Merkezden ateşlemeli (fişek)

Merkezi ateşlemeli bir fişekte tutuşturma vuruşunun gerçekleştiği fişek tepesinin orta kısmına bir kapsül yerleştirilmiştir. Kenardan ateşlemeli fişeklerin aksine merkezi ateşlemeli fişeklerin kapsülü ayrı ve çıkartılabilir bir fişek parçasıdır.

Merkezden ateşlemeli fişekler küçük ölçüde olan kenardan ateşlemeli fişeklerin yerini aldılar. Bunda kenardan ateşlemeli fişeklerin vurma esnasında zarar görerek tekrar doldurularak kullanılma olanağının bulunmayışı etkili oldu. Bugün, .22 ve .17 kalibre tabanca ve tüfek fişekleri, küçük oyuklu (haşere ile mücadelede kullanılan) fişekler, antik el silahları, modası geçmiş fişekler dışında neredeyse tüm tabanca, tüfek ve av silahlarında merkezi ateşleme kullanılmaktadır.

Merkezden ateşlemeli fişekler askeri amaçlar için daha güvenilirdir, çünkü kovan yapısı daha kalındır ve bu nedenle taşıma ve kullanım esnasında hasara karşı daha dayanıklı kalır. Bu fişeğin daha güçlü tabanı bundan ince olan kenardan ateşlemeli fişeğe kıyasla yüksek basınca daha dayanıklı olmasını sağlar. Yüksek basınç bir mermi çekirdeğine daha fazla sürat ve daha büyük enerji verir. Merkezi ateşlemeli fişek kovanları daha karışık yapıda ve üretimi daha maliyetli iken bu maliyeti dengelemek üzere fişek kapsüllerinin değiştirilebilir olması başarılmıştır. Bu pahalı kovanlara kapsül, barut ve mermiler yerleştirilerek ateşlenmiş veya sorunlu kovanlar yeniden kullanılabilmektedir.

Elde doldurma olanağı, 6.5x54 Mannlicher gibi modası geçmiş ya da bulunması zor olan veya .458 Lott gibi daha geniş çapta ve pahalı bulunabilecek fişeklerin yeniden kullanımını sağlaması bakımından bir avantajdır. .22 kalibreden daha geniş güncel fişeklerin çoğu merkezden ateşlemelidir. Üretim maliyetlerinin yükselmesinden sonra daha geniş ölçüdeki kenardan ateşlemeli fişeklerin tercih edilmesi azalmaya başladı ve modası geçmiş duruma geldiler.

Merkezden ateşlemeli mühimmatın belirleyici özelliği, fişek tabanının merkezindeki girintiye bir birincil patlayıcı içeren metal kap (kupa) ile kapatılmış olan kapsül' ün yerleştirilmiş olmasıdır. Silahın ateşleyici iğnesi örs ve bu kap arasındaki patlayıcıya çarparak sıcak gaz ve akkor haline gelmiş parçacıklardan kısa süreli bir sağanak sıçrama oluşturarak (kıvılcım aktarma kanalından geçerek) kovan içine doldurulmuş barutu tutuşturur. Berdan ve Boksör tipi kapsüllerin ikisi de merkezi ateşlemeli fişek parçalarıdır ve kapsülleri bir diğeri ile değiştirilemez ise de aynı silah ile hem berdan hem de boksör tipi kapsüllü fişek bütün ölçülerinin hepsi aynı ise ateşlenebilir.

Berdan tipi kapsülün patlamış haline bakıldığında içinde iki adet kıvılcım aktarma kanalı bulunduğu ve Boksör tipi kapsülde daha geniş ancak tek bir kıvılcım aktarma kanalı bulunduğu görülebilmesine rağmen patlamamış fişek içindeki iki kapsül türünü birbirinden ayırt etmek neredeyse imkânsızdır. Berdan kapsülü biraz daha pahalı ve ABD dışında askeri amaç fazlası üretimde miktarca daha fazladır.

