cifra algo terica pero da

una buena idea acerca de las probables cifras de eficiencia. La relacin de compresin, entrminos de rifles de aire es la relacin entre el volumen de aire barrido por el pistn en surecorrido y el volumen en el puerto de transferencia ms el de cualquier irregularidad en lacabeza del pistn ms el volumen interior del proyectil. Por ejemplo, supongamos que lasuma de estos pequeos volmenes mencionados es 1 cm3 y el volumen barrido por el pistnes de 200 cm3. La relacin sera entonces doscientos a uno.

Ms correctamente, en particular cuando se habla de motores de combustin interna, larelacin de compresin es el volumen total, es decir el volumen dentro del cilindro cuandoel pistn esta en su punto muerto inferior, dividido por el volumen frente al pistn cuandoest en el punto muerto superior. En el caso de los rifles esta relacin es tan alta que no secomete prcticamente ningn error al ignorar el pequeo volumen en condicin de no

amartillado al evaluar el volumen total, es decir, considerando slo el volumen barrido por elpistn.

La relacin de compresin de los rifles aument a travs de los aos debido a quedecreci la longitud del puerto de transferencia, llegando en algunos casos a desaparecer, loque produce valores que pueden exceder 1000:1. Dijimos antes que se trata de una cifraterica, pues en la mayora de los casos el baln comienza a moverse antes de que el pistnllegue al extremo de su recorrido y entonces la relacin cae desde ese momento y no puedealcanzar el mximo terico. Recordemos tambin que en algn punto del avance del pistnsu movimiento se invierte momentneamente por la influencia del aire comprimido frente asu cabeza.

Las fallas en los rifles por causa del cilindro son poco comunes, aunque a veces hayfiltraciones de aire. Los cilindros se hacen con tubo cuyo extremo frontal se sostiene en sulugar mediante rosca, soldadura (fusin de las partes y del material de aporte) o brazing(soldadura por fusin de material de aporte de menor punto de fusin que las partes asoldar). Hubo casos de prdidas de aire a travs de los surcos preparados para el flujo dematerial en casos de brazing, y no obturados completamente por el material de aporte. Estetipo de prdida es extremadamente difcil de localizar, no siendo mediante colocacin de unapequea cantidad de aceite en el interior del cilindro, y calentando entonces el extremo paraque el aire en el interior de la falla se expanda y produzca un nfimo flujo de burbujasvisibles en el aceite. En general una fina capa de soldadura en el exterior de toda la zonasoluciona el problema. En algunos pocos casos ha ocurrido que las perforaciones para los

tornillos de fijacin de la culata han sido muy profundas llegando as a penetrar el cilindro oel puerto de transferencia.

Muchos de los agujeros o ranuras en las paredes del cilindro tienen bordes afiladosresultantes del proceso de maquinado original. En algunos casos estos bordes se han vueltoan ms afilados o prominentes por las continuas maniobras de amartillado y disparo delrifle. Este tipo de obstrucciones se debe eliminar con limas finas antes de cualquier intentode deslizar un nuevo pistn y sello en el cilindro, o de lo contrario resultar daado el bordedel sello en la cabeza del pistn 2.

2 N. del T. Padec exactamente este problema con un rifle de mi propiedad. Haciendo las correccionesindicadas el problema desapareci.



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Un aspecto importantsimo del cilindro es la terminacin de su superficie interior. Laseccin del cilindro en contacto con la cabeza del pistn es tal vez el rea ms crucial detodo el rifle en cuanto a desempeo se refiere. En trminos generales hay dos clases determinacin: rugosa y suave. La eleccin depende del uso para el que se disea un rifle. Si

se trata de un arma para competicin, en la que la uniformidad es de importancia principal,no as la velocidad, entonces el cilindro debe estar pulido al mximo para que la cabeza delpistn pueda barrer hacia atrs cualquier resto de lubricante durante el proceso deamartillado. Esto asegura que no haya lubricante frente al pistn que pueda quemarse yagregar energa extra al disparo, en otras palabras, se asegura el funcionamiento en modopopgun.

