Reibung - Die Physik der NRW Waffensachverständigen erklärt Teil 2

Hallo alle zusammen und herzlich Willkommen zu einem weiteren Beitrag, in welchem ich die Physik der Waffensachverständigen aus dem Bundesland Nord-Rhein Westphalen möglichst verständlich erkläre.

Wie im ersten Teil (Bewegung von Körpern) bereits erklärt habe, hat nach Jahren endlich Jemand Zugang zum eigenen Material der Waffensachverständigen erhalten, in welchem die Funktion einiger Waffensysteme erklärt wird. Dabei kollidieren diese Erklärungen jedoch mit den Fundamenten der wissenschaftlichen Physik. Um trotzdem ihren Funktionsbeschreibungen treu bleiben zu können, hat die aktuelle Generation der Waffensachverständigen eine regelrechte eigenen Physik erschaffen, welche ich in den Folgenden Zeilen ausführlich erklären werde.

Aber wie bereits im ersten Teil gilt: Warnung, Dieser Text enthält allen möglichen technischen Unsinn und kann bei Menschen, denen seriöse Naturwissenschaft am Herzen liegt oder auch bei Leuten, welche erfolgreich eine weiterführende Schule abgeschlossen haben, zu körperlichen Schmerzen führen.

Nun aber zum heutigen Thema: Reibung, denn Reibung ist für NRW-Waffensachverständige nicht einfach eine Kraft, welche bei entgegengesehnter Bewerbung zweier sich berührender Köper auftritt und dabei immer entgegen der Bewegungsrichtung belastend wirkt, sondern eine Kraft die immer da ist aber dazu sehen wir uns ein einfaches Beispiel an.

Unser Aufbau besteht aus einer Schrägeebene (grau), auf dieser Schräge ruht ein Körper (lila). An diesem Körper ist ein Seil befestigt, welcher über eine Rolle zu einem Eimer führt, dieser ist mit Sand gefüllt, welcher jedoch, durch ein Loch im Eimer, langsam aus dem Eimer herausrieselt. Dabei ist der Eimer zum ersten Zeitpunkt (t0) noch schwerer als der Körper und versucht diesen die Schrägeebene herauf zu ziehen. Im Sprachgebrauch der Waffensachverständigen bekommt der Körper (lila) einen Impuls F_im. Jedoch verhindert die Reibung F_R jegliche Bewegung, da der Körper (lila) eine raue Unterseite (roter kreis) besitzt.

Die ist der Grund, warum Waffenverschlüsse, welche entweder auf Reibung oder auf Gasbelastung (HK P7) setzten, sich aus Sicht der Waffensachverständigen zunächst gar nicht bewegen, sondern beim Schuss von Ruhe bleiben.

Trotz der Tatsache, dass sich der Köper (lila) nicht bewegt, wird trotzdem seine Kraftkapazität (KK) aufgeladen und so erhält der Köper in unserem Beispiel bereits 10 von möglichen 100 KK.

Im nächsten Zeitabschnitt leer sich der Eimer langsam, wodurch sich sein Gewicht ständig reduziert und seine F_G langsam abnimmt. Da der Eimer nun deutlich weniger stark am Köper (lila) zieht, sinken mit der F_G (Gravitationskraft) des Eimers auch die F_im (Impulskraft) am Köper und sorum auch die F_R (Reibungskraft).

Dies ist der Grund, warum Waffen mit Reibungsverschlüssen oder Waffen mit Gasbelastung, erst dann damit beginnen zu repetieren, ergo ihren Verschluss zu bewegen, wenn das Geschoss den Lauf der Waffe bereits verlassen hat. Denn nach dem Druckabfall in der Waffe reduzieren sich die Reibungskräfte oder Gasbelastungskräfte (HK P7) und die Bewegung des Verschlusses wird nicht weiter gehemmt.

Die KK des Körpers (lila) konnte sich jedoch inzwischen mit 100 von möglichen 100 komplett füllen.

Im letzten Zeitabschnitt, hat sich der Eimer beinahe vollständig geleert und er ist nicht mehr in der Lage eine starke F_G (Gravitationskraft) auf den Körper (lila) auszuüben. An dieser Stellen könnten einige Anmerken, dass nun zu erwarten wäre, dass der Körper (lila) einfach die schrägen Ebene herunterrutschen würde. Dies ist jedoch aus Sicht der NRW-Waffensachverständigen nicht der Fall.

Da die Zugkraft des Eimers nachgelassen hat, hat auch die Reibung (F_R) zwischen Körper und schräger Ebene nachgelassen. Ohne die Hinderung durch die Reibung ist es dem Körper nun endlich möglich, die Bewegung durchzuführen, an welchem ihn die Reibung bisher gehindert hatte.

Folglich bewegt sich der Körper (lila) nach oben die schräge Ebene hinauf. Er bekommt also, wie der Körper im Beitrag über die Bewegung von Körpern Energie (e), verbraucht dabei jedoch seine Kraftkapazität (KK), welche in unserem Biespiel jetzt noch 80 von 100 beträgt. Bergauf ist es eben ansträngender als Bergab.

