Dans ce second volet, nous allons passer en revue les concepts de base en balistique avec la notion de coefficient balistique et commencer à aborder des éléments de balistique extérieure, l'effet de la gravité sur le trajet d'une balle ainsi que sa vitesse initiale.
Pour rappel, la balistique externe s’occupe de tout ce qui arrive à la balle après que celle-ci ait quitté le canon de la carabine et avant qu'elle n'atteigne sa cible. Elle correspond à la phase de mouvement où le projectile n’est plus soumis à la force initiale, dite « force motrice » et n’est alors plus soumise qu’à la force de la pesanteur et aux frottements. En d’autres termes, le comportement de la balle en vol.
Lorsque l'on tire un projectile dans le but d'atteindre une cible, sa trajectoire va dépendre des conditions extérieures et de la vitesse initiale du lancement et notamment de sa capacité à vaincre l’effet de ces variables.
Le coefficient balistique est une des variables qui va participer peu ou prou à la bonne tenue de la balle le long de sa trajectoire. Nous avions également vu dans une définition succincte que le coefficient balistique était la mesure objective des performances d'une balle selon les normes de l'industrie. L'équation pour déterminer le coefficient balistique est : la densité de section / facteur de forme.
Le coefficient balistique d'une balle est donc la mesure de sa capacité à se déplacer dans l'air avec une résistance minimale. Le " BC " signifie « coefficient balistique » et désigne en fait l'aérodynamique de votre balle.
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La densité d'une balle est un rapport de sa masse et de sa section transversale. Simplement, les grosses balles et les balles légères sont moins denses que les petites et lourdes. La résistance aérodynamique réduit la vitesse de la balle et augmente son temps de vol. Pour une vitesse donnée, le coefficient balistique dépend essentiellement de la densité de section et de l'indice de forme.
Enfin, nous avions terminé en précisant qu’une balle longue, avec une pointe très pointue et une base en queue de bateau glisse beaucoup plus facilement dans l'atmosphère qu’avec une ogive arrondie à base plate. En termes simples, il s’agit de la forme de la balle.
Certaines formes de balles fonctionnent mieux à longue portée car elles ont tendance à avoir une forme plus aérodynamique. Le G1 est le standard le plus ancien et reste toujours le plus utilisé. C'est une classification qui date du début des années 1900, et donc à l'époque, le G1 était représentatif des balles de fusil. Il est toujours le plus couramment utilisé car l'industrie ne s'est toujours pas adaptée aux plus modernes.
En outre, l'utilisation du modèle G1 donne des coefficients balistiques plus importants, … ce qui semblent donc meilleurs en termes de marketing. Il y a actuellement une forte demande émanant des experts du TLD pour inciter l'industrie à migrer vers la norme G7. Le G7 est plus représentatif de l'état actuel des cartouches.
Les balles avec un BC élevé sont essentielles pour pratiquer le TLD car elles ont une trajectoire plus plate, dérivent moins dans le vent, et maintiennent mieux l’énergie et la vitesse sur une plus longue distance. Chaque balle a donc son coefficient BC, et dans la plupart des cas, vous pouvez trouver son coefficient inscrit sur votre boîte de munitions ou encore via le site du fabricant.
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Ce nombre est essentiel car vous en aurez besoin pour calculer la trajectoire (chute de balle) de vos tirs. Attention, ce n’est pas un chiffre statique car il change sur la gamme de vitesses. Mais normalement, retenez que plus le nombre est élevé, moins le projectile subira de traînée. Ceci dit, un coefficient balistique plus élevé ne signifie pas nécessairement que c'est une meilleure balle. Le BC vous aidera à déterminer la portée effective d'un projectile en tenant compte de la traînée.
La traînée créée par la balle dépend d'un certain nombre de facteurs, notamment du poids et de la conception du projectile. En effet, le modèle de traînée G1 est basé sur une balle de type « Spitzer » stéréotypée (à nez pointu) et à base plate. A titre de comparaison, un BC correct pour une balle basé sur le modèle de traînée G1 se situera dans la plage allant de 0,5 à 0,6, alors qu’avec la même balle, le BC basé sur le modèle de traînée G7 sera dans la plage de 0,2 à 0,3.
