Ampuma-aseen piippu

Yleistä

Ampuma-aseen piippu on aseen osa, jonka läpi ammutun patruunan luoti kulkee. Sanaa piippu käytetään kaliipereista jotka ovat 20 mm tai sen alle. Yli 20 mm kaliiberin aseissa (tykit) on putki.

Ampuma-aseiden piiput valmistetaan yleensä ns. nuorrutusteräksestä tai ruostumattomasta teräksestä. Piipun materiaalin tulee olla lujaa, sitkeää ja hyvin kulutusta kestävää. Aseen piippu voidaan jakaa rakenteellisesti kolmeen osaan; patruunapesä, ylimenokartio ja rihlaosa (piippu).

Kaliiperi

Sanalla kaliiperi (myös kaliiberi) tarkoitetaan mittayksikköä, jolla kuvataan aseen piipun tai putken kokoa. Sana kaliiberi tulee latinan kielen sanoista "qua libra", suomeksi "paljonko naulasta". Tällä tarkoitetaan paljonko piipun / putkentäyteisiä kuulia saadaan naulasta (453,6 g) lyijyä.

Aseen kaliiperi määrittää piipun kaliiperin ja patruunapesän mitat. Nämä erittäin tarkat mitat pohjaavat kansainvälisiin standardeihin (C.I.P. ja SAAMI).

Euroopassa kaliiperi ilmoitetaan metristä järjestelmää käyttäen, Yhdysvalloissa mittayksikkönä käytetään sadas - tai tuhannesosatuumaa, mikä ei kuitenkaan vastaa suoraan piipun väljyyttä, kuten metrisessä järjestelmässä.

Piipun kaliiperin mittaus

Ampuma-aseen piipun kaliiperin mittaus suoritetaan isokaliiperisena rihlan pohjasta, vastakkaisen rihlan pohjaan tai pienikaliiperisena rihlan harjalta vastakkaisen rihlan harjaan. Luodin halkaisija on yleensä hyvin lähellä samaa kuin piipun isokaliiperi.

Luotiaseen kaliiperi ilmoitetaan ns. pienikaliiperina (mitataan rihlan harjasta harjaan). Luodin halkaisija on kuitenkin lähellä ns. isokaliiperin mittaa (mitataan rihlan pohjasta pohjaan). Esimerkiksi Mosin-Nagant -tyyppisessä sotilaskiväärissä (7.62x53R) pienikaliiperi on 7,59 – 7,63 mm ja isokaliiperi 7,88 – 7,92 mm, tällöin sopiva luoti on halkaisijaltaan 7,84 – 7,88 mm.

Patruunapesä

Aseen patruunapesä valmistetaan kansainvälisten standardien (C.I.P. ja SAAMI) mukaisesti. Tällöin eri patruunavalmistajien standardin mukaisia patruunoita voidaan käyttää kunkin kaliiperin aseissa.

Ammuttaessa, palavan ruudin muodostama kaasun paine tiivistää hylsyn tarkoin mitoitetun patruunapesän seinämiä vastaan ja työntää kovalla paineella luodin irti hylsystä. Tällöin muodostunut paine ei pääse purkautumaan lukon suuntaan.

Ylimenokartio

Ylimenokartion tehtävänä on yhdistää patruunapesä aseen piipun rihlaosaan. Ylimenokartio ohjaa hylsyyn kiinnitetyn luodin piipun rihlaukseen. Ylimenokartion tulisi olla mitoitukseltaan mahdollisimman sopiva käytettävän luodin kanssa, jolloin luoti ottaa ennen laukaisua kiinni rihlaan mahdollisimman kevyesti.

Liian tiukassa ylimenokartiossa luoti tarttuu piipun rihlaan liian tiukkaan. Tämä puolestaan vaikuttaa aseen osumatarkkuuteen. Jos luoti työntyy latausliikkeen aikana liian pitkälle kiinni rihlaan, voi luoti jopa hieman työntyä hylsyn sisään. Ruutikaasun paine voi pienentyneessä palotilassa (hylsyn sisällä) saada aikaan arvaamattoman suuren paineen. Liian suuri paine voi jopa rikkoa aseen ja aiheuttaa näin vaaratilanteen.

Liian väljässä ylimenokartiossa on vaarana, että ruutikaasuja pääsee piippuun luodin ohi. Tästä seuraa tietenkin patruunan tehon laskeminen, joka vaikuttaa suoraan luodin lähtönopeuteen ja lentorataan. On mahdollista, että ylimenokartio voi ajan kuluessa jopa suurentua, palamiskaasujen vaikutuksesta.

On myös mahdollista, että liian väljässä ylimenokartiossa luoti lähtee liikkeelle jo nallin antamasta paineiskusta. Tässä tapauksessa ruuti palaa eri tavalla, kuin että jos luoti pysyy kiinni hylsyssä tiettyyn paineen nousuun asti, kuten tarkoitus on.

Tarkan aseen yksi tärkeimmistä edellytyksistä on siis ylimenokartion mitoitus suhteessa käytettävän patruunan luodin pituuteen ja muotoon. On erittäin tärkeätä, että luodin liikkeelle lähtö on aina tarkalleen samanlainen.

