Combien de temps la culasse reste elle bloquée aprés la percussion sur une arme auto ou semi auto?

Bonjour,

Voici une question sur le fonctionnement des armes automatiques ou semi automatiques
je ne savais pas ou loger cette question alors elle a atterri ici .
Une bien curieuse question  dont on ne parle jamais .
Donc après la percussion d'une cartouche dans une arme auto ou semi auto :

Combien de temps la culasse doit elle resté fermée?


1/1000 de seconde???
Ou moins peut être...

Sachant que le principe universel incontournable de base  propre à tout   système est de bloquer la culasse pendant un délai très court et après on en profite pour  libérer  l'énergie cinétique résiduelle Eo pour l'ouverture, l'éjection  et le réarmement .

Hé hé , pas bête non? 

Emprunt de gaz- culasse non calée - court recul du canon- retard à l'ouverture avec amplificateur d'inertie etc..

A vous de choisir ...

Et si la culasse n'était pas bloquée la douille exploserait hors de la chambre BIEN SUR!

Merci!

Ce n'est pas vraiment une histoire de temps ...

Ce qui est primordial, quel que soit le système employé, c'est que la partie pleine de l'étui, qui commence à reculer dès que la pression des gaz agit sur celui-ci, n'ait pas dépassé la tranche arrière de la chambre avant que cette pression soit tombée à un niveau suffisamment bas (sinon: Kaboom !).

Il doit exister des études et rapports comportant des renseignements ultra précis avec calcul de ce temps, mais à notre petit échelon, il est très dur de mettre la main dessus ...!

Je pense qu'Alamas ou Conservateur pourraient nous en dire plus (ou confirmer/infirmer mes dires !).

Je vais regarder dans ce que je possède .............. mais pas maintenant, je suis fan d'athlétisme, et ma douce moitié vient de me héler, je dois aller me river devant mon écran, chaussé de mes charentaises à crampons !

À plus tard ...

Merci Feder , c'est un bon début et je pense qu'il y en a qui n'ont pas du comprendre ma question .

Et  pourtant...

C'est la base

La base de tout et l'on en parle jamais...

Comme aurait dit Fernand Raynaud: -"Un certain temps."   
Le but étant de maintenir la douille assez longtemps dans la chambre pour que la pression diminue suffisamment à l'intérieur de celle-ci avant qu'elle ne soit éjectée, on peut donc être sûr que la balle a quitté le canon avant que la culasse ne commence à reculer, mais que la pression est encore suffisante pour mettre celle-ci en mouvement. Et oui, une cartouche percutée sans être chambrée éclate sous la seule pression dégagée par l'amorce en répandant sa poudre de toute part. Le pire avec une culasse non calée étant d'être entre les deux, juste la cartouche assez rentrée pour que la pression monte et fasse s'enflammer la poudre, mais pas assez pour que ce soit étanche...
Sur une arme à canon court et culasse non calée, le temps de fermeture doit être particulièrement bref, surtout si la V 0 et la cadence de tir en rafale sont élevées, comme sur la PPSH russe.

Quick Load me donne un "barrel time" de 1.3 milli seconde avec un SAFN ou un Garand en 30-06, la culasse doit s'ouvrir juste après.

Oui!

Il faut de bonnes connaissances en mécanique pour calculer tout ça , qui rappelons le est connu depuis au moins 140ans!

Vidéo du départ du coup sur pistolet semi-auto, filmé à 73 000 images/secondes





y a plus qu'à télécharger la vidéo, et compter les images entre la percussion de l'amorce et le déverrouillage du canon

Très intéressant, merci!

On voit que la balle a déjà quitté le canon bien après le processus de recul de la culasse et ouverture de celle ci!!!

Tout ça était bien sur impossible jadis avec la poudre noire.

La palme revient au FAMAS avec un système à la fois extrêmement simple et très élaboré!

