DÉSIGNATION D

LE nom DE Li »À*ai(JÇK

(T l'àüsU

LK HODL 1)R> T.

DK FABRICATION.

Maromme , Ripault, Met* , 1820-1831. .

Esquerdes 1832. .

Esqucrdcs, 1832. .

Pilons , (poudi Résultat mo Tonnes , tri heures. .

Meules , tril heures. .

A CANON

danl les années 1882à 1835) plusieurs résultats obtenus qui viennent à l’appui des faits que je viens d’indiquer , et sur lesquels , avant que ces belles expériences fussent faites , on n’avait que de vagues présomptions.

Je commencerai par donner ci-dessous le résumé des principaux résultats moyens obtenus- dans les expériences préliminaires faites pour le compte de la marine :

( Voyez le tableau ci-contre A ).

Il résulte de ce tableau :

1° Que les poudresdenses et à gros grains, des tonnes et des meules , n° 2 , 8,4,8, quoique très faibles au mortier d’épreuve, ont donné au canon des vitesses sensiblement plus fortes que les poudres des pilons de densité et de grosseur du grains ordinaires.

2 8 Que la vitesse du projectile a plus augmenté pour les fortes charges que pour les faibles.

8 * Que les poudres denses et à gros grains n» 2 , 8 , 4 , 8 avec une charge du 1 j 4 du poids du boulet ont donné au projectile une vitesse égale à celle que les poudres des pilous lui ont communiquée à la charge du '; 3 .

Que les poudres des meules à gros grains , n° 6 et 7 , d’une densité moindre que celle des poudres n° 2 , 3 , 4,8. mais plus forte que celle de la poudre des pilons , ont produit le maximum d’effet , mais ont fait éclater le canon.

289. Unecommission présidée par le général Tirlet constata en 1888 que la poudre des meules d’Esquerdcs , plus dense et d’un grain plus gros que la poudre des pilons en usage , donnait , dans la pièce de 24 , à la charge au , des vitesses égales et des reculs moindres que la poudre des pilons à la charge du >73 du poids du boulet. Les qualités physiques des deux poudres employées ont été déjà indiquées. (269)

299. Le tableau ci-contre (B) contient les résultats moyens obtenus par Mr. Maguin dans le tir du canon de 80 court aux expériences d’Esquerdes.

J84 POUDRE

Je tire de ce tableau les conclusions suivantes qui viennent corroborer la théorie donnée sur l'action des poudres dans les armes :

1° Toutes les poudres des meules essayées ont été plus faibles à l’éprouvette et plus fortes au canon que les poudres des pilons.

% A la charge de 2,150 (uu.'/e) les vitesses du boulet ont augmenté en raison inverse de la densité de la galette jusqu’à celle de 1,5150 inclusivement : passé cette limite elles ont diminué avec la densilé pour les trois dernières granulations.

3” A la charge de 3,75 (nu 'j*) les vitesses du boulet ont constamment augmenté en raison inverse de la densité pour les trois premières granulations , ont varié d’une manière indécise pour la quatrième , et ont diminué pour les deux dernières.

4° A la charge de 2,50 la poudre de l’effet maximum exige le grain d’une grosseur moyenne, de telle sorto cependant que cette grosseur varie en raison inverse de la densité.

5° A la charge de 3,75 pour les poudres d’une densité absolue (a) de 1,550 et 1,450 , la vitesse du boulet décroît constamment avec la grosseur du grain ; pour la densité 1,650 la grosseur du grain qui donne la poudre la plus forte semble être un peu moindre que la plus grande indiquée au tableau , et elle semble décroître encore pour la densité la plus forte , celle de 1,750.

Il résulte des observations qui précèdent :

6 u Que pour une même charge la vitesse maximum correspond à une grosseur du grain d’autant plus considérable que la densité de la galette est plus faible.

7° Que la vitesse maximum de chaque groupe de poudres appartient à un grain d’autant plus gros que la charge est plus considérable.

8° Aucune portée maximum au mortier-éprouvette ne correspond à une vitesse maximum au canon ; elles appartiennent toutes au grain le plus fin.

0° Aucune des poudres qui ont donné au canon un maximum de vitesse n’est de réception au mortier éprouvette.

