Cannoni famosi - Il limite di velocità dei proiettili

Cannoni famosi: Grande Berta e Cannone di Parigi
Il limite di velocità dei proiettili.

La Grande Berta - Die Grosse Berta

All'inizio del 1900 ci si accorse che la potenza delle artiglierie non era adeguata alle necessità belliche ed in particolare alla necessità di vincere opere di fortificazione sempre più imponenti. Il mortaio da 305 mm del 1897 (Germania) poteva perforare 1,4 m di cemento armato alla distanza di 7 km, ma i militari avevano bisogno di artiglierie con una gittata fino a 12 km e una capacità distruttiva maggiore.
Vennero iniziati nuovi studi che portarono al mortaio da 305 mm del 1901, capace di perforare 1,6 m di cemento, ma costruito in pochi esemplari.
Nel 1906 veniva dato incarico alla ditta Krupp di costruire un mortaio da 420 mm, che però non rappresentava una novità in Europa: le navi inglesi erano già armate con il cannone L/30 da 413 mm. Nel 1906 la Krupp presentò il mortaio M 12 da 420 mm, per trasporto ferroviario, detto anche apparecchio Gamma, dal peso complessivo, in posizione, di ben 150 tonnellate. La gittata era solo di 14 km ed era perciò soggetto al tiro delle artiglierie da campagna nemiche. Questo mortaio venne adottato ufficialmente solo nel 1912. Ne vennero prodotti 5 pezzi prima della guerra e 10 nel corso della guerra.
La scarsa mobilità di questa artiglieria consigliò di ripiegare su di un mortaio più leggero e mobile, trasportabile anche su strada, e cosi venne studiato lo M-Gerät (M 14), che poi sarebbe diventato famoso con il nomignolo di "Grande Berta" (in tedesco Dicke Berta e quindi, più correttamente, la "Grossa Berta"). La gittata era solo di 9300 m con una velocità iniziale di 330 ms, ma impiegava nuovi proiettili aerodinamici e di ottima precisione. Il peso complessivo era di 42 tonnellate, scomponibile in quattro carichi per il trasporto su treno. Due pezzi erano già pronti all'inizio della guerra, dieci venero costruiti successivamente.
Questo pezzo divenne famoso nella prima guerra mondiale, quasi fosse una super-arma, anche se in effetti non aveva doti superiori alla norma. Ma la pubblicità serve anche ai cannoni! Va detto comunque che fu impiegata con successo contro le fortificazioni di Liegi, Namur, Anversa, Longwy, Manovillier, nonché sul fronte orientale. Fallì solo l'assalto al forte di Douaumont e a Verdun.

Il Cannone di Parigi

La Grande Berta viene spesso confusa con un'altra super-arma, del tutto diversa e più importante per gli studi sull'artiglieria: il cannone L/162 di Parigi (Pariser Geschütz). Esso fece la sua comparsa il 23 marzo 1918 quando iniziarono a piovere su Parigi dei proiettili nemici di inspiegabile provenienza poiché il fronte era a 100 km dalla città!
Dopo l'arresto dei tedeschi sulla Marna, non era venuta meno l'idea di colpire Parigi e alla Krupp il direttore Rausenberger e il famoso balistico v. Eberhard, si erano messi all'opera. In quel momento la gittata massima pensabile era quella di 40 km raggiunta dal cannone da costa inglese da 380 mm. Un giorno però, nel poligono della Krupp accadde che un proiettile andò perso e finì nel giardino di un parroco, ben 10 km oltre il limite considerato di sicurezza, e quindi con una gittata massima superiore del 20% a quella prevedibile. Eberhard si mise a tavolino e, dopo calcoli su calcoli, scoprì un fatto fino ad allora sfuggito ai balistici: se si spara con un angolo di tiro elevato, superiore a 45°, in modo che il proiettile raggiunga rapidamente gli strati meno densi dell'atmosfera, conservando una elevata velocità, il successivo tratto della traiettoria avviene in condizioni di resistenza minime, con il sorprendente aumento di gittata. Calcolò così che il proiettile doveva essere stato sparato, per errore del puntatore, con un angolo di 55 gradi, fatto che le prove successive confermarono.
Perciò, quando i generali richiesero alla Krupp un cannone capace di sparare a 120 km. le basi teoriche erano già pronte. Si trattava di realizzare l'arma con una adeguata velocità iniziale. I calcoli portarono a concludere che si doveva impiegare un calibro da 210 mm con una velocità iniziale di 1650 ms. Sarebbe infatti stato impossibile costruire un cannone di calibro maggiore, con le dimensioni necessarie e, d'altra parte, un calibro più piccolo non sarebbe stato distruttivo.
Il proiettile, particolarmente aerodinamico, venne munito di corona di forzamento in acciaio, in quanto quelle di rame non avrebbero retto alle sollecitazioni. Ciò comportò problemi nel caricamento perché il proiettile doveva essere, per così dire, avvitato nella rigatura e presentato nell'esatta posizione alla culatta. Il proiettile pesava 105-120 kg con una gittata massima di 132 km.
La carica di lancio era quasi tre volte quella normale e la ditta Nobel dovette studiare una polvere alla nitroglicerina con 825 cal/kg che non rovinasse troppo la canna.
La canna aveva la lunghezza di 40 metri e doveva essere sostenuta per evitare che si incurvasse; il peso complessivo era di 400 tonnellate (circa 1000 se si considera il supporto per il trasporto).
Al momento dello sparo veniva fatta contemporaneamente sparare una serie di cannoni normali, posti sul territori circostante, al fine di impedire la nemico la localizzazione acustica del pezzo (vi erano già i ricognitori aerei).
Vennero costruiti, a quanto sembra, tre esemplari dell'arma (probabilmente tre bocche da fuoco ed un solo affusto). Alla fine della guerra erano in corso di produzione altri 4 esemplari.
I tiri su Parigi cessarono però rapidamente: i tecnici non avevano previsto la rapida usura dell'anima della bocca sa fuoco, soggetta a straordinarie sollecitazioni; dopo una ventina di colpi la velocità cominciava a diminuire, costringendo ad aumentare la carica di polvere e dopo circa 60 colpi la bocca da fuoco diveniva inutilizzabile.
Si badi che in alcuni testi (come il Dizionario delle Armi di L. Musciarelli), si trovano notizie del tutto fantasiose: spesso si confonde il Cannone di Parigi con la Grossa Berta, si scrive che pesava solo 78 tonnellate, che ne vennero costruiti 10 esemplari e che la batteria era formata da tre pezzi e che venero sparati 898 colpi!