Die Große Frage meiner Kollegen, welche sich ebenfalls mit dem Material der NRW-Waffensachverständigen auseinandergesetzt haben, war, wie ein Körper ohne Antrieb eine schräge Ebene hinauf wandern kann. Die Antwort liegt in der Kraftkapazität, welche sich, in den Augen der NRW-Waffensachverständigen, in Körpern aufladen und wieder entladen kann. 

Da das alles, wie auch im ersten Teil völliger Unsinn ist, hier nochmal das Ganze, wie es in der Realität der empirisch Adäquaten Physik ablaufen würde:

Gleicher Aufbau aber wie immer in der seriösen Wissenschaft eine ganze Menge mehr Werte. F_G zieht den Eimer aufgrund der Schwerkraft nach unten aber auch der Körper (lila) wird von der Gravitation nach unten gezogen. Jedoch kommt beim Körper noch die Normalkraft (F_N) als Gegenkraft dazu, welche von der schrägen Ebene auf den Köper wirkt*. F_GN ist wiederum die Gegenkraft des Körper (lila) auf die Normalkraft der schiefen Ebene.

Diese Kräfte resultieren in der Hangabtrieskraft (F_GH), der Körper möchte also gerne die schiefe Ebene herunterrutschen. Erst dadurch könnte die Reibungskraft (F_R) entstehen, wenn sich denn der Körper (lila) bewegte. Tut er dies nicht, entsteht auch keine Reibung.

Jetzt ist natürlich die große Frage, was schwerer ist, der Körper oder der Eimer mit Sand. Wären beide gleich schwer, würde erstmal eine Kräftegleichgewicht herrschen und keine Bewegung stattfinden. Wäre der Eimer schwerer, dann würde der Körper versuchen die schiefe Ebene hinauf zu rutschen, dann müsste man die Reibung berechnen. Wäre die Reibung größer als das Kräfte Delta (F_G Eimer Δ F_G Körper) würde es wieder zu einem Stillstand führen. Erst wenn die Reibung kleiner wäre als das Kräfte Delta, würde der Körper nach oben, die schiefe Eben hinauf, gezogen werden. Dabei würde der Pfeil F_R jedoch seine Richtung ändern, da Reibung immer entgegengesetzt der Bewegungsrichtung als Gegenkraft wirkt.

Der Einfachheit gehen wir jedoch von dem Fall aus, dass der Eimer leichter sei als der Körper (lila). Dabei wird der Eimer jedoch in der ersten wichtigen Frage komplett ignoriert und es wird geschaut oder genauer berechnet, ob die Hangabtriebskraft stärker ist als die Reibung. Sollte die Reibung stärker sein, so würde keine Abwärtsbewegung stattfinden, egal wie leicht der Eimer wäre.

In unserem Beispiel lassen wir den Eimer jedoch leichter sein, was unmittelbar zu einem herabrutschen des Körper führt, welcher einen Bewegungsimpuls (p¬) erhält, welcher jedoch durch die nun auftretende Reibung (F_R) belastet wird, dessen Richtung in der Zeichnung korrekt die schiefe Eben hinauszeigt. Der leichtere Eimer erhält ebenfalls einen Bewegungsimpuls (p) welche in Richtung der Umlenkrolle gerichtet ist.

Während der Bewegung verlieht der Eimer weiter Sand, wodurch sich seine Gewichtkraft (F_G) immer weiter reduziert. Das Resultat ist ein immer geringer werdender Unterschied (Delta Δ) zwischen der Gewichtskraft des Eimers und der Gewichtskraft des Körpers (lila), dies wiederum erhöht die Hangabtriebskraft (F_GH) des Körpers (lila) und damit seinem Impuls (P¬). Die Reibung steigt zwar mit der (F_GH) kann aber ein immer weiteres Beschleunigen nur belasten, jedoch nicht verhindern oder verzögern. Weder ist eine zeitliche Verzögerung möglich noch eine Verzögerung in der Bedeutung als einer negativen Beschleunigung.

Fazit:

Wir sehen also, dass die empirisch adäquate Physik hinter Reibung deutlich komplizierter ist als das, was die NRW-Waffensachverständigen so von sich geben. 

Mittlerweile gehe ich stark davon aus, dass die Sachverständigen nicht aus purem Spaß eine eigenen Physik erschaffen haben. Vielmehr versuchen diese, vereinfachte Erklärungen von Waffenfunktionen im nachhinein pseudowissenschaftlich zu untermauern und genau dabei kommt es zu Stielblüten wie der Kraftkapazität.

*Das Konzept der Normalkraft, kommt bei den NRW-Waffensachverständigen gar nicht vor. Anglich soll auf die Nachfragen des Maulwurfes, diese Kraft nicht existieren. 

Warum Schalldämpfer nicht dafür sorgen, das Gas in die Waffe zurückfließt

Hallo alle zusammen und herzlich Willkommen zu einem spontanen Beitrag.