(a) Je désigne sous celte dénomination la densité de la galette.

A CANON. 1RS

Toutes les poudres d’Esquerdes mentionnées dans les tableaux sont lissées et faites avec du charbon distillé roux , c’est-à-dire , provenant de bois de bourdaine dont 100 parties à l’état sec ont produit 35 °; 0 dè charbon. Les poudres à pilons ne sont pas lissées ; elles sont faites avec le charbon de bourdaine fait à l'air libre ( 100 parties de bois sec produisent 20 à 22 % de charbon ) , ce charbon est noir.

M. Maguin a aussi fait des expériences sur l’influence qu’exerce le lissage du grain sur l’effet ulile dans le canon de 30 court. Les résultats de ces expériences sont consignés dans les tableaux 5 et 5 bis de l’ouvrage de Mr. Maguin , et nous y renvoyons le lecteur : —Il en résulte quequoique le lissage n’exerce qu’une faible influence sur l’effet ulile, les poudres lissées ont cependant l’avantage aux charges du ’/s et du du poids du boulet, et que ce n’est qu’à la charge du '; 9 que les poudres demi-lissèes l’ont emporté sur les poudres lissées. — Les poudres non lissées enfin ont eu à toutes les charges un désavantage assez marqué.

291. L’arme à feu , comme tonte autre machine, n’emploie utilement qu’une partie de la force motrice, et il est même facile de voir que cette partie utile est comparativement petite à cause des pertes considérables qui proviennent de la fuite des gaz par la lumière , par le vide entre le projectile et les parois de l’àme, par la bouche au départ du projectile et enfin des chocs des gaz contre les parois de l’àme.

Le travail utile des gaz est représenté par la moitié de la force vive du projectile qui est égale au produit du carré de sa vitesse initiale par sa masse (1).

(1) Travailler c’est vaincre une résistance le long du chemin parcouru par cette résistance j l'élément du travail utile est donc la résistance vaincue le long d’un élément du chemin parcouru par le projectile , ou encore le produit de la force motrice par l’élément du chemin, parce que dans chaque point de l’àme l’action de la force motrice est égale n la réaction du projectile. Si e désigne le chemin parcouru par le projectile , m sa masse , f la force accélératrice du projectile , variable d’un point à l’autre du chemiu parcouru , l'on aura pour l'élément du travail utile dt = y mdc ,

XSO POUDRE

Le travail utile est égal à ta différence du travail de la forco motrice utilement employée et dos travaux des résistances nuisibles , ces derniers consistent ;

1 0 Dans le recul du système entier.

2° Dans les frottements et chocs des gaz contre les parois de l’âme.

3o Dans les frottements et chocs du projectile contre ces mêmes parois.

4° Dans le travail perdu des gaz qui s'échappent inutilement et de ceux qui se répandent dans l’air au départ du projectile.

292. L’effet utile d'une unité de poids de poudre donnée varie avec la constitution do l’arme , et avec la quotité de la charge ; il dépend surtout :

1° De la longueur de l’âme ,

2° De la grandeur du vent ,

3 0 Du diamètre de la lumière,

4° De la configuration et de la capacité du lieu qui renferme la charge ,

6 Ü De la quotité de la charge ,

6 U Du calibre de l’arme ,

7° De la résistance à vaincre.

De la longueur de l'àme.

293. On conçoit aisément que la vitesse du projectile, et parlant l’effet utile de la force motrice , doivent augmenter avec la longueur de l’àme jusqu’à une limite qu’on n’atteint jamais dans la pratique ; en effet pour qu’une augmentation de la longueur de l’àme ne fit plus croître la vilesie , il faudrait que la force qui accélère le mouvement du projectile fût moindre que les forces qui retardent ce mémo mouvement , et qui sont la rô-

et en intégrant l’on trouve le travail utile t — f vide — j tn de

/ * mv a

mvdv= Ce travail est emmagasiné par le projectile, et est

ensuite détruit par le travail de la résistance de l’air, par les chocs du projectile contre te terrain, et par le travail de la résistance des terres que le projectile laboure.