Negli anni successivi alla guerra, sorta la necessità di proiettili molto veloci per il tiro antiaereo e anticarro, proseguirono gli esperimenti per vedere se era possibile superare il limite di velocità dei proiettili imposto dall'usura delle canne. Il risultato non fu soddisfacente perché con velocità attorno a 1200 ms le canne divenivano inutilizzabili dopo 150-250 colpi, sparati lentamente.
Inoltre, al crescere della velocità richiesta, il peso della polvere necessaria cresceva in modo esponenziale. Se per 1000 m/s la carica di polvere pesava il 40% del peso del proiettile, per ottenere 1300 m/s occorreva un peso di polvere pari a quello del proiettile. Ad esempio mentre 4,3 kg di polvere sono sufficienti per imprimere 500 m/s ad un proiettile cal. 15 cm da 45,3 kg, ne occorrono 20 per imprimergli la velocità di 900 m/s e ben 61 kg per ottenere 1500 m/s! Ciò è la conseguenza del fatto che al momento dello sparo non viene accelerato solo il proiettile, ma anche circa il 40% della carica di lancio al fine di assicurare l'aumento di velocità per tutta la lunghezza della bocca da fuoco. La velocità limite teorica è perciò la velocità a cui un aumento della carica di polvere non comporta più alcun aumento nella velocità del proiettile, e si aggira, per una polvere di 950 cal/kg, attorno ai 2350 m/s. Però, a parte lo spreco di polvere ed a parte la necessità di canne lunghissime, non vi è canna che resista per più di pochi colpi.
Si concluse quindi che la velocità pratica non poteva superare i 1000 m/s, velocità che già riduceva la durata di una canna da 150 mm a 350 colpi (contro gli 11.000 alla velocità di 500 m/s!).
Nel 1932 venne adottata la polvere RPC/32 con soli 825 cal/kg e ciò consentì di portare la durata delle canne a circa 1000 colpi. Tempo dopo questa polvere, per ragioni di autarchia, venne sostituita con una polvere a base di glicolo e guanidina.

Negli anni 1932-1934 Gerlich sostenne di aver risolto il problema e di poter raggiungere velocità fino a 1400 ms. La sua idea era quella di usare canne con foratura conica, e un proiettile con un orlo deformabile attorno al corpo (Flanschengeschoss, lett. proiettile flangiato, anche se la flangia non c'entra affatto), in grado di adattarsi al progressivo restringimento della canna, così che il proiettile avesse nella canna una bassa densità sezionale (e quindi una maggior superficie di spinta) e all'esterno una elevata densità sezionale. L'idea non era nuova perché era già stata proposta, negli stessi termini da un certo Puff nel 1903.
Nella pratica però si riscontrò che questo sistema, che complicava enormemente la produzione delle canne e dei proiettili, non presentava vantaggi sufficienti.

Si affermarono invece i proiettili con sabot che risolvono egualmente bene l'esigenza delle due diverse densità sezionali. Neppure essi però superano il problema della resistenza della canna e del peso della carica di polvere e quindi si può concludere che allo stato delle cose la velocità massima praticamente auspicabile per un proiettile di arma da fuoco è attorno i 1200 ms.