Berdan tipi kapsüller, ilk versiyonları New York' lu Hiram Berdan tarafından keşfedildikten sonra bu ismi aldı ve 20 Mart 1866' da 53,388 patent numarası ile ABD' de tescillendi. Fişeğin kovanı küçük bir silindir biçimli bakırdan yapıldı ve kapsül, mermi çekirdeğinin bulunduğu yerin ters ucundaki tepe kısmının ortasında bırakılan dairesel boşluğa ittirilerek yerleştirildi. Fişeğin dip kısmında kapsülün alt tarafından kovanın bir parçası olarak biçimlendirilmiş minik bir çıkıntı veya nokta görünümlü (Daha sonraları örs olarak adlandırılan) bir parça ve bu parçanın her iki yanından üstündeki barut yatağına ulaşan iki minik hava kanalı bulunmaktadır. Ateşleyici iğne bu örs parçasının karşısına denk gelen noktadan kapsülün dibini ezer ve kapsüldeki kimyasal alev aldığında ortaya çıkan yanma kanallardan barut yatağına ulaşarak barutu ateşler. Tasarlanan sistem iyi sonuç verdi, fişeğin kullanımından hemen önce barut yüklenmiş fişeğe bir kapsül yerleştirilebilmesi seçeneğini de ortaya çıkardığı gibi kullanılmış fişeğin yeniden doldurularak kullanılabilir hale getirilebilmesine de olanak verdi.

Kapsüle dıştan verilen baskının bakır fişek kovanı üzerinde oluşturduğu kabarıklık nedeni ile uygulamada güçlüklerle karşılaşıldı. Berdan, bu sorunun çözümü için kovan malzemesini bakır yerine pirinçle değiştirmek yoluna gitti ve ardından ikinci Berdan Kapsülü patentini 29 Eylül 1869' da 82,587 patent numarası ile aldı. Bu tarihten sonra Berdan tipi kapsüllerin temel özellikleri bugüne kadar aynı kaldı.

Berdan tipi kapsüller, küçük metal kupalar içinde basınca hassas patlayıcı bulundurması nedeniyle Çakmak korumalı sistem den sonra gelişen kapsül korumalı sisteminin benzeridir. Çağdaş Berdan tipi kapsüllerde, Berdan tipi fişekte, kovanının parçası olan birincil yanıcının bulunduğu kapsüle basınç yapılır. Birinci boşluğun içinde kupanın karşısında duran küçük bir tampon yani örs bulunur ve örsün her iki yanından uzanan iki adet kanal vardır. Berdan tipi kapsüller tekrar kullanılabilir ancak öncelikle hidrolik basınç ile artık barutlar temizlenmeli veya bir kıskaç veya bir kaldırıcı vasıtası ile kapsül tümüyle fişekten dışarıya çıkarılmalıdır. Çıkarılanın yerine yeni bir kapsül özenle örsün karşısına yerleşmeli ve sonra da barut ve mermi ilavesi yapılmalıdır.

Aynı zamanlarda, İngiltere' de Woolwich, Royal Arsenal ' den Edward M. Boxer bir birincil kapsül üzerinde çalışıyordu. Bu ürünün patentini 13 Ekim 1866' da İngiltere' de tescillendirdi ve ardından 29 Haziran 1869' da aynı ürünün patentini 91,818 patent numarası ile ABD' de tescillendirdi.

Boksör tipi kapsüller Berdan tipinin benzeridir. Bir temel fark örsün kapsül içindeki yeridir. Boksör tipinde örs, uçları daha eğimli hale getirilmiş bir 'u' şekline benzer parçadır. Bu tip örsün uçları birincil odacığın iki üst köşesine alttan gelen kupa baskısı ile tutturulmuştur. Bu örs tipi; kovanın bir parçası değildir ve ateşleme iğnesinin etkisine yeterli derece direnç gösterebilmektedir. Birincil odacığın üst orta noktasında sadece bir adet kıvılcım aktarma kanalı bulunmaktadır. Bu yerleşim merminin verimliliğini yok denecek kadar az etkilemektedir. Ancak ateşlenmiş kapsüllerin daha kolay çıkarılıp yüklenebilmesini sağlamaktadır.

Günümüzdeki bütün av tüfeği fişekleri, kenardan ateşlemeli .22 ve 9 mm dışında merkezi ateşlemelidir. Bunlar geniş ve kendilerine özgü biçimlendirilmiş Boksör tipi kapsüllere sahip fişekler ile kullanılmaktadır.

Av tüfeği kapsülleri çakmak korumalı sisteminin yerini alan vurmalı kapsül' tipinin keşfedilerek 1820' de piyasaya sürülmesinden sonra bazı siyah barutlu vurmalı kapsülle tutuşma sistemi yapısında kullanılmaya başladılar.

