La balistique extérieure étudie le comportement du projectile depuis sa sortie du canon jusqu'à l'impact sur la cible. C'est la branche de la balistique qui intéresse directement le tireur de précision à longue distance : elle détermine la chute, la dérive due au vent, le temps de vol, et l'énergie résiduelle.
Quatre forces principales s'exercent sur le projectile en vol :
Le modèle à 3 degrés de liberté traite le projectile comme un point matériel soumis à la gravité et à la traînée. C'est le modèle utilisé par la plupart des calculateurs balistiques, y compris le calculateur de tireur.org.
Les équations du mouvement sont :
où ρ est la densité de l'air, Cd le coefficient de traînée (fonction du nombre de Mach), A la section transversale, m la masse, et v la vitesse.
L'intégration numérique se fait typiquement par la méthode de Runge-Kutta d'ordre 4 (RK4), qui offre un excellent compromis entre précision et vitesse de calcul.
Le coefficient de traînée Cd varie avec le nombre de Mach selon des tables standardisées (tables BRL). Deux modèles de référence sont utilisés :
Le coefficient balistique (CB) relie le projectile réel au projectile de référence via le facteur de forme.
La traînée est la force la plus importante en balistique extérieure. Elle est proportionnelle à :
| Régime | Mach | Caractéristique |
|---|---|---|
| Subsonique | < 0,9 | Cd bas et stable |
| Transsonique | 0,9 – 1,2 | Cd varie brutalement — zone critique |
| Supersonique | > 1,2 | Cd élevé mais prévisible |
La zone transsonique est particulièrement problématique : les ondes de choc se forment et se détachent de manière asymétrique, provoquant des perturbations imprévisibles. Les tireurs longue distance cherchent à ce que le projectile reste supersonique jusqu'à la cible.
Distances typiques de passage en transsonique (atmosphère standard) :
| Cartouche / balle | Distance transsonique |
|---|---|
| .308 Win / 175 gr SMK | ≈ 820 m |
| 6.5 CM / 140 gr Berger | ≈ 950 m |
| .300 WM / 185 gr Jugg. | ≈ 1 275 m |
| .338 LM / 300 gr Berger | ≈ 1 500 m |
Le vent est la variable la plus difficile à estimer pour le tireur. La déflexion due au vent latéral peut être estimée par la règle de Didion (lag rule) :
Déflexion = vent × (temps de vol réel − temps dans le vide)
Cette formule simple donne une approximation remarquablement bonne. Le « retard » (lag) est le temps supplémentaire que le projectile met à atteindre la cible à cause de la traînée.
En pratique :
| Distance | Déflexion vent 10 km/h (CB G7 = 0,311) |
|---|---|
| 300 m | ≈ 6 cm |
| 500 m | ≈ 17 cm |
| 800 m | ≈ 42 cm |
| 1 000 m | ≈ 60 cm |
Un projectile stabilisé par rotation dérive lentement dans le sens de la rotation. Pour un canon à rayures à droite, la dérive est vers la droite. Elle est négligeable à courte distance mais devient significative au-delà de 600 m.
Pour un .308 Win en pas 1:10 à droite :
| Distance | Dérive gyroscopique |
|---|---|
| 500 m | ≈ 3 cm |
| 800 m | ≈ 12 cm |
| 1 000 m | ≈ 31 cm |
La rotation de la Terre affecte la trajectoire de deux manières :
Ces effets sont négligeables sous 600 m mais atteignent plusieurs centimètres au-delà de 1 000 m.
En tir incliné (vers le haut ou vers le bas), le point d'impact est toujours plus haut qu'en tir à plat à la même distance oblique. La correction est donnée par la règle du tireur (Rifleman's Rule) :
Distance effective = distance oblique × cos(angle)
Cette approximation est suffisante pour des angles jusqu'à 30°. Au-delà, un calculateur balistique doit être utilisé.