Nòng súng

Nòng súng là bộ phận then chốt của các vũ khí kiểu súng như súng bộ binh cỡ nhỏ, pháo binh và súng hơi. Đây là ống bắn thẳng, thường làm từ kim loại cứng có độ bền cao; trong đó sự giãn nở nhanh của các khí có áp suất cao được giữ trong ống sẽ đẩy đầu đạn ra khỏi đầu nòng với vận tốc lớn. Phần rỗng bên trong nòng gọi là lòng nòng, và đường kính của lòng nòng gọi là cỡ nòng, thường đo bằng inch hoặc milimét.

Những khẩu súng đầu tiên ra đời khi kỹ thuật luyện kim chưa đủ phát triển để đúc các ống có thể chịu được lực nổ của những khẩu pháo sơ khai, nên ống (thường ghép từ các thanh kim loại) cần được đai gia cường định kỳ dọc theo chiều dài để tăng độ bền. Hình dáng đó khiến chúng trông giống các thùng chứa ("barrel") xếp chồng lên nhau, vì thế mới có tên tiếng Anh là “"barrel"”.

== Lịch sử ==
Nòng súng thường được chế tạo từ kim loại hoặc hợp kim kim loại. Tuy nhiên, vào cuối thời nhà Đường (Trung Quốc), các nhà phát minh đã phát hiện thuốc súng và dùng tre, vốn có thân rỗng, dạng ống tự nhiên và rẻ, dễ gia công làm nòng cho những vũ khí phóng dùng thuốc súng đầu tiên như hỏa thương. Người Trung Quốc cũng là những người đầu tiên làm chủ kỹ thuật đúc nòng pháo bằng gang, và dùng công nghệ này để chế tạo những hỏa thương cầm tay sớm nhất. Ở châu Âu thời kỳ đầu, súng thường làm bằng sắt rèn, thường có nhiều đai gia cường quấn quanh các vòng sắt rèn rồi hàn lại thành một ống rỗng. Đồng và đồng thau được thợ súng ưa chuộng phần lớn vì dễ đúc và kháng ăn mòn do khí cháy của thuốc súng hoặc do nước mặn khi sử dụng trên tàu hải quân.

Những hỏa khí ban đầu là nạp đạn miệng nòng, với thuốc súng rồi đầu đạn được nhồi từ đầu nòng, khiến tốc độ bắn thấp do quy trình nạp rườm rà. Sau này, thiết kế nạp đạn khóa nòng cho phép tăng tốc độ bắn, nhưng các mẫu khóa nòng đời đầu không bịt kín tốt khí thuốc rò rỉ từ phía khóa nòng, làm giảm vận tốc đầu nòng. Trong thế kỷ 19, người ta đã phát minh các khối khóa hiệu quả, giúp bịt kín súng nạp sau, ngăn rò rỉ khí thuốc.

Các nòng pháo đời đầu rất dày so với cỡ nòng. Lý do là khi đó thường xuất hiện khuyết tật chế tạo như bọt khí bị kẹt trong kim loại, yếu tố góp phần vào nhiều vụ nổ súng; các khuyết tật này làm nòng không đủ bền để chịu áp lực khi bắn, dẫn đến phá hủy, vỡ tung.

== Chế tạo ==
Một nòng súng phải đủ khả năng giữ các khí đang giãn nở do thuốc phóng để đảm bảo viên đạn đạt vận tốc đầu nòng tối ưu trong khi được đẩy ra. Nếu vật liệu nòng không chịu nổi áp suất bên trong lòng ống, nòng có thể bị hư hại thảm khốc và phát nổ, không chỉ phá hủy khẩu súng mà còn gây nguy hiểm đến tính mạng những người xung quanh. Nòng súng nhỏ hiện đại làm bằng thép cacbon hoặc thép không gỉ đã được biết và kiểm tra để chịu được áp lực cần thiết. Các khẩu pháo được chế tạo bằng nhiều kỹ thuật khác nhau nhằm đảm bảo độ bền đủ tin cậy.

=== Khía nòng ===
Khía nòng là việc loại bỏ vật liệu khỏi một bề mặt xi-lanh, thường tạo các rãnh bo tròn, nhằm giảm khối lượng. Thao tác này thường được thực hiện trên bề ngoài nòng súng trường, dù cũng có thể áp dụng cho ổ đạn của súng ổ quay hoặc khóa nòng của súng trường băn phát một. Hầu hết các rãnh trên nòng súng và xilanh là thẳng, mặc dù các rãnh xoắn ốc đôi khi xuất hiện trên khóa nòng súng trường và thỉnh thoảng trên nòng.