Et puis je vous recommande le visionnage cinétique d'une MG42 en action FANTASTIQUE et vieux de 90ans au moins!!

Loigny 28 a écrit:Très intéressant, merci!

On voit que la balle a déjà quitté le canon bien après le processus de recul de la culasse et ouverture de celle ci!!!

Tout ça était bien sur impossible jadis avec la poudre noire.

La palme revient au FAMAS avec un système à la fois extrêmement simple et très élaboré!

Et puis je vous recommande le visionnage cinétique d'une MG42 en action FANTASTIQUE et vieux de 90ans au moins!!

Il y a un melange étonnant d'affirmations peremptoires, de curiosité naive et de grosses betises dans tes propos... qui risquent de rebuter meme les meilleurs experts avec toute leur bonne volonté. Pour ma part, je ne suis pas un expert, mais je doute de l'utilité de te repondre serieusement   cela dit sans animosité aucune.

Un peu comme vous quand vous éternuez.

Votre cœur s'arrête de fonctionner une fraction de seconde!

Je serais assez d'accord avec "poudreverte", d'autant que "feder504" a immédiatement donné la réponse !

feder504 a écrit:Ce n'est pas vraiment une histoire de temps ...
Ce qui est primordial, quel que soit le système employé, c'est que la partie pleine de l'étui, qui commence à reculer dès que la pression des gaz agit sur celui-ci, n'ait pas dépassé la tranche arrière de la chambre avant que cette pression soit tombée à un niveau suffisamment bas (sinon: Kaboom !). ...

Et ça prend ... un certain temps !
Mieux vaut toutefois pas trop glander, car les fonctionnements automatiques reposent sur l'énergie emmagasinée dans certaines pièces sous forme d'inertie, et l'inertie s'épuise vite en frottements inutiles.
Je pense que les calculs n'ont guère à tenir compte du temps, mais des masses et distances parcourues (ne pas oublier la masse des gaz de poudre ; et dans le canon ils vont en moyenne moins vite que la balle). Le calcul ne peut de toutes façons pas permettre la prédiction exacte car plusieurs phénomènes sont difficiles à quantifier : les pertes par frottement, le rebond des pièces qui s'entrechoquent, etc.
C'est peut-être pourquoi on s'échine à construire des prototypes et qu'on les corrige progressivement pour tenir compte des observations faites durant leur expérimentation. Pourquoi aussi il est arrivé qu'on doive modifier profondément un système qui avait pourtant paru au point : les effets de l'encrassement et d'usures très localisées sont peu prévisibles, ainsi que la taille des grains de sable du terrain réel.
On doit aussi prendre en compte les tolérances de la munition : ça doit encore fonctionner avec les cartouches les plus molles admises, et ne pas s'ouvrir trop tôt avec les cartouches les plus fortes.

Pas possible à poudre noire ?
Ben voyons, et le fabuleux PA Clair ? De ce PA je n'ai vu que la doc (exhumée par Feder, justement) mais j'ai eu en main une carabine du même système - que le propriétaire n'a malheureusement (ou heureusement) pas jugé bon de me faire tester au tir...

PS :

feder504 a écrit:... la partie pleine l'étui, qui commence à reculer dès que la pression des gaz agit sur celui-ci, ...

Ben oui, le culot commence à reculer immédiatement, sans le moindre délai ; mais avec une "culasse calée", au début de ce recul il entraîne tout ou partie de l'arme avec lui.
La question demanderait réflexion pour les armes "tirant culasse ouverte", dans lesquelles on pourrait penser que l'amorce soit percutée légèrement avant que la culasse ne frappe en butée de fermeture. Auquel cas le culot devrait d'abord vaincre l'inertie en avant de la culasse, avant de faire reculer quoique ce soit (inertie facile à calculer, masse, course, force du ressort ... à condition d'ignorer quelques pertes parasites qui sont loin d'être négligeables). La notion de temps interviendrait peut-alors, au niveau du délai de montée en pression.

