calcul du recul sur une arme à feu

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A

alainbiggun

Compagnon
Bonsoir

je mets ce post ici puisque je cite l'exemple d'une arme à feu,mais c'est un problème de mecanique

voilà:

si on prend un projectile sortant d'un canon à une vitesse donnée,lorsque la poudre brûle,-cas des poudres modernes qui brûlent mais n’explosent pas comme une poudre noire- doit on compter la masse de la poudre qui va générer le gaz propulseur pour calculer l’énergie/recul du tube?

j'ai un doute..

la poudre ne quitte pas le canon avec la balle,mais sous forme de gaz sous pression pousse la balle..

dans le cas du Gyrojet-très peu connu projectile comprenant son propre propulseur à sa base-,la masse du composant rentre en ligne de compte..

vos idées?
 
P

Pinocchio

Ouvrier
Le gyro-jet fait parti du top 10 des armes de merde jamais conçu !
 
J

Jope004

Compagnon
Bonjour,
Tant que la balle n'a pas débouché du canon,on doit pouvoir simplifier en calculant l'énergie de la balle seule.
Une fois la balle expulsée, il reste des gaz comprimés qui sortent avec un effet de recul sur l'arme.
A mon avis, il faut tenir compte de la masse de gaz expulsé, et probablement aussi de sa vitesse.
 
S

SULREN

Compagnon
Bonsoir,
doit on compter la masse de la poudre qui va générer le gaz propulseur pour calculer l’énergie/recul du tube?
Je ne suis pas sûr qu'on puisse parler d'énergie mais plutôt de quantité de mouvement (à vérifier).
Je pense qu'il faut prendre en compte:
- La quantité de mouvement du projectile avec sa vitesse initiale à la sortie du tube
- La quantité de mouvement de la masse de gaz (donc en fait celle de la poudre) avec sa vitesse d'éjection tu tube. Mais attention je pense que cette vitesse n'est pas égale à celle du projectile, parce qu'une partie du gaz est projetée latéralement dès que le culot de la balle quitte le canon. On utilise cet effet dans le frein de bouche des pièces d'artillerie, destiné à limiter le recul. C'est un dispositif placé à l'extrémité du canon qui prélève la partie des gaz qui partent latéralement et les rejette vers l'arrière.

PS: ces gaz rejetés vers l'arrière créent une forte pression acoustique qui peut rendre sourd. J'étais artilleur sur canon de 155 mm pendant mon service militaire et on n'avait pas le droit de porter des bouchons d'oreille parce qu'il fallait pouvoir entendre les ordres de tir.
Je trichais en me mettant de l'herbe roulée en boule dans les oreilles. Les vieux "juteux chef" étaient tous à moitié sourds.
 
Dernière édition:
U

uelbud

Guest
PS: ces gaz rejetés vers l'arrière créent une forte pression acoustique qui peut rendre sourd. J'étais artilleur sur canon de 155 mm pendant mon service militaire et on n'avait pas le droit de porter des bouchons d'oreille parce qu'il fallait pouvoir entendre les ordres de tir.
Je trichais en me mettant de l'herbe roulée en boule dans les oreilles. Les vieux "juteux chef" étaient tous à moitié sourds.




faisait comment lors de la premiere guerre mondial ou sur les cuirassé .....................
 
S

SULREN

Compagnon
faisait comment lors de la première guerre mondial ou sur les cuirassé ....
Je pense que dans ces cas là ils portaient des casques anti-bruit au moment où les 3 ou 4 pièces de la tourelle tiraient simultanément. Et elles ne tiraient pas toutes les 20 secondes.
Autre chose : pas de frein de bouche sur ces pièces, et la tourelle (de XXX mm d'épaisseur) amortissait le bruit. Une tourelle avec ses pièces devait peser dans les 2000 tonnes. :-D
Mais de mon temps de service militaire :smileyvieux: dans l'armée de terre, au 40e régiment d'artillerie équipé de canons de 155 mm, il fallait entendre les ordres de tir et la cadence de tir était assez élevée. On n'aurait pas pu mettre le casque au moment du départ du coup, puis le retirer pour pouvoir entendre les ordres et ainsi de suite. Donc rien, pas de casque, pas de boules Quies!
Aujourd'hui, évidemment, tous les servants des pièces d'artillerie portent des casques et entendent les ordres de tir dans les écouteurs.
 
