العيار (المدفعية)

في المدفعية ، العيار أو العيار ^{[ ملاحظة 1 ]} هو القطر الداخلي لسبطانة المدفع، أو، بالامتداد، مقياس نسبي لطول السبطانة.

يُشار غالبًا إلى طول السبطانة (خاصةً للمدافع الكبيرة) بمضاعفات العيار، كما هو الحال في بنادق البحرية الأمريكية عيار 76 ملم ( 3 بوصات) أو أكبر. ^{[ 1 ]} يُقسم الطول الفعال للسبطانة (من المؤخرة إلى الفوهة ) على قطرها للحصول على قيمة لا بُعدية . ^{[ 1 ] : 81} على سبيل المثال، يمكن الإشارة إلى المدافع الرئيسية لسفن حربية من فئة أيوا بعيار 16 بوصة/50 . يبلغ قطرها 16 بوصة، وطول سبطانتها 800 بوصة (16 × 50 = 800). يُشار إلى ذلك أحيانًا باستخدام البادئة L/؛ فعلى سبيل المثال، يُوصف المدفع الأكثر شيوعًا لدبابة بانزر 5 بأنه "75 ملم L/70"، أي سبطانة بقطر داخلي 75 ملم (3.0 بوصة) ، وطول 5250 ملم (17 قدمًا و3 بوصات) .         

تُسمى نسبة قطر الماسورة إلى طولها "العيار" في المدفعية البحرية، ^{[ 1 ] : 81} ، بينما تُسمى "الطول" في مدفعية الجيش. قبل الحرب العالمية الثانية، استخدمت البحرية الأمريكية مدافع عيار 5 بوصات/51 (5 بوصات طول/51) كمدافع سطح-سطح، ومدافع عيار 5 بوصات/25 (5 بوصات طول/25) كمدافع سطح-جو. وبحلول نهاية الحرب العالمية الثانية، أصبح المدفع ثنائي الغرض عيار 5 بوصات/38 (5 بوصات طول/38) سلاحًا بحريًا قياسيًا ضد الأهداف السطحية والجوية. جميع هذه المدافع الثلاثة لها قطر ماسورة 5  بوصات (وليس 5.51 أو 5.25 أو 5.38 كما يُقرأ خطأً في كثير من الأحيان).

على الرغم من أن بنادق البحرية صُممت وصُنعت بطريقة مشابهة تقريبًا للمدفعية البرية، إلا أنها بُنيت وفقًا لمعايير أكثر صرامة ودقة من الأسلحة البرية، وذلك لسبب وجيه. ففي البحر، كان على السلاح أن يؤدي وظيفته على أكمل وجه دون أي خلل. لم يكن هناك بديل جاهز، ولا بديل يمكن توفيره بسهولة. مع مرور الوقت، أصبح مصطلحا "الرطل" (وزن القذيفة ) و"القطر الداخلي" (قطر ماسورة السلاح) مختلطين وغير واضحين. وفي النهاية، عندما توفرت التكنولوجيا اللازمة، أصبح القطر الداخلي (بالبوصة أو المليمتر) هو المقياس القياسي. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

بالنسبة لبنادق البحرية، كان التغيير الأولي هو قياس قطر السبطانة الفعلي، مما سهّل تصنيع المقذوفات القياسية. ثم بدأوا بقياس الطول الفعال (وبالتالي المدى) للسلاح بالعيارات. هذا القياس هو نسبة الطول القياسي للسبطانة إلى قطر السبطانة الحلزوني. بعبارة أخرى، عيار 12/45 يساوي 12 بوصة × 45 = طول السبطانة الحلزونية لهذا السلاح بالبوصات. وهذا يفسر الاختلافات في كل من الاختراق وأداء المدى البعيد لبنادق البحرية المختلفة على مر السنين. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

