Le fonctionnement d'un AR-15

Voilà un petit exercice de style sur le fonctionnement d’un AR-15…J’ai décidé de prendre le système que nous croisons le plus couramment : le modèle communément appelé « M4 », avec un canon de 14.5 pouces (soit 368.3mm).


La cartouche considérée reproduit la munition OTAN, la SS109/M855. Dans le cas présent, j’ai réalisé une cartouche-clone, en utilisant une charge de 23.6 grains de Ramshot TAC.



Comme on peut le voir, la pression est très (très) élevée et on s’approche très dangereusement de la ligne rouge. La cartouche illustrée monte jusqu’à une pression de 4300 bar (ou 62350 PSI) et correspond à la norme OTAN.

En moins de 0.8ms, l’ogive quittera le canon et ce, à une vitesse de 900m/s dans le canon court de la M4.
Chose intéressante à prendre en compte : le point de l’emprunt de gaz sur le canon d’une carabine M4 lorsqu’elle est comparée à un M16 :






Sur un M16, le tube d’emprunt de gaz mesure 38.4cm tandis que sur la carabine M4, le tube mesure 24cm. Ces points d’emprunt de gaz sont calculés de manière à permettre un dwell time identique sur les deux configurations.

Mais, Gab,…au risque de poser une bête question, c’est quoi le Dwell Time ?  
Arf, il n’y a pas de bêtes questions

Le Dwell Time est le temps qui s’écoulera entre le moment où le projectile passera le port d’emprunt de gaz et l’instant où le dit projectile quittera le canon. Sur les deux configurations, (M4 et M16), le Dwell Time correspond à une longueur d’approximativement 124mm. Ces 124mm vont correspondre à la durée de l’impulsion des gaz dans le tube et dans le système, au sens plus large du terme. Sur les armes de type AR-15 à canon plus court (10.5’’, 10.3’’, 7’’,…), le Dwell Time est trop court que pour permettre un fonctionnement optimal de l’arme.

La beauté du système M16 conçu par Eugène Stoner est la mesure automatique de la quantité de gaz admise dans l’arme. Plus subtil qu’un système à piston actionné par la force brute comme l’AK-47/AKM/AK-74, le M16 va gérer la quantité de gaz et la durée de l’impulsion par l’intermédiaire de ce Dwell Time mais aussi du transporteur.

Sur l’arme Soviétique et ses clones, le fonctionnement est simple : les gaz refouleront le piston et, une fois celui-ci ayant franchis les évents percés dans le cylindre d’emprunt de gaz, les gaz excédents seront ventilés et mis à l’atmosphère.

Dans le système M16, l’arme fonctionne selon la méthode suivante :
Alimentation
Entrée en chambre
Verrouillage
Tir
Déverrouillage
Extraction
Éjection
Réarmement



Alimentation

L’alimentation est la phase où une cartouche est présentée à l’entrée de la chambre :


1. L’arrêtoir de culasse est activé, ou l’opérateur donne un mouvement de charge
2. Le ressort récupérateur exerce sa force, poussant les pièces mobiles vers l’avant
3. Un des deux tenons de verrouillage inférieurs vient pousser la cartouche au sommet du chargeur vers l’entrée de la chambre
4. L’ogive rencontre les rampes d’alimentation du canon et monte dans la chambre



Entrée en chambre :

A la suite de l’alimentation, la munition entre dans la chambre de l’arme :


1. La cartouche est poussée en avant par les pièces mobiles et entre dans la chambre
2. La mise en chambre est terminée lorsque l’épaulement de la douille rentre en contact avec les surfaces correspondantes de la chambre



Verrouillage

Le verrouillage correspond à l’action où le verrou deviendra solidaire de l’extension de canon (la fameuse étoile encerclant la chambre du canon). Ce verrouillage se réalise grâce aux 8 tenons de verrouillage réalisés sur le verrou (7 sur le corps du verrou et un sur l’extracteur).


1. A la fin de la mise en chambre, le verrou arrête son mouvement vers l’avant devant la chambre
2. Bien que le verrou se soit arrêté, le transporteur va continuer son mouvement vers l’avant, forçant la came de rotation à suivre la rainure de came réalisée dans le transporteur
3. La came de rotation est guidée par la rainure jusqu’à faire pivoter le verrou et ses tenons de verrouillage dans un mouvement anti-horaire de 22.5°
4. Ce mouvement anti-horaire va placer les tenons de verrouillage du verrou derrière ceux de l’extension, rendant ainsi l’ensemble solidaire
5. Le transporteur terminant son mouvement vers l’avant, la clef d’emprunt de gaz viendra entourer le tube d’emprunt de gaz, créant ainsi un joint autour de la fin du dit tube
La rainure est calculée et réalisée de manière à permettre un verrouillage et un déverrouillage harmonieux. Elle est aussi calculée de telle sorte qu’à l’extraction, un léger délai existe entre le moment du début du recul du transporteur et celui du déverrouillage effectif de la chambre.



Tir :

Le tir correspond à la séquence finie et déterminée allant de l’instant de la percussion de l’amorce à la détonation de la cartouche et se termine à l’instant où le projectile quitte le canon.