Ich habe jetzt schon wieder die unsinnige Theorie gehört, dass normale Schalldämpfer dafür sorgen würden, dass Zitat: "Gas vom Schalldämpfer in die Waffe zurück strömt." und das ist, wie man am Titel dieses Beitrags schon lesen konnte, ziemlicher Unsinn. Angeblich soll dieses zurückströmen dafür sorgen, dass automatische Waffen schneller repetieren, wobei dann auch noch zusätzlich Gas in das Gesicht des Schützen strömen soll. Abhilfe schaffen dann angeblich Schalldämpfer mit "Flow Through" Design.

Um das alles anständig und wissenschaftlich Adäquat aufzurollen, werfen wir zunächst mal wieder einen Blick in ein Physikbuch der 5. Klasse und lernen, dass Druck allseitig ist, was darin resultiert, dass Strömungen den Weg desgeringsten Widerstandes gehen und zwar von einem Ort mit hohem Druck zu einem Ort mit niedrigem Druck.

Schuss ohne Schalldämpfer

Feuert man nun eine Waffe ab, so entsteht, durch die Verbrennung des Pulvers ein hoher  Druck. Der allgemeinen Gasgleichung zu Folge:

p = K * n * t / V

also

Druck = Konstante * Stoffmenge * Temperatur / Volumen

Entsteht durch die Verbrennung zum einen Stoffmenge (n) und Temperatur (t). Der Druck steigt solange, bis der Druck stark genug ist, das Geschoss aus der Hülse zu drücken und in den Lauf zu treiben. Durch die Geschossbewegung vergrößert sich das Volumen. Da wir durch das Volumen teilen, verringert sich der Druck durch die Geschossbewegung. Wir haben demnach auf der einen Seite die Druck erhöhenden  Faktoren (n und t), welcher durch die Verbrennung erzeugt werden und den druck reduzierenden Faktor (V). Ab einem gewissen Punkt bewegt sich das Geschoss schneller als das Treibmittel nachbrennen kann. Dieser Zeitpunkt ist der t-Max der Zeit des Maximalen Gasdrucks in der Waffe. Ab diesem Punkt sinkt der Druck immer weiter.

Bei den meisten automatischen Waffen mit Eigenantrieb (Selbstlader) beginnt hier bereits der Antrieb des Verschlusses oder des Verschlussträgers. Der Einfachheit halber gegen wir von einem indirekter Gasdrucklader aus. Hier wird ein Teil der Gase aus dem Lauf entnommen und wirkt auf des Gaskolben ein, um diesen nach hinten zu treiben.

Sobald das Geschoss den Lauf der Waffe verlassen hat, kommt es im Lauf zu einem rapiden Druckabfall, da die meisten Pulvergase in die Umgebung abströmen. Es kommt zu einer Strömung von einem Ort hohen Drucks (Lauf) zu einem Ort niedrigen Drucks (Umgebung an der Mündung). Das System der Waffe ist nun exakt so gerechnet, das zu diesem Zeitpunkt der Gaskolben optimal angetrieben wurde, um den Verschluss einige Millisekunden nach dem Geschossaustritt aus der Mündung zu Entriegeln. Sobald der Verschluss entriegelt wurde, er ist mechanisch von einem Formschluss in einen Kraftschluss übergegangen, drückt der im hinteren Lauf verbliebene Gasdruck diese zusätzlich nach hinten. Dieser wird im Englischen als  "Residual Gas Pressure" bezeichnet und ist für die vollständige Öffnung des Verschlusses genauso wichtig wie der Antrieb über den Gaskolben.

Schuss mit Schalldämpfer

Setzt man nun einen Schalldämpfer auf eine solche Waffe so tritt das Geschoss nach dem Verlassen der Laufmündung nichts in Freie, sondern in einen Hohlkörper mit einzelnen Kammern ein. Bedeutet, dass die Pulvergase nicht in das praktisch unendliche Volumen der Umgebung expandieren, sondern in die begrenzte Erststufe des Schalldämpfers. Die Pulvergase können, vereinfacht ausgedrückt, nicht so schnell aus dem Lauf strömen, wie aus einer blanken Mündung. Auch kann man, aus Sicht der Pneumatik, einen Schalldämpfer als eine Art von Laufverlängerung betrachten, welcher jedoch für jeden Millimeter, welchen das Geschoss zurück legt, deutlich mehr neues Volumen bereitstellt als ein Lauf.

Das Problem für unsere automatische Waffe ist nun nicht, dass Gasdruck zurück in die Waffe strömt, sondern dass der Gasdruck die Waffe einfach langsamer verlässt als berechnet. Betrachtet man das, was dem Gaskolben zugefügt wird als mechanische Arbeit, dann gilt:

W = F * s

also

Arbeit = Kraft * Zeit

Wir haben bei der Verwendung eines Schalldämpfers keinen Gewinn als Kraft (F), ganz im Gegenteil der Druck auf die Gaskolbenstirnfläche nimmt, auch bei der Verwendung eines Schalldämpfers, immer weiter ab. Was wir jedoch durch den Schalldämpfer gewinnen ist Zeit. Der Gaskolben ist dem Gasdruck über eine längere Zeit ausgesetzt und erfährt so eine stärkere Beschleunigung.

