Canons de la Royal Navy

warburton a écrit:

bonjour
tous mes remerciements à peppe et Loïc.
grâce à vous,j'ai pu - en recoupant les renseignements - compléter mon tableau (de 1880/85 à 1945). mais je reste un peu dubitatif pour la période victorienne.
exemple: classe Barfleur de 1892. armement secondaire: 4.7"/40 Mk.I / II / III / IV.
que cela signifie-t'il ?
que ces quatre types de canons étaient interchangeables ?
qu'ils ont été montés successivement ?
qu'on ne connait pas le type exact ?

confiance justifiée !
4.7"/45 QF Mk.IX sur affut simple CP Mk.XIV (classes A-B-C-D), CP Mk.XVII (E-F-G-H), CP Mk.XVIII (H-I).
4.7"/45 QF Mk.XII en affut double CP Mk.XIX. (Tribal-J-K-N).
en fait ces deux canons sont pratiquement identiques…
et je connais pire.
et il y a des fois où ça se complique: Mk.IX, Mk.IX*, ou Mk.IX** !
j'ai fait l'impasse sur les astérisques.

A la limite, l'interchangeabilité, on s'en fout un peu, le principal, avec ces différents modèles de QF 4,7", est la longueur du tube (40 ou 45 calibres), qu'ils ont en commun. L'allongement du tube de 5 calibres (36 cm) est, généralement, apparu, dans la plupart des marines (pour les pièces de "moyen calibre", disons de 76 à 130 mm), entre 1900 et 1905 - en France, c'est le modèle 1902 -), après la mise en service de nouvelles poudres propulsives (combustion plus homogène et plus grand pouvoir explosif à quantité équivalente) pour les gargousses, pour l'obus, de charges explosives plus puissantes et une meilleure fragmentation (plus d'éclats) de son envellope ; cette évolution restera à peu près stable jusqu'à la fin de la Première Guerre Mondiale. Hormis cette importante évolution, les autres modifications porteront sur le fonctionnement de la culasse, en améliorant sa rapidité d'ouverture et fermeture, son étanchéité, l'aménagement de la chambre, la disposition, le pas et le nombre de rayures, l'amélioration du dispositif de visée, etc. Cela dit, ces évolutions ne signifient pas pour autant que le Mark IX, par exemple, est une vraie daube, comparé au Mark XVIII ou XVIII** (si il en existe! ), car, à peu de chose près, leurs performances (portée maximale à élévation identique) sont très proches, voire équivalentes.

Le changement de tube, sans remplacement de l'affût, est programmé à l'usure maximale autorisée ; les puissantes charges propulsives utilisées par l'artillerie navale réduisent la durée de vie des tubes - pour les calibres de 10'' et plus, elle dépasse rarement 200/300 coups, pour les calibres inférieurs, entre 1500 et 5000 coups, soit nettement moins que pour une pièce terrestre de même calibre, qui tient, généralement 10 000 coups et plus, sans problème. Il peut, également, faire partie d'un programme de modernisation (sur décision ministériel ou assimilée), le remplacement s'effectuant, généralement, lors des passages en radoub - dans ce cas, le changement d'affût (en cas de nécessité) est possible - ou être prévu avec le lancement d'une nouvelle série de bâtiments de la même classe.

les différents "Mark", moi, ça m'intéresse.
voir la photo du destroyer d'Alain qui nous a occupé un moment.
et je me méfie des idées reçues: un six pouces est sensé porter plus loin qu'un quatre.
pourtant, sur ce plan là, et à la grande surprise des Anglais, les 105 allemands n'avaient rien à envier aux 152 britanniques…
affaire d'élévation, me dira-t'on. pas seulement; la vivacité de la poudre joue aussi son rôle.
allonger les canons pour augmenter la portée et une bonne idée; à condition d'adopter une poudre adaptée
je le sais, j'ai pratiqué. à canon court poudre vive, à canon long poudre progressive.
et sur ce plan là, les "fritz" étaient un peu plus avancés; d'ailleurs notre marine s'en inspirera après la première guerre mondiale.
et pour ce qui est de l'érosion des tubes, la cordite est ce que l'on a inventé de mieux.
même en petit calibre (220 Swift, par exemple), l'usure des canons étaient extrêmement rapide.
mais celle-ci est une légende; dans tous les films et romans, on nous bassine avec "l'odeur de la cordite"
ça vaut les carabines de 22 mm (la presse), et les mitrailleuses de 50 mm (Le survivant du Pacifique).
et je vous épargne les "coups de feu" des carabines à air comprimé (le figaro).
oups ! j'ai un peu dérivé…

La "cordite" était une "spécificité britannique" , chez les Allemands et les Français, les poudres étaient de la famille de la "mélinite".
Il est, d'ailleurs, assez étonnant que les Brits aient persisté dans l'emploi de ce type de poudre, car elle n'était pas d'une stabilité exemplaire.
A l'époque, on manquait d'historique sur la tenue dans le temps des poudres et leur conservation; en France, par exemple, notre belle intendance militaire qui leur avait appliqué les mêmes règles de stockage que pour la poudre noire, s'était retrouvée avec des piles de munitions inutilisables sur les bras, notre poudre B ayant rapidement "viré".

