Armement air-air des aéronefs lors de la seconde guerre mondiale.

Lors de la première guerre mondiale, les premiers avions de combats sont entoilés. N’importe qu’elle munition peut blesser le pilote ou percer le reservoir. Si les moteurs résistent facilement à des munitions de petit calibre, le matériel annexe (conduite d'huile ou de carburant…) est lui aussi vulnérable. C'est pourquoi, les mitrailleuses, de petit calibre (autour de 7,7 mm de calibre) sont privilégiés. Elles sont légères, une qualité indispensable alors que les moteurs dépassent rarement les deux cents chevaux. Ces mitrailleuses ont une forte cadence de tir. Cette qualité est essentielle dans les combats tournoyants qui sont alors la norme. Plus, il y a de munition qui sont tirées, plus on a de chance de toucher un composant essentiel de l'appareil visé. Le pilote faisant parti des composants. Toutefois la portée utile d'une telle arme est limitée à environ 900m (par exemple certains pilotes, dont Fonck, vont très rapidement demander des armes plus puissantes et avec une meilleure portée.
Les systèmes de visées deviennent à ce moment indispensable. Les mitrailleuses de 12,7mm, dites lourdes, existent déjà. La référence en la matière est M2 de Browing. La munition est suffisante pour endommager des blindés légers et la portée utile est accrue (1200m). Les américains utilisent systématiquement cet armement sur leurs avions pour des raisons logistiques. Les Italiens utilisent également ce calibre… mais avec seulement deux mitrailleuses synchronisées sur le capot. Si la munition est dangereuse, la synchronisation des tirs avec le passage des pales de l'hélice reduit considérablement la puissance de feu des avions Italiens.
Le véritable bond en avant en matière d'armement lors de la seconde guerre mondiale est l'apparition du canon. La référence en la matière est le 20mm Hispano français. Le canon est difficile à utiliser. Faire des canons nécessite un contrôle qualité performant. Le recul implique des structures solides aux avions. C'est pourquoi les Français, développent dès 1917 des moteurs accueillant le canon dans l'axe de l'hélice. C'est le moteur qui soutien et absorbe le recul de l'arme. Le canon Hispano de 20mm devient rapidement l'arme standard de la RAF, puis américaine après 1940… au grand dam des pilotes de l'axe qui apprennent vite à redouter sa puissance de feu.
L'armement progresse au fur et à mesure des besoins. Les allemands qui doivent lutter contre des bombardiers stratégiques mettent en œuvre passent du Mauser de 20mm à des canons de 30mm au Rheinmetall-Borsig MK 108. La portée est médiocre par rapport à son calibre (1 000m). Mais un seul impact peut détruire un chasseur et 4 ou 5 coups au but suffisent pour un bombardier stratégique.

L'armement défensif des chasseurs utilisent principalement des mitrailleuses. Légères, solides et fiables. Elles n'ont d'autre but que d'endommager suffisamment des chasseurs pour les empêcher d'attaquer. Malgré leur poids (une tourelle quadritube pèse environ 80kg sans l'opérateur et les munitions), les tourelles sont redoutables. Tout d'abord elles permettent une zone de défense considérable grâce à leur assistance motorisée. L'opérateur ne subit plus le vent relatif, la vitesse angulaire est constante et permet une visée plus posée. C'est pourquoi, les bombardiers (et certains chasseurs) seront tous équipés de tourelles. Le recul des canons (400kg pour un tir de 20mm HS404) est impossible à gérer pour de vrai tourelles, sauf si on limite l'arc défensif. C'est pourquoi les B29 US ne sont plus équipés de 20mm en défense arrière.