Die höhere Rücklaufgeschwindigkeit des Verschlussträger führt zu einer kleinen Kettenreaktion. Den nicht nur dass der Verschluss jetzt deutlich früher öffnet, als ursprünglich berechnet, sondern der Resteigengasdruck (eng. Residual Gas Pressure) ist ebenfalls noch deutlich höher, als ursprünglich gedacht. Dieser treibt den Verschluss noch zusätzlich an.

Durch diese deutliche Überfunktion wird zwar meist der S-Strecke der Patronenhülse nicht überschritten, jedoch treten meist deutlich heißere und Rückstandsbelastetere Gase ins innere das Waffengehäuses ein. Diese kommen jedoch nicht, wie fälschlicherweise behauptet, vom Schalldämpfer sondern aus dem hinteren Teil des Laufes sowie der Patronenkammer. 

Der unmögliche Fall der Rückströmen

Jetzt habe ich jedoch gehört, dass es ja sein kann, dass hinten in der Waffe am Verschluss ein geringerer Druck herrscht als vorne im Schalldämpfer. Dies ist allerdings ziemlicher Unsinn, denn der Ursprung des Drucks liebt in der Patronenkammer und Druck ist nun mal allseitig und bleibt zunächst wo er ist, bis es Möglichkeiten zur Expansion gibt. Dabei verlässt Druck jedoch nicht seinen Ursprung.

Die Gasteilchen gehen nicht alle auf eine Wanderschaft und verlassen alle zusammen die Brennkammer der Patronenhülse, um in den Schalldämpfer überzusiedeln, um dann, nach der Öffnung des Verschlusses wieder in Richtung Patronenkammer zurück zu wandern. Die Pulvergase verteilen sich in Lauf und Schalldämpfer. Die Gasschwaden sind weder intelligent noch hellsichtig und wissen, dass wenige Millisekunden später das Geschoss auch den Schalldämpfer verlassen wird.

Ein anderes Argument besagt, dass es, bei der vollständigen Öffnung des Verschlusses, dazu kommt, das Gasschwaden nach hinten aus der Patronenkammer heraustreten und das diese Druckreduktion eine Strömung vom Schalldämpfer aus in Richtung Patronenkammer bewirken kann.

Dies wäre sogar möglich, wenn dieses Argument nicht voraussetzen müsste, dass sich das Geschoss noch im Schalldämpfer befände, während der Verschluss hinten bereits vollständig geöffnet wäre. Dies wiederum würde einen derart hohen Druck in der Patronenkammer voraussetzen, dass die S-Strecke der Patronenhülse und auch die sichere Verschlussrücklaufgeschwindigkeit überschritten wären. 

Rohrbeispiel    

Stellen wir uns ein Rohr vor, welches in zwei Enden jeweils ein Ventil besitze und in dessen Inneren sich ein Expansionsfreudiges Gas befindet. Jetzt möchte man, dass das Gas im vorderen Teil aus den hinteren Ventil austritt aber es gilt die Regel, dass das vordere Ventil immer etwas weiter geöffnet sein muss, als das hintere. Nun das ist, zumindest meiner Erkenntnis nach nicht möglich. 

Ausnahme hinten sitzende Dichtscheiben?

Wir sehen also, dass herkömmliche Schalldämpfer nicht dafür sorgen, dass Gas vom Schalldämpfer zurück in die Patronenkammer strömen kann. Jetzt gibt es jedoch den Effekt, das bei einigen Schallgedämpften Repetierwaffen ein kleiner Knall zu hören ist, wenn man den Verschluss nach dem Schuss öffnet. Diese Waffen besitzen dann meist eine Form vom Gasschleuse, meist mit Dichtscheiben oder Schnittpfropfen. Also Gummischeiben, welche im Idealfall vom Geschoss durchschlagen werden, um sich hinter diesem zu schleißen und die Pulvergase hinter sich einzuschließen.

Wurde eine Waffe, dessen Dichtscheibe hinten im Schalldämpferkorpus eingesetzt, geschossen so wird Gas im Lauf zurückgehalten, welcher die Dichtscheibe nicht nach vorne passieren kann. Im Lauf herrscht demnach noch Sekunden nach dem Schuss ein Druck welcher höher ist als der Umgebungsdruck von 1 Bar.

Repetiert man nun diese Waffe, öffnet sich der Verschluss und Gas strömt aus dem Lauf ins Freie, es kommt zu einem "Verschlussfensterknapp" oder auf englisch "Ejection Port Pop". Das Gas, welches für diesen kleinen Knall verantwortlich ist stammt aber nicht aus dem Schalldämpfer, sondern aus dem Lauf. Der Schalldämpfer hält es nur zurück.

Ausnahme vorne sitzende Dichtscheibe.