Quand j'évoquais une proche similitudes de performances pour une longueur de tube donnée et un même calibre, je me cantonnais à une gamme de pièces de même nationalité.

"un six pouces est sensé porter plus loin qu'un quatre", en principe, oui, quand il s'agit, exclusivement, de canons (ce qui est le cas pour l'artillerie navale); dans l'artillerie terrestre, çà se complique avec les deux grandes familles, les canons, les obusiers, plus les canons-obusiers, sensés travailler dans les deux registres.

En ce qui concerne la distinction entre les différents modèles (Mark x ou y), la seule solution est de dénicher les documents officiels ou, à la rigueur, un ouvrage les passant en revue, mais ce genre de bouquin est extrêmement rare, voire inexistant car trop rébarbatif.

warburton a écrit:

[…] un six pouces est sensé porter plus loin qu'un quatre. […] …
affaire d'élévation, me dira-t'on. pas seulement ; la vivacité de la poudre joue aussi son rôle. […]

Loïc Charpentier a écrit:

[…] "un six pouces est sensé porter plus loin qu'un quatre", en principe, oui […].

« affaire d'élévation […] » ? Ça paraît cohérent avec les trajectoires balistiques qui donnent une portée maximale pour un site de ~45° ; donc nous devons comparer les portées à hausse égale… Et à qualité (et vivacité) de poudre égale.
Mais au fond cela ne répond-il pas bien à une interrogation : « Pourquoi un gros canon a-t-il une portée maximale supérieure à celle d'un petit ? ». Plus le calibre est gros, plus on peut le charger en poudre (sans risque de rupture de culasse ou de tube) et plus il porte loin.

bonjour
un projectile lourd conserve plus longtemps sa vitesse, et donc son énergie.
les poudres allemandes étaient "progressives", ce qui augmente aussi la vitesse restante.

Citation :

[…] un projectile lourd conserve plus longtemps sa vitesse, et donc son énergie.[…]

Logique aussi ! Quand on se souvient que la vitesse résiduelle à ~35 km d'un obus de 406 est réduite à moins de la moitié de la vitesse initiale…

Citation :

les poudres allemandes étaient "progressives", ce qui augmente aussi la vitesse restante.

… en fin de trajectoire ? c'est-à-dire aussi la vitesse initiale ? (car après sortie du tube, c'est uniquement balistique…).

A ma connaissance, les allemands étaient les seuls à avoir adopter des rayures d'âme à pas variable (qui se resserrait vers la gueule). Ça complexifiait d'autant l'usinage mais, d'après ce que j'en ai compris, cette disposition était destinée à compenser la tendance au freinage que provoquaient les frottements du projectile sur la paroi de l'âme et améliorer la combustion de la charge propulsive en "augmentant" la durée du trajet (sur les pièces de plus de 60 calibres de longueur, ils se contentaient du pas fixe).

DahliaBleue a écrit:

Citation :

[…] un projectile lourd conserve plus longtemps sa vitesse, et donc son énergie.[…]

Logique aussi !   Quand on se souvient que la vitesse résiduelle à ~35 km d'un obus de 406 est réduite à moins de la moitié de la vitesse initiale…

Citation :

les poudres allemandes étaient "progressives", ce qui augmente aussi la vitesse restante.

… en fin de trajectoire ? c'est-à-dire aussi la vitesse initiale ? (car après sortie du tube, c'est uniquement balistique…).

La vitesse initiale ou Vo est mesurée en sortie de bouche, à une longueur x bien précise; la faible distance qui sépare la gueule de ladite distance est considérée comme nulle, en regard de la vitesse du projectile.
On contrôlait régulièrement l'usure du tube, en comparant les données à l'état neuf avec celles mesurées après un certain nombre de coups tirés (fixé à l'expérimentation pour chaque bouche à feu), kif-kif le nombre d'heures pour un moteur industriel ou de kilomètres pour une véhicule. L'épreuve consistait à mesurer la vitesse du projectile, à des distances précises (à élévation zéro ou proche), en installant des portiques électriques, qu'il déclenchait, en coupant le champ magnétique, lors de son passage...Distances précises + temps de trajectoire entre portiques connus = mesure de la vitesse et si cette dernière était inférieure à la valeur basse autorisée, l'arme était refusée. En France, les essais de référence, qui servaient de comparatifs, étaient effectué sur le polygone de tir de la Marine Nationale, à Gâvre, en face de Lorient, sur la presqu'ile de Quiberon.

warburton a écrit:

bonjour
un projectile lourd conserve plus longtemps sa vitesse, et donc son énergie.Explosifs & poudres propulsives


les poudres allemandes étaient "progressives", ce qui augmente aussi la vitesse restante.