إضافةً إلى التحسينات المحتملة في الأداء العام (أي سرعة الفوهة وقوة الارتطام)، سمحت زيادة طول السبطانة، في بعض الحالات، بزيادة حجم القذيفة أيضًا. على سبيل المثال، المدفع الأمريكي عيار 14/45، كما تم تقديمه في البارجة من فئة نيويورك.أطلقت إحدى هذه المدافع قذيفة وزنها 570 كيلوغرامًا (1250 رطلًا) . سمحت التحسينات اللاحقة على التصميم، من خلال إطالة البندقية نفسها وتعديل آلية الإطلاق، بإطلاق قذيفة وزنها 640 كيلوغرامًا (1400 رطلًا) ، وزيادة عمر السبطانة بشكل عام. نلاحظ هذا النمط مجددًا مع مدافع الولايات المتحدة عيار 16 بوصة. كان التصميم الأولي بطول 45 عيارًا، ويطلق قذيفة وزنها 1000 كيلوغرام (2200 رطلًا) . لم يسمح التصميم المُعاد لاحقًا إلى عيار 50 بسرعة أعلى فحسب، بل سمح أيضًا بقذيفة أثقل وزنها 1200 كيلوغرام (2700 رطلًا ) ، والتي اعتُبرت في النهاية أكبر قذيفة بحرية أمريكية استُخدمت في القتال . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}        

كانت سبطانات البنادق الأولى قصيرة وسميكة، لا تتجاوز عادةً 26 عيارًا، نظرًا لاحتراق البارود المستخدم فيها بسرعة وعنف شديدين، مما أدى إلى قصر زمن تسارعها. سمحت تركيبات البارود " البني " الأبطأ احتراقًا بزيادة طفيفة في طول سبطانات البنادق في ثمانينيات القرن التاسع عشر، ولكن تطلب ذلك كميات هائلة من البارود البني. أما المواد الدافعة الجديدة " البارود عديم الدخان " الأبطأ احتراقًا، والمتوفرة منذ منتصف ثمانينيات القرن التاسع عشر فصاعدًا، مثل " بودر بي" والكوردايت والنيتروسليلوز ، فقد أتاحت تسارعًا أبطأ وأكثر امتدادًا، ولذا صُنعت سبطانات البنادق تدريجيًا أطول وأرق. كانت التركيبات الجديدة مواد دافعة أقوى بكثير من البارود، وقلّت الحاجة إليها من حيث الوزن نظرًا لتحولها بالكامل تقريبًا إلى غازات عند احتراقها. أصبحت سرعة الفوهة محدودة فقط بطول السبطانة الممكن، سواء من حيث أساليب التصنيع في ذلك الوقت أو من حيث أي قيود عملية تفرضها طريقة استخدام البندقية.

يتمثل الأثر العملي للسبطانات الطويلة في البنادق الحديثة في أن المقذوف يقضي وقتًا أطول داخل السبطانة قبل خروجه، مما يتيح وقتًا أطول لتمدد الغاز الناتج عن الاحتراق المتحكم فيه لشحنة الوقود الدافعة، وبالتالي تسريع المقذوف بسلاسة، مما يؤدي إلى سرعة أعلى دون إجهاد زائد على البندقية. من منظور المقذوفات الداخلية ، إذا اعتبرنا قاعدة المقذوف مكبسًا مدفوعًا بالغاز المتمدد، فمع زيادة طول السبطانة يزداد حجم الهواء الذي يكتسحه المكبس، وبالتالي تزداد كمية الطاقة المستخرجة من احتراق الغاز. تسمح السبطانة الأطول باستخدام كمية أكبر من الوقود الدافعة: إذ يحترق الوقود بالكامل تقريبًا في وقت مبكر من مسار المقذوف داخل السبطانة، باستثناء الحالة الشائعة جدًا حيث يستمر الاحتراق عند خروج المقذوف من فوهة البندقية، مما ينتج عنه وميض مرئي عند الفوهة.

يستمر المقذوف في التسارع طالما كان الضغط خلفه كافيًا للتغلب على احتكاك جدار السبطانة. وستستمر الطاقة الزائدة في تسريع المقذوف حتى يخرج من فوهة السبطانة. إذا انخفض الضغط خلف المقذوف بشكل كافٍ قبل خروجه من السبطانة، فإنه سيتباطأ داخلها، على الرغم من وجود ضغط متبقٍ في جدار السبطانة خلفه. يؤدي استخدام شحنة خفيفة ذات ضغط غير كافٍ لطرد المقذوف إلى انحشاره داخل السبطانة. ^{[ 6 ]} ويقل هذا الضغط مع ازدياد حجم السبطانة الذي يملأه الغاز.