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P

phil135

Compagnon
pour le recul c'est effectivement une question de quantité de mouvement.
il faut tenir compte que la masse de l'arme, ou de canon+culasse pour un pistolet

quelle vitesse attribuer à la masse de poudre / gaz est une bonne question. tant que la balle est dans le tube, je propose une répartition linéaire entre le cul de la balle à la vitesse de la balle et le fond de douille à zero
quand la balle est partie c'est un échappement de gaz tres pressurisé mais un petit volume à vider
 
S

SULREN

Compagnon
Re,
tant que la balle est dans le tube, je propose une répartition linéaire entre le cul de la balle à la vitesse de la balle et le fond de douille à zero
Je n’ai jamais eu à faire de tels calculs et je ne suis donc pas un spécialiste du tout.
Mais je pense qu’il ne faut pas se préoccuper de ce qui se passe quand la balle est encore dans le tube.

On doit juste écrire :
Quantité de mouvement reçue par l’arme = quantité de mouvement communiquée à la balle après sa sortie du tube + quantité de mouvement communiquée aux gaz éjectés.

Pour la balle c’est facile. C’est : masse balle * vitesse initiale balle

Pour les gaz c’est « merdique »:
Une partie des gaz sort du canon à la vitesse de la balle dans la même direction que la balle donc avec le même vecteur vitesse.
Une partie des gaz part perpendiculairement tout autour du canon, et son vecteur vitesse ne génère pas de quantité de mouvement.
Une partie des gaz se détend après la sortie de la balle à une pression plus faible et sort donc à une vitesse plus faible que la vitesse initiale de la balle.
Etc.

Il faut prendre la masse des gaz (donc de la poudre) et multiplier par une fraction de la vitesse initiale de la balle : par exemple par 0,3.
Cela doit être indiqué dans les articles sur les armes.

EDIT: avant de me faire taper sur les doigts par les puristes :wink:
La quantité de mouvement est un vecteur. Dans tout ce qui précède j'ai parlé du module du vecteur, donc de sa valeur en projection sur l'axe du tir.
Si on reste en vectoriel il faut tout ajouter bêtement, même les vecteurs des gaz qui partent dans la direction orthogonale à l'axe du tir.
 
Dernière édition:
P

pascalp

Compagnon
Les gaz ont une énergie non négligeable, c'est même elle qui est récupérée/détournée dans les freins de bouche pour limiter l'effet du recul.
Un bon frein de bouche rend supportable des calibres très remuants voir agressifs pour le tireur.
 
A

alainbiggun

Compagnon
si je reprends le post d'origine d'où vient cette discussion-Tir Mailly-,il est question de quantité de mouvement kg/m...

curieux..
 
S

SULREN

Compagnon
Bonjour,
il est question de quantité de mouvement kg/m...
curieux..

La quantité de mouvement est mV avec une flèche au-dessus du V parce que c'est un vecteur.
S'agissant de la valeur du vecteur, elle s'exprime donc en: Kg . m / s et pas en Kg / m
(ou en Kg . m . s^-1 et pas en Kg . m^-1)

Les gaz ont une énergie non négligeable, c'est même elle qui est récupérée/détournée dans les freins de bouche pour limiter l'effet du recul.
Tout a fait, c'est ce que j'ai dit dès mon post #4
Et cette énergie est même utilisée pour ré-armer, dans les armes semi- automatiques ou automatiques.
 
Dernière édition:
P

phil135

Compagnon
à mon avis on peut ne prendre en compte les gaz que dans la section de sortie du canon, donc sans effet latéral.
par contre c'est compliqué:
au tout début le gaz est à la vitesse de la balle
juste après on a un échappement à très forte pression, donc à haute vitesse et même je pense à une vitesse supérieure à celle de la balle (ça peut peut-être se calculer en évaluant l'entropie du gaz puis en répartissant cette entropie entre chute de pression et énergie cinétique)
puis une fin d'échappement à plus basse pression jusqu'à 0

pendant ce temps l'arme essaie de reculer
si c'est un pistolet du 18eme siècle c'est simple: monolithique
si c'est un pistolet moderne, à cette étape le canon+culasse recule, mais contrarié par le chien et son ressort ce qui fait participer la carcasse "pour une part" (de combien ?)

à la fin c'est plus simple de faire une mesure avec un peson électronique rapide
 
S

SULREN

Compagnon
Re,
Il me semble qu'il faut commencer par définir ce que l'on veut mesurer.
@alainbiggun a dit:
doit on compter la masse de la poudre qui va générer le gaz propulseur pour calculer l’énergie/recul du tube?
On en a déduit qu'il voulait mesurer la quantité de mouvement.