Les premières fusées air-air sont inventées par le Lieutenant de Vaisseau le Prieur lors de la première guerre mondiale. Leur mise en service se fait en 1916 et elles sont redoutables contre les ballons d'observation. Reprenant l'idée des fusées françaises et l'idée (tout aussi française) des systèmes de guidage par fil. Les allemands mettent au point le Kramer X4. Un missile guidé conçu pour « casser » du bombardier lourd. Il ne fut pas utilisé au combat, mais est à l'origine des missiles anti-char franco-allemand Hot et Milan. Cet engin, trop difficile à utiliser est remplacer par les redoutables R4M. Ce sont les descendants des fusées Le Prieur. Une roquette non guidée capable de faire sauter tout aéronef sur sa trajectoire. Les R4M ont la même trajectoire que les obus des Mk 108. C'est pourquoi, son utilisation est particulièrement aisée sur les M262 et FW190D. Une version anti-char est aussi utilisée. Les 400g d'explosifs sont alors remplacés par une charge creuses. Son utilisation opérationnelle est limité aux derniers mois de la guerre. Faute d'essence et de pilotes confirmé son impact fut surtout moral sur les équipages de bombardiers alliés.
Les roquettes non guidées utilisées lors de la guerre froide (hydra… ) descendent toutes de ces armes. Elles constituent de nos jours l'armement standard des hélicoptères de combat.

Merci pour cet historique...
Ceci est un préliminaire puisqu'on parle essentiellement de la première guerre mondiale.

les armes de morts vont monter en puissance lors de la seconde....

On va faire plus technique pour la seconde, mais en fait il y a déjà tout. Car l'armement de la seconde est essentiellement celui de la première.
La grande avancée pour la seconde guerre mondiale ce sont les systèmes de visée et les radars. On a déjà une guerre électronique intense qui s'y ajoute.

Très bel exposé Droopy !
Et un grand merci pour ce partage de connaissance

En termes de jeu que représente l'armement standard des appareils de la seconde guerre mondiale ?

Les mitrailleuses légères ont un calibre entre 7 et 8 mm. Fiable, rustique et légère est utilisée par tous les belligérants. Le faible calibre et le faible poids de la munition permettent d'emporter un grand stock de munition par arme. Ce qui en fait l'arme défensive idéale. Puisqu'il s'agit avant tout de gêner l'attaque adverse en opposant un fort volume de feu.
Le poids de la munition lui donne une trop faible inertie. La munition n'est efficace qu'à courte portée contre des appareils. A moyenne portée, elle ne reste efficace que si elle touche un point faible de l'appareil adverse comme le pilote, un circuit de refroidissement ou un réservoir.
Grosso modo, à moyenne portée, l'efficacité d'une arme peut être considérée comme divisée par deux par rapport à la courte portée.
Les munitions de mitrailleuses légères sont constituées avec des balles pleines, des balles traçantes (qui permettent de visualiser la trajectoire) et incendiaires (surtout efficace contre les avions dépourvus de protections passive comme les appareils Japonais)). Les impacts ne sont efficace que si ils touchent un système vital de l'appareil. C'est pourquoi on a vu des appareils transformés en passoire reprendre l'air, une fois les trous rebouchés… contrairement à leurs équipages !

Les mitrailleuses lourdes ont un calibre entre 12 et 15 mm. Grosso-Modo ce sont les mêmes que précédentes, mais agrandies. Ce sont des armes fiables. Leur poids et leur volume sont à peine supérieures aux mitrailleuses légères.
C'est au niveau de la munition que les différentes sont importantes. Le poids et le volume de la munition est plus élevé que celle d'une mitrailleuse légère. A volume égal, on embarque moitié moins de munition alors que la cadence est comparable. Mais ce poids est aussi un avantage, l'inertie de la balle étant plus élevée, la vitesse initiale se conserve plus longtemps. La munition reste redoutable à courte comme à moyenne portée. A longue portée, elle perd toutes ses qualités balistiques. La munition étant plus lourde, elle provoque plus de dégâts par impact. Il faut attendre les blindages et les protections de la fin de la seconde guerre mondiale pour avoir une chance de résister à de telles munitions.
Les munitions de mitrailleuses lourdes sont constituées avec des balles pleines, des balles traçantes et incendiaires). Les impacts de telles munitions ne sont pas anodins. Et il faut engager de lourdes opérations de maintenance pour certifier en état de vol un appareil endommagé.