Mục đích chính của khía nòng là giảm trọng lượng và cải thiện tính di động; nếu làm đúng, khía nòng vẫn có thể giữ được độ cứng và độ bền cấu trúc, đồng thời tăng cường độ riêng. Khía nòng cũng làm tăng tỉ lệ bề mặt trên thể tích và giúp nòng tản nhiệt hiệu quả hơn sau khi bắn, mặc dù khối lượng vật liệu giảm khiến nòng nóng nhanh hơn khi bắn liên tục.

=== Nòng hợp kim ===
Nòng hợp kim là nòng súng được bào mỏng, sau đó trượt một ốp bên ngoài phủ và ghép nối vào để cải thiện độ cứng, trọng lượng và khả năng tản nhiệt. Dạng phổ biến nhất là nòng có ốp sợi carbon, nhưng cũng có các giải pháp độc quyền như Teludyne Tech Straitjacket. Chúng hiếm được sử dụng ngoài các môn bắn thể thao và thi đấu.

== Gắn nòng ==
Nòng có thể được cố định vào thân súng bằng ren của cơ cấu hoặc bằng đinh tán. Tùy theo kết cấu, có thể dùng các loại nòng khác nhau:
- nòng cố định thông dụng cho súng
- nòng có thể tháo lắp cho súng
- nòng thay nhanh cho súng máy
- nòng thay thế (nòng dự phòng) cho pháo

== Thành phần ==
=== Buồng đạn ===
Buồng đạn là khoang ở phần sau cùng của nòng súng nạp hậu nơi vỏ đạn được đưa vào vị trí sẵn sàng khai hỏa. Ở hầu hết các loại súng (súng trường, súng shotgun, súng máy và súng lục), buồng đạn là một phần liền của nòng: thường được tạo bằng cách doa phần sau của lỗ nòng trên một khối nòng, với một buồng duy nhất nằm trong một nòng duy nhất. Ở dạng súng ổ quay, buồng đạn là bộ phận của ổ đạn và hoàn toàn tách rời khỏi nòng; một ổ có nhiều buồng, luân phiên quay vào vị trí thẳng hàng với nòng chờ khai hỏa.

Về cấu trúc, buồng gồm thân, vai và cổ, có đường viền tương ứng với hình dạng vỏ đạn mà nó được thiết kế để giữ. Mở phía sau của buồng chính là khoang nạp của toàn bộ nòng, được khóa kín từ phía sau bởi khóa nòng, khiến hướng ra trước là đường ít kháng lực nhất khi khai hỏa. Khi kim hỏa đánh trúng hạt nổ của vỏ đạn, thuốc phóng cháy sinh khí áp suất cao trong vỏ. Tuy nhiên buồng (được đóng sau bởi khóa nòng) kìm giữ vỏ đạn, cho phép viên đạn (hoặc bi trong shotgun) tách sạch khỏi vỏ và bị đẩy về phía trước dọc theo nòng, rồi thoát ra ở miệng nòng.

Nạp buồng là quá trình đưa một vỏ đạn vào buồng của súng bằng tay (nạp đơn) hoặc bằng hoạt động cơ của vũ khí (như bơm, cần gạt, kéo khóa nòng, hoặc cơ chế tự nạp). Ở súng hơi, viên đạn không có vỏ nên được chèn toàn bộ vào buồng, trước khi một lượng khí nén được giải phóng phía sau viên và đẩy nó ra phía trước.
Trong bối cảnh thiết kế, chế tạo và sửa đổi vũ khí, từ “chambering” còn có nghĩa khác: đó là việc gia công buồng để phù hợp đặc biệt với một cỡ đạn hoặc mẫu vỏ đạn cụ thể.

=== Nòng ===
Nòng là lòng rỗng bên trong của nòng súng, chiếm phần lớn chiều dài nòng. Đây là nơi viên đạn được đặt trước khi khai hỏa và là nơi nó gia tốc nhận năng lượng động năng trong quá trình khai hỏa. Trạng thái chuyển động của viên đạn khi đi dọc theo nòng được gọi là đạn đạo trong nòng.

Hầu hết các loại súng hiện đại (trừ súng hỏa mai, súng trường cổ nòng trơn, hầu hết pháo tăng và một số khẩu pháo lớn) và súng hơi (trừ một vài súng BB) có các rãnh xoắn dạng xoắn ốc gọi là rãnh xoắn được gia công vào thành lòng nòng. Khi bắn, nòng có rãnh xoắn truyền cho viên đạn một chuyển động quay quanh trục dọc của nó, và nhờ con quay này (hiệu ứng con quay) giúp viên đạn ổn định tư thế và quỹ đạo bay sau khi rời nòng (tức đạn đạo ngoài). Bất kỳ súng nào không có rãnh xoắn trong lòng nòng đều được gọi là "nòng trơn".