Cette différence entre les deux modèles pour une même balle tient au fait que la performance d’une ogive efficace sera bien meilleure que celle du modèle G1 et légèrement supérieure à celle du modèle G7.
En vol, les forces agissant sur le projectile sont la gravité, la traînée et le vent présent (nous y reviendrons). La gravité transmet une accélération vers le bas au projectile, le faisant tomber de la ligne de mire. La traînée ou la résistance de l'air décélère le projectile avec une force proportionnelle au carré de la vitesse (ou du cube, ou même de puissances supérieures de v, en fonction de la vitesse du projectile). Le vent fait dévier (dérive) le projectile de sa trajectoire.
Les modèles mathématiques servant à calculer les effets de la résistance à l'air ou la traînée sont assez complexes, et pour les modèles mathématiques simples, peu fiables au-delà de 500 m, la méthode la plus fiable pour établir des trajectoires reste toujours une mesure empirique. L'utilisation de tables de balistique ou d'un logiciel de balistique basés sur le modèle de traînée Siacci / Mayevski G1 introduit en 1881, est comme nous l’avons vu, encore la méthode la plus couramment utilisée pour travailler avec la balistique externe.
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Physiquement, la décélération due à la traînée que subira un projectile de masse m, de vitesse v et de diamètre d est proportionnelle au BC, 1 / m, v² et d² . Le rapport entre l'efficacité balistique et le projectile standard G1 consiste en un calcul avec une balle d'un diamètre de 1 livre (454 g) et d'un pouce (25,4 mm) avec une base plate, une longueur de 76,2 mm (3 pouces) et d’une courbe tangentielle de rayon de 2 pouces (50,8 mm) pour le point.
Le projectile standard G1 est issu du projectile de référence standard "C" défini par le fabricant allemand d'acier, de munitions et d'armements Krupp en 1881. Le projectile standard de modèle G1 a un coefficient de centrage de 1. La Commission française de Gavre a alors décidé d'utiliser ce projectile comme premier projectile de référence, en lui donnant le nom de G1.
Les balles de sport, avec un calibre d compris entre 4,50 et 12,7 mm (0,177 à 0,50 pouce), ont un G1 compris entre 0,12 et un peu plus de 1,00, 1,00 étant le plus aérodynamique et 0,12 le moins.
La densité de la section est un aspect très important d’une balle. Elle correspond au rapport entre la surface frontale (demi-diamètre de la balle au carré, fois pi) et la masse de la balle. Étant donné que, pour une balle donnée, la surface frontale augmente avec le carré du calibre et la masse avec le cube du diamètre, la densité de section augmente de manière linéaire avec le diamètre de l'alésage.
Etant donné que différentes formes de projectiles réagiront différemment aux changements de vitesse (en particulier entre les vitesses supersoniques et subsoniques), un « gilet » (jacket) stabilisateur fourni par le fabricant de balles sera un moyen stabilisateur représentant la plage de vitesses commune de cette balle. Pour les balles de fusil, ce sera probablement une vitesse supersonique, et pour les balles de pistolet, ce sera probablement une subsonique.
Pour les projectiles qui traversent les régimes de vol supersonique, transsonique et subsonique, le BC n’est pas bien approximé par une seule constante, mais est considéré comme une fonction BC (M) du nombre de Mach M. Ici, M est égal à la vitesse du projectile divisée par la vitesse du son.
La plupart des tables balistiques ou des logiciels prennent pour acquis qu'une fonction de traînée spécifique décrit correctement la traînée et donc les caractéristiques de vol d'une balle en fonction de son coefficient balistique. Ces modèles ne font cependant pas la différence entre les types de balles : coupe à plat, spitzer, queue de bateau, très faible traînée, etc. Ils assurent une fonction de glissement invariable comme indiqué par le BC publié.
Outre le modèle de traînée traditionnel Siacci / Mayevski G1, il existe d’autres modèles de traînée plus avancés. Le modèle balistique alternatif le plus important est probablement le modèle présenté en 1980 par le Dr Arthur J. Pejsa . M. Le modèle Pejsa est une solution analytique qui n’utilise pas de tables, ni de courbes de traînée fixes générées pour des projectiles de forme standard.
