Lo sfruttamento del rinculo è uno dei primi principi di funzionamento ad essere implementato su armi da fuoco semi-automatiche ed automatiche, e si situa decisamente tra quelli di maggior successo, avendo trovato applicazione in tutte le categorie d'arma – dalle pistole tascabili alle mitragliatrici pesanti – seppur con un importante gap che andremo presto ad esaminare: solo poche armi lunghe prodotte in serie hanno impiegato questo principio di funzionamento, e ancora meno sono quelle che hanno avuto successo.
Il rinculo è una delle caratteristiche principali di ogni arma da fuoco, ed è una diretta conseguenza del terzo principio della dinamica di Newton – ovvero quello che postula che a ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria. Ciò significa che l'espulsione di un proiettile dalla volata di un'arma da fuoco tramite la pressione dei gas generati dalla combustione dei propellenti imprime alla canna, e all'arma intera, un impulso pari alla somma di quelli del proiettile e dei gas; tale impulso va nella direzione contraria, imprimendo dunque all'arma una spinta retrograda che il tiratore percepisce come rinculo. Nelle armi a canna fissa e otturatore chiuso – praticamente in tutte le armi da fuoco a ripetizione manuale – il rinculo viene immediatamente trasmesso nella sua interezza alle spalle e alle mani del tiratore, o su un supporto se è presente.
Hiram Maxim, un inventore americano trapiantato in Europa, fu probabilmente il primo a sfruttare con successo le energie del rinculo, fino ad allora sprecate, per consentire ad un'arma da fuoco di effettuare automaticamente il suo ciclo di riarmo.
Nel suo primo brevetto relativo alle armi da fuoco, depositato nel 1883 e riconosciuto nel 1884, Maxim descriveva un sistema di conversione per fucili Winchester a ripetizione manuale che sfruttava le energie del rinculo per riarmare l'otturatore e camerare una nuova cartuccia ad ogni colpo da un serbatoio integrale. Per la precisione, Maxim prevedeva di ottenere tale risultato utilizzando un meccanismo a molla inserito nel calcio: le energie del rinculo trasmesse lungo la calciatura idealmente avrebbero messo in moto una serie di leve, le quali avrebbero effettuato il ciclo di riarmo.
Tale schema, puramente sperimentale, avrebbe in seguito portato allo sviluppo della prima arma completamente automatica che abbia avuto successo sia a livello tecnico che commerciale: la mitragliatrice Maxim. Nella Maxim, la canna e il blocco-otturatore rinculano all'interno di un affusto, comprimendo una robusta molla di rinculo che in seguito consente al sistema di tornare in chiusura; il movimento retrogrado consente l'estrazione e l'espulsione del bossolo vuoto e l'inserimento in canna di una nuova cartuccia dal nastro d'alimentazione.
Tale principio di base divenne presto molto popolare tra gli ingegneri dell'industria armiera di tutto il mondo: Hugo Borchardt brevettò la sua prima pistola a sfruttamento del rinculo nel 1893; i fratelli Fidel, Friedrich e Josef Feederle, impiegati presso la Mauser, svilupparono nel 1894 la pistola che sarebbe divenuta famosa col nome di Mauser C.96; e nel 1896 fu il turno di John Moses Browning di brevettare la sua prima pistola a sfruttamento del rinculo.
Per gli inizi del 20mo Secolo, lo sfruttamento del rinculo era ampiamente riconosciuto quale principio di funzionamento pratico ed affidabile per le armi da fuoco. Si deve tenere a mente che, all'epoca, i sistemi di funzionamento a recupero di gas erano già noti da circa un decennio, ma che per lungo tempo ancora essi avrebbero goduto di scarsa popolarità rispetto a quelli basati sullo sfruttamento del rinculo.
Il motivo principale dell'iniziale maggiore popolarità dei sistemi a sfruttamento del rinculo rispetto alla presa di gas sta nel fatto che i primi dipendono semplicemente dal livello d'impulso generato dal proiettile che lascia la volata, liberando i tecnici dalla necessità di prestare attenzione a fattori all'epoca scarsamente noti come le complesse dinamiche della pressione dei gas.