A CANON

sistanee de l’air , le frottement et les chocs du projectile contre les parois de l’âme. Il faudrait , dis-je, une âme d’une longueur démesurée pour que la tension des gaz fut équilibrée par ces résistances ; mais lorsque le projectile est forcé , comme on en a pour les armes portatives il arrive que la force retardatrice dépasse celle qui accélère , et c’est à cela qu’il faut attribuer la force de percussion peu considérable des balles forcées.

La formule de la vitesse initiale applicable aux charges jusqu’à la moitié du maximum que donne le colonel Duchemin dans son mémoire déjà cité , est :

8fLq , /»

Pour laquelle j’ai déjà indiqué la signification des lettres (280.)

Il en résulte que dans deux armes qui ne différent que par la longueur de l’âme , et qui lancent des projectiles de même poids , l’on a :

Oa en d’autres termes la vilesse initiale est proportionnelle à la racine quatrième de la longueur de l’àme ; et l'effet utile augmente en raison directe de la racine carrée de celte même longueur.

Si la charge dépassait la moitié du maximum , 1 accroissement de l’effet utile serait encore plus fort.

De la grandeur du vent.

294. Le vent , c’est-à-dire , la différence entre les diamètres de l’âme et du projectile , modifie , par sa grandeur , très-sensiblement l’effet de la poudre , et on le conçoit aisément parce que le gaz qui s’échappe par dessus le projeclile'aèlé inutilement dépensé. C’est un fait connu de tous les artilleurs qu’eu enveloppant le projectile d’une étoffe graissée , jusqu’au point d’annuler le vent , on obtient avec une charge beaucoup moindre

POUDRE

IBS

la même portée qu’on aurait obtenue avec une charge ordinaire en laissant au vent sa grandeur.

Hutton dans ses intéressantes expériences sur les vitesses initiales d’un boulet de trois livres , expériences que je rapporterai en parlant des principes de construction des bouches à feu, trouva qu’une augmentation de vent de o,l de pouce anglais ( 2, 8 millimètres ) occasionnait une perte de plus d'un quart de la charge inutilement comburé.

La lumière produit également une fuite de gaz qui n'ajoutent rien à l’effet utile , et cette perle croit évidemment en raison du carré du diamètre de la lumière.

295 . Le colonel Duchemin donne , page 152 de son mémoire déjà cité , une formule empirique de la perle de vitesse initiale du projectile due à la fuite des gaz par le vent et la lumière ;

taw “' (i) i + (T) 4 l

Dans la quelle les lettres ont les significations qui suivent :

». La vitesse totale ou sans perte de fluide exprimée par la formule A.

»*. La vitesse quand il y a perte de fluide par la lumière et par le vent du boulet.

c. Le calibre du canon.

e. Le calibre du boulet.

b = c — c' , le vent du boulet.

s. Le diamètre de la lumière, a = 3,5 , un nombre constant.

e = O™, 182857 une quantité constante de même espece que e et c'.

» — »'. La perte de vitesse.

A la page 211 de ce mémoire, le colonel a calculé les perles de vitesses dues à la fuite du fluide par le vent et la lumière , dans uoe pièce de 24 et dans un fusil d’infaDterie ; les voici :

A CAÎtOlt.

Pièce de 24. fusil d’inf.

Vitesse totale 798“, 4* 602™, 48.

Perte de vitesse due à la lumière . 81,75 115,67.

Perte de vitesse due au vent du boulet . 128, 13 49,95.

Vitesse réelle ....... 882,21 416,94.

La différence de ces derniers nombres avec les vitesses totales exprime la perte de vitesse due à la résistance de l’air et autres indépendantes de la lumière et du vent. L’on voit que si celte dernière est insignifiante il n’en est pas de môme des pertes qui nous occupent , et qui dans la pièce de 24 égalent >74 de la vitesse totale , et le dépassent dans le fusil.

Un vent considérable a encore le désavantage de produire des chocs plus forts du projectile contre les parois de Pâme , chocs qui entraînent une nouvelle perte du travail du moteur.

De la configuration et de la capacité du lieu qui renferme la

charge.

296. La configuration du lieu qui renferme la charge , ou ki chambre , si celle-ci n’est pas une partie de l’âme , peut diminuer l’effet de la poudre:

1° Par une mauvaise relation entre sa surface et son volume.

