سبطانـــات المدافــــع محلزنـــــة التجـــــويف
rifled gun barrel

على الرغم من أن بريطانياً احتفظت وحتى وقت قريب بالمدفع المحلزن rifled gun نتيجة دقته المتميزة (لا تزال بعض الدول العربية مثل الأردن وسلطنة عمان تستخدمه للعيار 120 ملم) ، فإن دولاً أخرى عديدة انتقلت مبكراً نحو المدافع ملساء الجوف smoothbore ، الأطول عمراً والأرخص كلفة ، خصوصاً في العيار 120 ملم .. ومع هذا فلا يزال بالإمكان مشاهدة مدافع السبطانات المحلزنة L7/M68 عيار 105 ، التي تسلح العديد من دبابات المعركة الرئيسة ، بما في ذلك سلسلة الأمريكية M60. إن تكنولوجيا المدفع المحلزن (ابتكرت أولاً في Augsburg نهاية القرن الخامس عشر) تعتمد على وجود أخاديد لولبية spiral grooves ملساء في جوف السبطانة ، يتم إحداثها عن طريقة مكائن خاصة للبرم والقطع cut machine أثناء عمليات التصنيع، وتكون هذه الأخاديد متفاوتة العدد ولكنها بعمق محدد ومسار معرف في جوف السبطانة ، إما لجهة اليمين أو اليسار ، كما تحدده حسابات التصميم الابتدائي ، حيث تحقق هذه الأخاديد للقذيفة قدرة ذاتية للدوران حول محورها الطولي long axis ، في حركة مغزلية الشكل ، الهدف منها تحصيل توازن واستقرار أفضل للقذيفة ، وتحسين خصائص الديناميكا الهوائية aerodynamic للمقذوف أثناء الطيران (الديناميكا الهوائية هي فرع من الديناميكا يهتم بدراسة حركة الأجسام في الهواء ، خاصة عند التقاطع مع جسم متحرك آخر) . فمن المعروف أن الجسم الذي يدور حول محوره ، يتلافى نسبياً تأثير القوى الخارجية عليه ، ومن هنا وللحفاظ على خط الطيران الصحيح للقذائف ، فمن الواجب أن تعطي القذيفة حركة دوران سريعة حول محورها .

حركة الدوران هذه يتم تحقيقها كما ذكرنا في الأعلى عن طريق حفر مجاري حلزونية في السطح الداخلي لسبطانة المدفع ، التي تشتبك بدورها مع المقذوف وهو في طريقه إلى الفوهة ، وتستمر هذه الحركة الدوارة المكتسبة للمقذوف خلال انطلاقه ، مما يكسبه ثباتاً يقوم بمعادلة الميول للانطلاق الزائغ والناشيء عن أي نوع عدم الانتظام في شكل المقذوف أو كثافته ، وتكون النتيجة النهائية ، تحصيل عناصر الدقة والاستقرار بالإضافة للمدى . علمياً توفر الأخاديد الحلزونية spiral grooves دوران للقذيفة يساهم بفاعلية على تثبيتها ومنعها من الهبوط tumbling ، هذه تحقق أمرين ثابتين ، أولهما زيادة دقة القذيفة عن طريق إزالة الانحراف والجنوح العشوائي random drift بسبب تأثير ماغناس Magnus effect (ينص هذا المبدأ على أن الجزء الأعلى من الجسم الكروي الذي يدور حول محوره ، يتحرك عكس حركة الهواء وبالتالي يتسبب في بطئ حركة الهواء في أعلى هذا الجسم ، أما أسفل الجسم الكروي فعلى النقيض تماماً ، تكون حركة الجسم باتجاه حركة الهواء ، وبالتالي تتسبب بزيادة سرعة الهواء . هذا يجعل الضغط أعلى الجسم الكروي أكبر من الضغط أسفل منه ، فينتقل الضغط من أعلى إلى أسفل مسبباً قوة تدفع الجسم إلى الأسفل) ، ثانياً السماح بإطلاق قذائف أطول وأكبر حجماً من سبطانات المدافع المحلزنة .


توصف السبطانات المحلزنة نسبة لعدد الأخاديد التي تحتويها ، والتي تشير للمسافة التي يتعين على القذيفة قطعها لإكمال دورة كاملة full revolution حول محورها . كالقول على سبيل المثال بدورة واحدة لكل 30 سم ، أو 1 : 30 سم . وتشير المسافة الأقصر لمعدل دورة أسرع ، مما يعني أنه مع السرعة الأعلى فإن القذيفة ستحصل على معدل دوران أسرع حول محورها higher spin rate . كما وتحدد مجموعة العناصر الجامعة للوزن والطول وشكل القذيفة ، نسبة البرم twist التي نحتاجها لتحصيل إستقرارية وتوازن طيران المقذوف . وكقاعدة عامة ، نحتاج في مدافع الدبابات ذات القطر الكبير لحلزنة أقل من تلك التي تحتاجها على سبيل المثال سبطانات الأسلحة النارية الخفيفة والبنادق لتحصيل الدقة ، ويمكن أن تبلغ هذه 1:122 سم . الاختبارات أثبتت أن معدل اللولبه أو البرم twist الزائد عن الحد لجوف السبطانة ، يمكن أن يسبب تآكل وإنهاك سريع للسبطانة barrel wear ، ومع القذائف ذات السرعات العالية ، يمكن أن يسبب البرم الزائد تمزيق القذيفة (بما تعنيه هذه الكلمة من معني) خلال طيرانها ، تحت قوة الطرد المركزية centrifugal force الهائلة . والعكس صحيح ، فعند عدم الانتظام في التشكيل أو مع نسبة برم أقل مما هو مطلوب ، فإن ذلك قد يتسبب في حرف وإنحراف المقذوف عن مساره وتخفيض دقته . لذلك عند تصنيع هذا النوع من السبطانات ، فإنه يراعي جيداً حسابات البرم وتشكيل الخدود أو الحلزنة ، حتى لا تكون النتائج عكسية .