La balistique :
qu'est-ce que c'est au juste ?

La balistique est la science qui étudie le mouvement des projectiles, plus particulièrement ceux tirés par des armes à feu.  La balistique se décompose en trois parties : interne, externe et terminale.
 

Un petit cours sur la balistique interne
 

La balistique interne, ou la science qui étudie ce qui se passe à l'intérieur des armes à feu lors du tir, est un sujet relativement compliqué.  Cette page n'est pas conçue pour vous donner un certain degré de connaissance, mais plutôt pour vous fournir un arrière-plan qui va vous aider à comprendre le sujet.
 

Qu'est-ce qui affecte quoi
 

Parmi les choses qui affectent la performance interne (pression et vélocité) d'une certaine cartouche et d'un certain projectile, nous avons :

-La capacité de la chambre à poudre (une fonction qui varie selon la grandeur de la chambre et de la construction de la douille);
-Le taux de combustion relatif et les caractéristiques de combustion de la poudre utilisée;
-La quantité de poudre utilisée;
-Le diamètre, le poids et la grandeur totale d'un projectile;
-La longueur et les dimensions intérieures du canon;
-L'uniformité et la vitesse de combustion de la poudre et
-La température de la poudre avant sa combustion.
 

Quelques notions de base sur la poudre
 

Les grains de la poudre sans fumée se présentent sous différentes formes et grosseurs afin de donner le meilleur résultat dans les armes à feu dans lesquelles elles sont sensées être utilisées.  La poudre utilisée dans le canon naval de 16 pouces de diamètre a des grains mesurant près de un pouce de diamètre et 2,5 pouces de long alors que la poudre typique de carabine a des grains mesurant seulement 2/32e ou 3/32e de pouce et peut-être 1/32e de pouce d'épaisseur.  Plus petit est le grain plus vite il brûlera.  La plupart des poudres sont disponibles dans des grains tubulaires, sphériques et en forme de flocons.

La plupart des grains tubulaires ont un trou dans le centre afin de permettre une combustion à la fois de l'intérieur et de l'extérieur uniformément.  Sans le trou, lorsque le grain brûle, sa surface va décroître et la quantité de gaz produits va décroître également à mesure que le grain va achever de brûler.  La poudre ce type, appelée poudre dégressive, donne une pression maximale alors que le projectile est près de la culasse et une faible pression à la bouche du canon.  En perçant un trou au centre du grain, la surface de combustion demeure constante et le point de pression maximale est déplacé à un point où le projectile est à une certaine distance à l'intérieur du canon.  Ces types de poudre sont appelés à combustion neutre.

Une autre façon de contrôler le taux de combustion est l'utilisation d'un enrobage.  L'enrobage sur les grains de poudre contient le taux de combustion jusqu'à temps que l'enrobage ait complètement brûlé.  Ces poudres, appelées poudres à combustion progressive, donnent une pression maximale à un point où le projectile est déjà rendu loin dans le canon.  La technologie d'enrobage est importante dans les poudres pour armes portatives parce que sans l'enrobage, les grains seraient quelquefois trop gros pour être pratiques.

La majorité des poudres commerciales pour armes portatives sont composées soit à base de nitrocellulose (référées en tant que poudres à simple base), soit d'un mélange de nitrocellulose et de nitroglycérine (appelées poudres à double base).  Les poudres à double base ont un plus grand potentiel d'énergie que les poudres à simple base.  Quelques poudres modernes sont quelquefois référées en tant que poudres "à triple base", incorporant dorénavant un ingrédient additionnel appelé nitroguandine, mais elles ne font pas l'objet d'une grande distribution excepté pour les poudres militaires et quelques poudres de grade commercial.

En tant que point d'intérêt technique, les poudres propulsives pour armes portatives conventionnelles ont un potentiel d'énergie d'environ 178 pieds-livre par grain de poids.  Toutefois, en pratique, cette figure n'est même pas vaguement approchée à cause des pertes d'énergie variables qui sont inhérentes et inévitables : l'énergie utilisée pour pousser le projectile dans les rayures du canon, pour chauffer le canon, etc.