Inoltre bisogna ricordare che alla fine del 19mo Secolo le polveri infumi erano relativamente nuove, e caratterizzate da prestazioni incostanti da marca a marca e persino da lotto a lotto; e l'impiego di polvere nera per il caricamento delle munizioni per armi lunghe a canna liscia e a canna rigata era ancora abbastanza popolare.
Tutto ciò contribuiva a rendere i meccanismi a recupero di gas estremamente complicati, difficili da gestire, e poco affidabili, mentre i sistemi a sfruttamento del rinculo erano (e sono) molto meno sensibili alle prestazioni dei propellenti e ad altre caratteristiche balistiche, e assicurano affidabilità fintanto che il livello di rinculo generato dal colpo esploso non scende sotto un certo livello.
La principale debolezza dei sistemi a sfruttamento del rinculo rispetto a quelli a recupero di gas, invece, dipende dalla necessità d'impiegare una canna traslante, rotante, o comunque mobile. Al fine di assicurare livelli d'affidabilità costanti anche nelle peggiori condizioni ambientali – che si possono incontrare tanto nell'impiego militare quanto in quello venatorio – le canne traslanti devono avere un po' di “gioco” all'interno del carrello-otturatore o della cassa dell'arma per evitare che la dilatazione termica del metallo, l'accumulo di fecce o l'ingresso di polvere o altri agenti esterni ne impediscano il movimento e causino inceppamenti. Ma a tale livello di “gioco” è direttamente proporzionale una certa diminuzione della precisione sulle distanze più elevate.
E ancora, un'altra debolezza dei sistemi a sfruttamento del rinculo è legata al fatto che la canna, nel corso del suo movimento retrogrado, dev'essere supportata non soltanto all'altezza nella camera di scoppio, ma anche della porzione mediana e spesso anche alla volata.
Ciò richiede l'uso di una carenatura o di una canna tubata – caratteristica comune a molte armi a sfruttamento del rinculo, dai primi fucili Browning alle mitragliatrici Maxim fino a quelle di maggior successo dei decenni seguenti, come le tedesche Mg.34 ed Mg.42.
Tuttavia, alcune armi a sfruttamento del rinculo di buon successo tecnico commerciale sono riuscite a fare a meno di un supporto a piena lunghezza della canna: si pensi al fucile Browning Auto-5 – la cui canna è supportata all'altezza della porzione mediana da un anello che scivola lungo il serbatoio delle munizioni; o ancora alla mitragliatrice Browning M2-HB e al fucile militare Johnson M-1941, la cui canna è sostenuta solo all'altezza della porzione posteriore. Ovviamente un supporto per la canna aggiunge peso e costi all'arma.
Non meraviglia dunque sapere che il numero di armi lunghe a sfruttamento del rinculo prodotte in serie sia relativamente piccolo; il menzionato Johnson 1941 è probabilmente il più famoso fucile militare a sfruttamento del rinculo, prodotto in diverse decine di migliaia di esemplari agli inizi della Seconda Guerra Mondiale.
I fucili a canna rigata a sfruttamento del rinculo di maggior successo sono facilmente identificabili: si parla dei Remington Mod.8 e Mod.81, progettati da John Moses Browning e prodotti complessivamente in circa 140.000 esemplari dal 1906 al 1950.
D'altro canto, le pistole semi-automatiche a sfruttamento del rinculo sono sempre state, e sono ancora, prodotte a milioni ogni anno in tutto il mondo; le mitragliatrici a sfruttamento del rinculo, seppure meno popolari di quanto lo fossero cinquanta o cent'anni fa, ancora vengono utilizzati da molti eserciti – per la maggior parte in forma di Design già più che sperimentati, come ad esempio la Browning M2-HB o la Mg3. L'evoluzione dei propellenti e l'approfondimento delle conoscenze di balistica interna ha ormai reso le mitragliatrici a recupero di gas più efficienti di quelle a sfruttamento del rinculo, nonché economicamente più convenienti, ma questa è materia per il prossimo articolo.
