Shell Shell

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Contexte

Il y a toujours eu une forte demande parmi les stratèges militaires pour des moyens économiques de tuer les soldats ennemis. L'économie est nécessaire non pas tant pour économiser de l'argent, mais pour permettre aux soldats en infériorité numérique la possibilité de gagner des batailles. Avant l'avènement des fusils de grande puissance, les soldats des armées opposées formaient des rangs se préparant au combat à la vue dégagée les uns des autres. Cependant, l'artillerie était généralement inefficace contre les formations de troupes à longue distance jusqu'à la fin du XVIIIe siècle.

Historique

Le lieutenant Henry Shrapnel de l'Artillerie royale britannique a résolu le problème de la distance en 1784. La contribution de Shrapnel était d'emballer des balles de mousquet dans un conteneur qui pourrait survivre à un tir de canon. La balle ronde était simplement un boulet de canon creux qui contenait des balles de mousquet dans une matrice de poudre à canon. Une mèche à retardement faite de papier enroulé autour de plus de poudre à canon, un peu comme une mèche de pétard, a été insérée dans le boulet de canon et allumée. Le boulet de canon a ensuite été tiré sur les troupes ennemies. Si le canonnier chronométrait correctement le vol de la balle, la balle exploserait juste au moment où elle arrivait au-dessus des troupes ennemies, libérant les balles de mousquet.

Les éclats d'obus ont été largement ignorés. Cependant, en 1803, il était capitaine et a été autorisé à démontrer son invention pour l'armée britannique. L'invention de Shrapnel a été instantanément reconnue comme l'une des super armes de l'époque, comme en témoigne la rapidité avec laquelle l'armée britannique l'a mise en production, deux mois seulement après que Shrapnel l'a démontrée pour la première fois.

L'obus Shrapnel a été utilisé pour la première fois au combat en 1804 au Surinam sur la côte nord de l'Amérique du Sud contre les colons hollandais. Les Néerlandais se sont rendus après avoir reçu leur deuxième série d'obus Shrapnel. Shrapnel est promu lieutenant-colonel en 1804, moins d'un an après avoir été nommé major.

De nombreuses améliorations ont été apportées à l'obus Shrapnel entre la défaite finale de Napoléon et l'élimination progressive des obus Shrapnel pendant la Première Guerre mondiale. chemin. Il remplissait également la même fonction :la livraison de billes de plomb sur de longues distances en grande quantité à des vitesses élevées.

Matières premières

La coque était en acier au carbone forgé. Le but de l'obus était simplement de contenir les billes de plomb et de les acheminer vers la cible. L'obus n'était pas destiné à exploser en fragments. Les étuis à cartouches étaient presque toujours en laiton. Le laiton a été utilisé car il se dilate pendant la cuisson. Au fur et à mesure que la douille se dilatait, elle scellait le canon du pistolet dans un processus appelé obturation. L'obturation fournit une plus grande poussée au projectile et protège également les artilleurs contre les retours de flamme. Les balles Shrapnel étaient en plomb. Le plomb a également été utilisé dans les balles, car il est à la fois lourd et mou. Parce que le plomb est mou, il cède plus de son énergie à la cible (chair) plutôt que de traverser la cible et de dépenser son énergie contre le paysage. La bande rotative était constituée d'un alliage appelé métal à dorer, composé à 90 % de cuivre et à 10 % de zinc. La bande rotative fournissait une obturation vers l'avant (de sorte qu'aucune charge propulsive ne exploserait par l'obus dans le canon de l'arme et ne soit gaspillée) et imposait également une rotation à l'obus lorsqu'il remontait le canon. La rotation était induite dans l'obus par les rayures du canon, les arêtes en spirale découpées dans les canons de nombreux types d'armes à feu. Tout comme un ballon de football qui ne tourne pas en spirale tournera bout à bout et n'ira pas là où il était prévu, un obus d'artillerie qui n'est pas stabilisé en rotation peut finir n'importe où.