Plein d'armes semi auto cyclent sans problème  à la poudre noire...je pense aux FN Auto 5 et au Colt 1911 en particulier !
Mais pas longtemps à cause de l'encrassement...ensuite la corrosion est rédhibitoire !!!!

Verchère
La question demanderait réflexion pour les armes "tirant culasse ouverte", dans lesquelles on pourrait penser que l'amorce soit percutée légèrement avant que la culasse ne frappe en butée de fermeture. Auquel cas le culot devrait d'abord vaincre l'inertie en avant de la culasse, avant de faire reculer quoique ce soit (inertie facile à calculer, masse, course, force du ressort ... à condition d'ignorer quelques pertes parasites qui sont loin d'être négligeables). La notion de temps interviendrait peut-alors, au niveau du délai de montée en pression.

Je ne peux m'empêcher de penser dans ce cas à la MAT 49 qui disposait effectivement d'une "percussion prématurée" ;l'amorce étant percutée "un chouïa" avant son chambrage complet.
Il me semble que dans les vieux n° de "Cibles" la question initiale avait été traitée et qu'il était apparu que la culasse non calée des PA 7,65mm commençait son mouvement arrière avant la sortie de la balle du canon. Accessoirement et pour une même longueur de canon et calibre les armes à culasse calée affichaient un léger gain de vitesse ;la palme revenant au Schwarloze 1908 doté d'un système original à avance du canon



Toutefois pour le système à culasse non calée il est difficile de formuler des règles générales car on trouve toujours un contre exemple;ainsi :
- Une culasse lourde , comme le Browning 1900 ? Dès avant 1914 des 7,65mm fonctionnaient avec des culasses beaucoup plus légères
- Un canon court afin de faire baisser la pression plus vite ? L'Astra 400  avec son canon de 150 mm et une culasse pas particulièrement lourde pour son calibre (9x23 mm Largo) est le meilleur contre-exemple

Hello ami !
Même si je suis d'accord avec l'ensemble de ton propos, je me permets de le tempérer sur les données suivantes:
Le FN Browning 1900 n'a pas une culasse plus lourde que d'autres PA de la même époque....et l'Astra 400 lui par contre a une culasse très lourde (j'ai les deux) ce qui couplé à un très long et fort ressort récupérateur lui permet de fonctionner en culasse non calée avec les 9 mm les plus puissantes.
L'intérêt des culasses verrouillées en PA tient surtout au fait qu'elles permettent de fabriquer des armes plus légères et au recul plus facilement gérable....

Houla! On mélange tout! Il faut dire aussi que l'auteur de la question mélange un peu tout quand il détaille sa question de départ.
Pour répondre stricto sensu à la question du titre : ça dépend du temps de débouchage. Pour les artilleurs, rien à voir avec votre débouchage à vous. Le temps de débouchage, en balistique interne, c'est le temps que met la balle à parcourir le canon jusqu'à ce que l'arrière de la balle (ou de l'obus) quitte la bouche de ce canon. Ce qui a pour effet de faire s'effondrer la pression à l'intérieur du canon.
Bon, ben le temps que l'ouverture doit être retardée pour des questions de sécurité est très voisin de ce temps de débouchage.
Dans un canon de 50 cm, en 5,56 OTAN, on est autour de la milliseconde. Toujours dans un canon de 50 cm, en 12,7 x 99, on franchit les 2 millisecondes.
Bon, évidemment, là je parle de calibres développant de fortes pressions dont les parois des étuis ne supporteraient pas de commencer à être tirés hors de la chambre avant cette forte chute de pression.

En littérature française "grand public", vous ne trouverez pas grand-chose. Faut faire des recherches en anglais du genre "internal ballistic" "pressure curve firearms barrel".

