Pas de rayure et poids de balle ronde. [PN]

Bonjour à tous.

Existe t-il une concordance entre le pas de rayure d'une arme et du poids du projectile utilisé (balle calepinée) ?

Par exemple:

Un fusil à canon rayé calibre .45 avec un pas de rayure de 1:48 aura t-il un moindre rendement (théorique) qu'un autre (modèle identique) en calibre .54 avec un pas de 1:66 ?

A pas équivalent mais à calibres différents un canon utilisant des boulets plus lourds sera t-il désavantagé (précision en cible) face à son homologue de moindre calibre ?

Ce que je sait, c'est que a pas court, balle lourde

Pour les balles pas rondes, un gars avait fait quelque chose :
https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Alfred_George_Greenhill

La formule de Greenhill semble effectivement empirique, prenant en compte les irrégularités usuelles des projectiles (irrégularités tendant à déstabiliser la balle, ce qui exigerait un surcroît de stabilité gyroscopique).
Car des balles monométalliques usinées avec précision, s'avèrent stables dans des pas de rayures où la formule de Greenhill les donnerait comme instables. Creuser un peu la question ... pourrait faire partie de mes activités de l'été prochain...

Sinon, à calibre égal il faut effectivement un pas plus serré quand la balle est plus lourde ; mais c'est alors parce qu'elle est forcément plus longue.
Et si le pas est trop serré ? Je n'ai pas l'impression que ce soit gravissime, sauf un gaspillage inutile d'énergie.

Dans le cas des balles rondes calepinées, il ne doit pas y avoir besoin d'un grand effet gyroscopique. Si la balle est parfaitement ronde, est-ce même utile ? Dans les années 1800 / 1810 on n'en était pas certain, les rayures droites paraissant souvent aussi bonnes que les hélicoïdales, et servant principalement à régulariser le forcement du calepin. Je ne sais plus quelle était la balle des carabines réglementaires, vers 1805, faudrait que je cherche...

Peu de temps après, en passant aux balles allongées, la rayure hélicoïdale s'est avérée indispensable.

Alors, calepinées certes, mais de quelle forme ? Chargées comment ?
Pour le calibre, en considérant que le reste est optimal, il me semble que les petits calibres ont depuis longtemps été jugés supérieurs en précision à courte et moyenne distance. Les inconvénients militairement rédhibitoires étant l'encrassement et le peu d'effet contre les blindés de l'époque, surtout à longue distance.

Nicomidway a écrit:
Existe t-il une concordance entre le pas de rayure d'une arme et du poids du projectile utilisé (balle calepinée) ?

Si le sujet était pour des poudres sans fumée la réponse serait évidement Oui

Pour une arme a poudre noire j'aurais tendance a dire que la pas de rayure était adapté au calibre.
Pour un calibre défini il existait pour les balles rondes peu de variation de poids.

Nos ainés avaient un vision plus artisanale que nous des choses il faut dire que la simple notion de standardisation des cotes ou des pas de vis était un gros mot jusqu'a la deuxième moitié du XIX siècle.

Le client chasseur ou tireur pouvait changer de moule a balle plus facilement que de pas de rayures. On ne pensait pas ou peu a changer de canon a l'époque a part si il avait été accidenté

Pour mes recherches sur l'histoire des snipers j'ai été surpris de constater que les motivations a l'époque pouvait être si bassement matérielles. les Kentucky n'avaient pas été conçus  après des années de recherche et développement d'un bureau d'étude moderne. Ces armes avaient vu le jour pour répondre a un besoin pratique tirer loin des projectiles peu cher et dont on pouvait emmener sur soi un plus grand nombre a tirer pour une même taille de poire a poudre. C'était logique calibre plus petit = balles moins volumineuses= moins consommatrice de plomb avec un deuxième effet kiskool moins de poudre pour la sortir vite et précise d'un canon long rayé.

Je ne suis pas sur que sur une période de 4 ans un même armurier ai produit des canons avec l'exact même pas de rayure entre le premier mois et son 48 ieme mois. A l’époque on rayait en fonction du banc a rayer dont on disposait, la standardisation est venue avec l'ère industrielle.

Donc attention a ne pas penser que si nous agissons et pensons ainsi aujourd'hui l'armurier autrichien ou belge ou de Pennsylvanie de la fin de XVIII pensait comme nous.

A mon avis le problème d'une balle "ronde" (ou plutôt sphérique) en plomb dans un canon rayé est assez différent de celui d'une balle allongée, qu'elle soit cylindro-ogivale, cylindrique ou en torpille.
 
Avant même de considérer la balistique externe, donc la trajectoire une fois libérée du canon, il faut se préoccuper de ce qui se passe dans le canon.
 
Un pas de rayures court implique une force de mise en rotation importante, appliquée sur la zone de contact entre les flancs des rayures et le plomb de la balle.
A pas de rayures constant cette force appliquée est fonction de l'accélération linéaire de la balle.  Poudre vive -> accélération forte, et en début de mouvement.
 
Or avec la forme sphèrique, la surface de contact est très faible. Et ce d'autant plus que la balle n'est pas sur-calibrée à l'entrée du canon. Elle est même parfois sous-calibrée pour certains revolvers, selon le diamètre de sortie des chambres.
La hauteur des rayures et leur nombre influent sur la surface totale de contact.
 
Avec une balle nue, il y a le risque de rupture de la courte lame de plomb qui rentre dans les creux des rayures. D'autant plus que la vitesse est déjà importante lors de "l'attaque" de ces rayures, en cas de vol libre conséquent. Ou que les rayures soient rugueuses et usent le plomb le long du canon, ce qui est fréquent dans des armes anciennes à poudre noire.
On dit que la balle "saute" les rayures. Dans ce cas elle ne tourne pas, ou moins que prévu.
 
