Projectile

Un projectile est un objet propulsé par l'application d'une force externe et qui se déplace ensuite librement sous l'influence de la gravité et de la résistance de l'air . Bien que tous les objets en mouvement dans l'espace soient des projectiles, on les retrouve couramment dans la guerre et les sports (par exemple, une balle de baseball lancée, un ballon de football frappé , une balle tirée, une flèche tirée , une pierre lancée par une catapulte ).

En balistique, les équations mathématiques du mouvement sont utilisées pour analyser les trajectoires des projectiles lors du lancement, du vol et de l'impact .

Les sarbacanes et les carabines pneumatiques utilisent des gaz comprimés, tandis que la plupart des autres armes et canons utilisent des gaz en expansion libérés par des réactions chimiques soudaines de propulseurs comme la poudre sans fumée . Les armes à gaz léger utilisent une combinaison de ces mécanismes.

Les canons à rails utilisent des champs électromagnétiques pour fournir une accélération constante sur toute la longueur de l'appareil, augmentant considérablement la vitesse initiale .

Certains projectiles sont propulsés en vol par un moteur-fusée ou un réacteur . Dans la terminologie militaire, une roquette n'est pas guidée, alors qu'un missile est guidé . Notez les deux significations de « fusée » (arme et moteur) : un ICBM est un missile guidé équipé d'un moteur-fusée.

Une explosion, provoquée ou non par une arme, fait que les débris se comportent comme de multiples projectiles à grande vitesse. Une arme ou un dispositif explosif peut également être conçu pour produire de nombreux projectiles à grande vitesse par la rupture de son enveloppe ; ceux-ci sont correctement appelés fragments .

Dans le mouvement d'un projectile, la force la plus importante appliquée au « projectile » est la force propulsive. Dans ce cas, les forces propulsives sont les muscles qui agissent sur la balle pour la faire bouger. Plus la force appliquée est forte, plus la force propulsive est importante, ce qui signifie que le projectile (la balle) ira plus loin. Voir pitching , bowling .

De nombreux projectiles, comme les obus , peuvent être chargés d'explosifs ou d'autres substances chimiques ou biologiques. Outre la charge explosive, un projectile peut être conçu pour provoquer des dégâts spéciaux, comme un incendie (voir aussi les premières armes thermiques ) ou un empoisonnement (voir aussi le poison des flèches ).

Une arme à énergie cinétique (également connue sous le nom d'arme cinétique, ogive à énergie cinétique, ogive cinétique, projectile cinétique, véhicule de destruction cinétique) est une arme à projectile basée uniquement sur l'énergie cinétique d'un projectile pour infliger des dégâts à une cible, au lieu d'utiliser une charge explosive , incendiaire / thermique , chimique ou radiologique . Toutes les armes cinétiques fonctionnent en atteignant une vitesse de vol élevée - généralement supersonique ou même jusqu'à l'hypervitesse - et entrent en collision avec leurs cibles, convertissant leur énergie cinétique et leur impulsion relative en ondes de choc destructrices , en chaleur et en cavitation . Dans les armes cinétiques à vol non motorisé , la vitesse initiale ou la vitesse de lancement détermine souvent la portée effective et les dégâts potentiels du projectile cinétique.

Les armes cinétiques sont les armes à distance les plus anciennes et les plus courantes utilisées dans l'histoire de l'humanité , avec des projectiles allant des projectiles contondants tels que les pierres et les boulets de canon , aux missiles pointus tels que les flèches , les carreaux , les fléchettes et les javelots , jusqu'aux impacteurs modernes à grande vitesse et coniques tels que les balles , les fléchettes et les pénétrateurs . Les armes cinétiques typiques accélèrent leurs projectiles mécaniquement (par la force musculaire , les dispositifs d'avantage mécanique , l'énergie élastique ou pneumatique ) ou chimiquement (par la combustion de propulseur , comme pour les armes à feu ), mais des technologies plus récentes permettent le développement d'armes potentielles utilisant des projectiles lancés électromagnétiquement , tels que les canons à rails , les canons à bobine et les propulseurs de masse . Il existe également des armes conceptuelles qui sont accélérées par la gravité , comme dans le cas des armes de bombardement cinétique conçues pour la guerre spatiale .

Le terme hit-to-kill, ou kinetic kill, est également utilisé dans le domaine aérospatial militaire pour décrire les armes à énergie cinétique accélérées par un moteur-fusée . Il a été principalement utilisé dans les domaines des missiles anti-balistiques (ABM) et des armes anti-satellites (ASAT), mais certains missiles anti-aériens modernes sont également des véhicules de destruction cinétique. Les systèmes hit-to-kill font partie de la classe plus large des projectiles cinétiques, une classe qui est largement utilisée dans le domaine antichar .

Certains projectiles restent reliés par un câble à l'équipement de lancement après son lancement :

• pour le guidage : missile filoguidé (portée jusqu'à 4 000 mètres ou 13 000 pieds)
• administrer un choc électrique, comme dans le cas d'un Taser (portée jusqu'à 10,6 mètres ou 35 pieds) ; deux projectiles sont tirés simultanément, chacun avec un câble.
• pour établir une connexion avec la cible, soit pour la remorquer vers le lanceur, comme avec un harpon baleinier , soit pour tirer le lanceur vers la cible, comme le fait un grappin .

Un objet projeté à un angle par rapport à l'horizontale possède à la fois les composantes verticale et horizontale de la vitesse. La composante verticale de la vitesse sur l'axe des y est donnée par tandis que la composante horizontale de la vitesse est . Il existe différents calculs pour les projectiles à un angle spécifique :

1. Temps nécessaire pour atteindre la hauteur maximale. Il est symbolisé par ( ), qui est le temps mis par le projectile pour atteindre la hauteur maximale par rapport au plan de projection. Mathématiquement, il est donné par où = accélération due à la gravité (environ 9,81 m/s²), = vitesse initiale (m/s) et = angle formé par le projectile avec l'axe horizontal.

2. Temps de vol ( ) : il s'agit du temps total mis par le projectile pour retomber sur le même plan d'où il a été projeté. Mathématiquement, il est donné par .

3. Hauteur maximale ( ) : il s'agit de la hauteur maximale atteinte par le projectile OU du déplacement maximal sur l'axe vertical (axe des y) parcouru par le projectile. Elle est donnée par .

4. Portée ( ) : La portée d'un projectile est la distance horizontale parcourue (sur l'axe des x) par le projectile. Mathématiquement, . La portée est maximale lorsque l'angle = 45°, c'est-à-dire .