Blowback (armes à feu)
Pour des balles plus puissantes que celles qui peuvent être utilisées en toute sécurité dans le blowback simple, ou afin d’obtenir un mécanisme plus léger que le format simple peut fournir, l’alternative à l’API est un certain système de blowback retardé ou retardé, dans lequel le verrou n’est jamais complètement verrouillé, mais est initialement maintenu en place, scellant la cartouche dans la chambre par la résistance mécanique d’une des diverses conceptions de mécanisme de retardement. Comme pour la résistance fournie par l’élan dans l’API, il faut une fraction de seconde aux gaz propulseurs pour surmonter cette résistance et commencer à déplacer la cartouche et la culasse vers l’arrière ; ce très bref délai est suffisant pour que la balle quitte la bouche du canon et que la pression interne du canon diminue jusqu’à un niveau sûr. La culasse et la cartouche sont alors poussées vers l’arrière par la pression résiduelle des gaz.
En raison des pressions élevées, les armes à feu à soufflage différé de calibre carabine, telles que le FAMAS et le G3, ont généralement des chambres cannelées pour faciliter l’extraction. Vous trouverez ci-dessous diverses formes d’actions à soufflage différé :
Roller-delayedEdit
Le blowback à rouleau retardé a été utilisé pour la première fois dans le prototype Gerät 06H de Mauser. Le fonctionnement du blowback à rouleau retardé diffère du fonctionnement à rouleau bloqué par le recul, tel que vu dans le MG 42, et du rouleau bloqué par le gaz, tel que vu dans le Gerät 03 et le Gerät 06. Contrairement au MG 42, dans le blowback à rouleau retardé, le canon est fixe et ne recule pas, et contrairement au Gerät 03 et au Gerät 06 et au StG 44, les systèmes de blowback à rouleau retardé sont dépourvus de piston à gaz. Ces omissions favorisent une construction relativement légère en réduisant considérablement le nombre de pièces nécessaires et la quantité d’usinage requise pour produire un fusil. Lorsque la tête de la culasse est poussée vers l’arrière, les rouleaux situés sur les côtés de la culasse sont poussés vers l’intérieur contre une extension conique du porte-boulon. Cela force le porte-boulon vers l’arrière à une vitesse beaucoup plus grande et retarde le mouvement de la tête de boulon. Le principal avantage du blowback à rouleau retardé est la simplicité de la conception par rapport au fonctionnement à gaz ou à recul.
L’action de l’arme à feu à rouleau retardé blowback a été brevetée par les Mauser Wilhelm Stähle et Ludwig Vorgrimler. Bien qu’il paraisse simple, son développement pendant la Seconde Guerre mondiale a été un dur effort technique et personnel, car les ingénieurs allemands, les mathématiciens et d’autres scientifiques ont dû travailler ensemble sur la base d’un principe d’égalité dirigé par Ott-Helmuth von Lossnitzer, le directeur de l’Institut de recherche sur les armes et du Groupe de développement des armes de Mauser Werke. Des expériences ont montré que les armes à feu à recul différé présentaient un rebond de la culasse lorsque la culasse s’ouvrait à une vitesse extrême d’environ 20 m/s (66 ft/s) pendant le tir automatique. Pour contrer le rebond de la culasse, il fallait trouver le choix de l’angle parfait sur le nez de la tête de la culasse afin de réduire considérablement la vitesse d’ouverture de la culasse. Le problème des vitesses extrêmement élevées du porte-boulon n’a pas été résolu par tâtonnement. Le mathématicien Karl Maier a analysé les composants et les assemblages dans le cadre du projet de développement. En décembre 1943, Maier a proposé une équation que les ingénieurs ont utilisée pour modifier les angles dans le récepteur à 45° et 27° sur la pièce de verrouillage par rapport à l’axe longitudinal, réduisant ainsi le problème du rebond du verrou. Avec ces angles, le rapport de transmission géométrique du porte-boulon à la tête de boulon devient 3:1, de sorte que le porte-boulon arrière est obligé de se déplacer 3 fois plus vite que la tête de boulon. Les forces exercées vers l’arrière sur le porte-boulon et le récepteur étaient de 2:1. La force et l’impulsion transmises à la culasse augmentent avec la force et l’impulsion transmises au porte-boulons. Le fait de rendre le porte-boulon plus lourd réduit la vitesse de recul. Pour le projet Mauser StG 45(M), Maier a utilisé une tête de boulon de 120 g (4,2 oz) et un porte-boulon de 360 g (12,7 oz) (rapport de 1 à 3). Le prototype du fusil d’assaut StG 45 (M) avait 18 cannelures longitudinales de dégagement des gaz découpées dans la paroi de la chambre pour aider la douille gonflée à se dégager des parois de la chambre lors de l’extraction. La cannelure de l’extrémité de la chambre permet d’égaliser la pression entre la surface extérieure avant de la douille et son intérieur, ce qui garantit une extraction sans déchirer la douille, rendant l’extraction plus facile et plus fiable. En 1944, d’autres entreprises allemandes comme Großfuß, Rheinmetall et Haenel ont manifesté leur intérêt pour le développement d’armes légères à recul différé. Großfuß a travaillé sur une mitrailleuse polyvalente MG 45 à blowback retardé par rouleau qui, comme le StG 45 (M), n’avait pas dépassé le stade du prototype à la fin de la Seconde Guerre mondiale.
