PORTÉE MOYENNE PRISE SUR SIX COUPS
DirFÉRENJE.
Le centre de gravité au-dessous de l'axe.
Le centre de gravité au-dessus de iaxe.
o,3oo 0,600
Dans d'autres expériences, faites en i844 sur l'obusier de 22*^"™, n° I, on a rendu le chargement beaucoup plus facile en laissant la tête de la fusée saillante et plaçant de chaque côté de cette dernière, à une distance d'environ So"*"*, sur une des bandelettes du sabot, un anneau en fer-blanc de i5™"* de diamètre. Une cavité ménagée dans la tête du refouloir recevait la partie saillante de la fusée; elle était accompagnée de deux rainures dans lesquelles se logeaient les anneaux.
Dès lors, en maniant convenablement le manche du refouloir, il était facile de donner à Parc tracé à la craie la position qu'il devait avoir. On a pu renoncer aux sabots en partie cylindriques et employer ceux qui sont en usage pour les obus ordinaires.
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3l4 PREMIÈRE PARTIE. — CHAPITRE VIII.
En plaçant le centre de gravité au-dessus de Taxe, on a obtenu les portées ci-après : moyennes prises sur dix coups ; charge, 3^s^5o; poudre du Ripault; poids moyen des obus.
OBSERVAT lO.tS.
INCLINAISON DE l'OBUSIER.
Portée mètres.
4iii
Les obus ordinaires, ramenés au poids de 26^^,5 10, n'ont donné sous les angles de 3o® et de 37° que des portées de 35i4"^et 3687™.
§ 2. — Autres expériences exécutées à Gâvre, en 1844, sur l'obusier de 27 centimètres.
Dimensions intérieures de l'obusier de 27^*" :
mm Diamètre de l'âme 274 , 4
» .de la chambre 180,0
Longueur de la chambre 270,0
» du raccordement, tronconique 190,0
» du cylindre de l'âme 2020,0
Diamètre extérieur 271 ,0
Épaisseur des parois 38, o
Diamètre de la lumière, à l'orifice extérieur 35,5
p . ., 1 /(û?em, à l'orifice intérieur 33,5
... \ Diamètre du trou de charge, à l'orifice
ordmaires. 1 , .
extérieur 12,0
Idem, à l'orifice intérieur 9,6
Angle formé par les axes de lar lumière
. et du trou dp charge 4^°
Poids du projectile vide ^^^'^A'^
Les projectiles excentriques différaient des projectiles ordinaires par un culot formé par un segment sphérique dont la base était parallèle à l'axe de la lumière ; l'épaisseur au milieu
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INFLUENCE DE LA ROTATION SUR LE MOUVEMENT. 3x5
du culot était de 98"™. La base du segment était raccordée avec la sphère intérieure par un arc dont le rayon était de 29"°*. Le culot se trouvait placé du côté opposé au trou de charge. Le poids moyen des projectiles vides était de 51*^8,57.
La charge intérieure a été remplacée par Un mélange de sable et de sciure de bois. La cheville du trou de charge était coupée au ras de la surface extérieure du métal; celle qui fermait la lumière avait une partie saillante.
Poids moyen ( ordinaires 48''*,8
des obus chargés ( excentriques 5i''«f,i i
mui Sabots / Diamètre de la grande base 2'45,o
tronconiques \ » de la petite base 180,0
communs aux deux ' Longueur ioo,o
espèces i Rayon de la cavité i35,5
de projectiles. \ Profondeur 71,0
On adopte pour les obus excentriques les dispositions indiquées à la fin du § 1 ; le centre de gravité au-dessus de Taxe de la pièce.
Poudre du Ripault. Diamètre du mandrin des gargousses, i58""^.
CHABGE
de l'obusier.
INCLINAISON
de l'obusier.
PORTÉE MOYENNE PRISE SUR DIX COl'PS. .
Obus ordinaires.
Obus excentriques.
§ 3. — Conséquences des expériences précédentes.
Lorsque le rayon qui passait au centre de gravité était placé dans le plan de tir sur une perpendiculaire à Taxe de
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3l6 PREMIÈRE PARTIE. — CHAPITRE YIII.
la pièce, la portée était augmentée ou diminuée suivant que le centre de gravité se trouvait au-dessus ou au-dessous du centre de figure.
Lorsque le même rayon était perpendiculaire au plan de tir, le projectile déviait à droite ou à gauche, suivant que le centre de gt-avité était à droite ou à gauche du centre de figure.
En sorte que, dans tous les cas, le mobile a éprouvé une déviation vers le côté où se trouvait le centre de gravité.