Alternativamente, si el rifle es para uso en el campo o en caza deportiva, la potencia esde importancia principal, y entonces una superficie ms rugosa atrapar aceite en sus surcoscuando el pistn se lleva hacia atrs. Este aceite ser luego arrastrado hacia adelante en eldisparo y quemado por el calor de la compresin definiendo claramente su funcionamientoen el modo de combustin. Se asume que en ambos caso el pistn tiene sellos plsticos

modernos montados en la cabeza para cumplir con estos propsitos.

En el caso de una cabeza de cuero la situacin es algo diferente porque ste tiende adejar limpia cualquier superficie, sea esta suave o rugosa. El cuero acta como una mechaque absorbe el aceite y lo esparce nuevamente cuando est bajo compresin. En estasituacin el acabado de la pared del cilindro no es tan importante, ya que sea sta suave orugosa el cuero absorber y distribuir el aceite haciendo que la velocidad sea ms errticaque al usar sellos plsticos.



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Captulo 5 El pistn

EL PISTN

Cuando se piensa en un pistn se visualiza inmediatamente algo parecido a un tapnque se desliza dentro de un cilindro y produce un cierre hermtico con la pared interna. Por

cierto esta parece la definicin de diccionario, pero como todo en la materia que nos ocupahay inevitables sis y peros.

El pistn de un rifle de aire moderno cumple con varios fines ya que es el montaje parael sello de la cabeza, contiene y gua al resorte, y provee masa para transportar la energacintica resultante de la liberacin del resorte.

Refirindonos al ltimo punto, hemos analizado con algn detalle el efecto de alterar elpeso del pistn agregndole dentro pesos de plomo llegando hasta a duplicar su pesooriginal. Los resultados nos sorprendieron pues esperbamos un gran cambio en la velocidadde salida del proyectil, en ms o en menos (no estbamos seguros del signo del cambio). Encambio hubo slo una pequea reduccin de velocidad, pero el rifle se torn muy

desagradable de disparar por la aparicin de sacudidas muy pronunciadas.

Dentro de los lmites impuestos por las dimensiones y los materiales empleados lamasa del pistn no se puede modificar demasiado. Para comprender mejor la situacinusemos la imaginacin y supongamos un pistn realmente pesado. Al disparar seraacelerado hacia adelante lentamente y producira un retroceso mayor que el normal pues almismo tiempo que el resorte empuja al pistn hacia adelante tambin empuja al rifle haciaatrs. No hay que olvidar que el pistn y el resorte constituyen un subsistema dentro delrifle, y que no est vinculado rgidamente al mismo. Cuando el pistn llega al extremo de surecorrido habr ganado considerable energa e impartir un empuje hacia adelante alcomprimir violentamente el aire que queda frente al cilindro. El resultado, aun con un pistnnormal, es un profundo efecto de sacudida o latigazo que en su forma ms severa puededaar una mira telescpica, o al menos, desplazarla hacia atrs en su montaje. Un pistnms liviano que lo habitual producira mucho menos retroceso pero resulta de difcil ycostosa fabricacin, y en ningn caso es posible alivianar el resorte, que tambin esresponsable de parte del problema por su propia masa. Cualquiera sea el peso del pistn, laenerga en el sistema es siempre la misma, es decir, la almacenada en el resorte al amartillarel arma.

Si el pistn es pesado recibe la energa del resorte ms lentamente y hace al rifleincontrolable al disparar. Si es liviano acelera ms rpidamente y produce una sacudidamenor. Al llegar al extremo del cilindro un pistn pesado es ms difcil de detener que unoliviano, y aunque existe un colchn de aire entre la cabeza del pistn y el fin del cilindro, el

efecto del peso del pistn no es todava muy claro.