Après la Seconde Guerre mondiale, les anciens techniciens de Mauser Ludwig Vorgrimler et Theodor Löffler ont perfectionné le mécanisme entre 1946 et 1950 alors qu’ils travaillaient pour le fabricant français d’armes légères Centre d’études et d’armement de Mulhouse (CEAM). En 1950, Ludwig Vorgrimler a été recruté pour travailler pour le CETME en Espagne. Le premier fusil de série à utiliser le retardement à rouleaux a été le fusil de combat espagnol CETME, qui a été suivi de près par le SIG SG 510 suisse et le Heckler & Koch G3 basé sur le modèle B CETME. La culasse du G3 comporte un mécanisme anti-rebond qui empêche la culasse de rebondir sur la surface de la culasse du canon. Le « levier de verrouillage de la tête de boulon » du G3 est une griffe à ressort montée sur le porte-boulons qui saisit la tête de boulon lorsque le groupe de porte-boulons entre en batterie. Le levier se met essentiellement en place par friction, offrant une résistance suffisante à la réouverture pour que le porte-boulons ne rebondisse pas. En raison de la poussée relativement faible de la culasse présentée par les cartouches de pistolet, le mécanisme anti-rebond est omis par Heckler & Koch sur ses armes à feu à blowback retardé par galet, chambrées pour des cartouches de pistolet. Le pistolet-mitrailleur MP5 de Heckler & Koch est l’arme la plus courante encore en service dans le monde utilisant ce système. Le pistolet semi-automatique Heckler & Koch P9, la mitrailleuse légère CETME Ameli et la mitrailleuse polyvalente Heckler & Koch HK21 l’utilisent également.
Les armes à feu à blowback retardé par rouleau sont spécifiques aux munitions, car elles ne disposent pas d’un orifice ou d’une valve de gaz réglable permettant d’ajuster l’arme à divers comportements de pression spécifiques aux propergols et aux projectiles. Leur fonctionnement fiable est limité par des paramètres spécifiques de la munition et de l’arme, comme le poids de la balle, la charge propulsive, la longueur du canon et le degré d’usure. Au moment de l’allumage de la cartouche, la chambre doit être et rester scellée, jusqu’à ce que la balle soit sortie du canon et que la pression du gaz à l’intérieur du canon ait chuté à un niveau sûr, avant que le sceau ne soit brisé et que la chambre ne commence à s’ouvrir. Pour obtenir des paramètres de fonctionnement corrects et sûrs, les fabricants d’armes à bande passante offrent une variété de pièces de verrouillage avec des masses et des angles d’épaulement différents et des rouleaux cylindriques de différents diamètres. Les angles sont critiques et déterminent le moment du déverrouillage et la gestion de la chute de pression des gaz, car la pièce de verrouillage agit à l’unisson avec le support de tête de boulon. La largeur de la fente du verrou détermine l’espace de tête et donc le positionnement correct des cartouches dans la chambre (fermée). En raison de l’usure de l’utilisation, l’espace entre la pièce de verrouillage et le support de tête de boulon devrait augmenter progressivement. Il peut être déterminé et vérifié par une jauge d’épaisseur et peut être modifié en remplaçant les rouleaux cylindriques par des rouleaux de diamètre différent. L’installation de rouleaux de plus grand diamètre augmentera l’espace entre les boulons et poussera la pièce de blocage vers l’avant. L’installation de rouleaux de plus petit diamètre entraîne les effets inverses.