Pour le reste (mécanismes de retardement de l'ouverture, principes moteur, mécanismes de retardement de la cadence de tir, que sais-je encore), la référence (pour moi), ce sont les livres de Chinn :
https://m.youtube.com/watch?v=LMcGKl_HqVE
5 volumes, au bas mot de chacun 500 à 700 pages. J'ai pas fini de les lire.

Verchère a écrit:
Ben oui, le culot commence à reculer immédiatement, sans le moindre délai ; 

Heu! Pas vraiment, l'inertie de la culasse, au premier chef, a son mot à dire (bon, o.k. Pas longtemps).

Petit phénomène amusant, avec une caméra rapide (mais vraiment rapide), avec une percussion centrale, on constate que c'est d'abord l'amorce qui recule et tape le fond de culasse, pour être ensuite rattrapée par le culot de l'étui (enfin, dans une arme qui a un peu de jeu, sinon, évidemment, on ne peut pas voir le phénomène). Cette particularité a été utilisée par John Garand sur divers protos de ce qui deviendra le fusil M1.

Pour répondre à une question un peu plus haut, sur les PM tirant culasse ouverte à percuteur fixe, comme le "MAT" 49, s'ajoute à l'inertie de la masse de la culasse pour retarder l'ouverture, celle du mouvement de la culasse vers l'avant.
Certains spécialistes distinguent ce dernier principe de celui de la culasse non calée stricto sensu.

Pour revenir à la poudre noire , êtes vous sur que l'on peut comparer les fabrications actuelles avec  celle d'il y a 120ans?

De plus les armes semis autos cités précédemment étaient elles conçues et prévues à l'origine pour le tir à poudre noire?

Et au passage de remercier poudre verte pour ces sympathiques compliments à mon sujet !

Er d'ajouter qu'à défaut  ,   j'ai quand même eu le mérite de poser une question technique du plus grand intérêt   qui n' a laissé personne indifférent.

Alamas a écrit:

Verchère a écrit:
Ben oui, le culot commence à reculer immédiatement, sans le moindre délai ; 

Heu! Pas vraiment, l'inertie de la culasse, au premier chef, a son mot à dire (bon, o.k. Pas longtemps).

Je pense que Verchère a théoriquement raison s'il n'y avait que la force d'inertie de la culasse pour s'opposer à son recul en vertu de la loi de la conservation de la quantité de mouvement  culasse + balle 
J'ignore la masse d'une culasse de PA  mais disons 200 g ( 0, 2kg) 

En appliquant cette loi de la Mécanique et en considérant que le débouchage prend 1 ms pour une balle de 6 g sortant à 300 m/s du canon et que la culasse est libre ( ni ressort , ni frottement) :  
la vitesse de la culasse serait au débouchage de 300 x 6 x 10-3 / 0,2 = 9 m/s et elle aurait donc reculé de 9 x 10-3 = 0,009 m en 1 ms ( 9 mm) 
Comme, en pratique, elle recule beaucoup moins vite, il faut donc tenir compte de la force du ressort de rappel et de frottements qui la ralentissent. Le problème devient nettement plus compliqué..

Loigny 28 a écrit:Pour revenir à la poudre noire , êtes vous sur que l'on peut comparer les fabrications actuelles avec  celle d'il y a 120ans?

De plus les armes semis autos cités précédemment étaient elles conçues et prévues à l'origine pour le tir à poudre noire?

Et au passage de remercier poudre verte pour ces sympathiques compliments à mon sujet !

Er d'ajouter qu'à défaut  ,   j'ai quand même eu le mérite de poser une question technique du plus grand intérêt   qui n' a laissé personne indifférent.

Non, aucune...et probablement même pas le "fameux" pistolet Clair qui semble bien plus récent que les premiers brevets ont laissé croire au début.

benco a écrit:

Alamas a écrit:

Verchère a écrit:
Ben oui, le culot commence à reculer immédiatement, sans le moindre délai ; 

Heu! Pas vraiment, l'inertie de la culasse, au premier chef, a son mot à dire (bon, o.k. Pas longtemps).