En fait, les poudres propulsives allemandes étaient, à la fois, "rapides" et "constantes"

Je "m'auto-cite" (dans le cadre d'un bouquin sur l'artillerie de campagne allemande, en cours de préparation pour publication) , les poudres marines et terrestres étant fondées sur les mêmes principes.

"1. La poudre noire, à la fois, explosif & poudre propulsive.

Durant des siècles, la  poudre noire constituera l’unique explosif militaire ; elle tirait son nom de l’état de poussière, pulvérulin, sous lequel fut utilisé ce mélange mécanique - car obtenu par actions mécaniques successives (concassage, criblage, dosage) - de matières combustibles (charbon & soufre) avec un corps comburant, le salpêtre, nitrate de potassium naturel, mais ce mélange hétérogène était loin d’être exempt de défauts.  
En jouant sur la granulométrie de la poudre noire, les artificiers étaient parvenus à faire varier sensiblement sa vitesse de combustion mais, de par sa composition hétérogène, elle est l’exemple même de l’explosif lent ou progressif. La lenteur de sa combustion pénalisait l’effet brisant ; son inflammation incomplète, par manque d’oxygène, générait une poussée relativement faible, qui limitait la vitesse initiale (Vo) du projectile, produisait d’importants nuages charbonneux, chargés de particules solides en suspension, qui encrassaient rapidement le fût, et certains produits corrosifs, résultant de la combustion, attaquaient l’âme de la  pièce. De surcroit, sa sensibilité à l’humidité modifiait ses caractéristiques d’emploi et la rendait rapidement inutilisable. Tombée en désuétude, au tournant du XXème siècle, la poudre noire n’est plus guère utilisée, militairement, à la veille de la Seconde Guerre Mondiale, que comme explosif dans certains projectiles d’exercice ou comme poudre d’ignition dans d’anciens modèles de charges d’allumage.

2. Les poudres propulsives

La découverte du fulmicoton, ou nitrocellulose - obtenu par « réaction de nitration », action combinée des acides nitrique et sulfurique sur la cellulose - au milieu du XIXème siècle, permit de constater qu’il était possible de combiner chimiquement un élément très comburant, l’acide nitrique ou sulfurique, la fonction « nitro », avec une substance organique riche en carbone et hydrogène, la cellulose, faisant office de carburant, et où l’oxygène, facilitateur de combustion, est emmagasiné chimiquement dans la même molécule. La combustion, qui en résulte, est, tout à la fois, plus rapide, plus puissante et plus complète, favorisant l’effet de projection et diminuant les fumées résiduelles car la combustion des explosifs chimiques, dénommés, pour cette raison,  " poudres sans fumée ", créé très peu de dépôts et se contente de libérer, pour l’essentiel, – par association, lors de la combustion, des atomes de carbone, d’hydrogène et d’oxygène - un brouillard de vapeur d’eau et de dioxyde de carbone à haute température qui se condense plus ou moins dans l’air ambiant, suivant les conditions atmosphériques.
Il existe deux grandes familles de poudres propulsives, les "simples bases " et les " multibases ", ces dernières se déclinant, elles-mêmes, en double ou triple base.
• Poudres à  simple base, où, en général, le seul produit actif est la nitrocellulose, substance obtenue par l’action de l’acide nitrique sur le coton – d’où son ancienne appellation de fulmicoton -. Par nature, la nitrocellulose est un explosif très rapide, donc inutilisable en l’état. Pour lui conférer une combustion lente, en contrôler la vitesse et lui assurer une bonne stabilité, on gélatinise la nitrocellulose avec un mélange éther-alcool. Tous les autres produits entrant dans la composition sont destinés à assurer la stabilité et le contrôle de la vitesse de combustion.
• Poudres à double base : mélange de nitrocellulose avec une seconde substance explosive; les poudres à double base ont un meilleur rendement énergétique que les poudres à simple base, produisent moins de fumées mais leur température de combustion très élevée accélère l’usure des pièces.
• Poudres à triple base, qui ne sont autres que des double base incorporant un ingrédient additionnel, ou troisième base, le plus souvent de la nitroguanidine, dérivé nitré extrait du guano ; la présence de ce troisième élément permet d’abaisser la température de combustion au niveau d’une poudre " simple base " tout en conservant l’essentiel de la puissance propulsive d’une « double base ».