Piipun rihlaus

Kiväärien piipun rihlaus keksittiin 1500-luvun alkupuolella. Alkuun rihlat olivat suoria, mutta myöhemmin keksittiin kiertyvät rihlat. Kiertyvä rihla antaa luodille pyörimis- liikkeen, joka parantaa lentoratavakautta. Rihlat valmistetaan yleensä takomalla tuurnaa vasten tai jyrsimällä. Aiemmin rihlat valmistettiin lastuavalla menetelmällä rihlauspukissa.

Rihla on siis ampuma-aseen (kivääri tai käsiase) piipun sisäpinnalla kulkeva loiva kierre. Rihloja (rihlapalkkeja) on ajettu piipun sisäpinnalle tyypillisesti neljästä kahdeksaan kappaletta, joiden nousukulma on yleensä 5–6 astetta. Edellä mainitulla nousukulmalla, rihla kiertyy kerran ympäri noin 200–350 mm piippumatkalla. rihlannousukulma voi olla joko vakio tai kiihtyvä. Rihlat on ajettu piipun sisäpinnalle, sen koko matkalle (pl. ylimenokartio ja patruunapesä).

Rihlan tehtävänä on saada ammuttu luoti pyörimään lentonsa aikana. Luodin pyörimisliikkeellä pyritään parempaan osumatarkkuuteen. Kiväärikaliiberisissa aseissa on yleensä neljä - kuusi rihlaa. Rihlojen syvyys on yleensä 0,1–0,3 mm jopa 0,6 mm.

Rihlat voivat olla poikkileikkaukseltaan monenlaisia. Rihlojen tyypillinen muoto on suorakaide. Kolmion muoto on harvinainen. Polygonaalirihlaus puolestaan on säännöllistä muotoa muistuttava.

Lue lisää: Piipujen rihlaustavat

Rihlannousu

Rihlan nousu käsitteenä on siis matka, jonka yksi rihla tekee täyden kierteen eli kierroksen. Rihlan nousun pituus on tyypillisesti noin 20–25 cm. Rihlan nousu ilmoitetaan kuitenkin yleensä tuumissa ja tyypillinen rihlanousu on siis noin 1/10” – 1/14” (tai esim. 10”). Metrisessä järjestelmässä rihlannousu voi olla esim. 1/254 mm (tai esim. 254 mm).

Piipun sopiva rihlannousu käytettävälle kaliiperille määräytyy monesta asiasta. Tähän vaikuttavia tekijöitä ovat;

• kaliiperi
• luodin paino
• luodin muoto ja pituus
• luodin ballistinen kerroin (painotus)
• luodin lähtönopeus

Rihlojen aiheuttama luodin pyörimisliike

Luodin pyörimisnopeuden laskentakaava:

• luodin lähtönopeus: 700 m/s = 700 000 mm/s
• rihlannousu: 1 / 10" (10" = 254 mm)
• ( lähtönopeus / rihlanpituus ) = kierrosta sekunnissa (x 60 = kierrosta)
• 700 000 / 254 = 2756 r/s x 60 s = 163 354 r/min

Luodin pituus ja rihlannousu

Pitkä luoti tarvitsee yleensä lyhyen rihlannousun, jotta lento on vakaa. Liian lyhyt rihlannousu aiheuttaa ns. ylivakautumisen. Tällöin luoti ei muuta kulmaansa lentoradan mukaan ja tarkkuus kärsii.

Pääsääntöisesti pitkäsivuiset luodit ovat tarkempia käytetyn piipun rihlannoususta. Jos luoti pyörii ballistisella lentoradalla liian hitaasti, se ns. ali vakautuu, eli luoti ikään kuin vaappuu lentäessään, eikä osu tarkasti maaliinsa. Sama vaikutus on, jos luoti pyörii liian nopeasti ja luotin ns. yli vakautuu. Pahimmillaan luoti osuu maaliinsa poikittain.

Piipun suun kruunaus

Kun piippuballistinen osuus alkaa olla ohi ja luoti on jättämässä piipun, on tärkeässä asemassa piipun kruunaus. On erittäin tärkeää, että luotia piipusta ulos työntävät ruutikaasut purkautuvat piipun jättävän luodin perässä symmetrisesti. Jos paine purkautuu epätasaisesti, voi se työntää luodin ei toivottuun asentoon jo heti piippuvaiheen lopuksi. Tällöin luoti ei vakavoidu ballistiselle lentoradalleen toivotulla tavalla.

Piipun kruunausviisteen teossa käytetään usein 90 aseteen kulmaa. Toisaalta, mitä suurempi kulma on, sitä herkemmin kruunaus voi vaurioitua (palaa).

Rihlojen yksilöllisyys

Ampuma-aseella tehdyissä henkirikoksissa rikostutkijat tutkivat mikroskoopilla rihlojen luotiin jättämät jäljet. Rihlat ovat aseiden teollisesta valmistuksesta huolimatta yksilölliset. Aseen käytöstä johtuvan kulumisen seurauksena yksilöllisten jälkien määrä kasvaa.