Nun sehen wir uns noch einen letzten Fall an und zwar einen Schalldämpfer, bei welcher die Dichtscheibe am vorderen Ende eingesetzt wurde und 'nur vorne. Diesen Typ gibt es zwar in der freien Wildbahn so gut wie gar nicht aber der Vollständigkeit halber. Hier wird das Gas im Schalldämpferkörper gefangen gehalten, da sich die Gummischeibe, im Idealfall, nach dem Austritt des Geschosses aus dem Schalldämpfer, hinter diesem schließt.

Wenn nun, auch noch Sekunden nach dem Schuss, die Waffe repetiert wird, kommt es wie auch im Fall davor, zu einem Verschlussfensterknall, da die in Lauf und Schalldämpfer zurückgehaltenen Gasschwaden mit der Umgebung schlagartig ausgleichen. In diesem Fall kann es jetzt wirklich dazu kommen, dass Gas vom Schalldämpfer aus in die Waffe zurückströmt, da der Druck hinten in der Waffe, durch das öffnen des Verschlusses, geringer ist als im Schalldämpfer selber. Das Groß des Verschlussfensterknalls wird jedoch auch hier von den Gasen verursacht, welche sich in der Patronenkammer sowie im hinteren drittel des Laufes befanden, die Gase aus dem Schalldämpferkörper strömen lediglich nach.

Beim Vergleich von zwei identischen Waffen mit identischen Schalldämpfern und dem einzigen Unterschied, das bei einem die Dichtscheibe hinten und bei einem die Dichtscheibe vorne eingesetzt wurde, ist der Verschlussfensterknall der Waffe mit vorne sitzender Scheibe übrigens geringer, da Lauf plus Schalldämpfer mehr Volumen besitzen als der Lauf alleine. Sprich letztere haben mehr V in der allgemeinen Gasgleichung.

Aber was macht nun ein Flow Through Schalldämpfer?

Das was in den USA sein ein paar Jahren groß als "Flow Through" verkauft wird ist nichts weiter als das, was man im deutschen einfach als "Vorwärtig entlüftete Erststufe" kennt. Diese Schalldämpfer haben zunächst eine besonders große Erststufe (erste Kammer). Umso größer die erste Kammer eines Schalldämpfer ist, umso größer ist ihr Volumen und um so größer das Volumen der erste Kammer umso ähnlicher ist sie einer blanken Mündung. Manche automatische Waffe funktioniert schon deutlich besser, wenn man einfach nur die erste Kammerwand aus einem Schalldämpfer entfernt.

Was das Flow Through Design angeht, so geht es einfach her und entlüftet die Erststufe, da dies jedoch zu einem Entlüftungsknall führen würde, hat die erste Kammer dieser Dämpfer nicht einfach Löcher, sondern kleine Kanäle, welche außen um die weiteren Kammern herum führen, um dann um den Geschossaustritt herum zu enden.

Ein Teil der in die Erststufe eintretenden Gase wird also nach vorne geführt und ins Freie entlassen. Dadurch verliert die Erststufe Druck, denn nach der idealen Gasgleichung gilt:

p = K * n * t / V

ergo

Druck = Konstante * Stoffmenge * Temperatur / Volumen

Durch das vorwärtige Ableiten eines Teiles der Gasmenge verliert die Erststufe ständig Stoffmenge (n) und kommt damit dem Idealfall, dem Austritt des Geschosses in die Umgebung mit einem praktisch unendlichen Volumen, nochmal einen ganzen Schritt näher. Der Gasdruck im Lauf sinkt deutlich schneller, als bei herkömmlichen Schalldämpfern.

Der Nachteil ist jedoch, dass die Entlüftungskanäle an ihren jeweiligen Austritten alle einen kleinen eigenen Knall erzeugen. Auch kommt es zu einer Art Rennen zwischen Geschoss und den entlüfteten Gasen. Bei manchen Modellen, tritt zuerst das Geschoss aus, bei anderen zuerst die Entlüftungsgase. Aus diesem Grund sind die Entlüftungskanäle, bei den meisten "Flow Through" Schalldämpfern spiralförmig ausgeführt, Die Gase müssen so eine längere Strecke zurücklegen, auf welcher sie sich zusätzlich abkühlen können, um ihnen weiteren Druck zu entziehen.

Experiment:

Was ich sage, kann man auch einfach nachvollziehen. Dazu beschmiert man das innere des Schalldämpfers mit einer flüssigen Chemikalie, welche beim Schuss verdampf, sich mit den Pulvergasen verbindet und später in den Schmauchspuren chemisch nachweisbar ist.

Jetzt schießt man eine gründlich gesäuberte Waffe mit einem Schalldämpfer und nimmt danach Abstriche von dem Schmauch im Schalldämpfer, im ersten sowie im letzten drittel des Laufes, an den Wänden der Patronenkammer und an den Innenwänden des Waffengehäuses. Ist die Chemikalie nur im Schalldämpfer per Abstrich nachweisbar, so sind keine Pulvergase vom Schalldämpfer in die Waffe zurück geflossen.