@phil135 a proposé d'utiliser un peson.
à la fin c'est plus simple de faire une mesure avec un peson électronique rapide
Je ne pense pas que ce soit la bonne solution, parce que le peson mesure une force, pas une quantité de mouvement.
Il faudrait plutôt monter l'arme sur un chariot léger et mesurer (comment?) la vitesse de recul de ce chariot après le départ du coup.
Ayant la vitesse, et connaissant la masse de "l'arme+chariot", on calculerait facilement la quantité de mouvement.
 
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S

shodan47

Compagnon
Le plus impactant c'est le poids de l'ogive car la pression initiale ne se concentre pas sur l’arrière mais sur l'ensemble de la chambre, j'avais fait une "machine a tirer" pour tester les munitions avec des ressorts pour absorber le recul et entre du 6 NBR ou 30.06 les difference de recul meme avec des charges de poudre proche n'ont rien a voir.
img_2523.jpg
img_2524.jpg
 
S

shodan47

Compagnon
Maintenant que je sais usiner correctement, la prochaine sera tout en alu car même avec des roulements etc, celle ci avait quelques petits jeu et pour tester les munitions c’était moyen. et pourquoi pas des petits actionneurs electrique pour la mettre en cible :smt023
 
S

SULREN

Compagnon
Re,
En fait la question que je pose, et que d'autres se posent peut-être aussi, est:
La sensation "désagréable" éprouvée par le tireur du fait du recul de l'arme est elle due :
- A la quantité de mouvement acquise par l'arme?
- A l'énergie cinétique acquise par l'arme?
- A la vitesse acquise par l'arme?

Le poids de l'arme n'a pas d'influence sur la quantité de mouvement induite par la munition, mais influence les deux autres grandeurs.
Il est possible que la vitesse soit plus "désagréable" que le reste, ce qui jouerait en défaveur des carabines légères.
(heureusement qu'il y a une crosse avec amortisseur sur la carabine 7 x 64).

EDIT: La réponse est peut-être dans ce lien que je viens de trouver:
 
Dernière édition:
S

shodan47

Compagnon
La sensation désagréable, n'est désagréable que si l'arme est mal calée a l'épaule sinon pour ma part la sensation est agréable. Il y a un coté un peu philosophique entre l'arme et le tireur, justement par le recul qui donne la sensation du tir et permet d'analyser le mouvement de l'arme.
C'est une alchimie complexe entre la visée, le départ du coup et l'action de l'arme.
Ci dessous c'est un enregistrement de mon Scatt, entre la visée (en vert) le lâcher et le mouvement du canon de la carabine après (en rouge) Je mets cette illustration pour essayer de faire comprendre le fait que l'arme se lève pendant la phase de recul ce qui induit qu'il faut bien maîtriser le mouvement de l'arme et la nécessite d'un calage parfait a l'épaule.....pour la précision et le plaisir :lol:
tir.JPG



C'est la vitesse de recul qui est le plus en cause et directement lié au poids de l'arme, plus une arme est lourde, plus elle est stable d'ou les limites de poids en compétition.un recul doux et puissant est plus agréable qu'un recul trop sec.
 
S

SULREN

Compagnon
La sensation désagréable, n'est désagréable que si l'arme est mal calée a l'épaule
J'avais bien mis "désagréable" entre guillemets car je suis d'accord sur le fait que le recul fait partie du jeu.
Tirer à la 22 long-rifle c'est comme manger de la paille pour une vache.
Tirer à la 7 x 64 ......c'est manger du bon foin.
(Désolé de prendre mes références dans le monde paysan dont je suis issu).
 
S

shodan47

Compagnon
J'avais bien mis "désagréable" entre guillemets car je suis d'accord sur le fait que le recul fait partie du jeu.
Tirer à la 22 long-rifle c'est comme manger de la paille pour une vache.
Tirer à la 7 x 64 ......c'est manger du bon foin.
(Désolé de prendre mes références dans le monde paysan dont je suis issu).
C'est pour ca que j'ai arreté le 50 Metres Issf :smt023 plus que du 300 Metres 6 Nbr ou 30.06 :mrgreen:
 
D

Dudulle

Compagnon
Bonjour

J'avais bien mis "désagréable" entre guillemets car je suis d'accord sur le fait que le recul fait partie du jeu.
Tirer à la 22 long-rifle c'est comme manger de la paille pour une vache.
Tirer à la 7 x 64 ......c'est manger du bon foin.
(Désolé de prendre mes références dans le monde paysan dont je suis issu).

