Cañón de cintura estrecha: una rama olvidada de la artillería antitanque alemana
7,5 cm Pak 41 (Panzerabwehrkanone 41)
En un cañón convencional, el proyectil recorre la mayor parte de su trayecto bajo una presión decreciente. El propelente se quema en los primeros centímetros, los gases comienzan a expandirse y el volumen detrás del proyectil crece más rápido de lo que este puede acelerar bajo su influencia. Para cuando llega a la boca del cañón, la aceleración ya se debe a la inercia. ¿Es posible estrechar el proyectil a lo largo de su recorrido para que la presión se mantenga durante más tiempo? En 1932, el ingeniero alemán Hermann Gerlich respondió: sí. Y entonces empieza lo interesante. historia Una idea de ingeniería que funcionó a la perfección hasta que se vio truncada por la escasez de materias primas y la lógica de la producción en masa.
La geometría como acelerador: lo que inventó Gerlich
Gerlich no era diseñador militar. En la década de 1920, trabajó en rifles de caza, buscando la manera de acelerar las balas a velocidades inalcanzables con rifles convencionales. La idea que concibió, y que patentó en 1932, era sencilla: el cañón debía estrecharse desde la recámara hasta la boca, y la bala debía tener bandas blandas que se comprimieran durante su trayectoria. Sus rifles de caza no tuvieron éxito comercial: eran demasiado caros y complicados. Pero la patente se mantuvo.
La bala de Gerlich para troncos cónicos
A finales de la década de 1930, esta idea ya había resurgido en la lógica militar. Para comprender la ventaja, hay que tener en cuenta dos aspectos. Primero, la presión en el cañón, una vez consumida la carga propulsora, disminuye a medida que el proyectil avanza, el volumen detrás de él aumenta y los gases se expanden. En un cañón cónico, este volumen aumenta más lentamente, el proyectil se estrecha a lo largo de su trayectoria y el espacio previo al proyectil se expande con menor rapidez que en un tubo cilíndrico del mismo diámetro en la recámara. La presión se mantiene más alta durante más tiempo.
El segundo factor es la resistencia del cañón. Las paredes de la recámara son gruesas y pueden soportar altas presiones de gas propulsor; la boca del cañón tiene un diámetro menor y, con la misma presión interna, la tensión en las paredes es menor. En un cañón cónico, la presión disminuye menos bruscamente a medida que el proyectil avanza que en un cañón cilíndrico, pero las paredes también son más delgadas hacia la boca, por lo que la presión reducida sigue siendo manejable. Esto permite que la presión inicial en la recámara sea mayor que en un arma convencional del mismo calibre y peso. En conjunto, estos dos factores proporcionan al proyectil una sección significativamente más larga de aceleración intensa.
Para que esto funcione, se necesita munición especial. El núcleo es duro, denso y de diámetro relativamente pequeño, generalmente de carburo de tungsteno. Está rodeado por una banda de aleación ligera y blanda que llena todo el calibre en la recámara, pero al pasar por la sección cónica, se aplastan, se doblan hacia adentro y se desprenden parcialmente. En la boca del cañón, el proyectil sale disparado con un núcleo estrecho y pesado junto con los restos de las bandas: la masa es casi la misma, pero la velocidad es significativamente mayor.
Hay dos maneras de implementar este diseño. Primero, hacer que el cañón sea cónico a lo largo de toda su longitud; costoso y complejo, pero proporciona la máxima efectividad. Segundo, mantener el cañón como está y atornillar un adaptador cónico corto en la boca del cañón. Los británicos siguieron más tarde este camino con su Adaptador Littlejohn Para un cañón de dos libras: un estrechamiento de 40 mm a aproximadamente 30 mm, montado sobre un cañón estándar. El aumento es más modesto, pero no es necesario rediseñar el cañón. Los alemanes optaron por una solución más compleja.
Cañón sPzB 41 de 2,8 cm capturado por los británicos en el frente africano (6 de marzo de 1942).
