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Come funziona: dentro l'AR-15

Quando Eugene Stoner progettò l’AR-15, sembrava ossessionato dal concetto del funzionamento coassiale: tutto doveva succedere su uno stesso asse che va dalla volata al calcio dell’arma. Non si trattava di un capriccio: lo scopo di questa disposizione era di minimizzare gli scuotimenti e l’azione di qualsiasi forza che non agisse direttamente verso la spalla del tiratore, per evitare di perturbare il punto di mira e consentire una rapida ripetizione del colpo.

Dentro l'AR-15
Se vi state chiedendo come funzioni davvero l'AR-15, lo M16 o lo M4 e il sistema Stoner, troverete qui le risposte alle vostre domande

La maggior parte delle armi semiautomatiche ha parecchie parti in movimento che scorrono sopra o sotto la canna, la quale è a sua volta tipicamente posta su un asse diverso da quello del calcio.

Ogni volta che una forza agisce su un’asse differente da quello che passa perpendicolarmente per il punto di contatto del calcio con la spalla del tiratore, si crea una coppia torcente che sposterà la volata dal punto di mira desiderato.

Nell’AR-15 tutte le forze sono applicate sullo stesso asse e sono indirizzate direttamente in avanti o posteriormente.  

Funzionamento dell'AR-15


Per rendere possibile tutto ciò, Stoner progettò un sistema nel quale una parte dei gas che spingono il proiettile viene prelevata dalla canna e incanalata al gruppo otturatore-portaotturatore senza che vi siano altri meccanismi intermedi.

Dentro l'AR-15
AR-15: il gruppo portaotturatore e otturatore sfila una cartuccia dal caricatore
Dentro l'AR-15
AR-15: la cartuccia viene spinta in camera dal gruppo portaotturatore e otturatore

Lo AR-15 spara a otturatore chiuso e bloccato. Ciò significa che quando una cartuccia viene camerata, l’otturatore si chiude ruotando di 15 gradi e bloccandosi: le alette sulla testa dell’otturatore ingaggiano i risalti nella barrel extension (la parte che viene permanentemente fissata alla culatta della canna in fase di produzione per consentire tale bloccaggio) e in questo modo bloccano l’otturatore al suo posto, così che possa sopportare le pressioni elevate prodotte dalla combustione della carica di lancio.

Dentro l'AR-15
AR-15: in chiusura, l’asola a camma sul portaotturatore agisce sul perno dell’otturatore, facendolo ruotare in posizione bloccata
Dentro l'AR-15
AR-15: i gas di sparo passano dalla canna in un tubetto che li porta al gruppo otturatore-portaotturatore, entrando nella camera d’espansione attraverso la presa di gas del portaotturatore e cominciano a premere contro tutte le superfici della camera stessa

Quando la cartuccia viene sparata, è necessario ruotare l’otturatore nella direzione opposta ed arretrarlo dalla sua sede, così da estrarre il bossolo spento, espellerlo e poter camerare una nuova cartuccia.

Dentro l'AR-15
AR-15: ruotato e sbloccato l'otturatore, questo assieme al portaotturatore continua ad arretrare, estraendo il bossolo spento dalla camera di cartuccia
Dentro l'AR-15
AR-15: il bossolo spento è espulso; sotto la spinta della molla di recupero il gruppo otturatore - portaotturatore torna in avanti e il ciclo ricomincia

Non appena il proiettile passa il foro di presa di gas nella canna, parte dei gas di sparo fluiscono in un tubetto che li porta al gruppo otturatore-portaotturatore.  

Qui i gas entrano nella camera d’espansione attraverso la presa di gas del portaotturatore e cominciano a premere contro tutte le superfici della camera stessa, la cui parte anteriore è costituita dal pistone integrale alla coda dell’otturatore, con i suoi tre anelli di tenuta. 

Dentro l'AR-15
Funzionamento dello AR-15, interazione tra otturatore e portaotturatore. È evidente come i gas si espandono nella camera formata tra la coda dell'otturatore e la porzione posteriore del portaotturatore

Questi non sono differenti dalle fasce elastiche nei pistoni del motore della nostra auto.