Myös luodissa voi olla rihloiksi kutsuttu uritus. Esimerkiksi joissakin haulikon täyteisluodeissa on ns. rihlauritus. Tällöin puhutaan ilmarihloista, joiden tarkoitus on saada luoti pyörivään liikkeeseen, tässä tapauksessa ilmanvastuksen avulla.

Piipun värähtely

Laukaistaessa ase, muodostuu ruutikaasujen aiheuttama paineisku joka vaikuttaa myös aseen piipun värähtelyyn. Piipun värähtelyn ja lämpenemisen vaikutusta osumaan ei ole helppo määrittää. Varmaa kuitenkin on, että piippu värähtelee lämmetessään hieman eritavalla, kuin kylmänä. Piipun värähtelyyn vaikuttaa oleellisesti myös sen pituus ja paksuus. Kaikki nämä seikat yhdessä vaikuttavat siihen, onko piipun värähtelytaajuus ammuttaessa oikea, jotta osumat olisivat tarkkoja.

Joskus aseen osumatarkkuus paranee piippua sopivasti lyhentämällä, jolloin piipun värähtelytaajuus muuttuu. Myös aseen petaamisella on piipun värähtelyyn suuri merkitys. Yksi vaihtoehto on tietenkin järjestely, jossa piippu pääsee värähtelemään vapaasti.

Piipun kuluminen

Aseen piipun keskimääräisenä käyttöikänä voidaan pitää noin 10 000 – 15 000 laukausta. Kovakromatut piiput voivat kestää 15 000 – 25 000 laukausta. Esimerkiksi Glock 17 Gen 4 -pistoolien Polygon-rihlatut ja Tenifer-menetelmällä käsiteltyjen piippujen väitetään kestävän satoja tuhansia laukauksia.

• piipun raaka-aine
• piipun sisäpinnan käsittely (kovakromaus kestää paremmin)
• käytetyn luodin materiaali (teräsvaippaluoti kuluttaa nopeammin)
• patruunan ruudin lämpöarvo (korkea lämpötila kuluttaa enemmän)
• luodin lähtönopeus, suurempi lähtönopeus aiheuttaa suuremman kitkan
• ylikuumaksi ampuminen kuluttaa piipun sisäpintaa nopeasti
• piipun ulkopinnan käsittely (sinistys ja fosfatointi) estää korroosiota
• huolellinen puhdistus ja öljyäminen käytön jälkeen pidentää käyttöikää
• piipun puhtaus ammuttaessa (ei lunta tai hiekkaa)
• patruunat oltava puhtaita
• aseöljy tulisi aina poistaa ennen ammuntaa, sillä se lisää kitkaa ja lämpö kasvaa, pahimmillaan öljy palaa kiinni piippuun
• luodista piipun sisäpintaan jäävä vaippametalli tulisi poista, sillä se aiheuttaa sähkökemiallisen korroosio ilmiön

Piipun profiili

Aseiden piipun profiilin muotoja on useita erilaisia. Perinteisen sileän ja pyöreän profiilin lisäksi on uritettuja (fluted) piippuja, sekä varisinkin vanhoissa aseissa näkee kuusi tai jopa kahdeksan kulmaisia piippu profiileita. Nykyisin yleisessä käytössä on joko pyöreää tai uritettua mallia. Uritetun piippuprofiilin etu on, että se on pyöreään hieman kevyempi (tyypillisesti 100–300 grammaa kaliiperista riippuen). Pyöreän piippuprofiilin omaava paksu piippu ei kuumene niin nopeasti, toisaalta uritetun piipun pinta-ala on selkeästi suurempi, mikä edistää lämmön haitumista, joten ero ei ole profiilimallien välillä tavattoman suuri.

Yleensä piipun paksuuden ja samalla sen profiilin määrittää sen käyttötarkoitus. Ratakäytössä piipun painolla ei ole niin paljon merkitystä kuin sen kuumenemisella ja metsästyskäytössä päinvastoin. Tästä johtuen ratakäyttöön suunnatut piiput ovat usein paksuja, halkaisijaltaan 22–28 mm. Metsästyskäyttöön tarkoitetut piiput ovat yleensä halkaisijaltaan 17–19 mm paksuja ja mahdollisesti myös uritettuja. Uritetut piiput tosin ovat selkeästi hintavampia, kuin profiililtaan pyöreä.

Piipun pintakäsittely

Aseiden metalliosat yleensä pintakäsitellään ruostumista vastaan. Pintakäsittely menetelmiä on useita erilaisia ja pinnan värisävyyn vaikuttaa paljolti teräksen laatu ja sen pinnan pohjakäsittely. Alle on listattu muutamia aseiden metalliosien pintakäsittelytapoja.

• Sinistys eli mustaus (kylmäsinistys)
• Päästövärjäys (kirjakarkaisu)
• Fosfatointi
• Kuumasinistys
• Musta-anodisointi
• nDLC-menetelmä
• Tenifer-käsittely
• Titaaninitridi

Lue lisää: Aseiden osien pintakäsittely