Contrairement au mythe des médias, la poudre sans fumée n'est pas un explosif, mais plutôt un solide hautement inflammable.  Notez toutefois que nous parlons ici seulement de poudre sans fumée.  La poudre noire est un explosif et une petite quantité allumée même dans un espace ouvert peut exploser.  En tant qu'exemple, un des gros grains de poudre utilisée dans le canon naval de 16" peut actuellement être tenu dans la main lorsque allumé; il va tout simplement éclater en morceaux.  Même les grains individuels de poudres pour armes portatives brûlent très lentement.  Mais, lorsque plusieurs grains d'une pile sont allumés ensemble, la chaleur générée par chacun d'eux en brûlant fait que le grain adjacent brûle encore plus rapidement.  Un très petit tas de poudre sans fumée brûlant à l'air libre peut paraître inoffensif, mais l'ignition rapide résultante peut causer une telle montée de chaleur qu'une personne se tenant près ne serait pas capable de s'écarter assez rapidement pour éviter d'être blessée.  À l'intérieur d'une cartouche, le même procédé survient, mais sur une échelle de temps beaucoup plus courte.
 

Qu'arrive-t-il lorsque la détente est pressée ?
 

Lorsque vous appuyez sur la détente et que l'amorce éclate, la flamme intense créée par le mélange d'amorçage remplit l'intérieur de la douille et allume la charge de poudre au grand complet.  Plus la charge de poudre remplit la cartouche, moins les gaz générés par la poudre en combustion vont s'expandre sans faire leur travail et plus la chaleur générée accélérera le processus de combustion décrit plus haut.  Autrement dit, une cartouche pleine de poudre ou presque va être plus efficace qu'une cartouche partiellement remplie.  La pression montante générée par la poudre en combustion va pousser le projectile dans le canon.  Si le projectile est lourd, et maintenu solidement dans le collet de la cartouche, ou si la pression des rayures sur le projectile est grande, le confinement de la poudre est accentué et la combustion va procédé plus rapidement que si ces conditions n'auraient pas été présentes.  Autrement dit, vous avez des plus hautes pressions plus rapidement.

Plus le canon sera long, plus la poudre aura de temps pour pousser le projectile; autrement dit, vous avez de plus hautes vélocités avec un plus grand canon, tous les autres facteurs étant égaux.  Toutefois, même lorsque non atteint avec des carabines de gros calibre, il y a un point auquel une grandeur de canon additionnelle ne cause pas une hausse mais une baisse de vélocité.

Lorsque le projectile descend dans le canon et que les gaz derrière lui diminuent, il va venir un temps, avec un canon suffisamment long, où la friction du canon et la pression de l'air en avant du projectile vont égaler la pression derrière lui.  À ce point, la vélocité va commencer à diminuer.  Avec les .22 à percussion latérale, ce point est atteint avec environ 14-16" de canon.  Au-delà de cette longueur, aucune hausse de vélocité ne survient, mais la longueur supplémentaire peut être utile pour d'autres choses telles qu'une distance entre les mires accrue ou des exigences légales.

Si nous devons garder la longueur du canon raisonnable, la façon d'augmenter la vélocité est soit de changer les caractéristiques de combustion de la poudre, de telle sorte qu'elle donne de plus hautes pressions pendant un temps plus grand, ou simplement de brûler plus de poudre en utilisant une plus grosse douille.

En utilisant une douille avec une plus grande capacité, nous fournissons un volume de chambre égal à celui du canon tout en diminuant le taux d'expansion.  Comme résultat, les gaz ont subi moins d'expansion alors qu'ils atteignaient la bouche du canon et la pression à celle-ci est plus haute.  Puisque la pression à la bouche du canon est plus haute, la pression moyenne le long du canon est plus haute et le projectile a une plus haute vélocité.  Il y a un désavantage à cela.  Parce que la pression à la bouche du canon est plus haute, il y a plus d'énergie transmise à l'air inutilisé (tel que le flash et le coup de feu) et l'efficacité de la charge est d'ainsi réduite.
 