Proprio come nel motore di un’auto, i gas combusti premono contro il pistone, solo che in questo caso è il cilindro  ad allontanarsi dal pistone: il portaotturatore viene spinto all’indietro.  A questo punto accadono due cose: prima di tutto, i due fori di sfiato praticati nel lato del portaotturatore passano oltre gli anelli di tenuta sull’otturatore, lasciando sfogare i gas in pressione verso l’esterno.

Dentro l'AR-15
Il gruppo otturatore di un AR-15: si noti la presenza degli anelli di tenuta sulla coda dell'otturatore e il rivestimento in cromo a spessore della sua sede nel portaotturatore
Dentro l'AR-15
Una vista sezionata di un AR-15, con in evidenza il portaotturatore e l'otturatore in relazione al tubetto che porta i gas provenienti dalla canna

Secondariamente, il portaotturatore prosegue per inerzia nella sua corsa, e l’asola a camma praticata nella sua parte anteriore agisce sul perno dell’otturatore, facendolo ruotare in posizione sbloccata. Il proiettile intanto ha lasciato la canna e la pressione dei gas è scesa a livelli di sicurezza. Mentre il portaotturatore continua ad arretrare, l’otturatore lascia la culatta e il bossolo spento viene estratto ed espulso. 

La molla di recupero, che è stata compressa dal portaotturatore, lo sospinge nuovamente avanti, una nuova cartuccia viene prelevata dal caricatore e camerata e, tramite l’interazione del perno dell’otturatore e l’asola a camma, l’otturatore viene nuovamente ruotato in posizione di blocco.

Dentro l'AR15
Spaccato dell' M16A. Si noti come l'azione dell'arma sia perfettamente coassiale alla canna

Questa organizzazione meccanica consente di avere non solo un’azione coassiale, ma anche di avere parti in movimento leggere, così che gli scuotimenti prodotti dalle masse in movimento sono tenuti al minimo.

Dentro AR-15
Anche se per ridurre cosi l'azione di un AR-15 ci vogliono migliaia di colpi, è fuori di dubbio che il sistema sporchi molto di più della maggior parte delle altre armi semiautomatiche

Nonostante questi pregi, però, il sistema ha anche i suoi difetti, il principale dei quali è dato dal fatto che, come viene salacemente detto da molti soldati, “caga dove mangia”: sebbene la maggior parte dei gas prodotti dalla combustione della polvere vengano espulsi all’esterno, una parte sfoga direttamente nell’azione dell’arma, dove la sporcizia può incrostare i meccanismi e causare inceppamenti. 

Dentro l'AR-15
Esploso di una carabina AR-15 A2: i tre anelli di tenuta posti tra il gruppo portaotturatore e l'otturatore nell'immagine sono essenziali per il funzionamento dell'arma e svolgono la stessa funzione dalle fasce elastiche nei pistoni di un motore da automobile

Gli AR-15 a pistone


Recentemente una “nuova razza” di AR-15 si è aggiunta al panorama armiero: i fucili con sistema a pistone. Un pistone a corsa corta sostituisce il tubo di presa gas e agisce spingendo contro un’appendice del portaotturatore. 

Heckler & Koch MR223 
Tre versioni della carabina Heckler & Koch MR223, un'arma basata sulla piattaforma AR-15 ma con funzionamento a pistone a corsa corta
Heckler & Koch MR223 
Lo HK MR223, in smontaggio da campagna. Si noti l'asta di armamento che sostituisce il tubetto del gas con pistoncino e cilindro integrato nel gruppo presa gas sulla canna

Gli AR-15 col sistema tradizionale sono detti ad “azione diretta dei gas” (direct impingement), mentre questi sono definiti “a pistone”. 

Di fatto, il sistema tradizionale non è ad azione diretta dei gas, che richiederebbe che i gas agissero direttamente contro il portaotturatore (come nel Ljungman Ag m/42) laddove, come abbiamo detto, agiscono espandendosi in una camera con pistone. 

La realtà è che tutti gli AR-15 sono “a pistone”: la differenza sta solo nel dove è posto tale pistone.

Vedremo i dettagli dei sistemi “a pistone” (con le loro specifiche problematiche) in un articolo a venire.

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