En fig. 5.1 se muestra el diagrama tpico del recorrido del pistn en funcin del tiempo.Se puede ver que la velocidad es aproximadamente constante despus de la aceleracininicial hasta casi llegar al extremo, dnde se desacelera en forma abrupta y se detiene uninstante a 0,1 pulgada del extremo. Desde esta posicin rebota hasta 0,5 pulgada del fin delcilindro, y entonces avanza nuevamente hasta apoyarse en el extremo.

Si no hubiera proyectil en la recmara el pistn proseguira a la misma velocidad hasta

estrellarse contra el extremo del cilindro, no hacindole ningn bien a nada. Si por elcontrario, el can estuviera completamente bloqueado sin permitir escape alguno de aire, elpistn habra rebotado mucho ms que pulgada, y finalmente habra terminado

apoyndose lentamente en el extremo.



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Captulo 5 El pistn

La razn por la que el pistn rebota es porque en ese instante la presin presente en elfrente es mxima; el aire no puede transferir su energa en forma instantnea al baln, querequiere tiempo para acelerar en el can. Por eso el aire fuertemente comprimido fuerza alpistn hacia atrs hasta que el empuje hacia adelante del resorte iguala al empuje haciaatrs del aire. Por supuesto, durante este movimiento de retroceso del pistn el proyectil yainici su carrera por el can, y entonces el pistn nuevamente va hacia adelante y completa

su recorrido.

Si fuera posible retener al pistn para evitar su movimiento hacia atrs, esta expansindel aire se evitara y se podra transferir ms energa al proyectil. En vista de la gran cadade presin que se produce durante el movimiento hacia atrs nos abocamos a la tarea deencontrar la forma de evitarla. Pensamos muchas soluciones novedosas e insumimosinnumerables horas tratando de sostener firmemente al pistn para que no retroceda. Estoes relativamente fcil cuando se opera un eventual prototipo de mecanismo en formamanual, es decir lentamente, pero en cuanto los hechos ocurren a la velocidad real aparecenlos problemas. El pistn est slo un instante en la posicin de mxima presin, antes deretroceder, por lo que el dispositivo debera reaccionar en forma instantnea, y adems

soportar el enorme empuje resultante, equivalente a la presin mxima multiplicada por lasuperficie del pistn. En nuestro caso el valor estaba por encima de las 1000 lbs (casi mediatonelada) 3.

En la fig. 5.2 se ve un esquema de nuestro intento final. La barra central se puedemover libremente hacia adelante, pero en cuanto intente retroceder las esferas de acero labloquean dentro de la cavidad cnica, impidiendo cualquier retroceso ulterior. Cuando seamartilla el rifle, se empujan las esferas hacia adelante para que no toquen la superficiecnica, mediante un manguito que se debe mover antes de preparar cada disparo. Todas laspartes se construyeron con acero de herramientas endurecido y pulido. Sin embargo, a pesar

3 N. del T. En realidad la fuerza hacia atrs debera ser la diferencia entre la mencionada y la que ejerce elresorte hacia adelante en ese punto de su elongacin.



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Captulo 5 El pistn

de nuestro empeo, despus de disparar todas las partes se deformaron y el conjunto sedesprendi del rifle.

Decidimos entonces que el diseo no era viable pues las fuerzas involucradas eransuperiores a lo que se poda resistir. Si se pudiera construir un rifle con un dispositivo debloqueo de retorno de pistn, suponemos que tendra un significativo incremento en lavelocidad de salida. Es lamentable que esto sea aun un punto de debate que no pudimosresolver experimentalmente.

Theoben compens parcialmente los efectos del rebote del pistn colocando un pistninercial en el interior de sus rifles con gas ram (fig. 3.3). Este ingenioso dispositivo es deforma similar a un carrete de hilo, pero el orificio a travs del centro es mucho ms chico yest provisto de O'rings en sus extremos, en vez de los resaltes de un carrete. Estos anillosaseguran que en condiciones normales el pistn interno no se mueva cuando el rifle setransporta o se apunta hacia arriba o hacia abajo.