L'effet du "coup de scie"
 

La question la plus fréquemment posée est : "Combien je perds de vélocité si je raccourcis mon canon de tant de pouces ?".  Elle se rapproche plus du taux d'expansion, même si le type de poudre joue aussi sa part.  Ainsi, il n'y a pas de réponse générale et précise sur la quantité de vélocité perdue par pouce de canon scié.  Les carabines avec un grand taux d'expansion tendent à perdre moins de vélocité si le canon est coupé qu'avec des carabines avec un faible taux d'expansion.  Ainsi, une .300 Winchester Magnum va perdre plus de vélocité par pouce de canon coupé qu'une .30-06 et il n'est pas rare pour une petite cartouche dans un grand canon de surpasser une grosse cartouche dans un petit canon.

À cause du fait que les cartouches à haute vélocité ont généralement de faibles taux d'expansion, on peut généraliser.
 

Un petit cours sur la balistique externe
 

Il y a un tas de fausses informations et de mythes circulant autour de la balistique externe.  La majorité des informations sont basées sur les cartouches de carabine, mais cela est aussi valide pour les cartouches de pistolet et de fusil.
 

La trajectoire du projectile
 

Beaucoup de gens croient que les projectiles volent en ligne droite.  Ce n'est pas vrai.  Ils voyagent actuellement sous une trajectoire parabolique qui devient de plus en plus courbée à mesure que la distance augmente et que la vélocité diminue (comme une balle de tennis qu'on lance au loin avec ses mains).  En réalité, le projectile commence à tomber dès l'instant où il quitte le canon.  Toutefois, la ligne centrale du canon est inclinée légèrement vers le haut par rapport à la ligne des mires (qui sont au-dessus du canon), de façon à ce que le projectile croise la ligne de mire lorsqu'il monte (habituellement 25 verges ou plus) et une autre fois lorsqu'il redescend à ce qu'on appelle la portée "zéro".
 

La balistique terminale
 

La balistique terminale est la science qui étudie ce qui se produit lorsque le projectile frappe sa cible.  Pendant très longtemps, ce sujet fut basé sur des mythes et des incompréhensions.  Ce ne fut que lorsque des tests de simulation de tissus et des photographies aux rayons X à haute vitesse furent effectués qu'on commença à comprendre ce qui se passa vraiment.  Encore aujourd'hui, il y a des incompréhensions.
 

L'incapacité
 

Le sujet de l'incapacité (incapacitation, en anglais) est d'un intérêt vital à quiconque dépendant d'une arme à feu pour protéger sa vie ou celle de ses proches ou pour stopper un animal dangereux.  Ce qui est nécessaire dans ces deux cas (et même dans le cas d'un animal non dangereux) est de stopper, peu importe ce que la cible a l'intention de faire.  Que la cible meure ou non de ses blessures est d'un intérêt mineur lorsque le coup est tiré.

Pendant longtemps, plusieurs individus croyaient que le mécanisme d'incapacité était soit le transfert d'énergie (combien de pieds-livre sont transférés à la cible), soit la taille de la cavité temporaire causée par le choc du projectile lors de son passage dans la cible.

Toutefois, la science médicale moderne nous a montrés que le mécanisme d'incapacité, même alors partiellement incompris, est basé sur deux composants.  Le premier est la destruction des tissus et des nerfs causée par l'action coupante et déchiquetante du projectile lors de son passage.  En d'autres mots, faites le plus gros trou que vous pouvez.  L'autre composant n'est pas aussi facilement compréhensible et est l'état émotionnel et physique de la cible (animale ou... humaine).  Une cible "boostée" aux stéroïdes ou affectée par une drogue narcotique ou psychotique peut être extrêmement résistante au choc causé par un projectile d'arme à feu, alors qu'une cible craintive et nerveuse peut s'effondrer à la moindre blessure mineure.  Puisqu'on ne peut pas contrôler l'état physique et mental de la cible, on n'a qu'à s'inquiéter des dommages qu'on peut lui faire.

Il y en a qui disent que le placement du projectile est aussi un composant.  Même s'il joue sa part dans le résultat final, ce n'est pas un composant de la performance du projectile.  Un projectile bien placé qui cause des dommages inadéquats est beaucoup moins utile qu'un projectile mal placé ayant fait beaucoup de dégâts.
 

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