... il faut donc tenir compte de la force du ressort de rappel et de frottements qui la ralentissent..

Tu as on ne peut plus raison. C'est pour ça que j'ai dit au premier chef (j'aurais pu dire pour commencer) et pas longtemps. Faut que j'arrête d'être feignant du clavier (une tendance en vieillissant à l'inertie des deux inex?) et de donner dans l'ellipse (au sens littéraire du terme).
Comment ça, vous n'avez pas compris ce que je n'ai pas écrit? Tsss...

Tant que dure la poussée des gaz sur le culot, la force du ressort est simplement à retrancher de cette poussée (et comparativement, c'est bien faible).
La pression des gaz ne monte que progressivement, au début elle est faible. Et son action est de provoquer une accélération vers l'arrière de la culasse (et des pièces qui y sont éventuellement liées). Une accélération à partir de 0, à l'instant du début de la poussée ; mais dès l'instant suivant la vitesse de recul n'est plus nulle, et elle augmente ensuite progressivement ; l'inertie des pièces ne fait que ralentir son augmentation, mais ne crée pas de "temps mort" initial. Juste qu'au tout début, le recul est très lent.
Le frottement, peut par contre créer un temps mort initial (un minimum d'effort est nécessaire pour faire démarrer un glissement ; et une fois lancé, ça glisse mieux). Mais vu les valeurs en jeu, ça ne doit pas peser lourd...

Pour la PN, je ne connais pas de pistolet semi-auto, mais il y a bien eu des armes longues semi-auto développées en PN, par exemple :

• fusil semi-auto (y compris une version full) Mannlicher 1885
  

• mitrailleuse Maxim (1883) https://www.youtube.com/watch?v=P1SbcZQ0N5A
  

Ces armes fonctionnaient toutes par recul du canon d'ailleurs.
Le fusil Browning A-5 est connu pour cycler à la PN...

Je m'aperçois que j'ai oublié un mot dans mon message précédent : "vouloir" ... (l'impitoyable et inexorable poids des ans, sans doute ...  ).

Je voulais écrire : " ... qui commence à vouloir reculer dès que les gaz ..." 


Mais bon, un étui subit, et n'est pas doté de volonté. De plus, ce n'est valable que pour les culasses non calées.


Notre ami pose une question précise, axée sur le temps de blocage de la culasse. Perso, je pense que ce temps n'est qu'une des multiples données pour les calculs de conception, qu'il varie selon le système de fermeture, la munition, la longueur du canon et divers autres facteurs mécaniques et chimiques, et qu'à notre niveau, cela présente peu d'intérêt.


Perso (encore !) j'aurais tendance à laisser plutôt ce problème aux ingénieurs (même si connaître certaines données confidentielles est satisfaisant pour un esprit curieux), et à m'intéresser aux systèmes conçus par ces derniers pour le résoudre.
Notre ami Alamas a cité deux calibres bien connus pour parler du temps de débouchage théorique, donnant ainsi des éléments de réponse convenablement chiffrés.
Mais si on étudie les divers systèmes, on verra que certaines opérations d'ouverture de la culasse commencent pendant le temps de débouchage, et d'autres après ...
Dans un M.16, on emprunte (sans intérêts) une partie de la veine gazeuse avant la sortie de la balle, dans une mitrailleuse de .50 M2, c'est la détente libre des gaz à la bouche qui expédie initialement vers l'arrière le canon et les pièces fixées dessus ... 