La charge de base de la plupart des obus d'artillerie était généralement une combinaison de nitrocellulose et de nitroglycérine. Les matériaux d'amorce courants utilisés pour enflammer la charge de base comprennent le fulminate de mercure, l'azoture de plomb, le styphnate de plomb et la nitromannite. Ces produits chimiques sont extrêmement sensibles aux chocs et explosent lorsqu'ils sont frappés brutalement. L'amorce d'artillerie enflammerait une charge d'appoint de poudre à canon qui a été insérée dans une pointe creuse perforée qui a pénétré la majeure partie de la longueur de la charge de base. Le but de la charge d'appoint était d'allumer autant de charge de base que possible en même temps. Le fusible dans les obus Shrapnel consistait en un bouchon en laiton qui se vissait dans le haut de l'obus. Le bouchon en laiton contenait des canaux creux contenant de la poudre à canon, et la mèche pouvait être ajustée pour fournir un délai de tir donné. Les fusibles ont été amorcés par la force de l'accélération initiale de l'obus lorsqu'il a quitté le canon du canon. Les fusibles d'artillerie modernes sont presque toujours des minuteries électroniques à semi-conducteurs ou des fusibles de proximité.

Conception

La conception d'un obus d'artillerie impliquait de déterminer le but de l'obus, puis d'adapter le but au canon (les pièces d'artillerie modernes sont principalement des obusiers, la distinction étant que les obusiers tirent le long d'arcs paraboliques au-dessus de l'horizon tandis que les canons tirent le long d'une ligne de mire) à partir de laquelle l'obus sera tiré. Le concepteur avait les spécifications du canon et savait donc que l'obus devait avoir un certain diamètre et ne pouvait générer qu'une certaine poussée sans endommager le canon. L'obus devait être suffisamment simple pour permettre un tir rapide mais intrinsèquement sûr pour qu'un obus largué dans le feu de l'action n'explose pas et ne tue pas les mauvaises personnes. Les détonateurs des obus Shrapnel ont été conçus avec précision pour que l'obus explose exactement au bon moment. Un obus Shrapnel qui partait trop loin de la cible ferait peu de dégâts, tandis qu'un obus qui explosait après avoir touché le sol ne ferait aucun dégât.

Les principaux composants d'un obus Shrapnel étaient l'obus lui-même, la douille, les balles de plomb, une charge de base pour propulser l'obus vers sa cible, une charge pour expulser les balles de plomb de l'obus, une charge d'amorce pour déclencher la base charge, et un fusible pour déclencher la charge d'expulsion. D'autres composants divers comprenaient un mélange de colophane pour maintenir les billes de plomb en place et qui produisait de la fumée pour aider les observateurs d'artillerie, une plaque de poussée en acier entre les billes de plomb et la charge d'expulsion, une bande rotative à la base de l'obus pour faire tourner l'obus au fur et à mesure qu'il remontait le canon du canon, et un cône de nez pour réduire la résistance aérodynamique de l'obus.

Le processus de fabrication

Le shell

• 1 Tout d'abord, l'obus Shrapnel a été forgé. Lors du forgeage, un cylindre d'acier au carbone est chauffé presque jusqu'au point de fusion, puis battu manuellement pour donner la forme grossière du produit final. Le forgeage grossier a ensuite été usiné à la forme finale.
• 2 La section transversale d'un obus d'artillerie est légèrement plus petite que le diamètre intérieur du canon du canon à l'exception de deux emplacements :le sommet de la partie cylindrique de l'obus et la bande rotative. La bande supérieure est connue sous le nom de bourrelet. Le bourrelet et la bande rotative assurent une tolérance très étroite (quelques millièmes de pouce seulement) entre la coquille et le canon du canon. Une rainure est fraisée dans la base de la coque dans laquelle la bande rotative est pressée. Pour un obus Shrapnel, le centre de l'obus est ensuite percé pour contenir les billes de plomb.
• 3 Gunpowder a été utilisé pour expulser les balles de plomb. Une à deux onces (28-56 g) de poudre à canon a été insérée dans l'obus dans des conditions soigneusement contrôlées pour éviter une détonation accidentelle. Un disque en tissu a été inséré dans la coque pour séparer la charge de base des billes de plomb. Un diaphragme métallique (plaque de poussée) a ensuite été placé sur le dessus du séparateur en tissu. La plaque de poussée et le séparateur en tissu contenaient un trou dans lequel un tube éclair en acier était ajusté par pression avant l'insertion. Une coupe d'un obus d'obus. Dans les ajustements serrés, la pièce à insérer a un diamètre légèrement plus petit que le trou dans lequel elle est forcée. Des forces importantes sont nécessaires pour enfoncer la pièce dans son trou, ce qui permet un ajustement serré qui ne se desserrera pas. Le tube éclair avait pour but de transmettre la flamme de la charge d'amorce dans la mèche au nez de l'obus jusqu'à la poudre à canon à la base de l'obus.

