AR-15 και Μήκος Κάνης για την Πρακτική Σκοποβολή

Στο άρθρο αυτό θα προσεγγίσουμε το σωστό μήκος κάνης για τα τυφέκια AR-15 που άρχισαν να εμφανίζονται στα Ελληνικά σκοπευτήρια.Με έκπληξη είδα σκοπευτές να αγοράζουν "κοντά" AR-15, όταν δεν υπάρχει κανένας πρακτικός λόγος για αυτό. Το αντίθετο μάλιστα.

Η πραγματικότητα είναι ότι το μήκος κάννης σε όλες τις παραλλαγές του AR-15, έχει πολλά να κάνει με την αξιόπιστη λειτουργία του τυφεκίου, αλλά και με την μακροζωία του (κάτι σημαντικό για τον Έλληνα σκοπευτή που δεν έχει τους πόρους και την οικονομική ευχέρεια του Αμερικανού).

Πριν όμως αναφερθούμε στα εν δυνάμει προβλήματα των κοντών κανών, θα πρέπει να εξηγήσουμε τον τρόπο λειτουργίας του AR-15.

Ο Τρόπος Λειτουργίας του AR-15

Ο Eugene Stoner και η ομάδα του είχαν την έμπνευση να χρησιμοποιήσουν τα αέρια της καύσης της πυρίτιδας, όχι για να κινήσουν ένα πιστόνι, αλλά το ίδιο το κλείστρο απευθείας!

Πιο αναλυτικά: 

·        Σε κάποια απόσταση από το στόμιο της κάνης τα αέρια βρίσκουν μια οπή που τα οδηγεί σε ένα σωληνάκι.

·        Αυτό με την σειρά του, καταλήγει σε ένα στόμιο στον φορέα του κλείστρου.

·        Έτσι τα αέρια οδηγούνται μέσα σε μία θαλάμη που μέσα την φωλιάζει το πίσω μέρος του ίδιου του κλείστρου.

·        Τα αέρια εκτονώνονται και σπρώχνουν τον φορέα προς τα πίσω και στιγμιαία κρατούν και το κλείστρο προς τα εμπρός.

·        Ο φορές του κλείστρου κινείται προς τα πίσω, και καθώς ενώνεται με το ίδιο το κλείστρο με ένα πείρο τελικά το απεμπλέκει, και κινούνται προς τα πίσω.

·        Στο σύστημα του κλείστρου όμως επενεργεί η δύναμη του επανατατικού ελατηρίου που το επιβραδύνει.

 

Πηγή: How Does the Bolt Carrier Group Work Within the AR-15 System?

Μια ακόμα ιδιαιτερότητα του AR-15, είναι ότι μεταξύ ελατηρίου και κλείστρου παρεμβάλλεται και ένα αντίβαρο (Buffer), που ρόλος του είναι να αυξήσει την αδράνεια του συστήματος και να καθυστερήσει/περιορίσει την ορμή κίνησης προς τα πίσω. (1)

ΑΛΛΑ

Η σημασία του Χρονισμού στο Σύστημα Λειτουργίας του AR-15

Το σύστημα αυτό λειτουργεί υπό μια προϋπόθεση.
Να έχουν πέσει οι πιέσεις στη θαλάμη του όπλου αρκετά, ώστε η δύναμη που ασκεί το κλείστρο όταν κινείται προς τα πίσω να είναι αρκετή να τραβήξει τον κάλυκα από την θαλάμη.

Και αυτό γίνεται γιατί παράλληλα με τον κύκλο λειτουργιας του όπλου συμβαίνουν και άλλα πράγματα.
Με την πυροδότηση η καύση της πυρίτιδας δημιουργεί υψηλέ πιέσεις μέσα στον κάλυκα και στη θαλάμη που τον συγκρατεί.
Ο κάλυκας -σαν ελατό μέταλλο που είναι- διαστέλλεται και σφηνώνει ισχυρά στα τοιχώματα της θαλάμης, παίρνοντας όλα τα "μπόσικα".
Όσο η σφαίρα ταξιδεύει, οι πιέσεις αρχίσουν να πέφτουν, και ο κάλυκας να ανακουφίζεται και να επανέρχεται τις αρχικές του διαστάσεις.