Kapsül ve ateşleme yakıtının üretim ve yerleştirilmesi küçük ateşli silah mühimmatı üretiminin en tehlikeli kısmıdır. Duyarlı birincil birleşimin, meşhur İngiliz mühimmat üreticisi Eley Kardeşler firmasında olduğu gibi birçok kişinin ölümüne neden olduğu iddia edildi. Günümüz ticari işlemlerinde işletmeciler ve üretim ekipmanı arasında bir koruma sağlanmaktadır.

İlk birincil kapsüllerde 19. yy. vurmalı kapsüllerindekine benzer alevlenen cıva (II) (Hg(CNO)2) kullanıldı. Siyah barut, dağılan sıcak cıva ile etkili biçimde alevlenebilmekteydi. Cıvalı kapsüllerin dezavantajı dumansız barut yüklemeleri ile birlikte açığa çıktı. Güvenilir tutuşma için yetersiz bir hareketle cıva yavaş bir hareketle kapsülden dağılmaktaydı. Siyah barutun küçük bir enerji ile tutuşturulabilmesi nedeniyle bu çağda bir sorun olarak düşünülmedi. Dumansız barut tutuşma için daha fazla termal enerjiye ihtiyaç duydu. Eksik ateşlenme veya ateşlemenin duraklaması yaygın biçimde görülür hale geldi. Eksik ateşleme, ateşleme iğnesinin ya birincil karışımı alevlendirmede başarısız olması veya barutun ateşlenmesinden önce sönmesidir. Ateşlemenin duraklaması ise ateşleme iğnesinin düşmesi ile ateşli silahın mermiyi göndermesi arasında hissedilebilir bir sürenin geçmesini ifade eder. Daha uç durumlarda, bu gecikme yeterince bir eksik ateşleme olarak da yorumlanabilir ki mermi hareket ettiği anda fişek ateşlemeyi tamamlar veya silah mermiyi hedef noktası dışına sapma yaparak gönderir.

Dumansız barutun ateşlenmesi için akkor parçacıklarının oluşturulması en etkin yöntem olarak bulundu. Ağır silah bataryaları birincil yanıcı tarafından ateşlenen az bir miktar siyah barut ile ateşleme yaptıklarından akkor parçaları (potasyum karbonat) dumansız baruta doğru ilerleyen bir ateş yayabilecekti. Patlayıcı cıvaya potasyum klorat eklendi ve böylece akkor parçacıklar küçük ateşli silahlarda da benzer etkiyi gösterdiler.

Birincil karışımdaki parlayıcı cıva, ateşlenme sonrası geçtiği boşlukta ve boş kovanda metalik cıva bırakır. Cıva büyük oranda siyah barut artıklarıyla birlikte isli dumanda emilir, pirinç kovanın iç tarafına ise dumansız barut ile kaplanır, dumansız barutun yüklediği yüksek basınç cıvayı çinko ve bakır karışımı amalgamdan yapılan pirinç kristallerinin arasındaki tanecik boşluklarının içine doğru girmeye zorlar ki bu da kovanı tekrar kullanmaya elverişli olmayacak ölçüde zayıflatır. Bu nedenle ABD' de 1898' de barış zamanı boyunca cıvalı birincil karışımda azaltmaya gidildi. Filedelfiya' da bulunan ABD cephane üretim tesisi Frankfort Arsenal' in ürettiği FA-70 birincil yanıcı karışımında potasyum klorat, kurşun (II) tiyoseyenat (Pb(SCN)2) potasyum kloratın duyarlılığını yükseltmek için, antimon trisülfid (Sb2S3) aşındırıcı olarak az miktarda trinitrotoluen kullanıldı. Bu yıpratıcı birinciller ateşleme sonrası namluda ve boşluklarda bir potasyum klorat tuz çökeltisi bırakır. Bu higroskopik tuz kristalleri nemli atmosferden rutubeti çeker ve küflenmeye neden olur. Bu yıpratıcı birinciller namlu ve silah mekanizması ateşleme sonrası iyice temizlenmediği takdirde silaha ciddi zarar verebilmektedir.

Mühimmat üretimi yapan sivil kurumlar 1920' lerde aşındırıcı olmayan birincil yanıcı tiplerini ürettiler, ancak askeri üretim tesisleri aşındırıcı karışımı sağladıkları daha fazla güvenilirlik nedeni ile üretmeye devam ettiler. Farklı üreticilerin imal ettiği belirgin biçimde farklı tutuşma özelliğine sahip farklı birincil karışım yapıları, ABD tarafından aşındırıcı olmayan birincillerin kullanıldığı 7.62x51mm NATO fişeği üretilinceye kadar kullanıldı.