Khi một viên đạn được đưa vào buồng, vỏ đạn chiếm chỗ trong buồng nhưng đầu viên đạn thực tế nhô ra khỏi buồng vào phần sau của lòng nòng. Ngay cả trong nòng có rãnh, đoạn ngắn phía sau này không có rãnh, và cho phép viên đạn có một “đoạn chạy đà” ban đầu để tích tốc trước khi gặp rãnh khi khai hỏa. Phần sau cùng của đoạn không có rãnh này gọi là "freebore", thường có dạng hình trụ. Phần không có rãnh ngay phía trước "freebore", gọi là "leade", bắt đầu có độ phẳng nhẹ và dẫn viên đạn hướng về vùng nơi lòng nòng chưa có rãnh chuyển tiếp thành lòng nòng có rãnh hoàn toàn. Tổng hợp lại chúng tạo thành vùng cổ họng, nơi rãnh khoan vào viên đạn khi nó di chuyển. Vùng cổ họng phải chịu ứng suất nhiệt–cơ lớn nhất và do đó mòn nhanh nhất. Xói mòn cổ họng thường là yếu tố quyết định tuổi thọ nòng súng.

=== Đầu nòng ===
Đầu nòng là đầu trước của nòng súng, nơi viên đạn thoát ra. Gia công chính xác phần mũi nòng rất quan trọng đối với độ chính xác, vì đây là điểm tiếp xúc cuối cùng giữa nòng súng và viên đạn. Nếu có khoảng hở không đều giữa mũi nòng và viên đạn, khí thuốc thoát ra có thể lan không đều và làm lệch quỹ đạo viên đạn so với hướng dự định. Mũi nòng cũng có thể được tiện ren bên ngoài để lắp các phụ kiện khác nhau.

Trong nòng có rãnh xoắn, hình dạng mũi nòng được thiết kế để bảo vệ rãnh xoắn khỏi hư hại do vật lạ xâm nhập, nên đầu trước của các rãnh thường được bảo vệ sau một vành khắc lõm, đồng thời vành khắc này giúp điều tiết sự giãn đều của khí cháy. Vành khắc thường được làm lõm so với vành ngoài mũi nòng để tránh hư hại vô tình khi va chạm với môi trường xung quanh.

Ở nòng trơn bắn đạn mảnh (như đạn rời của súng săn), phần cuối nòng có thể có một thu hẹp dạng nón gọi là "choke" để điều chỉnh hình dạng tán loang của các mảnh, nhằm cải thiện tầm và độ chính xác. Choke có thể là choke vặn thay được cho các mục đích khác nhau, hoặc là choke cố định tích hợp vào nòng.

Khi bóp cò, thường thấy một ánh chớp sáng rực gọi là "chớp đầu nòng" xuất hiện ở mũi nòng. Ánh chớp này phát sinh từ cả khí thuốc siêu nóng tỏa năng lượng khi giãn nở và phần khí chưa cháy hết phản ứng mạnh với không khí bên ngoài khi thoát ra khỏi nòng. Kích thước của ánh chớp phụ thuộc vào các yếu tố như độ dài nòng (nòng ngắn có ít thời gian cháy hết thuốc, nên thường có nhiều thuốc chưa cháy hơn), loại (cháy nhanh hay chậm) và lượng thuốc đẩy trong vỏ đạn (lượng nhiều hơn có thể tạo ra nhiều cặn chưa cháy hơn). Các thiết bị phụ trợ như ống giảm chớp hay vỏ che mũi nòng có thể gắn để giảm hoặc che giấu ánh chớp.

Sự giãn nở nhanh của khí cháy tại mũi nòng khi bắn còn tạo ra một sóng xung kích mạnh. Thành phần có thể nghe thấy của xung kích này, còn gọi là tiếng nổ mũi nòng, là tiếng nổ lớn của phát đạn, có thể vượt quá 140 decibel và gây mất thính lực vĩnh viễn cho xạ thủ và người xung quanh. Thành phần không nghe được của xung kích là một sóng quá áp hạ âm có thể làm hỏng các vật mỏng manh gần đó. Các thiết bị như giảm giật đầu nòng được dùng để hướng lại lực xung kích nhằm chống hiện tượng nòng súng bắn tụt mũi do phản lực, hoặc để hỗ trợ cơ chế hoạt động bằng khí; còn ống giảm thanh và cả vỏ che mũi nòng có thể dùng để giảm cường độ tiếng nổ cảm nhận bởi người xung quanh.