ΤΟΤΕ είναι που το κλείστρο θα πρέπει να αρχίσει να τραβά τον κάλυκα προς τα πίσω, και ΟΧΙ νωρίτερα.

(Κάπου εδώ βρίσκεται και η εξήγηση για την δυσλειτουργία των Μ-16 στο Βιετνάμ και των Μ4 Carbine στο Ιράκ, αλλά σε αυτά θα αναφερθούμε στο τέλος του άρθρου.(2)

Διαβάζοντας τα παραπάνω πιστεύω να καταλάβατε ότι ο χρονισμός του όπλο είναι κρίσιμος για την σωστή λειτουργία του. Επίσης ίσως να προσέξατε ότι τα κινητά μέρη του όπλου είναι ελεύθερα να κινηθούν υπό την πίεση των αεριών και μόνο. Δηλαδή δεν παρεμβάλλεται κάποιος μοχλός, όπως ένα πιστόνι κτλ.

Με όρους καθημερινής εμπειρίας η μηχανισμός του AR-15 είναι σαν να προσπαθούμε να λειτουργήσουμε έναν κινητήρα αυτοκινήτου χωρίς μπιέλες ή καδένα. Αλλά προσπαθούμε να κινήσουμε της βαλβίδες με την πίεση των αεριών της εξάτμισης (πχ να ανοίξουμε της βαλβίδες εισαγωγής με υποπίεση μέσω ενός συστήματος Ventouri).
Πολλά δεν μπορούν να πάνε στραβά έτσι?

Η Επίδραση του Μήκος της Κάνης

Το AR-15 (και Μ-16 μετέπειτα) σχεδιάστηκε αρχικά με κάννη 20 ιντσών και την οπή διαφυγής αερίων 4 ίντσες (10 εκατοστά) πριν το στόμιο της.
Από όλες τις παραλλαγές του AR-15 αυτή και είναι με την μακρύτερη διαδρομή αερίων.

Στην συνέχεια εμφανίστηκαν εκδόσεις αραβίδας από την Colt με μήκη κάνης 14,5 και 10,5 ίντσας.

Και έτσι άρχισαν να μπερδεύονται τα πράγματα.

Γιατί με το που φεύγει από την κάνη η σφαίρα πέφτουν και απότομα οι πιέσεις, μια που κυριολεκτικά την ξεταπώνει. Άρα η οπή διαφυγής των αερίων θα πρέπει πάντα να έχει μια απόστασης από το άκρο.

Δηλαδή χρειαζόμαστε μια διαδρομή σφαίρας από την οπή διαφυγής των αερίων μέχρι το στόμιο της κάνης, ώστε να τροφοδοτούμε με πίεση αερίων των μηχανισμό λειτουργιάς.
Με αυτό τον τρόπο καθορίζεται ο χρόνος από την πυροδότηση μέχρι το άνοιγμα του κλείστρου και ονομάζεται Dwell Time.

Πηγή: Mid-Length vs Carbine Gas Systems in AR-Pattern Rifles

Δυστυχώς όσο κονταίνουμε την κάννη και πλησιάζουμε την οπή διαφυγής των αερίων προς την θαλάμη, τόσο και μεγαλύτερες πιέσεις θα συναπαντήσουμε, και πιο σύντομα.
Έτσι αρχίσουμε να κινούμε το κλείστρο όλο και νωρίτερα και με μεγαλύτερη βία προς τα πίσω.
Κάποια στιγμή μάλιστα ίσως να προσπαθούμε να τραβήξουμε βίαια το κάλυκα πριν ο ίδιος αποσυμπιεστεί.

Μήκος Διαδρομής του Συστήματος Αερίων (Gas Length)

Τα πράγματα είναι λίγο καλύτερα με τα Mid-Length συστήματα αερίων. Στην περίπτωση αυτή τα εμπορικά AR-15, πρέπει να έχουν τουλάχιστον 16 ίντσες μήκος κάνης στην Αμερική. Αυτό έφερε την οπή διαφυγής 4 ίντσες πιο πίσω, σε μια ενδιάμεση θέση μεταξύ της θέσης στο AR-15/Μ-16 και το Μ4.