لتحقيق أقصى سرعة ابتدائية للمقذوف بأقصر طول للماسورة، يجب أن يخرج المقذوف من الماسورة عندما ينخفض ​​ضغط الغاز إلى جزء صغير من أقصى قيمة له، مع العلم أنه على عكس أقصى ضغط في حجرة الاحتراق، فإن هذا الجزء الصغير المطلوب يصعب قياسه. في الأسلحة الحديثة، يمكن زيادة السرعة الابتدائية للمقذوف عن طريق تغيير تركيبة البارود و/أو استخدام شحنات مزدوجة تحتوي على نوعين مختلفين من البارود لتمديد منحنى الضغط داخل الماسورة. من خلال تعريض قاعدة المقذوف لضغط معين لفترة أطول، يمكن زيادة السرعة دون رفع مستوى الضغط المتولد.

أتاحت التحسينات التكنولوجية إمكانية استخدام سبطانات مدافع طويلة تتمتع بقوة كافية لتحمل القوى اللازمة لتسريع القذيفة إلى سرعة عالية، مع الحفاظ على خفة وزنها لتسهيل نقلها، وصلابتها الكافية للحفاظ على دقتها، وقدرتها على تحمل العديد من عمليات الإطلاق قبل الحاجة إلى الصيانة. في الحرب العالمية الأولى، كانت سبطانات المدافع البحرية عيار 45 هي السائدة، وفي الحرب العالمية الثانية، شاع استخدام سبطانات عيار 50 إلى 55، بينما كانت ألمانيا تُصنّع مدافع دبابات عيار 70 بحلول عام 1943.

اليوم، لا تُعدّ السبطانات ذات العيار 60 إلى 70 نادرة، لكن أحدث التقنيات سمحت بسبطانات أقصر عيار 55 بالوصول إلى سرعات فوهة تبلغ 1750 مترًا في الثانية (5700 قدم في الثانية) ، كما هو الحال مع مدفع راينميتال للدبابات عيار 120 ملم . مع ذلك، وباستخدام قواعد قابلة للفصل ، تطلق العديد من هذه المدافع قذائف أصغر بكثير من قطر فوهة المدفع، لذا فإن العلاقة بين حجم القذيفة وطول السبطانة ليست مباشرة كما كانت في الأسلحة القديمة.  

تُسبب السبطانات الحلزونية غموضًا في قياس العيار. يتكون تجويف السبطانة الحلزونية من أخاديد ونتوءات متناوبة. المسافة بين الأخاديد أكبر من المسافة بين النتوءات. يجب أن تكون المقذوفات التي تُطلق من السبطانات الحلزونية بقطر كامل المسافة بين الأخاديد لتدور بفعالية بفعل الحلزون، ولكن في بعض الأحيان يُحدد العيار بقطر المسافة بين النتوءات قبل حفر أخاديد الحلزون. يزداد عمق أخاديد الحلزون (وما يترتب عليه من غموض) في الأعيرة الأكبر.

قد تحتوي قذائف المدفعية الفولاذية على قسم أمامي محكم الغلق بقطر أصغر قليلاً من البعد الأصلي من الأرض إلى الأرض للماسورة وشريط قيادة نحاسي أكبر قليلاً من قطر الأخاديد من الأخدود إلى الأخدود لإغلاق التجويف بشكل فعال عندما يتسع بسبب التآكل أثناء إطلاق النار لفترات طويلة.

كانت مدافع البحرية الأمريكية تستخدم عادةً عمق حلزنة يتراوح بين نصف وواحد بالمئة من العيار. وكان قطر حلقة المقذوف أقل بمقدار 0.015 بوصة (0.38 مم) من القطر بين حافتي الحلزنة مع هامش خطأ تصنيعي سالب، لذا كان متوسط ​​الخلوص حوالي 0.012 بوصة (0.30 مم) . وكان قطر حلقة القيادة هو القطر بين حافتي الحلزنة مضافًا إليه 0.02 بوصة (0.51 مم) . ^{[ 7 ]}   

الاقتباسات

فهرس

• كندا. المكتبة الإلكترونية للجيش. المدفعية الميدانية، المجلد 6. المقذوفات والذخيرة. B-GL-306-006/FP-001 1992-06-01