2" Par le vide qui se trouve dans la chambre non remplie entre la charge et le projectile.

8 ° Par un orifice trop grand.

En effet à mesure que la chambre s’approche du corps , qui pour un volume donné , offre un minimum de surface , elle réalise davantage les conditions requises pour que la chaleur soit plus concentrée, et son absorption par les parois la moindre possible , cl lorsqu’en même temps il n’existe pas de vide entre le projectile et la charge , les gaz plus denses et d’une température plus élevée auront une tension plus forte; s’il y a un vide les premiers chocs du fluide contre le projectile sont extrêmement violents , mais ce dernier ne s’étant pas encore mis

en mouvement , il en résulte une perte de force vire (d’effet utile ) très sensible , inutilement employée contre les parois de la chambre violemment choquées par le fluide qui rejaillit du projectile. C’est à cette cause qu’on doit attribuer l'effet utile comparativement peu considérable de la chambre cônique lors* qu’elle n’est pas remplie.

Vcga , pour s’assurer de l’effet désavantageux du vide entre le projectile et la charge , fit des expériences avec un mortier fb

lançant un globe de 30 ( Cours de mathématiques , tome IH f

pag. 141); il le chargea de 0, k 42 de poudre , et obtint une portée de 84 mètres ; ayant ensuite rempli le vide entre le projectile et la charge avec de la sciure de bois , renfermée dans un sac de toile, il eut avec une charge de 0, k S85 une portée de 265 mètres , c’est-à-dire , avec une charge moindre que celle primitivement employée , une portée plus que triple.

La grandeur de l’orifice de la chambre exerce une influence sur la vitesse iniliale du projectile , et on remarque généralement que celle-ci est d’autant plus grande que l’orifice est plus petit , du moins jusqu’à une certaine limite. C’est ainsi que la chambre cylindrique d’un petit diamètre , donne des portées plus grandes que celle d’un diamètre plus considérable ; or sa surface devient au contraire un minimum lorsque son diamètre est très considérable comparativement à sa longueur , c’est-àdire , double de la hauteur du cylindre , d’où il suit que le plus grand effet qu’on puisse obtenir avec une chambre d’un moindre calibre ne peut être déterminé que par la petitesse de l’orifice.

Je cherche à m’expliquer l’influence avantageuse , sur l’effet utile des gaz du petit orifice de la chambre , et je pense qu’elle doit être attribuée au déplacement plus tardif du projectile : en effet plus petite est la surface que ce dernier offre à l’action des gaz , plus la tension de ceux-ci doit être grande pour vaincre la résistance du projectile. La combustion sera donc resserrée plus longtemps dans un petit espace , et l’action des gaz sur le projectile en sera prolongée. Il est en outre probable que l’espace entre le projectile et les parois de la chambre (qui reste d’ordi-

A CANON

naire vide) devenant plus considérable à mesure que le diamètre de cette dernière augmente , contribue à rehausser l’influence avantageuse qu’un plus petit orifice exerce.

La chambre sphérique donne la plus grande portée ; quant aux autres , elles suivent , sous le rapport des portées , l’ordre suivant : 1° La chambre en forme de poire. 2? La chambre paraboloïde. 8° La chambre cylindrique. 3° La chambre cônique. L’infériorité de la chambre côniqne , devient d’autant moindre que la charge est plus considérable , et que le vide que la charge laisse inoccuppé se remplit davantage.

De la quotité de la charge dans le même canon.

297. Hutton a déjà trouvé que jusqu’à la charge dont le poids est la moitié de celui du projectile , la vitesse croit comme la racine carrée de la charge. Cette conclusion est confirmée par la formule de la vitesse initiale du colonel Duchemin , applicable aux charges qui ne dépassent pas la moitié du maximum ; en effet cette formule

Donne

t>’ : ti'j = q : q'

Ou les carrés des vitesses initiales comme les charges.

Mais dans la même arme, lançant des projectiles de même poids , les travaux utiles étant comme les carrés des vitesses initiales , il en résulte que ces travaux sont aussi entre eux comme les charges.

Au delà de la charge moitié du maximum , la combustion de la poudre n’est pas entièrement achevée lorsque le projectile sort du canon , et dans ce cas le travail utile croit dans un rapport moindre que la charge,

Du calibre de Carme.

