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Mündungsballistik

Die Mündungsballistik beschreibt die Vorgänge des Geschosses beim Verlassen des Laufes.

Verlässt das Geschoss den Lauf mit einer definierten v0, so treten einige Effekte auf, die die spätere Flugbahn und die Präzision massgeblich beeinflussen. Das Geschoss fliegt nun erstmals ungeführt auf seiner Flugbahn. Durch die Schwingung des Laufes beim Austritt hat der Lauf dem Geschoss einen bestimmter Abgangswinkel mitgegeben, der nun leider nicht von Schuss zu Schuss konstant ist. Dieser Abgangswinkel weicht von der Laufseelenachse ab und führt zu Streuung. Der Abgangswinkel ist von vielen Parametern abhängig und nur schwer vorhersagbar. So muss nicht zwingend ein leichteres Geschoss, obwohl schneller, höher auf das Ziel aufkommen.

Die Verhältnisse an der Mündung bestimmen schon entscheidend, wohin und wie präzise das Geschoss fliegt. Die Treibgase werden an der Mündung entspannt und erzeugen dadurch den Mündungsknall. Je nach Mündungsdruck haben die Gase eine höhere Geschwindigkeit als das Geschoss und die Gaswolke überholt das Geschoss. Wie bereits beschrieben hat das Geschoss ohnehin eine vom Ideal abweichende Rotationsbewegung. Die überholenden Gase verstärken diese Taumelbewegung. Mit steigendem Mündungsdruck wird dieser Effekt spürbarer.

G22A2 der Bundeswehr mit aufgesetztem Schalldämpfer ©Accuracy International
Praxis-Tipp

Wie lassen sich diese negativen Einflüsse verringern?

  1. Die Schwingungen der Mündung so gut als möglich dämpfen.
  2. Den Einfluss der Gase als weit als möglich verringern.

Ersteres gelingt mit steiferen und weniger schwingfreudigen Läufen und einem erhöhten Mündungsgewicht.

Der Einfluss der Gase lässt sich mit sehr präziser Mündungsgestaltung beeinflussen. Ein völlig rotationssymmetrischer Gasaustritt erreicht diesen Effekt. Die Mündungen von Matchgewehren ohne Mündungsbremse sind so gestaltet.

Beide Probleme auf einen Schlag zu lösen vermag der Schalldämpfer: er erhöht das Mündungsgewicht und dämpft also die Mündungsschwingungen. Er leitet einen Grossteil der Gase in seine Kammern ab und entspannt sie dort. Damit hält der Schalldämpfer die Gase auch weitgehend vom Geschoss fern und kann dadurch die Mündungsballistik positiv beeinflussen.

 

Innenballistik – Laufschwingungen

Das Geschoss versetzt de Lauf bei seinem Durchgang in Schwingungen. Diese Schwingunen breiten sich in Längsrichtung (longitudial) und Rotationsrichtung (radial) aus. Letztere Schwingungsrichtung ist hauptsächlich durch den Drall bedingt. Diese Schwingungen beeinflussen Treffpunktlage und Trefferbild massgeblich.

Nun stellt sich die Frage ob lange oder kurze Läufe besser schiessen. Die Antwort ist wie so oft: „Es kommt darauf an, was man anstrebt.“

Lange Läufe sind in der Regel zur Gewichtsersparnis schlank gehalten und somit schwingungsfähiger. Je schwingungsfähiger ein Lauf ist, desto empfindlicher reagiert er auf Variationen im innenballistischen Ablauf. Letzlich führt dies zu grösseren Abweichungen im Abgangswinkel und damit zu höherer Streuuung. Auch wenn es sich dabei um Millisekungen handelt, das Geschoss braucht einen Tick länger Zeit um den Lauf zu verlassen und damit steigt die Gefahr der Abkommensänderung. Beim Schiessen mit Ordonannzwaffen verlängert der längere Lauf auch die Visierlinie, was dem Schützen ein genaueres Zielen ermöglicht, was aber nur eine mittelbare Auswirkung des langen Laufes ist. Bei Zielfernrohren spielt die keine Rolle mehr. Ein Vorteil des langen Laufes hingegen ist, dass sich die hinter dem Geschoss wirkenden Gase bei Austritt des Geschosses weitgehend entspannt haben. Weniger Mündungsgasdruck bedeutet weniger Verwirbelung um das Geschoss beim Mündungsaustritt. Natürlich können mit einem längeren Lauf auch höhere Energien mitgegeben werden, was wiederum die Flugbahn im Überschallbereich verlängern kann oder eben auch die Zielballistik beeinflussen kann.

