Vitesse de rotation de nos projectiles

Bonjour,

suite aux échanges fréquents sur le fait de pouvoir ou pas tirer des slugs, à quelle vitesse il faut tirer tel ou tel diabolo, je m'intéresse à la vitesse de rotation de nos projectiles puisque c'est la rotation imprimée par les rainures du canon qui donne celle du projectile.

La rotation dépend donc du 'pas' du canon, généralement donné en 'nombre de pouces pour faire un tour', et de la vitesse à la bouche du canon.

Le résultat sera en 'tours par minute'.

Par exemple, supposons que j'ai un canon affiché comme ayant un 'barrel twist' de 1:32, c'est à dire que les rainures font un tour en 32 pouces, et que je tire à 300m/s: je suis confronté au problème idiot d'utiliser des unités différentes, c'est à dire du métrique (300 m/s) et de l'impérial (les pouces).

Passons donc en métrique pour commencer, on voit l'impérial ensuite.

Je commence par le métrique puisque dans le monde francophone c'est ce système qui est employé et qu'il sera plus facile de me faire comprendre (enfin je l'espère!)

32 pouces, cela fait 32 x 0,0254 = 0,8128 mètres.

En tirant à 300 m/s, puisque le canon imprime une rotation de un tour tous les 0,8128 mètre parcouru et que le projectile fait 300 mètre en une seconde, alors en une seconde il fait 300 x 0,8128 = 369,09 rotations. On multiplie par 60 pour avoir les tours par minute: 369,09 x 60 = 22145,66 tours par minute.

La formule complète est donc:

RPM = vitesse_en_m/s * pas_métrique * 60

La logique est forcément la même avec les unités à la con médiévales impériales et l'on est obligé de faire avec puisque tout le monde les utilise dans le tir. Heureusement, pour une fois, le but est le même, des tours par minute. Je vous passe les détails(1) mais on arrive à:

RPM = vitesse_en_fps x 720 / pas_en_pouce

Vérifions:

300 m/s = 984,25 fps

Le 'pas' ayant été donné à '1:32', on a donc:

984,25 x 720 / 32 = 22145,62 tours

Il y a une différence de 0,04 tours entre les deux calculs, à cause de l'imprécision apportée par les conversions d'un système vers l'autre. Cette imprécision est anecdotique, on peut l'ignorer.

Ainsi je suis curieux de savoir à quels RPM nous tirons, on pourrait poster ici des infos sur le sujet.

Par exemple avec la RTI Prophet V1 et son canon 1:32, tirer à 300m/s des JSB Monster Redesign en .22 donne des résultats assez bons (je ne peux pas dire 'géniaux' puisque le tireur c'est moi et donc forcément je ne vais pas être capable de tirer partie de la quintessence de l'arme).

Maintenant je viens d'avoir le canon 'RPB', toujours en .22, et donc le pas est maintenant de 1:16, c'est à dire que la vitesse de rotation a doublé.

Je m'attendais donc à fortement diminuer la vitesse car avec 44 000 tours par minute, forcément si je tire le même diabolo, il va spiraler. Mais si je regarde la video de Gregor Kamenšek, il les tire à 282 m/s avec succès:



925 x 720 / 16 = 41 625 tours par minute.

Il n'y a donc pas que la vitesse et le pas qui jouent, mais aussi le 'choke' et, je pense, d'autres facteurs de qualité du canon.

En tout cas ce canon va me permettre de tirer des limaces car celles ci demandent à ce qu'on les fasse tourner beaucoup plus vite que les diabolos.