La méthode Pejsa utilise le coefficient balistique à base G1 tel que publié et l’intègre dans une fonction de coefficient de retard de Pejsa afin de modéliser le comportement au retard du projectile spécifique. Outre la fonction mathématique du coefficient de retardement, Pejsa a ajouté un facteur supplémentaire de constante de pente qui rend compte du changement plus subtil de la diminution du taux de retardement de différentes formes et tailles de balles. Il varie de 0,1 (balles à nez plat) à 0,9 (balles à très faible traînée).
Si ce facteur constant de décélération est inconnu, une valeur par défaut de 0,5 permettra de bien prédire le comportement de vol de la plupart des balles de fusil à fusil du type Spitzer moderne. À l’aide de mesures de tir d’essai, il est possible de déterminer la constante de pente pour une combinaison système balle / fusil / tireur particulière. Grâce à cela, le modèle de Pejsa peut facilement être adapté au comportement de traînée d'un projectile spécifique, permettant ainsi de meilleures prévisions balistiques pour les portées supérieures à 500 mètres.
Certains développeurs de logiciels proposent des logiciels commerciaux basés sur le modèle de traînée de Pejsa, améliorés afin de prendre en compte les effets normalement mineurs (Coriolis, dérive gyroscopique, etc.) qui interviennent pour les tirs à grande distance (TLD). Les développeurs de ces modèles améliorés de Pejsa ont conçu ces programmes pour les prévisions balistiques supérieures à 1 000 m. Il existe également des modèles balistiques professionnels avancés tels que PRODAS. Celles-ci sont basées sur des calculs à 6 degrés de liberté.
La modélisation DOF nécessite des informations aussi plus élaborées, une connaissance des projectiles utilisés et une longue durée de calcul sur ordinateur, ce qui est peu pratique pour les tireurs non professionnels et sur le terrain, où les calculs doivent généralement être effectués à la volée. Des mesures radar Doppler sont nécessaires pour l’établissement précis des effets de résistance ou de résistance de l’air sur les projectiles.
Les militaires et quelques fabricants de munitions utilisent les radars Doppler Weibel 1000e pour obtenir des données réelles sur le comportement en vol des projectiles qui les intéressent. Les mesures radar Doppler, à la fine pointe de la technologie, permettent de déterminer le comportement de vol de projectiles aussi petits que des plombs pour fusils à air comprimé dans un espace tridimensionnel avec une précision de quelques millimètres.
Les données recueillies concernant la décélération du projectile peuvent être dérivées et exprimées de différentes manières, telles que des coefficients balistiques (BC) ou des coefficients de traînée. Nous n’approfondirons pas davantage cette matière.
Nous savons maintenant que la gravité et le vent sont les deux principales variables qui influent sur le trajet de votre balle. Plus ils agiront longtemps sur votre projectile, plus ils auront d'effet. Les balles ne se dirigent pas en ligne droite vers la cible. Si elles le faisaient, les tirs à longue distance seraient tellement faciles à exécuter et les tireurs n’auraient même plus besoin de s'exercer et donc, tirer sur une cible située à 1 mètre de distance ou à 1 000 mètres serait exactement la même chose.
Et donc, à la réflexion, c'est peut-être une bonne chose que les balles ne se déplacent pas en ligne droite sinon, où serait encore le plaisir de pratiquer le TLD ? Après tout, maîtriser le tir à longue distance est si enrichissant ! Donc, quand une balle quitte un fusil, de nombreuses variables changent son chemin. Sur de courtes distances, jusqu'à 100 mètres, un tireur peut aligner un coup, appuyer sur la détente et, tous autres facteurs pris en compte, frapper de la même manière ou presque ce qui apparaît dans sa ligne de mire.
Au-delà de 100 mètres, la balle commence à tomber le long de sa trajectoire au moment où l'attraction de la gravité commence à avoir un effet plus important. Le tireur doit ensuite viser au-dessus de la cible pour pouvoir la toucher. Cette distance entre la cible et le point visé par le tireur s'appelle l'altitude. Un ancien tireur d’élite des forces armées américaines, avait calculé que l’altitude requise pour toucher une cible à 3 540 mètres avec un fusil de calibre .50 serait de 137 mètres, et disait : " Choisissez dès lors un endroit placé à 137 mètres au-dessus de votre cible pour l’atteindre ".