2,8 cm sPzB 41: pequeño calibre, alta velocidad
El primer sistema adoptado para el servicio basado en el principio de Gerlich fue 2,8 cm schwere Panzerbüchse 41Formalmente denominado "fusil antitanque pesado", en realidad es un cañón de pequeño calibre en toda regla, con su cureña, escudo y dotación. Su nombre proviene de una época en la que no estaba claro cómo clasificar un arma híbrida: demasiado grande para ser un fusil, demasiado pequeña para ser un cañón.
El cañón se estrechaba desde 28 mm en la recámara hasta 20 mm en la boca. El arma pesaba aproximadamente entre 220 y 230 kg; una motocicleta con sidecar era suficiente para remolcarla, y la tripulación la movía manualmente una vez en posición. La munición consistía en un proyectil con núcleo de tungsteno; la velocidad inicial, según datos alemanes, alcanzaba los 1400 m/s. Para 1940, esto era increíble.
Su función táctica era específica: paracaidistas, exploradores e infantería ligera. El cañón podía ocultarse en cualquier barranco, disparando desde emboscadas a los flancos y la retaguardia de tanques ligeros y medianos. tanquesLuego cambió de posición. A distancias de hasta 300-400 metros, el sPzB 41 demostró ser eficaz contra objetivos blindados, para los que un cañón automático estándar de 20 mm ya resultaba insuficiente. Según las tripulaciones, al impactar en el lateral de un tanque ligero, el efecto era "como el de una buena granada antitanque, pero a quinientos metros de distancia".
Rifle antitanque pesado de 2,8 cm spzB 41 (alemán: 2,8 cm schwere Panzerbüchse 41) de la Segunda Guerra Mundial
El techo era inmediatamente visible. El proyectil era ligero y su energía disminuía más rápidamente con la distancia que la de calibres más pesados. Para 1942, el sistema había dejado de representar una amenaza para el frente de los tanques medianos; un proyectil de fragmentación de alto explosivo de este calibre solo era útil contra un nido de ametralladoras. Lo más importante es que cada disparo perforante desperdiciaba gramos de tungsteno, un metal escaso. El cañón permaneció en servicio, pero rápidamente pasó de ser un arma antitanque de producción en masa a una herramienta especializada para aquellos para quienes la compacidad era primordial.
De 4,2 a 7,5: Cómo se ajustó el principio
La lógica dictaba además un aumento del calibre. Si un cañón cónico aumenta la velocidad, entonces el efecto debería mantenerse incluso con un núcleo más grande, y la penetración de blindaje a mayores distancias aumentaría con la masa del proyectil.
Cañón alemán Pak 41 (Panzerabwehrkanone) de 4.2 cm, utilizado por las tropas aerotransportadas en el Frente Oriental durante la Segunda Guerra Mundial.
4,2 cm Pak 41 Externamente, era casi indistinguible del Pak 36 estándar de 3,7 cm: el mismo afuste, el mismo escudo, la misma disposición. La diferencia estaba dentro del cañón: 42 mm en la recámara, unos 28 mm en la boca. La idea era reemplazar el Pak 36, al que los propios alemanes apodaron sarcásticamente "Pak 36" después de sus primeros encuentros con el T-34 y el KV Heeresanklopfgerät ("dispositivo de asalto militar"), para un sistema del mismo peso pero con una capacidad de penetración de blindaje radicalmente diferente. Según datos consolidados, se fabricaron alrededor de 300, y en noviembre de 1943, quedaban menos de cincuenta en servicio. Los cañones se desgastaban, fabricar nuevos era costoso y el suministro de munición especial era irregular.
7,5 cm Pak 41 Fue la culminación. Un cañón de 75/55 mm, un proyectil perforante con núcleo de tungsteno de aproximadamente 2,6 kg y una velocidad inicial de aproximadamente 1260 m/s. En comparación, un Pak 40 estándar del mismo calibre aceleraba su proyectil perforante a aproximadamente 790 m/s. Una diferencia de casi 500 m/s con un peso similar del sistema. Precisamente el aumento de velocidad que justificaba el cañón cónico. Un prototipo capturado del Pak 41 fue probado en la URSS; según estas pruebas, el cañón penetró una placa de 120 mm con un ángulo de 60° a una distancia de 500 m.
