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sábado, 27 de octubre de 2012

Factor X.... El Coeficiente Balístico

El Coeficiente Balístico es una de esas cuestiones que en los ambientes del tiro de precisión está en boca de todos pero que, desgraciadamente, no todo el mundo llega a saber realmente lo que es o como afecta a una trayectoria determinada.

La verdad es que sin ser una cuestión difícil en sí misma, si puede complicarse a la hora de aplicarla y/o calcularla correctamente.

Veamos primero si es posible explicar el Coeficiente Balístico (en adelante BC), tanto desde el punto de vista histórico, como desde el lado matemático y de esta forma comprender su aplicación desde el que, casi seguramente, será el más interesante, el práctico.

Breve reseña histórica sobre el estudio del Coeficiente Balístico.

En este punto debemos empezar nuestra reseña a mediados del siglo XIX y principios del XX. Esta época representó un gran avance para la ciencia Balística, merced de los avances tecnológicos en armas, proyectiles, iniciadores, y propulsores en todo el siglo XIX. Para todos es evidente que dicha evolución es gracias, desgraciadamente, a todas las guerras que ese periodo histórico sufrió.

Sin entrar en detalles técnicos específicos, para lo que quizás necesitaríamos sin duda otro artículo, podemos reducirlo todo a decir que el alcance y la precisión de las armas de guerra, tanto de armas ligeras como de artillería, fue aumentando y mejorado de forma revolucionaria.

Todas esas mejoras y avances se hicieron del todo imprescindible la comprensión de la balística de una forma más profunda. El método de disparar un arma determinada, con un proyectil específico, una carga determinada, en unas condiciones climáticas y de altura específicas, para luego realizar una tabla basada en factores estadísticos resultaba ya insuficiente. Se necesitaba comprender el porqué de cada trayectoria, conocer las causas físicas y sobre todo ser capaz de recrearlas y repetirlas en cualquier tipo de condiciones.

Además de todas las mejoras y avances ya reseñados someramente, los nuevos métodos y aparatos de medición e investigación permitieron así mismo comprender causas y efectos hasta entonces considerados inaprensibles.
La resistencia aerodinámica es un proceso muy complejo, que exigió la creación y desarrollo de unas nuevas matemáticas que permitieran realizar los cálculos necesarios de las trayectorias posibles, y todo ello mucho antes de la era de los ordenadores.

Se descubrió que la fuerza de arrastre es distinta para cada tipo de proyectil, por lo que los cálculos de la desaceleración por dicho arrastre debían ser distintos para cada tipo de proyectil, en base a su velocidad en boca y hasta el momento del impacto. Para ello se propuso un método eminentemente práctico y que es el utilizado actualmente, el modelo de la “bala estándar”. Y de ahí se llegó al ¨factor de forma” para las balas no estándar.
Este factor es un número que representa la forma diferente de la bala no estándar en comparación con la bala estándar. Tras lo cual alcanzamos el ¨”factor de escala”, resultado de dividir el factor de forma de la bala no estándar por la densidad seccional, es decir, la inversa del BC.

A finales del siglo XIX se empezó a plantear para la formulación un enfoque analítico y algebraico para encontrar las soluciones de las ecuaciones de movimiento para las trayectorias de bala, algo que reduce de forma muy considerablemente los cálculos necesarios.

Y aquí me permitirán que, saliéndome del enfoque no personalizado de este bosquejo histórico, nombre dos personas que fueron las que marcaron la tendencia que actualmente seguimos en nuestros cálculos. El equipo del Coronel James M. Ingalls del Arma de Artillería del Ejército de EE.UU., basándose en el estudio Siacci, en el año 1900 creó las “Tablas de Ingalls” , que se convirtió en el estándar para la balística de armas pequeñas utilizadas por el Ejército de EE.UU. desde la Primera Guerra Mundial.

A partir de sus estudios nos ha llegado a la actualidad una tabla de referencias del CB que hace reseña a las distintas configuraciones de proyectil que podemos encontrar en el cartucho, y que tantas dudas genera en muchas ocasiones.

G1 - GI (Ingalls) - Proyectil estándar, el que es tomado como referencia principal por el fabricante.
G2 - Proyectil tipo J.
G5 - Cola de bote, 6.19 calibres de longitud y ojiva tangente
G6 - Flatbase, 6 calibres de longitud y ojiva secante.
G7 - Cola de bote, 10 calibres de longitud y ojiva tangente, preferida por algunos fabricantes de balas de muy baja resistencia.
G8 - Flatbase, 10 calibres de longitud y ojiva secante.
GL - Punta roma de plomo.
GS - Para bala-bola redonda. Sobre la base de medida 9/16".
RA4 - Para 22 Long Rifle, idéntica a la G1 por debajo de 1400 fps.
GL - Modelo tradicional utilizado para la balas romas de plomo, idéntica a la G1 por debajo de 1400 fps

El merito principal de las “Tablas de Ingalls” es que nos permite un mejor cálculo de la eficiencia balística de una bala. Es decir, si una bala tiene un alto BC, entonces se mantendrá mejor y por más tiempo/distancia su velocidad, resistirá mejor el viento y tendrá una trayectoria más plana. Pero esta descripción, aun siendo importante, es cualitativa, no cuantitativa.