La résultante des pressions des gaz étant toujours dirigée vers le centre de figure^ l'effet immédiat de l'excentricité est de faire contracter au mobile, en outre de son mouvement de translation, une rotation autour d'un a\e passant par le centre de gravité.
Lorsque le rayon mené par ce point se trouve dans le plan de tir et sur une perpendiculaire à l'axe de la pièce, la symétrie du système indique que Taxe de rotation doit être horizontal et perpendiculaire au plan de tir, l'hémisphère antérieur tourné de bas en haut ou de haut en bas, suivant que le centre de gravité est au-dessus ou au-dessous du centre de figure.
Ainsi, quand le projectile est» doué d'un mouvement de rotation autour d'un axe horizontal et perpendiculaire au plan de tir, la portée est augmentée si l'hémisphère antérieur tourne de bas en haut, elle est diminuée s'il tourne de haut en bas.
Lorsque le rayon mené par le centre de gravité est. perpendiculaire au plan de tir, il est clair que l'hémisphère antérieur tourne de droite à gauche ou de gauche à droite, suivant que le centre de gravité se trouve à gauche ou à droite.
Ainsi, quand l'hémisphère antérieur tourne de droite à gauche, le projectile est dévié à gauche; si l'hémisphère tourne de gauche à droite, la déviation a lieu à droite.
De sorte que le sens de la déviation est toujours le même que celui de la rotation de l'hémisphère antérieur.
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INFLUENCE DE LA ROTATION SUTR LE MOUVEMENT. SlJ
Ces faits étant bien constatés ^ il n'a pas été difficile d'en donner une explication.
Lorsque le projectile a un mouvement de rotation, la vitesse absolue varie d*yn point à un autre, tant en direction qu'en grandeur. On l'obtient en chaque point en cherchant la résultante de la vitesse de rotation et de la vitesse de translation; cette dernière n'est autre que celle du centre de gravité.
Cela posé, quand Taxe de rotation est, par exemple, horizontal et que la partie antérieure du mobile tourne de haut en bas, les vitesses sont plus grandes sur l'hémisphère supérieur que sur l'hémisphère inférieur; le premier tourne, en effet, de l'arrière à l'avant, et le second en sens opposé. La résistance de l'air croissant avec la vilesse, la pression se trouve plus grande sur l'hémisphère supérieur; cet excès de pression abaisse le projectile et diminue la portée.
Lorsque la partie antérieure du mobile tourne de droite à gauche, la rotation s'effectue de l'arrière à l'avant sur l'hémisphère de droite et en sens opposé sur celui de gauche. C'est donc sur le premier que se trouvent les plus fortes vitesses et, par suite, les plus grandes pressions. Le projectile doit, par conséquent, être dévié vers la gauche.
Cette explication, si elle est exacte, conserve sa valeur quand il s'agit d'un 'projectile homogène ou composé de couches concentriques homogènes tournant autour d'un de ses diamètres. Si donc ce diamètre est perpendiculaire au plan de tir, la portée doit être augmentée ou diminuée, suivant que la partie antérieure tourne de bas en haut ou de haut en bas.
Les expériences du D' M agnus ( * ) confirment cette hypothèse. Peu importe que ce soit l'air ou le projectile qui se trouve animé du mouvement de translation; l'action que subit ce dernier est la même dans les deux cas.
( ' ) Mémoire sur les déviations des projectiles dans Vair, par le D"" Magnus, traduction Delobel; Liège, 1862 .
3l8 PREMIÈRE PARTIE. — CHAPITRE VIII.
Une barre horizontale et parfaitement équilibrée était mobile autour d'un axe vertical. A Tune des extrémités était fixé un anneaîi vertical perpendiculaire au plan vertical passant par la barre. Dans cet anneau était logé un cylindre vertical mobile autour de son axe. A une faible distance se trouvait un petit ventilateur mobile dont Taxe était horizontal et toujours placé dans le plan vertical passant par la barre. Le prolongement de cet axe rencontrait le cylindre en son milieu.
Lorsque le cylindre ne tournait pas, le courant produit par le ventilateur ne troublait pas l'immobilité de l'appareil; mais quand on imprimait une rotation au cylindre, l'appareil tournait en marchant du côté où la surface dû cylindre se dirigeait dans le même *sens que le courant. La pression était donc plus forte sur le côté opposé.