Balles de plomb

• 4 Les billes de plomb ont été fabriquées en versant du plomb fondu à travers un tamis en acier. Au fur et à mesure que le plomb fondu traversait le tamis, il formait des gouttelettes sphériques, dont le diamètre était contrôlé par la taille des ouvertures du tamis. Les gouttelettes de plomb en fusion sont tombées à contre-courant d'air forcé qui a solidifié le plomb en fusion, puis dans l'eau courante, qui les a encore durcies. Les boules de shrapnel typiques avaient un diamètre d'environ 0,51 pouce (13 mm), bien que des boules plus grosses aient parfois été incluses pour tuer les chevaux.
• 5 Les billes de plomb ont été mélangées avec de la colophane de pin (la substance restante après la distillation de la térébenthine à partir de la sève de pin) et versées dans la coquille. On a laissé la colophane durcir dans la coquille. Le but de la colophane était d'empêcher les billes de plomb de cliqueter dans l'obus pendant le vol, ce qui aurait pu provoquer un allumage prématuré de la poudre à canon. La colophane a également fourni de la fumée afin que les observateurs d'artillerie puissent déterminer si les obus étaient programmés correctement pour exploser au-dessus de leurs cibles.

Le fusible

• 6 La fusée à obus Shrapnel était un dispositif mécanique/chimique complexe usiné en laiton et fileté pour s'adapter à l'obus. Sa conception compliquée et ses composants minuscules rendaient l'assemblage difficile, et une grande partie de l'industrie des munitions était consacrée à la fabrication de ces pièces. Le laiton a été choisi car il ne produit pas d'étincelles (s'il est touché, il ne produit pas d'étincelles susceptibles d'enflammer le train de poudre et de provoquer des explosions prématurées). Le fusible se composait de deux charges d'amorces différentes séparées par deux canaux contenant de la poudre à canon. La connexion entre les deux canaux (et donc la vitesse d'allumage) pourrait être ajustée en tournant la partie inférieure du fusible. La première amorce a été activée par l'accélération de l'obus lors de son tir. L'accélération a poussé un piston contre un ressort rigide dans une coupelle en métal ou en aluminium contenant l'amorce, qui a explosé au contact.

La douille

• 7 La douille était estampée en laiton. L'emboutissage consiste à placer un morceau de métal plat entre les matrices et à le battre progressivement dans la forme souhaitée. Dans le cas des douilles, plusieurs enclumes et marteaux ont été utilisés pour obtenir la forme finale.
• 8 Une amorce séparée était nécessaire pour déclencher la charge de base dans la douille. L'amorce était contenue dans une coupelle en métal doré ou en aluminium qui serait contactée par une enclume en acier. L'enclume serait poussée dans l'amorce par le percuteur de l'obusier. L'amorce a enflammé une charge d'appoint de poudre à canon qui a ensuite enflammé la charge de base. L'amorce et la charge d'appoint étaient contenues dans une pointe creuse en laiton qui était enfoncée dans un trou à la base de la douille.
• 9 L'assemblage final de la coque a été réalisé par sertissage. Une rainure semi-circulaire en section transversale est découpée dans la coque. L'étui de cartouche est ajusté sur la rainure et tout le diamètre autour de la rainure est comprimé jusqu'à ce que l'étui de cartouche en laiton s'écoule réellement dans la rainure et forme une liaison étroite.