Pour la littérature "grand public", un ouvrage récent de Jean Huon (Les mécanismes des armes automatiques, Crépin-Leblond, 2018) défriche le sujet, avec de bonnes illustrations et un texte qui paraîtra succinct aux initiés. On y trouve une bonne bibliographie internationale en fin de volume (l'ouvrage de George M. Chinn (que je possède) y figure).
Pour les ex-militaires et les collectionneurs, il y a les fascicules du "Cours général d'armement léger" de l'ESAM de Bourges, qu'on peut considérer comme un ouvrage de "vulgarisation avancée".
Les fascicules II (les systèmes de fermeture) et III (les systèmes moteurs) sont bien utiles, mais ne répondent qu'incomplètement à la question de notre ami ...
On trouve dans le fascicule II, en fin de chapitre sur les culasses non calées, une note dont voici des extraits :


" ... En effet, sous la poussée des gaz, l'inertie de la culasse, la résistance du ressort récupérateur et le collage de l'étui dans la chambre s'opposent seuls à l'ouverture.
En fait, les deux derniers facteurs (résistance du ressort et collage de l'étui) sont pratiquement négligeables devant les forces en présence (la pression sur la culasse dépasse largement la tonne, pendant un instant très bref).
Pendant tout le mouvement de la balle dans le canon, on a égalité de quantité de mouvement entre la culasse et la balle : Mv = mV (M = masse de la culasse, m = masse de la balle, v = vitesse de la culasse, V = vitesse de la balle).
La poussée des gaz agit pendant une très petite fraction de seconde, à la fois sur la culasse et sur la balle.
Au bout de ce temps-là, la balle a parcouru le canon, la culasse, dont la vitesse est beaucoup plus faible, n'a pu franchir que quelques millimètres (2 à 3 mm pour une arme de 9 mm bien construite)."


S'ensuivent des explications sur l'étui lui-même, "qui doit être organisé de façon à résister par lui-même pendant ce début d'ouverture" ...


Comme on le voit, on n'a pas cru bon entrer dans les "mini-détails" de temps ...


A+ (c'est l'heure de l'athlé ...)

CLOSDELIF a écrit:Plein d'armes semi auto cyclent sans problème  à la poudre noire...je pense aux FN Auto 5 et au Colt 1911 en particulier !
Mais pas longtemps à cause de l'encrassement...ensuite la corrosion est rédhibitoire !!!!

+1

Il y a quelques années, je m'étais amusé à charger des 10 Auto à la PN pour mon Glock et ça marchait parfaitement bien.

Loigny 28 a écrit:Pour revenir à la poudre noire , êtes vous sur que l'on peut comparer les fabrications actuelles avec  celle d'il y a 120ans?

De plus les armes semis autos cités précédemment étaient elles conçues et prévues à l'origine pour le tir à poudre noire?

Et au passage de remercier poudre verte pour ces sympathiques compliments à mon sujet !

Er d'ajouter qu'à défaut  ,   j'ai quand même eu le mérite de poser une question technique du plus grand intérêt   qui n' a laissé personne indifférent.

Je dois reconnaitre que la qualité de certaines reponses compense largement les maladresses de la question initiale.

Il y a  bien beaucoup de choses intéressantes dans tout ça!
J'aurais tendance à dire  que la formule de Feder504  Mv=mv apporte là une réponse bien logique et précise.


D'ailleurs  le   système d'automatisme doit jouer aussi sur la réponse et c'est sans aucun doute   un paramètre de 1er ordre
On tablerait donc sur des valeurs comprises entre 1 à 2 millisecondes .
Quand au poudre noire moderne tout est donc  possible avec et l'intérêt c'est avant tout de replacer les choses dans leur contexte...

Quant au membre  poudreverte , sachez que vos commentaires  ne me dérangent pas du tout et ne me vexent  point

Avec le fait  qu'il n'y a pas de questions idiotes mais  des réponses...

Que pour votre information ,  le but d'un forum c'est bien sur de  rester positif  et dans la bonne humeur.
Comme vous semblez  sur de vous ,  je vous invite à lire (..?) ou relire la charte du forum.

Mais Quel est donc votre but?

 De me   dénigrer à tout va avec vos aigres  commentaires  inutiles, comme vous savez si bien le faire?

A bon entendeur...