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Um décimo de segundo e tudo recomeça
Você está vendo um fuzil operado a gás. Este aqui é baseado no AKM, uma versão modernizada do Kalashnikov. Tem 880 mm de comprimento e pesa 3,1 kg com o carregador vazio. O mais engenhoso é que ele se recarrega sozinho. Depois de cada tiro, joga fora o estojo vazio, coloca um cartucho novo na câmara e volta a se trancar. Para fazer todo esse trabalho, ele usa um pouco do gás quente de cada tiro.
O modelo acompanha um disparo no modo automático, da queda do cão até a queda seguinte. O cão bate no percussor, e uma pequena chama acende a pólvora. Ao queimar, a pólvora vira gás quente, que impulsiona o projétil ao longo do cano. Um sopro desse gás joga um pistão para trás, e o transportador do ferrolho vai junto. Depois, uma mola manda tudo de volta para a frente com um cartucho novo, e o fuzil fica pronto para o próximo tiro.
O ciclo inteiro leva cerca de 100 ms, um décimo de segundo. Nesse ritmo, o mecanismo poderia repetir o ciclo cerca de 600 vezes por minuto. Esse número mostra a rapidez das peças, e não quantos tiros alguém dá em um minuto. No carregador cabem só 30 cartuchos. A reprodução começa em câmera bem lenta. Arraste a linha do tempo para acompanhar o tiro ou toque num botão para ir direto a um momento. Fique de olho na alavanca de manejo, do lado direito: ela se mexe a cada tiro.
Algumas coisas foram simplificadas. Dentro do fuzil, o modelo mostra só as peças que importam para esta história. Nenhuma fonte informa os tempos exatos da queda do cão nem do vaivém do transportador. Por isso, nesses trechos, o modelo usa estimativas cuidadosas. Os números na tela seguem o relógio do modelo. Assim, só dois dos tempos mostrados têm base em fontes: o ciclo inteiro e a passagem do projétil pelo cano, que leva cerca de um milissegundo. Ligue a vista em corte para olhar por dentro.
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Uma pequena chama e muito gás
Tudo começa com o cartucho. Ele tem 56 mm de comprimento, pesa 16,2 g e reúne tudo de que um tiro precisa. O estojo tem cerca de 39 mm e guarda 1,6 g de pólvora. No centro da base fica a espoleta, uma pequena cápsula de latão. O projétil, de 7,9 g e com núcleo de aço, fica encaixado sob pressão na ponta aberta do estojo.
O tiro começa quando o percussor esmaga a espoleta. A espoleta solta uma pequena chama. A chama atravessa dois furinhos, entra no estojo e acende a pólvora. A pólvora não explode. Ela queima muito depressa e vira uma enorme quantidade de gás quente.
Esse gás fica preso num espaço minúsculo, então a pressão sobe rápido. Ele empurra para todos os lados, mas só o projétil pode ceder. Por isso, o projétil logo começa a se mover. Mesmo assim, a pressão continua subindo, até cerca de 275 MPa. Isso é mais ou menos 2.700 vezes a pressão do ar à sua volta, ou o peso de cerca de 2.800 kg sobre cada centímetro quadrado.
O pico chega cedo, quando o projétil percorreu apenas 4 a 6 cm. A partir daí, o espaço atrás dele cresce mais depressa do que a pólvora consegue enchê-lo de gás, e a pressão começa a cair. Toque nos botões para ver o golpe do cão, a partida do projétil e o momento de pressão máxima.
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Por que a parte de trás não cede
Atrás do cartucho, as peças que fazem o disparo esperam enfileiradas. O cão, empurrado pela própria mola, gira para a frente e bate na parte de trás do percussor. O percussor fica solto dentro do ferrolho, então a pancada lança a ponta dele para a frente, contra a espoleta. Foi esse golpe que você viu no capítulo anterior.
Agora pense de novo naquela pressão. A mesma pressão que empurra o projétil para a frente também empurra o estojo para trás, então alguma coisa precisa segurar o estojo no lugar. Essa é a função do ferrolho. Na frente dele há duas saliências, os ressaltos de trancamento. Antes de cada tiro, o ferrolho gira e os ressaltos entram em dois encaixes. Esses encaixes ficam num bloco de aço, bem onde o cano se une à caixa da culatra, o corpo do fuzil. Esse bloco se chama munhão. Enquanto os ressaltos estão ali, o ferrolho não consegue ir para trás.
Do lado direito do fuzil fica a alavanca seletora. De cima para baixo, ela tem três posições: segurança, automático e tiro a tiro. Na segurança, o gatilho fica travado. No tiro a tiro, o fuzil dá um único disparo cada vez que você puxa e solta o gatilho. No automático, ele continua atirando enquanto você mantém o gatilho puxado. A alavanca fica justamente no lado que a vista em corte remove. Para vê-la, desligue a vista em corte.
Este modelo está no automático, e aqui mais uma peça garante a ordem certa: o retém automático. Ele segura o cão armado e só o solta quando o ferrolho já trancou e o transportador já voltou todo para a frente. Depois, o ferrolho continua trancado enquanto a pressão está alta. Ele só gira e destranca depois que o projétil sai do cano. Toque nos botões para ver o golpe do cão, a partida do projétil e o destrancamento do ferrolho.