Contrôle qualité

Le contrôle de la qualité est extrêmement important dans la fabrication de munitions, car des munitions défectueuses peuvent tuer des soldats précieux. Tous les obus d'artillerie étaient fabriqués en lots de tailles spécifiées, généralement de 2 000 à 5 000 pièces par lot. Le numéro de lot était peint sur les obus d'artillerie afin que les obus puissent être retrouvés si des problèmes avec le lot survenaient plus tard. Un certain pourcentage de composants de coque a été mesuré pour vérifier que les pièces étaient de la bonne taille. Des tests destructifs ont été effectués sur des échantillons représentatifs pour s'assurer que les composants métalliques avaient la résistance appropriée et que les composants chimiques brûlaient à la vitesse appropriée. Les fusibles ont été testés pour l'étanchéité. Des bandes tournantes ont été arrachées des obus pour s'assurer qu'ils avaient une résistance suffisante pour résister aux tirs.

Une fois qu'il a été déterminé que les coques avaient été fabriquées conformément à la conception, les coques ont ensuite été testées sur le terrain pour déterminer si la conception avait produit une coque qui se comportait de manière prévisible. Certains obus ont été délibérément surchargés de charge de base et tirés pour s'assurer qu'ils ne détruiraient pas le canon. Des obus avec des mèches inertes ont été tirés, puis récupérés, pour évaluer si la force du tir aurait déclenché la mèche prématurément. Les obus ont été remplis de sable et tirés pour évaluer dans quelle mesure l'obus s'est maintenu pendant le vol. Et un certain nombre d'obus ont été tirés pour s'assurer que les charges de base enverraient les obus là où les opérateurs d'artillerie les voulaient aller.

Sous-produits/Déchets

Les principaux déchets générés par la production d'obus d'artillerie ont été produits lors des tests des obus et de la formation des opérateurs d'artillerie. Il y a actuellement de grandes sections des États-Unis qui ne pourront jamais être utilisées en raison de la présence d'obus d'artillerie qui ont été tirés mais n'ont pas explosé. Lors de la production réelle, le flux de déchets le plus important est constitué des fluides de coupe et des copeaux métalliques produits lors de l'usinage.

Le futur

Les obus à éclats sont devenus obsolètes pendant la première guerre mondiale. Ils se sont avérés inefficaces contre les troupes protégées par des tranchées, ne pouvaient pas éliminer les enchevêtrements de barbelés et se sont avérés difficiles à installer de sorte que les obus explosaient à la bonne hauteur au-dessus des troupes ennemies. L'obus Shrapnel a été remplacé par l'obus à fragmentation hautement explosif, dans lequel l'enveloppe de l'obus était remplie d'un explosif qui s'est fragmenté en centaines de morceaux mortels lors de la détonation. La dernière technologie pour tuer les troupes ennemies à distance est la munition conventionnelle améliorée, ou ICM. L'ICM ressemble plus à un shell Shrapnel qu'à un shell à fragmentation. La différence est qu'au lieu de répandre de simples boules de métal, il crache des grenades à main, des mines terrestres ou des bombes antichars. Il est inévitable que l'ICM soit un jour remplacé par quelque chose d'encore plus efficace et adapté pour surmonter les nouvelles stratégies de défense.

Où en savoir plus

Livres

Hogg, Ian. Artillerie alliée de la Première Guerre mondiale. Grande-Bretagne :Crowood Press, 1998.

Autre

Page Web de l'Association des anciens camarades de la Force permanente de Nouvelle-Zélande. Décembre 2001. .

Armée des États-Unis. Munitions d'artillerie mobile TR 1355-75A. Munitions pour canons de campagne de 75 mm, M1897 (français); M1916 (américain); et M1917 (britannique). 21 novembre 1927.

Armée des États-Unis. Munitions d'artillerie mobiles TR 1355-155A. Munitions pour obusiers de 155 mm, M1917 (français) et M1918 (américain). 23 novembre 1927.

Jeff Raines