298. Il était à prèsumor que l’effet utile d’une quantité donnée de poudre augmente avec le calibre de l’arme , pareeque la cha-

POUDRE

IM

leur développée suit une progression plus rapide que la charge , et que la perte de la chaleur , absorbée par les parois , est moins sensible lorsque la charge est forte que lorsqu’elle est faible ; cette présomption a été confirmée par l’expérience.

En effet la formule empirique de la vitesse initiale , donnée par le colonel Duchemin ,

TO

Applicable jusqu’à la charge moitié du maximum , donne pour deux canons semblables , recevant des charges semblables ,

Parceque les quantité q et m = 0,8771 \/ - S, sont alors con-

filantes.

En combinant la proportion précédente avec celle c : e‘ = e : c ,

Il vient t> : v = y/ c s y/ c ou les vitesses initiales comme les racines carrées des calibres.

En multipliant par ordre les proportions

L on a me* : mV’ = e : e' = c 4 : c' 4 ou les effets utiles comme les puissances quatrièmes des calibres.

Mais l’on a aussi

Donc

C’est-à-dire les effets utiles des charges sembl blés dans des bouches à feu semblables croissent plus rapidement que les charges.

L’expérience apprend que le rapport précèdent ne convient qu’aux vitesses des boulets des canons du calibre w = O^Oiiàl

A CAHON. 103

et au-dessous ; pour les canons d’un calibre plut grand la formule de la vitesse devient

.•= 8 -£îj (r) 1 ”

C’est-à-dire que les vitesses suivent , seulement dans ce dernier cas , qui est celui des bouches à feu , le rapport do la puissance trois dixièmes des calibres.

En opérant comme précédemment l’on trouve

: mV* = e : e «= p l > 2 t p' 1 » 1

Et l'on conclut de là que les effets dans les bouches à feu croissent aussi plus rapidement que les charges, mais moins que dans les armes portatives.

Il est à remarquer que , si dans le même canon , les effets utiles varient dans le rapport des charges , et si dans des canons semblables l’augmentation de l’effet utile ne suit pas une progression sensiblement plus forte , l’action des gaz augmento au contraire dans un rapport beaucoup plus grand lorsqu’on augmente la résistance jusqu’à faire équilibre à la force motrice.

( Voyez les expériences du comte de Rumford. )

Cette observation fait ressortir de nouveau que l’on n’emploie utilement qu’une faible partie de la force motrice ; ce qu’il faut , je pense , attribuer à la disproportion qui existe entre cette dernière et la résistance du projectile, et aussi au peu de tempsque dure l’action de la force ; nouvelle preuve , que pour de fortes charges surtout il est utile de prolonger la durée de l’action des gaz , en employant une poudre moins vive que pour les armes portatives.

De la résistance à vaincre.

299. Une force ne peut agir que lorsqu’elle rencontre une résistance qu’elle tend à vaincre; si le projectile résiste peu à la force motrice , celle-ci le déplacera dès le principe de son dève-

POÜWUC

loppement , et cela avec une vitesse d’autant plus grande que la résistance du projectile sera moindre. Il suit de là qu’un projectile trop léger a le même inconvénient qu’une âme trop

courte , c’est à-dire , qu’il abrège trop la durée de l’action des gaz.

La résistance que le projectile oppose i la force motrice est due à son frottement contre les parois de l’àme , et à son inertie ; à quoi il faut ajouter une partie de son poids lorsque l’axe du canon fait un angle positif avec l’horizon.

(> Le frôlement du. projectile contre les parois do 1’âme , et 1 inertie qu’il oppose à la force motrice , croissent en raison directe de son poids , et c’est par conséquent de ce dernier que dépend la résistance que les gaz ont à vaincre.

La formule de la vitesse du colonel Duchemia déjà donnée . •avoir ,

Indlquo que les vitesses initiales obtenues dans le même arme, avec une charge donnée, mais en employant des projectiles de poids différents sont entre elles comme les racines quatrièmes des poids ; en effet dans ce cas les quantités fi, q e la sont constantes , et les poids des projectiles sont entre eux comme leurs densités ; par conséquent l’on a

En multipliant par ordre les proportions

L’on a