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Cerca de um milissegundo no cano
O cano tem 415 mm, e o projétil o percorre em cerca de 1 milissegundo, um milésimo de segundo. É rápido demais para os olhos, então a linha do tempo estica esse trecho do tiro para você. Arraste o controle para levar o projétil ao longo do cano e veja a velocidade dele e a pressão logo atrás.
O empurrão é mais forte no começo. A pressão chega ao pico nos primeiros centímetros e depois vai caindo, mas o gás continua empurrando o projétil por todo o cano. Na boca do cano, o projétil já está a cerca de 715 m/s. É mais ou menos o dobro da velocidade do som e umas 26 vezes a de um carro a 100 km/h.
Por dentro, o cano não é liso. Quatro sulcos em espiral, o raiamento, dão uma volta completa a cada 240 mm, sempre para a direita. Eles agarram o projétil e o fazem girar. No caminho, o projétil dá cerca de uma volta e meia e, na boca do cano, já gira cerca de 3.000 vezes por segundo.
Só uma parte da energia da pólvora vai parar no projétil: cerca de um quarto a um terço. Outra parte esquenta o cano e o estojo. Mais um pouco é gasto para forçar o projétil a entrar nos sulcos. Cerca de 40 por cento saem com o gás quente que escapa logo atrás do projétil. Mas, pouco antes de o projétil sair, o fuzil pega emprestado um pouco desse gás. O próximo capítulo mostra como.
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Um sopro que recarrega o fuzil
Perto da boca do cano, um pequeno furo inclinado sobe do cano até o bloco de gás. É o orifício de gás. Enquanto o projétil não chega até ele, nada acontece aqui. Só depois que o projétil passa é que o gás quente sobe com força pelo furo. No bloco de gás, ele encontra o pistão.
O pistão fica na ponta da frente de uma haste comprida. Essa haste é presa ao transportador do ferrolho, a peça longa que corre por cima do ferrolho. Então, quando o gás joga o pistão para trás, a haste, o transportador e a alavanca de manejo vão juntos. É por isso que a alavanca se mexe a cada tiro. O empurrão é curto. Um instante depois, o projétil sai pela boca do cano, a pressão cai e o gás usado vai embora pelos furos de escape. A essa altura, o transportador já está em movimento e faz sozinho, no embalo, o resto do caminho para trás.
O transportador não gira o ferrolho logo de cara. Nos primeiros milímetros, ele desliza para trás sozinho, e o ferrolho continua trancado. Depois, um rasgo curvo dentro do transportador pega um ressalto no alto do ferrolho e faz o ferrolho girar cerca de um décimo de volta. Os ressaltos de trancamento saem dos encaixes, e o ferrolho fica livre para acompanhar o transportador. Quando isso acontece, o projétil já saiu do cano.
Agora experimente bloquear o orifício de gás. O tiro sai do mesmo jeito, e o projétil deixa o cano normalmente. Mas nenhum gás chega ao pistão, então nada se move. O estojo vazio fica na câmara, e o fuzil para depois de um tiro. Para carregar o próximo cartucho, alguém teria que puxar a alavanca de manejo para trás à mão. Com o orifício aberto, aquele pequeno sopro de gás faz esse trabalho por você.
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Sai o vazio, entra o próximo
Enquanto vai para trás, o transportador puxa o ferrolho, e o ferrolho puxa o estojo vazio para fora da câmara. No ferrolho, uma pequena garra com mola segura o estojo por uma ranhura em volta da base. Essa garra é o extrator. No meio do caminho, o estojo bate no ejetor, uma saliência fixa dentro da caixa da culatra. A saliência acerta o lado esquerdo do estojo, que gira em torno da garra e sai voando pela abertura do lado direito.
Na ida para trás, o transportador cumpre mais duas tarefas. Ele empurra o cão para trás e o deixa armado para o próximo tiro. Ele também comprime a mola recuperadora. A mola freia o transportador e depois o lança de novo para a frente. Enquanto isso, a mola do carregador empurra o próximo cartucho para cima, contra as bordas lá no alto. O carregador guarda 30 cartuchos em duas fileiras intercaladas, e a única coisa que ele faz é erguê-los.
Na volta para a frente, o ferrolho pega o cartucho de cima. Ele o empurra para fora do carregador e o leva para dentro da câmara. A garra do extrator se encaixa com um estalo na ranhura do estojo novo. Depois, o ferrolho gira e os ressaltos voltam a trancar. Visto de trás, esse giro é no sentido horário. O retém automático solta o cão, mas no caminho o cão bate primeiro no retardador. Essa peça freia o cão por um instante, para que o fuzil se estabilize depois que o transportador bate com força lá na frente. Então começa o próximo tiro.
A ida e volta completa leva cerca de 100 ms. Uma piscada dura de 100 a 400 ms. Ou seja, um ciclo dura mais ou menos o tempo da piscada mais rápida. Cada tiro também faz o fuzil dar um coice. Se nada o segurasse, o fuzil carregado recuaria a cerca de 2 m/s. Cerca de um quarto a um terço desse coice vem do gás que sai pela boca do cano. A coronha fica abaixo da linha do cano, então o coice também levanta um pouco a boca do cano. Toque nos botões para comparar um ciclo com coisas que você conhece.
One cycle lasts about as long as the quickest blink.