Ballistik

Die Ballistik ist ,,Die Lehre von den geworfenen Körpern“, ist ein Teilbereich der Physik und beschreibt die Vorgänge, die einen Körper betreffen, der sich durch ein Schwerefeld bewegt. Hier wird zwischen Innenballistik und Außenballsitik unterschieden.

Innenballistik

Die Innenballistik beschreibt die Abläufe beim Abfeuern eines Projektils aus einer Schusswaffeim Zeitraum vom Auslösen des Schusses bis zum Austreten aus dem Lauf.

Durch den Schlag des Schlagbolzens auf das Zündhütchen und dessen Explosion wird das Pulver (rauchfreie Nitrocellulose-Pulver – meist in Stäbchen- oder Granulatform) in der Hülse schlagartig entzündet. Der daraus entstehende Gasdruck treibt das Geschoss durch den Lauf. Als Abstützung (Impulssatz) dient das Patronenlager bzw. der Verschluss mit den Verriegelungswarzen. Die Felder und Züge (ggf. Vielecke bei Polygonlauf) versetzen das Geschoss in eine Rotation (Drall, siehe unten).

Die bei der Verbrennung des Pulvers entstandene Energie wird umgewandelt in:

40 – 48% Wärmeenergie (wird vom Rohr aufgenommen)
30 – 45% Kinetische Energie (wird auf das Geschoss übertragen)

der Rest geht an Reibungs- und Rotationsenergien verloren.

Der Druck der Pulvergase gegen den Geschossboden nach vorne, und gleichzeitig den Hülsenboden und damit gegen den Verschluss nach hinten, verursacht den Rückdruck, der bei Waffen mit Schulterstütze durch den Schützen aufgefangen wird.

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Drall

Die Rotation eines Geschosses um seine Längsachse ist der Drall, der zur Stabilisierung der Flugbahn dient und ein ,,Überschlagen“ des Geschosses verhindert. Ein aus einem glatten Rohr verfeuertes Langgeschoss würde sich nach Verlassen der Mündung durch Einwirkung des Luftwiderstandes überschlagen. Beim Schießen aus gezogenen Rohren wird das Geschoss durch den Drall stabilisiert.

Zum Zeitpunkt des Abschusses zeigt die Drehachse eines Langgeschosses in Flugrichtung. Im weiteren Verlauf weicht die Geschossbahn aufgrund der Erdanziehung von einer Geraden ab und folgt einer Parabel. Der Luftwiderstand verursacht, dass die Achse in Flugrichtung gedreht wird, und er übt ein Drehmoment auf das Geschoss aus. Das weicht rechtwinklig zur angreifenden Kraft aus. Der Drall hat somit eine seitliche Abweichung des Projektils zur Folge.

Drehzahlen bei Projektilen, die beim Schießsport verwendet werden, variieren je nach Gewehr oder Pistole und dem verwendeten Geschoss. Ein typisches Beispiel für eine hochdrehende Patrone ist die .223 Remington, die eine Drehzahl von rund 250.000 Umdrehungen pro Minute erreichen kann. Andere Patronen wie die .308 Winchester erreichen Drehzahlen von bis zu 200.000 Umdrehungen pro Minute.

Kleinkalibrige Patronen, wie z.B. die .22lr Patrone, erreichen in der Regel niedrigere Drehzahlen als größere Kaliber. Eine .22lr Patrone kann beispielsweise eine Drehzahl von etwa 40.000 bis 50.000 Umdrehungen pro Minute erreichen.

Drehzahlen sind wichtig für die Präzision und die Flugbahn eines Projektils. Eine hohe Drehzahl erhöht die Stabilität und Genauigkeit des Geschosses, während eine geringere Drehzahl dazu führen kann, dass das Geschoss instabil fliegt und seine Flugbahn nicht präzise ist.

Wenn es keinen Drall gäbe, würde das Geschoss nicht stabil fliegen und seine Flugbahn wäre nicht vorhersehbar. Es wäre auch schwieriger, präzise Schüsse zu platzieren. Daher ist es wichtig, den Drall zu berücksichtigen, um eine präzise und erfolgreiche Schussabgabe zu gewährleisten.

In einem gezogenen Lauf erzeugen spiralförmig angeordnete Nuten (die Züge) und die zwischen den Zügen liegenden Felder den Drall des Geschosses. Bei modernen Handfeuerwaffen kommen auch Polygonrohre zum Einsatz, die keinen runden, sondern einen polygonalen Querschnitt aufweisen. Auch diese Anordnung von Führungsflächen im Inneren des Rohres nennt man Drall.

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Außenballistik

Nützliche mathematische Beschreibungen sind hier zusammengefasst!