Αναμενόμενο είναι το φαινόμενο να μετριάζεται σε αποδεκτά επίπεδα, και από καλή τύχη να δημιουργηθεί ένας βολικός συνδυασμός μήκος κάνης (40 εκατοστά) και πιέσεων λειτουργίας .

Τα Τρία Τυπικά Μήκη Αερίων στα AR-15. Rifle, Mid-Length & Carbine

 

Και μια πιο αναλυτική ματιά στα μήκη αερίων και το μήκος κάννης ΜΕΤΑ την οπή διαφυγής των αερίων (με προσθήκη και της περίπτωσης των AR-15 σε έκδοση πιστολιού).

Ίσως να αξίζει να ρίξουμε μια ματιά και στα παρακάτω διάγραμμα πιέσεων.

Πηγή: How the AR-15 Direct Impingement Gas System Works

Παρατηρούμε λοιπόν ότι η πίεση στο σύστημα του Μ4 είναι 70% μεγαλύτερη του Μ-16, ενώ του mid-length μόνο 35% μεγαλύτερη.

Ενώ σύμφωνα με το παρακάτω διάγραμμα, η στιγμή της μέγιστης πίεσης στην οπή διαφυγής αερίων -που καθορίζει και τον χρόνο έναρξης του κύκλου λειτουργίας-  για το Μ4 έρχεται σχεδόν 30% νωρίτερα από το Μ-16.

Η Πρακτική Σημασία Όλων Αυτών

Η αυξημένες πιέσεις λειτουργίας και η συντόμευση του χρόνου κύκλου λειτουργίας του όπλου (αύξηση της ταχυβολίας) έχει τις εξής δυσμενείς επιπτώσεις.

1. Καταπόνηση του τυφεκίου. Ιδίως του εξολκέα, του ελατηρίου του και του ίδιου του κλείστρου (Ο Αμερικανικός στρατός υπολόγισε ένα μέσο όρο ζωής τις 12000 σφαίρες, αλλά αυτό για τα στρατιωτικών προδιαγραφών. Στην αγορά υπάρχουν και καλυτέρα, αλλά ΚΑΙ υποδεέστερα)

2. Αύξηση της πολυπλοκότητας "στησίματος/βελτιώσεων" του τυφεκίου, καθώς η μάζα του αντίβαρου πρέπει να ταιριάζει στο βάρος του τυφεκίου και στην ταχύτητα κίνησης του κλείστρου.

3. Μεγαλύτερη ευαισθησία στις ιδιαιτερότητες των διαφόρων φυσιγγίων (στην αγορά κυκλοφορούν 3 επίπεδα ισχύος: 5.56 ΝΑΤΟ, 223 Remington, και "αδυνατισμένα" 223 Rem όπως αυτά της Wolf Ammo.

4. Προβλήματα Αξιοπιστίας. Υπό συνθήκες υψηλών πιέσεων και βρόμικης θαλάμης αυξάνονται οι πιθανότητες αποτυχίας εξαγωγής το κάλυκα.

Πρακτικά σε μικρή κλίμακα συμβαίνει ότι παρατηρούμε και σε όλα τα αυτογεμή όπλα όταν η γόμωση των φυσιγγίων δημιουργεί υπερβολικές πιέσεις. Ή ο εξολκέας να γλιστρά πάνω από την αυλάκωση του κάλυκα και να τον αφήνει μέσα στην θαλάμη, ή να τραβά και να αποσπά βίαια την βάση του κάλυκα.

Τα αποτελέσματα σύγκρισης των συστημάτων Carbine & Mid-Length. Προσέξτε ότι εκτός από τις λιγότερες εμπλοκές το Mid-Length σύστημα είχε και λιγότερες καταστροφικές αστοχίες.

5. Δευτερογενή προβλήματα αξιοπιστίας. Ο πολύ βίαιος κύκλος λειτουργίας προκαλείται το φαινόμενο του Bolt-Bounce, όπου φορέας και κλείστρο αναπηδούν μετά το κλείσιμο και ενδεχομένως ξεκλειδώνουν προκαλώντας αδυναμία πυροδότησης.

6. Μεγαλύτερη ανάκρουση, καθώς όλη η μάζα των κινητών μερών τερματίζουν στην θήκη του κοντακίου με μεγαλύτερη ταχύτητα.