Fazit:

Das Pulvergase vom Schalldämpfer zum Verschluss zurück strömen ist im Bezug auf den Großteil der Schalldämpfermodelle Unsinn. Der von der Verbrennung  der Pulvergase erzeuge Druck wird lediglich länger im System der Waffe gehalten und kann dort über diese Längere Zeit mehr Arbeit in automatischen Waffen verrichten.

Nur bei seltenen Kombinationen von Dichtscheiben, kommt es zu einem wirklichen zurückfluten von Gas aus dem Schalldämpfer hin zur Patronenkammer.

"Flow Through" Schalldämpfer besitzen lediglich eine entlüftete Erststuft, um den Gasdruck in der Nähe der Mündung zu senken und so die Umgebungsatmosphäre zu simulieren, für welche die Waffe ursprünglich berechnet wurde. 

Die Physik der NRW Waffensachverständigen verständlich erklärt

Es ist endlich passiert, eine Person hat die fast schon legendären eigenen Unterlagen der NRW Waffensachverständigen durchgestochen. 

Aber eines nach dem Anderen und erstmal herzlich Willkommen zu einem neuen Beitrag zum Thema Waffenkunde genauer zum Thema Waffentechnik ergo zum Bereich der technischen Mechanik der Physik.

Und hier auch schon die erste Warnung. Dieser Text enthält allen möglichen technischen Unsinn und kann bei Menschen, denen seriöse Naturwissenschaft am Herzen liegt oder auch bei Leuten, welche erfolgreich eine weiterführende Schule abgeschlossen haben, zu körperlichen Schmerzen führen.

So nun kurz zum Ramen. Im Internet kann bekanntlich Jeder sein was er möchte und einige Menschen wollten wirklich sehr gerne Waffensachverständige sein und haben ihren "Sachverstand" auch fleißig im Internet verteilt. Dabei kamen jedoch einige Stielblüten als Tageslicht, welche die Funktion der meisten Waffen so falsch dargestellt haben, dass die Sachverständigen dabei den Grundlagen der wissenschaftlichen Physik widersprachen. Natürlich wurden diese dann umgehend von wissenschaftlich Orientierten nach Quellen gefragt. Als Antwort bekam man dazu oft zu hören, dass man als Waffensachverständige einen Kurs besucht und dort eigenes Material erhalten habe. Man dürfte dieses Material aber nicht veröffentlichen.

Nun hat sich die Fachgemeinde jahrelang gefragt, was dieses Material wohl enthält und es wurde sogar von einer kleinen Gruppe geplant, Geld zusammen zulegen, um einen regelrechten Spitzel nach Nord-Rhein Westphalen in den Waffensachkundekurs zu schicken.

Das ist nun angeblich geschehen und Jemand hat das Material, welches tatsächlich existiert aber auch genau so wirklich unter das Urhebergesetz fällt, paraphrasiert und zusammengefasst. Dabei fällt als erstes auf, dass es keine Einleitung in Physik oder technische Mechanik enthält, sondern einfach loslegt. Das große Problem ist, dass es zwar immer wieder die Physik als Zeugen für seltsame Erklärungen heranzieht, sich aber jetzt endlich nicht aus dieser heraus erklärt. 

Bedeutet, am Ende musste ich oder eher mussten wir eine ganze menge Hirnschmalz aufwenden, um aus den einzelnen Erklärungen von Waffen auf eine zusammenhängendes Physikmodell zurückzuschießen.

Also hier nun: Die verständliche Erklärung der Physik der NRW Sachverständigen

In der ersten Abbildung sehen wir einen Körper (lila), dieser Köper hat, wie in der wissenschaftlichen Physik auch eine Masse, gekennzeichnet mit m. Zudem besitzen Köper nach den Sachverständigen keine gewisse Kraftkapazität, hier KK. Nun bekommt der Körper einen Impuls, dies rührt daher, dass NRW Waffensachverständige mit Denglisch eine Mischung aus Deutsch und Englisch sprechen, ihr Impuls entspricht damit dem englischen impulse und nicht dem Impuls der deutschen Physik.

Dieser Impuls setzt jedoch den Köper erstmal nicht in Bewegung, stattdessen füllt sich die, durch den Impuls auf den Köper, einwirkende Kraft nach und nach die Kraftkapazität (KK) des Körpers. Unser Körper hat eine KK von 100. Dies ist, nach den NRW-Sachverständigen, der Grund, warum sich Masseverschlüsse erstmal gar nicht bewegen, obwohl sie Kräfte am Stoßboden erfahren.

Sobald die KK eines Körper "voll" ist, kann sich dieser in Bewegung setzen. Dabei hat er Energie in der Grafik mit e abgekürzt. Wie viel Energie der Körper hat, wissen wir nicht, den e scheint nach den Beschreibungen einfach nur da zu sein. Was hingegen nach wie vor einen Wer hat ist die Kraftkapazität des Körpers, diese nimmt nur, aufgrund der Bewegung nach und nach ab. Der Körper "verbraucht" demnach KK bei seiner Bewegung. Unser Körper hat bereits 10 KK verbraucht und hat jetzt nur noch 90 von 100 möglichen Punkten. Die genaue Einheit von KK geht leider nicht aus den Beschreibungen hervor.