Levier retardéEdit
Le blowback à retardement par levier utilise l’effet de levier pour mettre la culasse dans une situation de désavantage mécanique, retardant l’ouverture de la culasse. Lorsque la cartouche pousse contre la face de la culasse, le levier déplace le porte-boulon vers l’arrière à une vitesse accélérée par rapport à la culasse légère. Le levier peut être appliqué par une pièce dédiée ou par des surfaces inclinées interagissant entre elles. Ce levier augmente considérablement la résistance et ralentit le mouvement du boulon léger. Le fonctionnement fiable des armes blowback à levier retardé est limité par des paramètres spécifiques de la munition et de l’arme, comme le poids de la balle, la charge propulsive, la longueur du canon et le degré d’usure. John Pedersen a breveté l’un des premiers modèles connus de système à retardement par levier. Le mécanisme a également été utilisé par le concepteur d’armes hongrois Pál Király dans les années 1910 et 1930 et utilisé dans les mitraillettes Danuvia 39M et 43M pour l’armée hongroise. Après la Seconde Guerre mondiale, Király s’est installé en République dominicaine et a développé la carabine Cristóbal (ou carabine Király-Cristóbal). D’autres armes à utiliser ce système sont les pistolets Hogue Avenger et Benelli B76, le pistolet-mitrailleur FNAB-43, les fusils d’assaut TKB-517, VAHAN et FAMAS, les fusils de combat/mitrailleuses légères Sterling 7,62 et AVB-7,62, et la mitrailleuse polyvalente AA-52.
Gaz-delayedEdit
Le blowback retardé par le gaz ne doit pas être confondu avec le fonctionnement au gaz. La culasse n’est jamais verrouillée et est donc poussée vers l’arrière par les gaz propulseurs en expansion, comme dans les autres conceptions basées sur le blowback. Cependant, les gaz propulseurs sont évacués du canon dans un cylindre avec un piston qui retarde l’ouverture de la culasse. Il a été utilisé par certaines conceptions allemandes de la Seconde Guerre mondiale pour la cartouche 7,92×33mm Kurz, notamment le fusil Volkssturmgewehr (avec peu d’efficacité) et le Grossfuss Sturmgewehr (avec un peu plus d’efficacité), et après la guerre par les pistolets Heckler & Koch P7, Walther CCP, Steyr GB et M-77B.
Anneau de chambre retardéEdit
Lorsqu’une cartouche est tirée, l’étui se dilate pour sceller les côtés de la chambre. Ce joint empêche le gaz à haute pression de s’échapper dans l’action du canon. Comme une chambre classique est légèrement surdimensionnée, une cartouche non tirée y entre librement. Dans une arme à feu à retardement avec anneau de chambre, la chambre est conventionnelle à tous égards, à l’exception d’un anneau concave dans la paroi de la chambre. Lorsque la cartouche est tirée, la douille se dilate dans cet anneau concave et pousse la face de la culasse vers l’arrière. Lorsque la douille se déplace vers l’arrière, cet anneau resserre la partie expansée de la douille. L’énergie nécessaire pour comprimer les parois de la douille ralentit le déplacement vers l’arrière de la douille et de la culasse, ce qui réduit leur masse. La première utilisation connue de ce système a été faite sur le pistolet de Fritz Mann en 1920 et plus tard sur le pistolet expérimental T3 de High Standard Corp développé par Ott-Helmuth von Lossnitzer alors qu’il travaillait pour High Standard. D’autres armes à feu utilisant ce système sont le pistolet LWS Seecamp, l’AMT Automag II et le pistolet Kimball .30 Carbine. La famille de fusils SIG SG 510 incorpore un anneau de chambre près de l’épaule qui est utilisé pour éviter le rebond de la culasse plutôt qu’un élément de retardement.
Hésitation verrouilléeEdit
Le système breveté de John Pedersen incorpore un bloc de culasse indépendant de la glissière ou du porte-boulon. En batterie, le bloc de culasse repose légèrement en avant de l’épaulement de verrouillage situé dans la carcasse de l’arme à feu. Lorsque la cartouche est tirée, la douille, la culasse et la glissière se déplacent ensemble sur une courte distance jusqu’à ce que le bloc de culasse heurte l’épaule de verrouillage et s’arrête. La culasse poursuit son mouvement vers l’arrière avec l’élan acquis lors de la phase initiale, tandis que la culasse reste verrouillée. Cela permet à la pression de la chambre de chuter à des niveaux sûrs une fois que la balle a quitté le canon. Le mouvement continu de la glissière soulève le bloc de culasse de son logement et le tire vers l’arrière, poursuivant le cycle de mise à feu. Le pistolet Pedersen Remington Model 51, la mitraillette SIG MKMO et le pistolet R51 sont les seules armes à feu de production à avoir utilisé cette conception.