7. Ενδεχομένως πρόβλημα ασφάλειας καθώς το AR-15 χρησιμοποιεί επικρουστήρα ελεύθερης ταλάντωσης (χωρίς ελατήριο). Στο τυφέκιο αυτό πολλές φορές ο επικρουστήρας ακουμπά το καψύλλιο κατά της επιστροφή του κλείστρου!

Ειδικά για τα υπερ-τροφοδοτούμενα ΗΚ416-και με ιδιαίτερα βίαιο κύκλο λειτουργίας) η εταιρία πρόσθεσε ασφάλεια επικρουστήρα -(παρόμοιο με αυτόν των πιστολιών) για την αποφυγή τυχαίας πυροδότησης. (Πηγή: The Lineage: HK 416 - Sig 516 - Caracal 816)

Ειδικότερα για τους Σκοπευτές της Πρακτικής Σκοποβολής

Καθώς σε εμάς τους σκοπευτές μας αρέσει να "πειράζουμε" και να βελτιώνουμε τα όπλα μας, το θέμα της εξισορρόπησης των πιέσεων με το βάρος των κινητών μερών είναι σημαντικό.

Θα πρέπει να θεωρήσουμε ότι τυφέκια από σοβαρές εταιρίες τουλάχιστον θα λειτουργούν αξιόπιστα. Από εκεί και πέρα ο κόσμος των τροποποιήσεων είναι ανοιχτός.

Η κυρίαρχη τάση (τουλάχιστον στην Ευρώπη) είναι κάννη 16,5 ιντσών με mid-length αλλά και rifle-length σύστημα αερίων.

Παρόλα αυτά βλέπουμε και την αντίθετη τάση προς το μήκος κάννης. Επιλέγονται  κάννες των 20+ ιντσών, που κάποιες φορές έχουν την οπή διαφυγής των αερίων 2 ίντσες πιο μπροστά. Οι μικρότερες πιέσεις που διοχετεύονται στο σύστημα επιτρέπουν και χρήση ελαφρύτερου κλείστρου (ακόμα και από τιτάνιο), ώστε και η ανάκρουση των κινητών μερών να περιορίζεται.

Παρατηρήσεις

1. Το βάρος του Buffer καθορίζεται από την αδράνεια του κλείστρου που επιθυμούμε, αλλά ΚΑΙ από την αδράνεια του ίδιου το όπλου. Έτσι διαφορετικές εκδόσεις του τυφεκίου με διαφορετικό βάρος κάννης, απαιτούν και διαφορετικό βάρος Buffer. Ενδεικτικά:

2. Κατά την χρήση του Μ-16 στο Βιετνάμ διαπιστώθηκε αδυναμία εξαγωγής του κάλυκα. Αυτό αποδόθηκε σε πυρίτιδα εκτός προδιαγραφών που ανέβαζε τις πιέσεις σε συνδυασμό με τον ελλιπή καθαρισμό του όπλου. (αν και υπάρχει αναφορά και για στενότερες θαλάμες, που επίσης ανέβαζαν την πίεση των αερίων).

Κατά ευθεία αναλογία στον δεύτερο πόλεμο του Ιράκ, εμφανίστηκαν ξανά αδυναμίες εξαγωγής που αποδόθηκαν σε μεγαλύτερες πιέσεις λόγω θερμοκρασίας περιβάλλοντος σε συνδυασμό με την ελλιπή λίπανση υπό τον φόβο της άμμου.

Βιβλιογραφία - Παραπομπές

·        AR-15 Bolt Carrier and Rifle Cut Away Demonstration (Video)

·        How the AR 15 Bolt Carrier Group Works (Video)

·        Inside the AR-15

·        Direct Impingement (Wikipedia)

·        The Different Types of AR-15 Gas Systems

·        AR Gas-System Lengths Explained

·        AR-15 Gas System (Video)

·        What is Dwell Time?

·        What Is AR-15 Dwell Time (Video)

·       The Guide to AR-15 Buffers & Weights

·        AR-15 Reliability - An In-Depth Look

·        AR-15 Reliability Test Cases

·        Smyth Busters: AR-15 Dents Primers - Is It Broken? (Video)