Al amartillar el rifle el pistn se desplaza hacia el frente del pistn. Cuando al dispararel pistn principal comienza su movimiento hacia adelante, el pistn interno, por su peso,tiende a deslizarse hacia atrs dentro del pistn principal, es decir, no acelera al mismoritmo. Cuando el pistn externo llega al punto de rebote, se detiene y comienza a retroceder,el pistn interno alcanza al externo, y este golpe extra asestado al pistn principal producevarios beneficios como incrementar la eficiencia general al disminuir en parte el rebote delpistn principal, y permitir que ste pueda ser ms liviano, lo que reduce la sacudida delarma.

El otro elemento importante en este sistema es el pequeo orificio perforado a travsdel centro del pistn inercial, que permite al aire pasar de una forma controlada de un lado alotro. El tamao de esta perforacin es crucial para el correcto funcionamiento del sistema

que, aunque parece simple, y realmente lo es desde el punto de vista constructivo, requiereuna muy cuidadosa relacin entre masa, velocidad, flujo central de aire y friccin. Si uno solode estos factores no es el correcto, en vez de mejorar el rendimiento se obtiene todo loopuesto.

Hay dos diseos bsicos de pistn: uno tiene una barra central a lo largo de toda laextensin del pistn y termina en una ranura o gancho en el cual engancha el fiador delgatillo al amartillar el rifle; el otro tipo de pistn no tiene barra central y la ranura se cortadirectamente en la parte final de la pollera del pistn. No hay ventaja tcnica entre uno uotro sistema, quedando la eleccin a cargo del diseador segn el estilo y posicin delmecanismo de disparo.

La pollera del pistn resulta fuertemente presionada contra la parte superior del cilindro



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Captulo 5 El pistn

por el mecanismo de amartillado a medida que el pistn es desplazado hasta su posicin deenganche con el gatillo. Este movimiento bajo presin a menudo raya tanto a la pollera delpistn como a la parte superior del cilindro, especialmente si se descuida la lubricacin. Losproblemas asociados con el frotamiento de dos superficies de acero como son el pistn y el

cilindro se pueden eliminar enfundando el extremo del pistn con nylon o un metal blandocomo el bronce, aunque esta es una solucin que generalmente encara el dueo del rifle y noel fabricante.

Un pistn debe poder moverse a enorme velocidad cuando se dispara, y por lo tanto, lafriccin o cualquier otro factor que tienda a impedir el movimiento debe ser reducido o, en loposible, eliminado. La grasa o el aceite, entre dos superficies juntas que se mueven entre stender a frenarlas debido al arrastre producido por la viscosidad, que ser mayor cuantomayor sea sta. Este arrastre se puede reducir disminuyendo la superficie de contacto. Espor esa razn que la porcin central de la pollera del pistn debera estar siempremecanizada a un dimetro inferior que el de los extremos que lo guan a travs del cilindro.Esta reduccin del dimetro no slo reduce el rea de contacto con el cilindro sino que

adems provee un reservorio para grasa que se mover lentamente hacia adelante cada vezque se efecte un disparo.

El lento movimiento hacia adelante impartido a la grasa se debe al rebote del pistn,parcialmente contrarrestado por un desplazamiento hacia atrs en el momento del inicio dela carrera del pistn. El resultado neto es una lenta acumulacin de grasa detrs de lacabeza del pistn que forma un collar desde el cul pequeas cantidades pasarn al frentedel pistn si el rifle se dise para funcionar en modo combustin, contribuyendo al aporteextra de energa al disparo.



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Captulo 6 La cabeza de pistn

LA CABEZA DE PISTN

Hemos dedicado un captulo completo a la cabeza de pistn ya que todos nuestrosexperimentos demostraron que aunque es una parte pequea es el componente ms

importante de un rifle a resorte, y tiene una influencia en el rendimiento mayor que la quesuponen los usuarios. La cabeza no slo controla la fase en la que opera el rifle sino tambinla uniformidad entre disparo y disparo. En el pasado, lo que denominamos cabeza de pistnse llamaba arandela de pist

The Airgun,From de Target at the Trigger ESP.

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