Avec une balle calepinée, le calepin en tissu (s'il n'a pas été déchiré !) va bien être mis en rotation par les rayures. Mais le risque est que la balle, qui est entraînée dans la rotation par friction avec le tissu, glisse dans le calepin, de par son inertie. Ce d'autant plus que la balle n'est pas assez serrée, ou a été lubrifiée.
Ce peut être le cas avec des calepins trop épais et des couples balle + calepin qui ne forcent pas suffisamment dans leurs trajets dans le canon.
 
Donc, c'est un peu paradoxal, mais à mon avis un pas de rayures "rapide", implique un risque de vitesse de rotation insuffisante de la balle à la sortie du canon, et ce de façon aléatoire.
 
Alors ce qui se passe ensuite... surtout s'il y a du vent !

Ah les rayures à pas progressif, le rêve.

GM15 a écrit:
 
Donc, c'est un peu paradoxal, mais à mon avis un pas de rayures "rapide", implique un risque de vitesse de rotation insuffisante de la balle à la sortie du canon, et ce de façon aléatoire.
 

un pas de rayure rapide c'est un pas de rayure court on est d'accord ??

un pas de rayure court aujourd'hui c'est 1:7" 1:8" et un pas long c'est du 1:14" à 1:20"

une 357 mag dans un revolver c'est tiré dans du 1:16" et du 45-70 pour fusil, comme le 44mag pour revolver c'est du 1:20"

la on parle de pas de rayures de 1:48" a 1:66"

dans un kentucky soit sur un canon entre 32" et 48" seul dans le plus long la balle faisait un tour sur elle même avant de sortir

Oui, pas "rapide" veut dire court en bon français. Ma tête utilise beaucoup l'anglais traduit (ils causent de fast ou slow twist).
 
Et pour moi dans cette notion de "longueur" du pas tout est relatif, surtout pour les balles "calepinées" donc à priori rondes que suggère Nicomidway.
 
Je ne pense pas que quelqu'un envisage de tirer ces balles rondes dans une arme moderne, avec des pas de rayure "courts" tels qu'ils sont maintenant de règle (1 : 8" en arme longue).
Et avec des rayures de faible hauteur, prévus pour des balles chemisées.
 
Mes réflexions étaient donc pour des armes anciennes, ou plutôt les répliques de ces armes. Là un pas de 1:66" est "long", mais un pas de 1:20 ou même de 1:30" devient "court" et impose des contraintes différentes sur des balles plomb.
 
J'ai participé à la mise au point d'un fusil Tryon (réplique Pedersoli) calibre .45", avec rayures au pas de 1:21". Lui faire tirer des balles calepinées avec une bonne précision à 50m, et peu de flyers, a été une vraie gageure. Avec des balles Minié, même assez légères, c'était bon.
 
Alors que la version de Tryon que je possède, en pas de 1:48"et même calibre, "avale" les balles patchées sans aucun problème, en tenant le 10 de la C50 (sur appui !). 
 
C'est aussi le problème des répliques récentes de revolvers qui sont passées d'environ 1:30" au pas "court" de 1:18" depuis quelques années. Avec des charges moyennes de poudre vive les balles rondes en plomb pur ont tendance à sauter les rayures, sauf peut-être dans les versions match à sorties barillets "bien" calibrées.
 

A titre indicatif le pas "progressif" d'un Remington 1858 d'origine passe de 1:60" à 1:17" dans le canon.

GM15 a écrit:
 
J'ai participé à la mise au point d'un fusil Tryon (réplique Pedersoli) calibre .45", avec rayures au pas de 1:21". Lui faire tirer des balles calepinées avec une bonne précision à 50m, et peu de flyers, a été une vraie gageure. Avec des balles Minié, même assez légères, c'était bon.
 
Alors que la version de Tryon que je possède, en pas de 1:48"et même calibre, "avale" les balles patchées sans aucun problème, en tenant le 10 de la C50 (sur appui !). 
 

Le tryon au pas de 1:48 est d'époque ?

Non, c'est aussi une réplique. C'est la version "Target Standard" de Pedersoli, prévue pour le Vetterli donc le tir à 50m. 
La forme est identique, ou presque (pas de dioptre d'origine), aux versions "Match" et "Creedmoor" du même constructeur, qui sont au pas de 1:21". 

Même calibre, mais nombre de rayures différent (6 sur le "Target", 5 sur les autres).

A te lire le 1:48" semble pourtant avoir de meilleurs résultats avec une plus grande sélection de projectiles
Alors que le 1:21" c'est balle minié ou rien

Si le premier avait été une arme d'époque on aurait pu dire que nos anciens étaient plus intelligents :twisted:  mais comme ce sont toutes les deux des répliques on peut se demander quelle mouche a piqué Pedersoli en ramenant le pas à 1:21"

Merci à tous pour toutes ces informations bien utiles.

Concernant le pas de rayure chez Pedersoli, le 1:48 est quasiment un standard dans la majorité de leurs répliques longues "cap and ball". Ceci afin de contenter tout le monde (mouai...) afin qu'il n'y ai pas de restrictions suivant que le tireur veuille utiliser des balles rondes ou des maxi balles. Cohérent (...) sur un Hawken mais pas terrible sur un longrifle nottament sur les calibres se situant entre .32 et .45 (squirrel rifle).  Chez Track of the Wolf les pas de leurs répliques se situant entre 1:56 et 1:66 pour le même genre de fusil.