Contrairement aux mitrailleuses, les canons impliquent de très fortes contraintes structurelles. C'est pourquoi ce sont des armes qui sont souvent directement fixées sur la structure des appareils. Par exemple pour le Hispano HS404 de 20mm (le canon français utilisé par la France, la GB et les USA) le recul d'un tir engendre des contraintes de plus de 400kg ! Le poids et le volume de la munition sont très importants. Ce qui limite considérablement le nombre de munition emporté. Les chasseurs français de 1940 emportaient 60 obus, pour le même canon, les appareils britanniques à partir de 1941 en emportent 120 environs. Mais, cela nécessite des ailes renforcées (ce qui permettra de mettre en œuvre des armes externes) et surtout des moteurs beaucoup plus puissants.
A cette faible réserve de munition, il faut ajouter une cadence de tir moins importante. Ce qui en fait une arme défensive très mauvaise. Cette faible cadence et le peu de munition embarquées réserve en théorie l'arme à des bombardiers. Des viseurs spécifiques permettent d'utiliser la longue portée de l'arme.
Par contre la munition est particulièrement dangereuse. Son inertie est telle, qu'elle reste aussi dangereuse quelque soit sa portée. Les obus peuvent être explosifs. Ils sont coûteux, donc rares, mais ils sont mortels en cas d'impact. Les allemands les utilisent beaucoup. Chaque impact peut avoir des conséquences dramatiques.

Les canons les plus utilisés sont les 20mm qui représentent un excellent compromis. Ce sont des armes qui sont toujours utilisées.
Les 20mm japonais sont des armes spécifiques. À basse pression, elles ont une portée efficace courte seulement.

Les canons 30mm allemands sont des canons à basse pression. Leur portée est sacrifiée au profit d'une très forte cadence de tir. Cela permet de limiter les contraintes sur l'appareil qui embarque cette ou ces armes. Mais les obus sont explosifs. Un impact implique la mise hors de combat de l'appareil touché, voire sa destruction lorsqu'il s'agit d'un appareil tactique !

Les canons de plus de 37mm et plus sont surtout utilisées contre des cibles terrestres ou navales. Leur trop faible cadence de tir fait que les tirs touchent trop rarement pour être efficace.

Les roquettes (R4M… ) sont utilisées de manières anecdotiques. Leur fonctionnement est comparable à celui des canons de 30mm allemand. Mais ces armes ne touchent que rarement et seulement des cibles peu agiles comme les bombardiers stratégiques.

Ces armes fonctionnent à leur plein potentiel lorsqu’elles sont en « chasse ». C'est à dire fixées directement sur l'appareil. Lorsqu’elles sont utilisées défensivement, leur probabilité de toucher est beaucoup plus faible. Aux mouvements de la cible visée, il faut ajouter les mouvements de l'appareil porteur. Un exercice délicat, même avec des trajectoires rectilignes et des vitesses uniformes. Grosso modo, la probabilité de toucher est divisée par 4 dans le meilleur des cas pour les armes actionnées directement par leurs opérateurs. La traînée engendre des forces mécaniques qui fatiguent considérablement ces derniers. Avec l'augmentation des vitesses, la manipulation des armes défensives devient presque impossible. Sans compter que ces armes (et leur opérateur) sont souvent exposées. L'humidité et le froid sont des ennemis redoutables qui peuvent empêcher la mise en œuvre de ces armes.
Les tourelles avec une assistance hydraulique ou électrique remplace la force musculaire et font abstraction de la traînée. L'arc de tir est beaucoup plus important. La probabilité de toucher est moins impactée, mais elle doit être divisée par deux toujours dans le meilleur des cas. De plus contrairement aux armes défensives sur pivot, les armes sont protégées (du givre, humidité…) et sont toujours opérationnelles. Toutefois, ces dispositifs sont fragiles et nécessite un appareil en bon état de marche. Un appareil touché peut voir ses tourelles bloquées ou mise hors de combat contrairement à des armes défensives « classiques ».

L'électronique à une importance capitale. Si la guerre électronique fait rage en Europe, surtout la nuit entre les Allemands et les Anglais. Dans le Pacifique les Anglo-saxons bénéficient d'une supériorité totale. Les radars ont surtout pour but d'alerter et de guider les chasseurs, et les bombardiers. Dans les jeux que nous pratiquons, les avions sont déjà en phase finale de combat, l'impact de l'électronique est déjà achevée. Il est donc inutile d'en tenir compte.
Ce point change totalement à partir des années 70.