1. Le tir est commencé en plaçant le levier de sûreté sur FIRE, une cartouche chambrée et l’action du doigt sur la détente
2. Une fois la détente actionnée, la gâchette libère le chien
3. Une fois libéré par la gâchette, le ressort de chien exerce sa force sur le chien, forçant celui-ci à pivoter vers l’avant, dans l’ouverture pratiquée dans le transporteur
4. Le chien frappe le percuteur, celui-ci partant vers l’avant
5. Le percuteur écrase l’amorce, faisant détoner celle-ci
6. L’amorce met à feu la charge de poudre de la cartouche
7. La combustion de la poudre génère une énorme quantité de gaz, faisant gonfler la douille jusqu’à sceller les gaz dans l’espace compris entre la douille et le projectile
8. Les gaz continuent leur expansion, poussant le projectile dans le canon


Déverrouillage

Le déverrouillage est le processus permettant de libérer le verrou de l’extension de canon.


1. Une fois que la cartouche a été tirée et que le projectile dépasse le port d’emprunt de gaz, les gaz empruntent le chemin de moindre résistance, suivant le tube d’emprunt de gaz.
2. Par l’intermédiaire de la clef d’emprunt de gaz, les gaz remplissent l’espace existant entre le transporteur et les joints toriques du verrou
3. Les gaz continuent leur expansion et poussent le transporteur vers l’arrière tandis que les joints toriques assurent l’étanchéité, conservant le verrou en avant
4. Pendant que le transporteur recule, la came de rotation suit la rampe fraisée dans le transporteur et fait pivoter le verrou dans le sens horaire, jusqu’à dégager ce derniers des tenons de l’extension du canon
Le système est conçu de telle façon qu’en cas de surpression légère, les gaz excessifs seront mis à l’air libre par l’intermédiaire des deux orifices réalisés du côté droit du transporteur. Ces deux orifices servent aussi, une fois le transporteur en arrière, à évacuer les gaz restants, diminuant ainsi largement l’usure de l’arme en supprimant la pression, devenue inutile.


L’angle et la longueur du fraisage réalisé dans le transporteur est calculé afin de laisser la pression de la chambre diminuer suffisamment avant l’extraction de la douille. Sur la M4, la pression empruntée au tir est supérieur à celui du M16, ce qui rend l’ouverture du verrou plus violente. Aussi, il n’est pas rare de voir les verrous de carabine M4 se fissurer au niveau du perçage réalisé afin de laisser passer la came de rotation.


Extraction :

L’extraction est le retrait de la cartouche tirée de la chambre à l’aide de l’extracteur.


1. Le transporteur et son verrou continue leur mouvement vers l’arrière
2. L’extracteur, du côté droit du verrou, tire sur la cartouche tirée par l’intermédiaire de la gorge existant dans le corps de la douille
3. Initialement, l’extracteur rompt l’étanchéité de la cartouche tirée de la chambre. Le ressort de l’extracteur maintient sa pression sur la gorge de la cartouche tout en continuant à tirer celle-ci hors de la chambre
4. La phase d’extraction continue jusqu’à ce que la douille soit complètement sortie de la chambre mais sans avoir quittée l’arme.


Ejection :

L’éjection est la sortie mécanique de la douille tirée de l’arme elle-même.


1. L’éjecteur, sous la tension de son ressort, appuie sur le côté gauche de la douille
2. L’extracteur continue à appliquer la force de son ressort sur la gorge de la douille
3. Une fois l’extrémité de la douille atteint la fenêtre d’éjection tandis que l’éjecteur appuie toujours sur le côté gauche de l’embase de la douille, poussant la douille vers la droite
4. L’extracteur maintient toujours la douille, créant ainsi un pivot durant la phase finale d’éjection de la douille.


Réarmement

Le réarmement correspond à l’action mécanique de repositionner le mécanisme de détente pour le tir. Cette phase termine le cycle de fonctionnement de l’arme.


1. Comme les pièces mobiles se déplacent complètement vers l’arrière, le chien pivote vers l’arrière et compresse le ressort de chien
2. Tandis que le chien pivote complètement vers l’arrière, le séparateur accroche le chanfrein interne du chien
3. Une fois la détente relâchée par le tireur, la gâchette engage le chien.

Nickel l'exposé , que dire .

MERCI Gab.

T'es un Dieu mon pote !

Toujours un plaisir de lire tes sujets explicatifs !




Jack.

Vraiment excellent, merci.

Super exposé, super intéressant et instructif !

Top, merci pour ces explications très complètes

Bonjour,

bel exposé didactique. Merci.

Merci Gab,

Très très bonnes explications !!!!!!!

La maxime dit que certains sont né dans un panier de choux, Gab lui c'est dans un râtelier rempli de M16, AR 15 et autre armes US
Désolé...j'ai pas pu résister Gab...ok...je sors

Superbe exposé.

deux mots: BRAVO et MERCI

super exposé qui me permet de mieux comprendre toutes les pièces présentes dans mon M4

Suis-je le seul a ne voir aucune photo sur le premier message ??

Non
Moi non plus je n ai pas d images
Çeci dit bravo Gab
Comme d hab très pro!

Il faut que je re-upload les images... Depuis le temps, l'hébergeur a supprimé les images :O

J'ai l'impression que les images ont disparu de tous tes messages d'avant 2018