49700 tour/min pour mes slugs mode TLD cb de .21
26550tour/min en diabolo cb de .038
17325tour/min pour le 16J field target cb de .027

https://bulletin.accurateshooter.com/2008/06/calculating-bullet-rpm-spin-rates-and-stability/
On fait l'approximation que la balle parcourt la longueur canon avec la vitesse constante de sortie (VM), alors qu'elle a un profil de vitesse.
Il serait interressant  d'avoir des mesures (certes pas  facile, peut-être avec des caméras ultras rapides), pour confirmer cette formule qui est très certainement exact en première approximation..
Il y a des simulations par éléments finis avec un modèle relativement complet (j'ai pas tout lu en détail, il y a des graphes de la vitesse de rotation dans le canon dans les conclusions)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0307904X13007397

Bonjour. Y a t 'il un pas plus adapté en fonction d' une longueur de canon et
d' une vitesse de sortie d' un projectile voire d' un mariage "idéal" entre ces
2 paramètres ( en théorie ) ?

jielka a écrit:

Bonjour. Y a t 'il un pas plus adapté en fonction d' une longueur de canon et
d' une vitesse de sortie d' un projectile voire d' un mariage "idéal" entre ces
2 paramètres ( en théorie ) ?

C'est surtout entre le pas de rayures et la masse du projectile.

jielka a écrit:

Bonjour. Y a t 'il un pas plus adapté en fonction d' une longueur de canon et
d' une vitesse de sortie d' un projectile voire d' un mariage "idéal" entre ces
2 paramètres ( en théorie ) ?

tu googles "relationship barrel twist and caliber", et tu as une soirée de lecture.

Frederic FEVE a écrit:

jielka a écrit:

Bonjour. Y a t 'il un pas plus adapté en fonction d' une longueur de canon et
d' une vitesse de sortie d' un projectile voire d' un mariage "idéal" entre ces
2 paramètres ( en théorie ) ?

C'est surtout entre le pas de rayures et la masse du projectiles.

jlalexie a écrit:

jielka a écrit:

Bonjour. Y a t 'il un pas plus adapté en fonction d' une longueur de canon et
d' une vitesse de sortie d' un projectile voire d' un mariage "idéal" entre ces
2 paramètres ( en théorie ) ?

tu googles "relationship barrel twist and caliber", et tu as une soirée de lecture.

Ok, merci, je vais m' y coller...

Frederic FEVE a écrit:

jielka a écrit:

Bonjour. Y a t 'il un pas plus adapté en fonction d' une longueur de canon et
d' une vitesse de sortie d' un projectile voire d' un mariage "idéal" entre ces
2 paramètres ( en théorie ) ?

C'est surtout entre le pas de rayures et la masse du projectiles.

Le pas de rayure et le coefficient balistique du projectile ^^

J'ai fait mes premiers essais de slug cet après midi et je pédale un peu dans la semoule, je ne sais pas trop quoi attendre des slugs, par exemple est il illusoire d'espérer faire un bon BR50 avec des slugs ?

youpimatin a écrit:

...
Par exemple avec la RTI Prophet V1 et son canon 1:32, ...

Cette valeur de 1:32 m'a interpelé. Du coup, direction l'atelier pour mesurer
le pas des canons de mes armes. Résultats :
- AirArms S400 (.177) = 1:19
- Browning X-Blade II (.177) = 1:19
- Artemis PP700 (.177) = 1:19
- Stoeger X5 (.177) = 1:19
- Taipan Veteran (.22) = 1:19

Du coup je me demande bien pourquoi RTI a choisi ce pas lent ? Une munition
est-elle préconisée ?

Note bien que je ne dis pas que le 1:19 est mieux que les autres mais le fait
que des fabricants aussi différents choisissent ce pas ne doit pas être le fait
du hasard. Tu as les pas de tes autres armes ?

Ils pensent leur arme adaptée à un poids de balle plus qu'à un autre j'imagine.

après le pas de rayure et le poids des balles, des fois, c'est un casse tête. Perso j'ai des résultats en .308W avec des 155 hyper satisfaisants, dégueu en 147 et étonnement bon en 180. Va comprendre Charles Et tout en profil HPBT donc aucun impact de CB.

et les intermédiaires entre 155 et 180 sont pas forcement bons. alors évidemment la charge varie en fonction du poids de la balle, mais tout de même. Tu te trouves avec ces résultats parfois totalement incohérents avec les standards pas de rayure : poids de balle. Bon en plus ma SABATTI a une architecture de rayures bien particulières qui viennent re-distribuer les cartes.

