Balistique extérieure / Energie

La balistique extérieure étudie le trajet du projectile et les forces auxquelles il est soumis. Le projectile transporte une énergie cinétique à laquelle s’oppose la trainée, due à la résistance de l’air. La gravité, qui affecte le trajet de la balle en l’attirant vers le bas, entre en compte lors du calcul de la portée du projectile.

Energie cinétique

Un projectile transporte de l’énergie : l’énergie cinétique. C’est elle qui lui permet de se déplacer de l’arme jusqu’à la cible et de l’endommager. Les facteurs affectant cette énergie sont la masse (M) et la vélocité (V) :

L'énergie cinétique (EC) = 1/2 MV²

Pour une arme à feu, cette énergie est l’énergie de la balle lorsqu’elle sort du canon. Mais la résistance de l’air ralentit le projectile, diminuant ainsi son énergie cinétique.

Le coefficient balistique (CB) permet de déterminer la capacité de la balle à surmonter la résistance de l’air :

CB = DS / I

DS est la densité de section de la balle, et I est un facteur de forme pour la forme de balle. La densité de section est calculée à partir de la masse de la balle (M) divisée par le carré de son diamètre. La valeur du facteur de forme diminue avec l'augmentation de fuselage de la balle (une sphère aurait la plus grande valeur de I).

Figure 8 : Illustration de l’effet de la résistance de l'air sur le trajet d'une balle.
A : Trajet d'une balle dans l'air.
B : Trajet d'une balle dans le vide

La force poussant le projectile dans la direction opposée de son trajet est la trainée (T) qui est calculée selon la formule :

Traînée (T) = f (v/a)k&pd²v²

f (v / a) est un coefficient lié au rapport de la vitesse de la balle à la vitesse du son dans le milieu dans lequel il se déplace.

k est une constante de la forme de la balle,

& est une constante pour la déviation de vol linéaire,

p est la masse volumique du fluide (densité des tissus humains est > 800 fois celle de l'air),

d est le diamètre (calibre) de la balle,

v la vitesse.

Ainsi, une plus grande vitesse, une plus grande envergure, ou un tissu dense donnent une traînée plus importante.

La trainée est également influencée par la rotation de la balle. Plus la rotation est importante moindre est sa déviation. C’est la raison pour laquelle il y a des rainures hélicoïdales sur les parois du canon d’une arme à feu.