Poisson, dans son Traité de Mécanique, publié en i835, alors qu'aucune expérience n'avait été faite à ce sujet, a été conduit à une conclusion tout à fait opposée; mais il s'est borné à considérer les effets du frottement qui, par suite de la rotation du mobile, s'établit entre l'air et la surface de ce dernier. Ce frottement est plus fort sur l'hémisphère antérieur que sur l'hémisphère postérieur, attendu que la pression y est beaucoup plus considérable. C'est donc l'action sur l'hémisphère antérieur qui se trouve prédominante ; elle est évidemment dirigée dans un sens contraire à celui de la rotation et donne naissance à une force qui augmente ou diminue les effets de la pesanteur, suivant que la partie antérieure tourne de bas en haut ou de haut en bas. De là Poisson con-î dut que la portée est diminuée dans le premier cas et augmentée dans le second. Ces conséquences étant tout à fait contraires aux faits observés, tout ce que l'on peut conclure de ce raisonnement, c'est que le frottement ne joue ici qu'un rôle fort secondaire.
INFLUENCE DE LA ROTATION SUR LE MOUTEMENT. ôig
§ 4. ~ Application aux projectiles sphériqaes ordinaires. Véritable direction de la résistance de l'air.
Dans les projectiles sphériques ordinaires, de centre de gravité ne se confond jamais avec le centre de figure, mais cette excentricité, toujours fort petite, ne donne naissance qu'à de faibles mouvements de rotation; et comme d'ailleurs, lorsque le tir se prplonge, ils se produisent indifféremment dans tous les sens, leurs effets sont sans influence sur la trajectoire moyenne.
Mais il n'en est pas de même d'une autre rotation que le projectile contracte par suite du frottement qu'il éprouve contre la paroi inférieure de l'âme ; Taxe autouc duquel elle s'opère est généralement horizontal et l'hémisphère antérieur tourne de haut en bas.
Le général Didion mentionne dans son Traité de Balistique quelques essais entrepris en vue de constater l'existence de ce mouvement. On constatait le dérangement qu'avait subi le diamètre du projectile, primitivement parallèle à l'axe de l'âme, dans un trajet de quelques mètres compris entre sa sortie de la bouche à feu et son entrée dans un massif pénétrable. On a trouvé, par exemple, qu'un obus ordinaire de 1 5*^", lancé par l'obusier de campagne, possède au point de départ un mouvement de rotation capable, de lui faire faire par seconde lo, 8 tours ou i6,3 tours, suivant que la charge est de 0*^8^ 5 ou de i''8,o, l'hémisphère antérieur tournant de haut en bas.
Les vitesses correspondantes prises * à l'extrémité d'un rayon perpendiculaire à l'axe sont respectivement de 5™ et de 7™, 5, en sorte que chacune se trouve à peu près égale à ^ de la vitesse de translation.
D'après les faits rapportés précédemment, cette rotation doit diminuer la portée; et de là vient, sans doute, la nécessité où l'on se trouve d'atténuer les valeurs des vitesses initiales lorsqu'on veut faire concorder avec l'expérience les résultats
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que donnent pour de faibles inclinaisons les formules où la résistance de l'air est réduite à une force tangentielle.
La ligne autour de laquelle le corps tourne resterait constamment parallèle à la position primitive, si elle coïncidait avec un des axes de Fellipsoïde central et si, de plus, la direction de la résistance de Tair passait par le centre de gravité ou, sans passer par ce point, restait au moins dans le plan de tir; mais ce sont des circonstances sur lesquelles on ne peut compter. L'axe de la rotation change donc continuellement de direction. On aura une idée de la manière dont il se déplace en considérant un cas assez simple pour qu'on puisse y appliquer la théorie exposée dans le Chapitre I de la seconde Partie, §2. On se conformera, d'ailleurs, aux hypothèses admises dans cette théorie en regardant l'ellipsoïde central du boulet comme un corps de révolution.
Supposons que l'horizontale autour de laquelle s'effectue la rotation initiale coïncide avec l'axe de l'ellipsoïde et que la direction de la résistance de l'air la rencontre, mais sans passer par le centre de gravité. Dans ce cas, l'axe de la rotation tournera autour d'une droite menée par ce point parallèlement à la direction de la résistance. Lorsqu'il aura ainsi accompli une demi-révolution, l'hémisphère antérieur du boulet, qui, à l'origine du mouvement, tournait de haut en bas, tournera, au contraire, de bas en haut, et la rotation augmentera l'étendue de la portée.
Il suit évidemment de là que la résistance totale de l'air n'est pas dirigée suivant la tangente à la trajectoire. Si donc l'on veut se conformer à la réalité, il faut joindre à la composante tangentielle une composante normale qui, dès qu'il ne s'agit que de la trajectoire moyenne, doit être considérée comme contenue dans le plan de tir.
C'est ce que le général Didion a essayé de faire dans quelques cas particuliers.
Cette nouvelle composante varierait d'intensité et changerait même de sens dans le cours d'un trajet un peu long, et la nécessité d'avoir égard à ces circonstances ajouterait de sin-
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