Donc je dirai que comme beaucoup de chose en tir, essayer, experimenter, choisir.

varadero91 a écrit:

Du coup je me demande bien pourquoi RTI a choisi ce pas lent ? Une munition
est-elle préconisée ?

Note bien que je ne dis pas que le 1:19 est mieux que les autres mais le fait
que des fabricants aussi différents choisissent ce pas ne doit pas être le fait
du hasard. Tu as les pas de tes autres armes ?

De ce que j'en ai compris, le canon de la Prophet V1 a été conçu exprès pour tirer du JSB Monster Redesigned le plus vite possible (ex: 308 m/s). Dès lors un pas trop rapide aurait donné une vitesse de rotation qui aurait donné des spirales. Tous les tests ont été faits en visant explicitement ce plomb et la vitesse la plus grande possible.

Pour la V2 ils ont pris le chemin inverse: 1:16, pour être capable de tirer des slugs mais ils arrivent à continuer à tirer des MR (mais moins vite: 282 m/s par exemple).

Le fait que tu aies le même pas sur plusieurs armes veut peut être dire que leurs fabricants s'approvisionnent chez LW (ou un autre) et utilisent un produit sur étagère.

RTI a demandé à LW de faire un canon selon leurs propres spécifications. Sur la V2 ils ont même appelé le canon "RPB", pour "RTI Proprietary Barrel". (sur la V1 ils n'ont pas fait cet effort de communication). Note que tu peux aussi acheter du canon CZ pour la Prophet mais je ne connais pas son pas.

Après en plus du pas, il y a, ou pas, le "choke", l'étranglement en fin de canon. Sur le V1 il y a un choke, sur le V2 il est qualifié de "light choke". Plus d'explication sur le choke pour les armes à air comprimé: https://www.pyramydair.com/blog/2014/04/why-choke-a-barrel/

A noter que l'auteur explique que sur une piston-ressort, le choke n'est pas nécessaire car la violence de la mise sous pression va coller la jupe du diabolo aux parois du canon. Ce n'est pas le cas sur un PCP. L'auteur a bossé chez Air Force.

Je ne savais même pas qu'il y avait un choke intentionnel sur les AC... Sur le gros 12 oui, mais là, je ne savais pas.

youpimatin a écrit:

...
Le fait que tu aies le même pas sur plusieurs armes veut peut être dire que leurs fabricants s'approvisionnent chez LW (ou un autre) et utilisent un produit sur étagère.

RTI a demandé à LW de faire un canon selon leurs propres spécifications. Sur la V2 ils ont même appelé le canon "RPB", pour "RTI Proprietary Barrel". (sur la V1 ils n'ont pas fait cet effort de communication). Note que tu peux aussi acheter du canon CZ pour la Prophet mais je ne connais pas son pas.

Après en plus du pas, il y a, ou pas, le "choke", l'étranglement en fin de canon. Sur le V1 il y a un choke, sur le V2 il est qualifié de "light choke". Plus d'explication sur le choke pour les armes à air comprimé: https://www.pyramydair.com/blog/2014/04/why-choke-a-barrel/

A noter que l'auteur explique que sur une piston-ressort, le choke n'est pas nécessaire car la violence de la mise sous pression va coller la jupe du diabolo aux parois du canon. Ce n'est pas le cas sur un PCP. L'auteur a bossé chez Air Force.

De ce que je sais, seule ma S400 est équipée d'un LW, la veteran un CZ et le reste made in china ... et quand j'ai vu la différence de
qualité des rayures entre ma X5 et ma S400, y a pas vraiment de doute sur la différence de leur origine.

Autant je comprends la notion de choke pour un canon qui tire des slug mais pour une P/R ou une PCP (quoi qu'en dise le spécialiste)
de AirForce, quand tu vois la finesse d'une jupe de diabolo, l'effet "balle Minié" est parfaitement appliqué. Je l'avait moi-même
observé lors de mes essais sur de la gélatine (P/R et PCP). Pour les slugs à "cul" plat rien de tout ça, il faut compenser le manque
d'étanchéité et là, le choke prend tout son sens effectivement.