Ad oggi, le pistole semi-automatiche rappresentano la stragrande maggioranza delle armi a sfruttamento del rinculo presenti sul mercato.
Pressoché tutte le “semiauto” progettate negli ultimi 120 anni per impiegare munizionamento di tipo militare impiega un qualche sistema di sfruttamento del rinculo – e nella maggior parte dei casi si parla del sistema a corto rinculo di canna brevettato più di un secolo fa da John Moses Browning, inventore anche di molte armi lunghe basate sullo stesso sistema quali i fucili Browning Auto-5 o Remington Mod.11 (i primi fucili semi-automatici a canna liscia prodotti in serie), il Remington Mod.8, e molte mitragliatrici.
Ironia della sorte, eccezion fatta per le pistole, l'unica arma a sfruttamento del rinculo progettata da Browning ad essere ancora prodotta e utilizzata su larga scala è proprio una mitragliatrice, ovvero la M2-HB calibro 12,7x99mm.
A grandi linee, esistono due tipologie di sfruttamento del rinculo: il corto rinculo di canna e il lungo rinculo di canna; in quest'ambito, i termini “lungo” e “corto” si riferiscono alla lunghezza della corsa retrograda che la canna e il blocco-otturatore effettuano assieme prima di svincolarsi.
Nei sistemi a corto rinculo di canna, tale tragitto è molto breve, da mezzo millimetro a tre millimetri al massimo a seconda della lunghezza totale della munizione impiegata dall'arma.
Dopo aver rinculato per tale distanza, canna e otturatore si separano e il blocco-otturatore continua il suo movimento retrogrado, effettuando l'estrazione e l'espulsione del bossolo vuoto prima di inserire un nuovo colpo in canna al momento del rientro in batteria.
Nei sistemi a lungo rinculo di canna, il blocco-otturatore e la canna restano vincolati per tutto il tempo nel corso del moto retrogrado di riarmo; una volta arrivato a fine corsa, l'otturatore viene bloccato in posizione da un'apposita levetta e trattiene il bossolo estratto dalla camera di scoppio dall'unghia estrattrice, per poi espellerlo, mentre la canna subisce la spinta della molla di recupero e ritorna alla sua posizione originale – attivando a quel punto un meccanismo di sblocco che consente all'otturatore di rientrare in chiusura camerando nel frattempo una nuova cartuccia e preparando l'arma ad esplodere il colpo successivo.
Nella maggior parte delle armi lunghe – fucili a canna liscia e rigata, carabine, mitragliatrici e quant'altro – la canna è molto più pesante del blocco-otturatore, e dunque trattiene un'importante quota dell'energia di rinculo anche dopo che l'otturatore si è svincolato.
Tale energia, altrimenti sprecata, viene recuperata su alcune armi lunghe a corto rinculo di canna tramite un dispositivo di accelerazione: questi imprimono una spinta aggiuntiva all'otturatore nel suo moto retrogrado, al contempo rallentando la canna fino quasi a fermarla del tutto. Sulle armi corte, che presentano una canna dal peso molto basso, tali dispositivi d'accelerazione sono pressoché inutili; l'unica arma corta ad essere prodotta in serie che abbia mai impiegato un acceleratore a bullone fu la Lahti L-35, realizzata in Finlandia, con un carrello relativamente corto, pensata per offrire elevati livelli d'affidabilità nei rigidi inverni nordici.
Come abbiamo visto, i sistemi a sfruttamento del rinculo hanno molti meriti, tra i quali il più importante è senz'altro la scarsa sensibilità alle caratteristiche balistiche dei propellenti fin tanto che la cartuccia genera livelli adeguati di rinculo. Il principale svantaggio di tutti i sistemi a sfruttamento nel rinculo sta nella mobilità della canna, che dev'essere supportata per quasi tutta la sua lunghezza nel corso del moto retrogrado di riarmo e riduce il livello di precisione intrinseca sulle lunghe distanze.
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