Praxis-Tipp

Kurzer kompakter Lauf oder langer schlanker Lauf ist eine Entscheidung der persönlichen Vorliebe: Kurzer bullig-kompakter Lauf mit erhöhter Eigenpräzision, weil nicht so schwingfreudig oder die Vorteile des langen Laufes anderweitig nutzen.

 

Innenballistik – Drall und Geschoss

Der ballistische „Wurf“ des Geschosses beginnt im Hülsenmund. Das Geschoss wird dank dem Druck der sich ausdehnenden Gase in der Hülse, die beim Abbrennen des Treibmittels in der Hülse entstehen, aus dem Hülsenmund ausgepresst, beschleunigt und tritt in die Felder/Züge des Laufes ein.

Infolge des Dralls der Züge setzt eine Drehbeschleunigung auf das Geschoss ein. Sie erzeugt eine Rotation, die immer schneller wird, bis das Geschoss den Lauf an der Mündung verlässt. Diese Rotation um die eigene Längsachse hat eine besondere Bedeutung für die weitere Flugbahn.

Selbstverständlich dreht sich das Geschoss als „Flugkörper“ nicht lehrbuchmässig um die eigene Längsachse und damit genau in der Laufachse. In Wirklichkeit wird durch die Schwerpunktverhältnisse des Geschosses und vor allem durch anfängliche fehlerhafte Ausrichtung des Geschosses beim Eintritt in die Züge des Laufes bereits die erste Abweichung der ultimativen Präzision herbeigeführt. Das Geschoss beschreibt nämlich keine schön kreisrunde Rotation, sondern eine äusserst komplexe Kreiselbewegung. Diese fehlerhafte Ausrichtung kann in der Praxis viele Ursachen haben. Die meistgesehene Ursache sind nicht fluchtig in den Hülsenmund gesetzte Geschosse oder durch Transport/Lagerung als Schüttgut versetzte Geschosse.

Die meisten bei uns gebräuchlichen Waffenläufe haben einen Rechtsdrall. Die Drehrichtung des Dralls ist ebenfalls bedeutend für die nachfolgende Flugbahn. Weil sich nun also das Geschoss sich auf der als Dralllänge bezeichneten Strecke genau einmal um seine Längsachse dreht, ergibt sich recht einfach die Umdrehungszahl aus der Geschossgeschwindigkeit geteilt durch die Dralllänge. Es gibt optimale Dralllängen, die passen zu einem bestimmten Geschoss und einer bestimmten Mündungsgeschwindigkeit sind. Diese ideale Dralllänge hängt nicht vom Geschossgewicht, sondern von der Geschosslänge ab. Als Beispiel seien hier Vollmantelgeschosse und Kupfermassivgeschosse herangezogen. Durch die unterschiedliche Dichte von Blei und Kupfer muss ein Kupfermassivgeschoss bei gleichem Geschossgewicht länger als ein Vollmantelgeschoss mit Bleikern sein. Das längere Geschoss braucht einen kürzeren Drall.

Praxis-Tipp

Erfolge lassen sich mit korrekt gelagerter und transportierter Munition erzielen. Stell sicher, dass das Geschoss fluchtig in der Hülse sitzt. Damit kannst Du selber den Ansetzfehler in die Züge beeinflussen.

Beim Wiederladen empfiehlt sich eine Rundlaufkontrolle des Geschosses im Hülsenmund mit einer Messuhr.

 

Der Begriff Ballistik

Der Begriff Ballistik leitet sich vom griechischen „ballein“ ab. Es ist die Lehre vom Wurf von Objekten. Nun ist ein Geschoss auch ein geworfenes Objekt, allerdings mit weit höherer Geschwindigkeit als ein Mensch das mit Muskelkraft selbst werfen könnte.

Die Ballistik ist eine teils empirische, teils experimentelle Wissenschaft. Sie unterliegt zig komplexen Einflüssen, die mathematische zwar beschreibbar sind, aber deren Lösungen vielmals aus der Aufstellung von Differentialgleichungen zu lösen sind. Diese Lösungen sind grösstenteils immer Näherungsgleichungen und keine exakten Lösungen.

Dennoch sind viele Verfahren so nahe an der Wirklichkeit, dass sich viele Effekte veranschaulichen und berechnen lassen. Die Möglichkeiten zur Vorhersage des ballistischen Verhaltens eines Geschosses auf seinem Flug sind mit sehr grosser Wahrscheinlichkeit gegeben.

Wissenschaftlich eingeteilt wird die Ballistik des Schiessens in vier Abschnitte, welchem dem Weg des Geschosses folgen:

  1. Innenballistik,
  2. Mündungsballistik
  3. Aussenballistik
  4. Zielballistik

Die vier Abschnitte sollen in nachfolgenden Beiträgen näher beschrieben und Ihre Einflüsse erläutert werden.