J'ai beau aimer le tir, ce n'est pas toujours agréable... Je tire avec un K11, et le recul sur cette arme est une horreur, même en se calant comme il faut on se fait bien allumer l'épaule à chaque fois. J'ai adapté un sabot en caoutchouc de MAS 36 ce qui réduit un peu la sensation de violence. Sur une arme moderne le recul est mieux absorbé, et parfois un frein de bouche permet de rediriger une partie de la poussée vers l'avant. Sur des armes modernes on arrive même à avoir un recul modéré avec du calibre 50 BGM.
 
P

pascalp

Compagnon
"Désagréable si l'arme est mal épaulée",une 338, 4xx, 50 ou équivalent sans frein de bouche ou RDS, voir certains calibres de grande chasse sont capable de maltraiter le commun des mortels, fussent-ils de bons tireurs et leur ôter l'envie d'envoyer plus de projectiles que strictement nécessaire pour stopper l'ennemi/animal en situation d'urgence. Dans ces calibres, on n'est plus dans du désagréable mais dans du violent.
Je discutais un jour avec un tireur aguerri après une séance de tir avec un 50 Barrett. Il lui était venue l'idée d'essayer sans le frein de bouche, il a conclu que ce n'était pas du tout une bonne idée !
On peut toujours trouver des gens prêts à montrer leur "force", mais je soupçonne que rapidement il pourrait y avoir de réelles séquelles physique.

Au niveau du tireur, le recul a 2 aspects. L'énergie qui est quantifiable et la perception qui dépend de la personne. Certains n'aiment pas d'autres y sont moins sensible. l'entrainement et une progression dans les calibres utilisés peut permettre de se familiariser avec et de s'en accommoder (jusqu'à une certaine limite).
 
S

SULREN

Compagnon
Je discutais un jour avec un tireur aguerri après une séance de tir avec un 50 Barrett. Il lui était venue l'idée d'essayer sans le frein de bouche, il a conclu que ce n'était pas du tout une bonne idée !
Même si on m'offrait gracieusement d'essayer le 50 Barrett et même avec son frein de bouche je déclinerais poliment. Service des urgences garanti. Pour moi c'est la munition de la mitrailleuse de 12,7 mm (calibre 50 pour les USA).

Déjà avec la cartouche 7 x 64 ou la 30 06 (que je n'ai jamais essayée mais dont elle est proche) je dirais que je ne suis pas fâché quand ça s'arrête.
 
S

SULREN

Compagnon
Histoire d'illustrer l'éjection des gaz par le frein de bouche d'un canon, j'ai ressorti une photo de ma pièce en train de tirer, prise par un camarade lors de mon service militaire, depuis sa pièce en batterie une cinquantaine de mètres plus loin.
J'étais sur la pièce directrice et on réglait le tir avant le tir de toute la batterie (5 pièces).

Tir 155 AMF3.jpg


Il s'agit de ce modèle de canon, monté sur chassis de char AMX 13. On voit bien les deux oreilles du frein de bouche.

155AmF3.jpg


Il a été remplacé après quelques années par le 155 AUF1, monté sur un chassis plus lourd, celui du char 'AMX 30.
Ici en train de tirer, en tir de mortier, donc probablement à faible charge (photo prise sur Internet dans une vidéo de l'Armée française).
On voit les deux bouffées latérales et le jet de gaz dans l'axe de la pièce.

Tir 155AUF1.jpg
 
P

pascalp

Compagnon
Il parait qu'avec le frein de bouche, le 50 est viril mais raisonnable.
Les freins de bouche modernes sont extrêmement efficaces. La simple colonne d'air précédent le projectile génèrerait un effet !?

Pour encaisser le recul, la position la plus favorable est debout, assis c'est moins bien mais le torse est encore mobile, couché c'est tout dans l'épaule.
 
A

alainbiggun

Compagnon
je joins le copié collé du post pour moins d’ambiguïté:

"
Exemple , je prend un de mes rechargement en 8mmRM balle de 200 grains avec 5.5 grammes de poudre sortant a 940 m/s
.01296 +(.0055 x1.5 ) x 940 =19.937 kgm et si le poids de poudre n'est pas pris en compte .01296 x 940 =12.18 kgm l'écart 'est important.
le coefficient 1.5 est une moyenne si l'on voulait etre précis il faudrait mesurer chaque chargement ,mais l'écart est faible et 1.5 est très proche de la réalité. "

je patauge..
 