Nun trifft unser Körper (lila) auf ein Hindernis (flieder) dabei kommt es jedoch nicht zu einem Kraftstoß oder einem Austausch von Impulsen, sondern der Körper hält einfach an*. Dabei wird seine Energie (e) gleich Null, obwohl der Zustand vorher nicht mit einem Wert, sondern einfach nur mit seiner reinen Existenz bezeichnet wurde. Was jedoch bliebt ist die Kraftkapazität (KK), diese ist durch die weitere Bewegung zum Hindernis hin auf 85 gesunken. Bliebt Jedoch jetzt bei 85, da keine Bewegung mehr stattfindet.

Entfernen wir jetzt jedoch das Hindernis, geschieht etwas ganz erstaunliches: Der Körper, welcher zuvor zum halten gebracht wurde, fängt erneut an sich zu bewegen. Der Ursache dafür ist, nach den NRW Waffensachverständigen, die im Körper (lila) verbliebene KK, diese war in unserem Beispiel ja nicht auf 0, sondern auf lediglich 85 gesunken. Der Körper kann demnach, nach der Entfernung des Hindernisse sich einfach weiter bewegen, auch wenn er nicht erneut von außen angestoßen wird. Das ist auch der Grund dafür, dass Waffen wie die H&K P7 oder das Volkssturmgewehr Gustloff aus Sicht der NRW Sachverständigen ihre Schlitten geschlossen halten können, bis das Geschoss der Lauf der Waffe verlassen hat. Denn die verbleibende KK in den Schlitten kann diese öffnen, wenn das Hindernis, in Form des Belastungsgasdrucks, entfernt wurde.

Fazit:

Wie sehen also, dass die Physik der NRW-Sachverständigen komplett anders funktioniert als die wissenschaftliche Physik. Es wird jedem Axiom von Issac Newton widersprochen und selbst die Grundformaler der Mechanik "a = F/m" gilt nicht. Körper beschleunigen nicht entsprechend der Kraft eines Stoßes entsprechend ihrer Masse, sondern "absorbieren" Kräfte in eine Ominöse "Kraft Kapazität"  die diese dann Verbrauchen und sogar reaktivieren können, wenn Hindernisse entfernt werden.

Die Physik der Waffensachverständigen benutzt empirisch nicht adäquaten Theorien, um überkommenen vereinfachten Beschreibungen von Waffensystemen einen wissenschaftlichen Anstrich zugeben.

Das war jetzt soweit die Bewegung von Körpern aus Sicht der NRW Sachverständigen, die Sache mit dem Druck, ist wieder ein ganz anders Kapitel.

Service:

Hier nun für ehrlich technisch interessierte, wie das Szenario oben in der Realität ablaufen würde:

Auf unseren Körper (lila)*² wirkt eine Kraft (F). Er ist frei und statisch (nicht elastisch) also erfährt er eine Beschleunigung nach der Formal "a = F/m". Beschuldigung ist gleich der Kraft geteilt durch die Masse des Körpers. Freie Körper bewegen sich sofort, wenn sie einen Kraftstoß erhalten, bei kleinen Kräften und großen Massen sind diese Bewegungen sehr klein aber sie sind da. 

Nach dem Kraftstoß besitz ein Körper im Deutschen einen Bewegungs-Impuls, der nichts mit dem englischen impulse zu tun hat. Nach der Formal p=m*v ergo Impuls ist gleich der Masse mal Geschwindigkeit, kann man seinen Impuls auch genau in Newton-Sekunden bestimmen. Seine kinetische Energie lässt sich ebenfalls berechnen und zwar anhand der Formel kin_e = 1/2m*v² sprich kinetische Energie ist gleich halbe Masse mal Geschwindigkeit zum Quadrat. Das Ergebnis erhalten wird dieses mal in Joule. 

Wir sehen also wie viel mehr Formeln und Mathematik in der wissenschaftlichen Physik stecken und wie sagte schon Immanuel Kant: "In jeder reinen Naturlehre ist nur soviel an eigentlicher Wissenschaft enthalten, als Mathematik in ihr angewandt werden kann".

Stößt unser Körper nun gegen das Hindernis (flieder) so kommt es zu einem Impulsaustausch, eigentlich müsste unser Körper nun seinen Bewegungs-Impuls auf das Hindernis übertragen, wobei das Hindernis seinerseits einen Ruhe-Impuls auf den Körper überträgt. Bei dieser Wechselwirkung kommt es nach der Formal f=m/a wieder auch auf die involvierten Massen an. Wir wissen leider nicht wie groß die Masse unsere Erde (blau) ist. Gehen wir davon aus, dass diese extrem groß ist, werden wir erleben, dass es zu einer Rückprall Erscheinung unseres Körpers kommt. Dieser würde von Hindernis (flieder) einfach abprallen. Die Ursache dafür ist der Energieerhaltungssatz, dieser besagt, dass Energie nicht vernichtet werden kann. Die kinetische Energie des Körpers verschwindet nicht einfach und wird auch nicht im Körper gespeichert, wie bei den NRW-Sachverständigen, sie wird einfach durch den (zusammen)Stoß umgelenkt. Der Körper würde vom Hindernis abprallen und damit beginnen, sich nach rechts zu bewegen.