Ello queda más claro si tenemos en cuenta, a modo de ejemplo, dos balas donde una de ellas tiene un BC X más alto que el de la otra. En principio la mejora en el rendimiento balístico es evidente, pero solo en principio. Pero esta cuestión solo puede ser respondida mediante el cálculo de ambas trayectorias, comparando velocidades, desviación por viento y su caída, tras lo cual algunas veces nos encontramos con verdaderas sorpresas. Es muy común que una bala con el BC más pequeño sea más ligera que otra con un BC mayor. La bala más ligera por lo tanto, puede poseer una velocidad de salida más alta, y puede ofrecer un rendimiento balístico mejor sólo por esa mayor velocidad en boca.

Pero eso es algo que veremos en los próximos apartados.

Cuestión matemática.

Una segunda forma de describir el BC es el uso de su definición matemática precisa. Matemáticamente, el BC se define como la densidad seccional, dividido por el factor de forma.

Esta definición surge de la física de balística y se utiliza en el análisis matemático de las trayectorias de la bala. Pero en un sentido práctico, esta definición no es satisfactoria para la mayoría de la gente por lo menos por dos razones.

La primera razón es que la cuestión de factor de forma de una bala es una propiedad del diseño de bala, pero no es fácil de cuantificar con exactitud.

La segunda razón es que esta definición matemática puede conducirnos a una conclusión errónea y grave en base a dos premisas también erróneas muchas veces.

Muchas veces suponemos que el factor de forma es una propiedad constante del diseño de la bala, algo que no siempre es así, primer error a considerar.

Por el otro lado tenemos que la densidad seccional de un proyectil es su peso dividido por el cuadrado de su diámetro, por lo tanto, para obtener una gran BC “necesitamos” una gran densidad seccional. De lo cual se “deduce” que un proyectil con un diámetro pequeño debe tener una densidad seccional muy grande debido a que su peso se divide por un número muy pequeño, y esto “debe” darle una BC muy altos. En otras palabras, las balas de pequeño calibre “deben tener” valores muy grandes BC. Pero esto no es cierto ya que cuando el diámetro es pequeño, el volumen también lo es; el peso entonces es pequeño, y por ello la densidad seccional es necesariamente pequeña también. El resultado neto, es el segundo error a considerar, los proyectiles de pequeño calibre por lo general tienen valores más bajos BC que las balas de mayor calibre.

Tras todo lo anterior, vemos claramente que el BC es un factor de escala. Las escalas de BC por la desaceleración de arrastre de una bala estándar para adaptarse a una bala no estándar, lo que nos dice que el BC funciona de manera recíproca. Es decir, cuanto mayor sea el BC de una bala no estándar, menor será la resistencia en comparación con la bala estándar. Lo cual nos dice en definitiva que a mayor BC, mejor rendimiento balístico.

Las unidades del BC de origen se miden en libras por pulgada cuadrada (lb/pulg2), aunque hoy en día se emplea g/cm² o kg/m². El valor de BC de la bala estándar es de 1,0 (1,0 libras de peso, 1,0 pulgadas de diámetro, y el factor de forma de 1.0, como definición de la bala estándar). El BC de las municiones Match tienen valores inferiores a 1,0, y en general tienden a aumentar los valores de BC a medida que aumenta el calibre. Es factible que un proyectil pueda tener un BC superior a 1,0, el calibre .50, por ejemplo, tienen valores superiores a 1,0 BC de forma general.

El uso de los ordenadores y programas específicos de balística han hecho que el cálculo del BC sea mucho más sencillo y rápido, aunque ya, actualmente, queda restringido al uso del tiro de precisión, ya sea en su forma deportiva o táctica.

Cuídense y cuiden de los suyos.

3 comentarios:

  1. Influye el coeficiente balístico en la precisión?

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    Respuestas
    1. Influye y mucho, es uno de los factores a tener en cuenta a la hora de realizar los cálculos.

      Cuidese.

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  2. Un bc alto, hara que la distancia del proyectil sea mayor aunque no quiere decir que mayor precision. La precision viene dada tambien, por un buen calculo de la densidad por altura. La velocidad en boca muy importante tambien. Me equivoco?

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