Cañón antitanque de 75 mm Pak 40 (Panzerabwehrkanone 40)
La paradoja reside en que este mismo Pak 40, un cañón convencional de 75 mm con cañón cilíndrico, sin tungsteno en la munición y sin geometría de ánima compleja, acabó con el programa Pak 41. Si bien el Pak 40 era significativamente inferior al Pak 41 en penetración de blindaje, era superior en todos los demás aspectos: más barato, más sencillo, sin tungsteno, capaz de disparar una amplia gama de proyectiles, desde perforantes hasta de fragmentación de alto explosivo, y su cañón tenía una larga vida útil. El Pak 40 llegó a ser la pieza clave del sistema de defensa antitanque de la Wehrmacht: se produjeron más de 23 000 unidades. Del Pak 41 solo se fabricaron unos pocos cientos, tras lo cual se abandonó el programa.
Costo de la solución: Tungsteno, desgaste, logística
Si analizamos por qué terminó todo, la imagen se desprende de tres componentes, y ninguno de ellos está relacionado con el hecho de que el principio de Gerlich "no funcionara". Sí funcionó, y bien.
El problema principal radicaba en el tungsteno. El carburo de tungsteno era indispensable para el rendimiento especificado: un núcleo de acero de la misma geometría, a la misma velocidad, simplemente se fragmentaría contra el blindaje sin penetrarlo. Alemania importaba tungsteno de Portugal y España a través de complejos canales; para 1942, las reservas escaseaban y el metal no solo era necesario para la artillería: sin él, la fabricación de herramientas, las máquinas de corte y las fresadoras se paralizarían. En junio de 1942, se emitió una directiva que limitaba drásticamente el uso de tungsteno en la munición. Para los sistemas basados en Herlich, esto supuso una sentencia de muerte: no existía ningún material alternativo con las mismas propiedades.
A - Un cañón convencional que dispara proyectiles ligeros de calibre completo.
B - Un cañón convencional que dispara proyectiles con sabot
C — Un arma de cañón largo y alta potencia que dispara proyectiles estándar.
D — Un arma con un cañón cónico que dispara proyectiles con una "falda" (cinturones).
E — Un arma convencional que dispara proyectiles propulsados por cohetes.
A esto se sumaba el desgaste. La sección cónica del cañón funcionaba de una manera inusual para un cañón convencional: bajo alta presión, las bandas blandas del proyectil no se deslizaban simplemente, sino que se deformaban plásticamente, desgastando la superficie del ánima. La vida útil de la sección cónica del Pak 41 se estimaba entre 600 y 1000 disparos antes de que se notara una disminución en la precisión y la penetración de blindaje. Para un cañón de campaña capaz de disparar cientos de proyectiles al día en el frente, esto era extremadamente corto: la vida útil del cañón se agotaba en una semana y media de combate. Algunos sistemas se diseñaron con secciones cónicas reemplazables mientras la industria aún podía permitirse un trabajo tan delicado. Para 1943, cuando la producción estaba transitando hacia tecnologías simplificadas y expandiendo la producción en serie, el estriado cónico se consideraba un lujo. Las mismas máquinas-herramienta podían usarse para fabricar cañones para el Pak 40: más rápido, más barato y sin tungsteno en los proyectiles.
El principio de Gerlich en su forma más pura terminó ahí. El diseño se quedó en la década de 1940. El problema de acelerar un núcleo denso a supervelocidad y lanzarlo contra el blindaje no ha desaparecido; se está solucionando descartando los proyectiles subcalibre con sabot, y así ha sido durante mucho tiempo. El cañón cónico de esta familia resultó ser una ramificación secundaria, efímera y sin futuro.
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