Soufflage retardé par volantModifier
Le fonctionnement en blowback retardé par volant d’inertie est celui où, pendant le tir, l’ouverture de la culasse est retardée par l’inertie de rotation d’un volant d’inertie. Celui-ci est entraîné par une crémaillère et un pignon sur le porte-boulon. Le Barnitzke, le Kazachok SMG, le MGD PM-9 utilisent ce fonctionnement. Un autre exemple serait le fusil imprimé en 3d en cours de développement par Evan Jones.
Toggle-delayedEdit
Dans les armes à feu à blowback à bascule retardé, le mouvement vers l’arrière du bloc de culasse doit surmonter un levier mécanique important. La culasse est articulée au milieu, stationnaire à l’extrémité arrière et presque droite au repos. Lorsque la culasse recule sous l’effet du blowback, l’articulation se déplace vers le haut. Le désavantage de l’effet de levier empêche la culasse de s’ouvrir jusqu’à ce que la balle ait quitté le canon et que la pression soit tombée à un niveau sûr. Ce mécanisme a été utilisé sur le fusil Pedersen et la mitrailleuse Schwarzlose MG M.07/12.
Déplacement de la culasse hors axeEdit
John Browning a développé cette méthode simple selon laquelle l’axe de déplacement de la culasse n’était pas aligné avec celui de l’alésage. Le résultat était qu’un petit mouvement vers l’arrière de la culasse par rapport à l’axe de l’alésage nécessitait un mouvement plus important le long de l’axe de déplacement de la culasse, amplifiant essentiellement la résistance de la culasse sans augmenter sa masse. La mitraillette française MAS-38 de 1938 utilise une culasse dont la trajectoire de recul forme un angle avec le canon. Le Jatimatic et le KRISS Vector utilisent des versions modifiées de ce concept.
Radial-delayedEdit
CMMG a introduit le fusil Mk 45 Guard intégrant un radial-delay en 2017. Ce système utilise la rotation de la tête de boulon pour accélérer le porte-boulon d’un fusil de modèle AR-15. Les pattes de verrouillage de la culasse sont adaptées pour intégrer des angles de 120° qui font tourner la culasse lorsqu’elle se déplace vers l’arrière sous l’effet d’un blowback classique. Lorsque le verrou tourne de 22,5˚, il doit accélérer le porte-boulon vers l’arrière à travers une fente de goupille de came adaptée à angle de 50°. Cette accélération amplifie la masse effective du porte-boulon, ce qui ralentit la vitesse de la tête de boulon. Ce retard permet à la pression de baisser avant l’extraction sans la pénalité d’un ensemble porte-boulon plus lourd. Le système est similaire au blowback à rouleau et à levier retardé en ce qu’il utilise la masse du porte-boulon se déplaçant à une vitesse plus rapide que la tête de boulon pour retarder l’ouverture de l’action. La conception est décrite dans le brevet américain 10,436,530.
Vis-delayedEdit
D’abord utilisé sur le fusil automatique Mannlicher modèle 1893, le verrou dans le blowback à vis retardée utilise un verrou de tour qui a été retardé par des filets interrompus angulaires retardé par un quart de tour pour déverrouiller. John T. Thompson a conçu un fusil automatique fonctionnant sur un principe similaire vers 1920 et l’a soumis aux essais de l’armée américaine. Ce fusil, soumis à plusieurs reprises, a concouru sans succès contre le fusil Pedersen et le fusil à amorce Garand lors des premiers essais pour remplacer le fusil M1903 Springfield. Cette opération est l’une des formes les plus simples de blowback retardé mais, à moins que la munition ne soit lubrifiée ou n’utilise une chambre cannelée, le recul peut être volatil, surtout si l’on utilise des cartouches de fusil pleine longueur. La rotation de la culasse doit être d’au moins 90° pour éviter la rupture des cartouches. Une autre forme de ce fonctionnement utilisant une vis hélicoïdale pour retarder le mouvement vers l’arrière était la mitrailleuse Salvator-Dormus M1893 et plus tard le prototype de mitraillette Kalashnikov modèle 1942 en 1942 et la carabine Fox Wasp.