S

SULREN

Compagnon
Il parait qu'avec le frein de bouche, le 50 est viril mais raisonnable.

Il faut le croire parce que si j'extrapole à partir de mon gabarit (qui n'est pas petit) et de ma sensation avec des calibres plus modestes, je me dis qu'il faudrait un grand très balaize pour supporter le 50.
Par contre au niveau acoustique, à cause du frein de bouche, pour quelqu'un allongé à côté du tireur au 50 cela doit être insupportable.

Déjà avec la mitrailleuse française AA52 (calibre 7,62 NATO) utilisée en fusil mitrailleur au bi-pied, quand on était allongé comme pourvoyeur à côté du tireur, ça claquait extrêmement sec dans les oreilles, à la limite du supportable.
 
S

SULREN

Compagnon
.01296 x 940 =12.18 kgm
Cela est clair: balle de 200 grains = 0,01296 Kg, partant à 940 m/s cela fait une quantité de mouvement de 12,18 kg.m/s

Mais ce qui suit, dans ce que @alainbiggun à cité, n'est pas clair pour moi non plus:
(0.01296 +(0.0055 x1.5 )) x 940 =19.937 kgm

(J'ai ajouté des parenthèses pour être plus "matheux" dans la formulation).
Pourquoi considérer que tout le gaz part avec le même vecteur vitesse que la balle dans l'axe du tir et donc qu'il faut l'ajouter à l'effet de recul?
Alors qu'on peut penser qu'une bonne partie du gaz part dans le plan perpendiculaire à l'axe du tir et ne produit aucun effet de recul.
Pourquoi multiplier par 1,5 la masse de la poudre?

Mais je ne connais pas grand chose en armes et ce monsieur à probablement raison. Il faut lui poser la question, ou chercher des recoupements avec d'autres écrits de spécialistes.
 
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A

alainbiggun

Compagnon
c'est là que je patauge:est il question d’énergie;de la force,de la "puissance " à l'impact du projectile? il n'a pas parlé de recul,puisqu'il n'y a pas eu mention du poids de l'arme..

aurait du parler en joules au lieu de kgm/s? en quel cas,si c'est le "punch" du projectile,au bout de 2 m,la colonne de gaz n'existe plus..
 
S

SULREN

Compagnon
c'est là que je patauge:est il question d’énergie;de la force,de la "puissance " à l'impact du projectile? il n'a pas parlé de recul,puisqu'il n'y a pas eu mention du poids de l'arme..
aurait du parler en joules au lieu de kgm/s? en quel cas,si c'est le "punch" du projectile,au bout de 2 m,la colonne de gaz n'existe plus..

Une chose est sûre:
Le gars à fait des calculs en quantité de mouvement, c'est indiscutable, puisqu'il multiplie la masse par la vitesse.
S'il avait fait ses calculs en énergie, il aurait multiplié la masse par la moitié du carré de la vitesse. Et il aurait dû dans ce cas exprimer cette énergie en joules.

Ensuite:
Si son propos est l'effet d'impact du projectile, il peut utiliser l'énergie OU la quantité de mouvement. Il en a le droit, même si je pense:
- Qu'on utilise plus la quantité de mouvement pour les projectiles lents et lourds (genre fusil de chasse calibre 12) dans un but de recherche le pouvoir d'arrêt.
- Qu'on utilise plus l'énergie pour les projectiles très rapides, dans un but de recherche du pouvoir vulnérant (onde de choc à l'impact) ou de perforation.

Mais tu as raison, si c'est l'effet à l'impact qui l'intéresse, que viennent alors faire les gaz....et aussi pourquoi applique t'il le facteur 1,5 sur la masse de la poudre ??

il n'a pas parlé de recul,puisqu'il n'y a pas eu mention du poids de l'arme..
Par contre là je ne suis pas tout à fait d'accord. On peut parler de recul sans s'occuper du poids de l'arme, seulement de la quantité de mouvement créée par la balle plus par une partie du gaz. On sait que cette quantité de mouvement se répercute en totalité sur l'arme, en donnant à cette dernière une vitesse de recul qui dépend de son poids.
 
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