Heureusement, l'ajustement en fonction de l'élévation est automatisé à l'aide des calculateurs et/ou autres applications balistiques et réglable via la tourelle d'élévation de votre lunette (rifle scope) sur le fusil. Cela permet au tireur de viser directement sa cible et de continuer à tirer par au-dessus avec sa balle. Par conséquent, maîtriser la gravité est devenu assez facile à faire. Cependant, pour de très longs coups en TLD, vous devrez tenir en compte beaucoup plus la dérive que de la chute de balle.
On notera que l’effet de la gravité sur un projectile en vol est le plus souvent appelé le drop (la chute) de la balle. Il est aussi important de comprendre l’effet de la gravité lors de la mise à zéro (zérotage) et la remise à zéro des composants (tourelles de lunette, en général) de visée d’un fusil. Pour planifier la chute de balle et de la compenser correctement, il faut comprendre la forme de sa trajectoire qui est parabolique.
La distance à laquelle l'arme est mise à zéro et la distance verticale entre l'axe du dispositif de visée et l'axe de l'alésage du canon. Ce sont des concepts qui peuvent paraître anodins, mais ils sont primordiaux pour savoir comment régler sa lunette de tir. De nombreux tableaux et graphiques balistiques montrent une augmentation de la trajectoire à des distances plus courtes que celle (loin de zéro) utilisée pour la visée.
Cette apparente "montée" du projectile dans la première partie de sa trajectoire est relative uniquement au plan de visée et ne constitue pas réellement une montée. Les lois de la physique dictent que le projectile commencera à être abaissé par la gravité dès qu’il quittera l’appui du canon, et ne pourra jamais dépasser l’axe dudit canon. La "montée" apparente est provoquée par la séparation du plan de l'axe du dispositif de visée et de l'axe de l'alésage du canon, et ...
Le réglage des armes n’est pas très compliqué, il suffit d’appliquer certains principes simples et le tour est joué.
Si vous avez suivi notre guide pour monter correctement votre lunette, le réglage s’effectuera sans encombre.
Étape 1 : Un support fixe
Placez votre arme une nouvelle fois sur un support stable, un chevalet de réglage est une solution idéale, deux sacs de tir peuvent aussi faire l’affaire.
Étape 2 : Premier tir
Pour effectuer ce qu’on appelle un cinblotage simple, on ne peut pas en général, regardez dans le canon d’une arme à air comprimé pour faire concorder la cible à travers le canon et l’optique pour déjà. De ce fait, si on veut mettre toutes les chances que le premier plomb touche la cible (idéalement une C50), il faut la positionner à 10m pour être quasiment certain que ce premier impact sera en cible en vue d’affiner le réglage. Si ce n’est pas le cas, rapprochez la cible de quelques mètres.
Étape 3 : Essai de groupement
Étant donné que les plombs coûtent globalement beaucoup moins chers qu’une munition d’arme à feu, vous pourrez effectuer plusieurs tirs pour bien voir où se situent les impacts en cible.
Étape 4 : Correction du point d'impact
Une fois ces tirs réalisés, replacez votre carabine sur le support et le réticule de la lunette au centre de la cible. Retirer les 2 capuchons de réglages au-dessus et à droite de la lunette pour ajuster cette dernière, ne touchez plus au support. Ensuite il suffit, en regardant dans la lunette sans toucher au support ni à l’arme, avec les tourelles, de venir rejoindre le(s) point(s) d’impact, en hauteur, d’abord, puis en dérive (latéral). Si votre réticule est bien sur les impacts, reprenez une série de tir. En principe vous devriez très fortement vous rapprocher du centre de la cible.
Étape 5 : Obtenir une précision optimale
Répétez cette opération jusqu’à ce que vous soyez satisfait du résultat. Veillez à bien refermer les bouchons de protection de tourelles.
Étape 6 : Profitez de votre carabine
Vous pouvez ensuite éloigner la cible pour parfaire votre réglage et profiter de votre carabine réglée.
Remarque
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