3. Les explosifs

Les effets mécaniques d'un explosif sont essentiellement la résultante de sa vitesse de détonation et du volume de gaz généré durant son passage de l'état solide à l'état gazeux ; les explosifs, suivant la rapidité de leur transformation chimique, sont classés en deux catégories, les brisants ou les progressifs.
• Les explosifs brisants sont principalement utilisés pour leur capacité à fragmenter les matériaux résistants mis à leur contact. La mise au point du premier explosif brisant, la mélinite ou acide picrique, obtenu par nitration du phénol, sera réalisée, en 1885, par un chimiste français, Eugène Turpin – d’où le nom de turpinite parfois utilisé pour désigner cet explosif. La mélinite, dont la vitesse de transformation est double de celle de la poudre noire, révolutionnera l’artillerie, en offrant une puissance détonante, jusque là inconnue, qui favorisera la fragmentation des obus en autant d’éclats meurtriers – en parallèle, la fabrication des obus sera également perfectionnée, en substituant, dans un premier temps, à la fonte classique, la fonte aciérée, puis l’acier, beaucoup plus cassant, et en favorisant la constitution de lignes de fragmentation dans la chemise afin de multiplier le nombre d’éclats -. La mélinite constitue, également, la base universelle de tous les explosifs chimiques et sert de référence quand il convient d’en quantifier la puissance. De sa mise au point, découleront d’autres explosifs brisants tels que  la nitroglycérine (base de la dynamite) et le trinitrotoluène (ou TNT), obtenus, respectivement par nitration de la glycérine ou du toluène.

• Les explosifs progressifs, en raison de leur faible vitesse de détonation, sont employés pour obtenir une cassure sans fragmentation ; cette spécificité est exploitée, par exemple, dans les mines et les carrières pour découper, sur le front de taille, des blocs de roches dures, tout en évitant qu’ils ne soient pulvérisés en menus fragments, impropres à la production. Les explosifs progressifs, en raison de  leur faible puissance mécanique, nonobstant quelques autres défauts supplémentaires, seront rapidement écartés du domaine militaire, et ne seront plus utilisés, après 14-18, en Allemagne, que pour la fabrication de munitions à faible coût de revient, telles que les obus d’exercice et certains modèles de grenades à manche.

4. Emploi

Durant la Seconde Guerre Mondiale, l’artillerie allemande utilisera principalement, le TNT (trinitrotoluène) pur ou en association - Amatol, PETN ou Penthrite, Cyclonite - en tant qu’explosif  ainsi que quatre types de poudres propulsives :
Poudre à simple base :
Nitrocellulosepulver (Nz.), composée essentiellement de nitrocellulose.
Poudres à double base :
Nitroglyzerinpulver (Nigl. ou Ngl.), association de nitroglycérine et de nitrocellulose, stabilisée par du méthyle centralite, de l’akardite ou de la diphénylamine.
Diglycolpulver (Digl.), association de nitrocellulose et de dinitrate de diéthylène glycol (dinitrate = diester, double fonction chimique ou association d’atomes résultant d’une réaction entre un acide et un alcool), avec addition d’un stabilisant de combustion (méthyle centralite), afin d’absorber les vapeurs nitreuses de la nitrocellulose, pour augmenter sa stabilité le temps et faciliter sa conservation, et de sulfate de potassium, pour réduire le flash.
Poudre à triple base :
Gudolpulver (Gu.), qui n’est autre que du Diglycol associé à 30% de Gudol (nitroguanidine, composé chimique extrait du guano, excrément des oiseaux marins) ; en offrant la plus faible température de combustion (atténuation calorifique), cette poudre produit, en contrepartie, le plus gros volume de fumée mais, quasiment exempte de flash, est particulièrement adaptée aux tirs de nuit.

Chacune de ces quatre poudres  possède ses caractéristiques propres, soigneusement exploitées dans le dosage des charges propulsives. Celle incorporant de la nitroglycérine, la plus puissante, était couramment utilisée, par l’artillerie allemande, durant la Première Guerre Mondiale, mais, en générant la plus haute température de combustion, présentait, également, le défaut d’user rapidement l’âme de la pièce ; de ce fait, au cours du conflit suivant, hormis les pièces les plus anciennes, comme l’obusier léger de 10,5 cm, le.F.H. 16, de 15 cm,  s.lg.F.H. 13, ou le mortier de 21 cm, lg. 21 cm Mörser, qui continueront à utiliser des charges propulsives constituées de nitroglycérine, les armes de conception récente seront, elles, exclusivement, dotées de gargousses à base de Gudol, de Diglycol ou, occasionnellement, de nitrocellulose, la nitroglycérine n’étant utilisée, en faible quantité, que pour la confection des charges d’allumage (Beiladung & Grundladung)."

très intéressant ! merci.
je crois me souvenir (ma période intérêt pour les poudres remonte à assez loin); que la forme des "granulés" jouait aussi un rôle important dans la vitesse de combustion.
il me semble également que les Allemands furent les premiers à utiliser des "grains" tubulaires. me goure-je ?