Die äußere Ballistik befasst sich mit dem Weg des Geschosses nach Verlassen des Rohres, mit den auf diesem Weg einwirkenden Faktoren und mit den Trefferwahrscheinlichkeiten beim Schießen.

Ohne Luftreibung folgt die Flugbahn eines Geschosses einer Wurfparabel. Bei langsamen Objekten bleib diese Kurvenform weitgehend erhalten, wie man an der Flugbahn eines Golfballs erkennt.

Der Luftwiderstand bremst ein Geschoss proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit. Das bedeutet, dass eine Verdopplung der Geschwindigkeit zu einer vierfach stärkeren Abbremswirkung führt.

Am Ende ihrer Flugbahn fallen die Geschosse nahezu senkrecht zu Boden. Die maximale Reichweite ergibt sich nicht bei 45°, sondern bei einem Abschusswinkel um 25°. Bei kleinen Abschussgeschwindigkeiten vergrößert er sich und nähert sich der 45°-Parabel an.
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Bei größeren Kalibern und Reichweiten sind noch die Krümmung der Erde und die Variation der Erdbeschleunigung zu berücksichtigen. Beim Sportschießen kann man diese beiden Faktoren
allerdings vernachlässigen.

Allgemein kann man sagen, dass lange und schwere Geschosse die besten Flugeigenschaften aufweisen und die Flugbahnkompensation durch das Visier hier am geringsten sind.

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Mündungsknall

Der Mündungsknall entsteht durch den Druck, der entsteht, wenn das Projektil durch das Mündungsrohr getrieben wird. Dieser Druck erzeugt eine Schallwelle, die sich ausbreitet und als Mündungsknall wahrgenommen wird.

Die Stärke des Mündungsknalls hängt von einer Reihe von Faktoren ab, wie z.B. dem Kaliber des Projektils, dem Zustand des Mündungsrohrs und dem Abgasdruck. Je höher der Abgasdruck ist, desto lauter ist der Mündungsknall.

Der Schalldruckpegel des Mündungsknalls wird in Dezibel (dB) gemessen. Ein typischer Mündungsknall einer 22er Patrone kann beispielsweise 140 dB erreichen, während ein Schalldämpfer den Schalldruckpegel auf etwa 120 dB reduzieren kann.

Es ist wichtig zu beachten, dass ein hoher Schalldruckpegel, wie er bei einem ungedämpften Mündungsknall vorliegt, für den Schützen gesundheitsschädlich sein kann. Es kann zu Hörschäden, Kopfschmerzen und Tinnitus führen. Ein Schalldämpfer kann dazu beitragen, diese Risiken zu reduzieren.

In Bezug auf die Physik gibt es beim Mündungsknall ein Phänomen, das als Schall-Druck-Wellen bekannt ist. Diese Wellen breiten sich in der Luft aus und erzeugen den Schall, den wir als Mündungsknall wahrnehmen.

Der Schalldruckpegel des Geschossknalls hängt von einer Reihe von Faktoren ab, wie z.B. der Geschwindigkeit des Projektils, der Luftdichte und dem Abstand zum Beobachter. Je schneller das Projektil ist und je höher der Abstand zum Beobachter ist, desto leiser ist der Geschossknall.

Der Mündungsknall und der Geschossknall sind beides Schallphänomene, die bei der Verwendung von Schusswaffen auftreten. Der Mündungsknall bezieht sich auf den Schall, der entsteht, wenn das Projektil aus dem Lauf der Waffe austritt. Der Geschossknall bezieht sich auf den Schall, der entsteht, wenn das Projektil durch die Luft reist.

Der Mündungsknall entsteht, wenn sich der Druck im Lauf der Waffe plötzlich ändert, wenn das Projektil ausgestoßen wird. Dieser plötzliche Druckanstieg erzeugt eine Schallwelle, die sich ausbreitet und als Mündungsknall wahrgenommen wird.

Der Geschossknall entsteht durch den Druckunterschied, der sich vor und hinter dem Projektil bildet, wenn es durch die Luft fliegt. Dieser Druckunterschied erzeugt eine Schallwelle, die sich ausbreitet und als Geschossknall wahrgenommen wird.

Zusammenfassend kann man sagen, dass der Mündungsknall und der Geschossknall zwei verschiedene Phänomene sind, die bei der Verwendung von Schusswaffen entstehen. Der Mündungsknall tritt sofort auf, wenn das Projektil ausgestoßen wird, während der Geschossknall sich entwickelt, wenn das Projektil durch die Luft fliegt. Beide Phänomene können zur Beeinträchtigung der Genauigkeit beim Schießen beitragen und sollten daher minimiert werden

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