Frein de bouche

Le frein de bouche vise a réduire deux phénomènes, le recul et le relèvement du canon.

Le recul est le résultat de la conservation de la quantité de mouvement : puisque le projectile et les gaz partent vers l'avant, l'arme doit partir en arrière avec une quantité de mouvement égale et opposée. Il n'est pas possible de réduire la part du recul due directement au projectile puisqu'on souhaite qu'il ait la masse et la vitesse les plus grandes possibles, en revanche on peut agir librement sur les gaz une fois qu'ils ont fini le travail propulsif. La masse des gaz représente une fraction très variable mais significative de la masse du projectile et sa vitesse peut être nettement plus grande, de sorte que la quantité de mouvement en jeu est importante.

Le canon des armes à feu a tendance à se relever après le tir.

La raison principale en est que pour presque toutes les armes à feu, l'axe du canon est situé au-dessus du point de contact avec le tireur (ou pour les pièces d'artillerie chargées par la culasse, au-dessus de l'affût). La pression des gaz de propulsion s'exerce vers l'arrière, le long de cet axe, et la résistance s'exerce légèrement en dessous, ce qui crée un moment qui fait tourner l'arme sur son axe en relevant l'extrémité du canon. A contrario, les armes dont l'axe du canon est dans l'alignement de leur affût, comme les mortiers, ne sont pas sujettes à un tel phénomène (l'énergie du recul est directement absorbée par le sol).

Le frein de bouche redirige une partie des gaz de propulsion éjectés du canon après la sortie du projectile, de façon à ce qu'ils ne partent plus vers l'avant (ce qui contribuerait au recul, donc au relèvement). Selon l'arme, ces gaz seront dirigés vers l'arrière, vers les côtés, ou vers le haut, pour contrer le mouvement spontané de l'arme.

Sur le fusil d'assaut AK-74, le frein de bouche est aussi orienté légèrement sur la droite pour contrer le mouvement latéral de l'arme au moment du recul.

Une des méthodes les plus simples pour rediriger les gaz consiste à couper en biseau l'extrémité du canon comme sur certains fusils d'assaut AK-47, ce qui dirige une partie des gaz vers le haut. Cette modification ne s'oppose pas au recul, mais directement au relèvement de l'arme.

On peut aussi percer de petits trous dans la partie avant du canon. Ceux-ci redirigent une partie des gaz avant le départ du projectile, de manière à diminuer la tendance de l'arme à se relever. Ce concept est communément employé pour les fusils de chasse de gros calibre, dont le recul important rend le tir rapide difficile.

Il est aussi possible de ralentir l'éjection des gaz, méthode utilisée par des dispositifs tels que les silencieux et les chambres d'expansion^[3].

Tous les canons français de la première génération d’après-guerre (1945-1955), qu’il s’agisse de canons de véhicules blindés de combat ou d’artillerie de campagne furent équipés de freins de bouche.

Pour les chars de combat d’un tonnage supérieur à 35/40 tonnes, le montage d’un frein de bouche sur le tube n’apparaît pas déterminant en raison du comportement général au tir de la masse suspendue du véhicule. Ainsi le canon de 105 mm CN 105 F1 de l’AMX-30 ne sera pas équipé d'un frein de bouche, la suppression de cet organe rendant plus aisée l’observation du traceur du projectile tiré. Il en est de même sur les canons de chars étrangers de la même génération et ceux de la génération suivante. Le frein de bouche demeure néanmoins indispensable pour les artilleries de véhicules de combat légers et pour la plupart des matériels d’artillerie de campagne sur affûts et sur châssis automoteurs.

Les essais effectués ont démontré que l’on pouvait atteindre des rendements très supérieurs à 50%, comme les 70%^[4] du canon de 90 mm MECAR 90/47 mais le refoulement plus important des gaz vers l’arrière (fronts d’ondes de pression) devient difficilement supportable par le personnel à terre et provoque des détériorations sur les superstructures des véhicules et les optiques de visée^[5]. C’est pourquoi le rendement énergétique maximum des freins de bouche montés sur les artilleries mises en service entre 1945 et 1975 reste, en général, compris entre 30 et 40 %.

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  Le canon de 90 mm Schneider SA 45 du char de transition ARL-44 est doté d'un frein de bouche « à tiroir » similaire à celui du canon de campagne de 105 L36.
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  Frein de bouche à « ouïes » de l'obusier de 155 mm Modèle 50 reprenant le concept du frein de bouche de l’obusier allemand de 15 cm sFH 18/40.
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  Le frein de bouche à deux étages d’aubes du canon de 90 mm à faible effort de recul CN 90 F1 armant l'AML-90.
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  Gros plan sur le frein de bouche en « poivrière » du canon de 105 mm du Type 16 MCV japonais.

L'efficacité dépend de la masse des gaz éjectée et de leur pression à l'extrémité du canon, ce qui signifie qu'ils sont plus efficaces avec des munitions de plus grand diamètre et de plus forte pression. Les freins de bouche réduisent le recul entre 10 % et 50 %^{[réf. nécessaire]}, même si certains fabricants^{[Lesquels ?]} promettent un pourcentage supérieur.

Réduire le relèvement du canon est particulièrement important pour les armes automatiques à tir rapide, ainsi que pour les fusils de précision : le tireur est ainsi capable de voir l'impact de son projectile grâce à sa lunette. La réduction du recul diminue aussi le risque de contact indésirable entre son crâne et celle-ci ou d'autres dispositifs situés près de son œil.

Un autre avantage est la réduction de la fatigue due au recul, qui diminue la précision des tirs successifs.