Dies tut er in unserem Beispiel jedoch nicht, um näher am Unsinn der Waffensachverständigen zu blieben. Hier bliebt unser Körper, also erstmal vor dem Hindernis stehen. Was aber unser Körper auf gar keinen Fall tut, ist, sich nach dem Entfernen des Hindernisses, wieder in Bewegung zu setzen, denn auch hier gilt F=m/a. Wenn F gleich 0 ist, dann muss auch m/a 0 ergeben. Bedeutet keine Kraft keine Beschleunigung wie auch der umgekehrte Fall: Keine Beschleunigung gleich keine Kraft. Körper, welche sich aus dem Nichts heraus in Bewegung setzen, gehören in das Gebiet des Okkultismus und des Geisterglaubens und nicht in den Bereich der Naturwissenschaft.

Da sich unser Körper nicht bewegt, fehlt mir leider das passende Bild, um den letzten Unsinn der NRW Waffensachverständigen zu zerpflücken. Körper haben keine Kraftkapazität, welche langsam verbraucht wird. Ein einmal angestoßener Köper bewegt sich auf alle Ewigkeit weiter gleichförmig in seine Richtung. Solange nicht eine anderen Kraft seinen Bewegungszustand ändert. Das gestoßene oder geworfene Gegenstände auf der Erde irgendwann zum stehen kommen, liegt zum einen an der Erdanziehung (Gravitation) und zum anderem am Luftwiderstand. Sachen die Waffensachverständige eigentlich aus der Ballistik kennen müssten.

*Kollisionen waren in der Zusammenfassung, welche ich gelesen habe, nicht zu finden und auch Menschen, welche das Originalmaterial gesehen haben, konnten diese in der Form in keiner Beschreibung finden. Ereignisse wie Verschlussträgeranstoß, Verschlussrückprall oder Zuführschock fehlen demnach in den Unterlagen komplett.

*²Betrachtet man die blaue Fläche unter dem Körper (lila) als Teil einer größeren Masse, müsste diese zudem eine Gravitationskraft auf diesen Ausüben. Dabei würde der Körper zu der blauen Masse hingezogen werden aber auch die blaue Fläche zu dem Körper.

Sinn und Zweck der Patrone .300 Blackout einfach erklärt

Hallo allem zusammen und herzlich Willkommen zu einem neuen Beitrag,

ich wurde auf einem Discord gefragt, ob Jemand denn mal möglichst einfach erklären könne, warum die Patrone .300 Blackout denn so etwas besonderes ist und da ich gerade etwas Zeit habe, übernehme ich dass doch mal mit Unterstützung.

Wenn man einen Schalldämpfer auf ein herkömmliches Gewehr schraubt, ich das leider nur die halbe Miete, denn neben dem Mündungsknall entsteht noch der Geschossknall. Dieser wird dadurch verursacht, dass das Projektil die Schallmauer durchbricht. Möchte man diesen Knall nicht haben, muss man dafür sorgen, dass die Projektil-Geschwindigkeit unter Schallgrenze bliebt.

.300 Blackout,
die Königin der Unterschallpatronen.

Das macht man meist einfach dadurch, dass man weniger Pulver in die Hülse lädt. Denn weniger Pulver erzeugt weniger Gasdruck und weniger Gasdruck beschleunigt das Geschoss im Lauf weniger stark und es fliegt am Ende deutlich langsamer. Das Problem ist nur, dass dann eine Hülse etwas so aussieht, wie hier auf dem Bild die zweite Patrone von links. Die Brennkammer der Patrone ist fast leer.

Zudem bekommen wir aufgrund der niedrigen Geschwindigkeit Probleme mit der kinetischen Energie, denn der Verlust an Geschwindigkeit resultiert auch in einem nicht unerheblichen Verlust von Zielwirkung.

Da unsere Geschwindigkeit begrenzt ist, wir wollen ja auf keinen Fall über die Schallgeschwindigkeit kommen, müssen wir unsere Zielwirkung aus der Masse des Projektils ziehen. Das tun wir, indem wir ein schweres Geschoss verladen, wie auf bei der dritten Patrone von links auf dem ersten Bild. Das hat zudem den Vorteil, dass wir bei einem schwereren Geschoss nun auch wieder etwas mehr Pulver verladen können, da ein schwereres Geschoss bei  gleichem Druck weniger stark beschleunigt wird, vereinfacht aus gedrückt.

Pulverwelle in einer Unterschallhülse

Nun ist unsere Brennkammer nicht mehr ganz so leer aber trotzdem haben wir ein großes Problem. Hält der Schütze die Waffe vor dem Schuss, zb. in der low ready Position, vor dem Schuss nach unten, befindet sich das meiste Pulver in der Geschossringniesche. Hat der selbe Schütze, die selbe Waffe mit dieser Munitionssorte vor dem Schuss jedoch nach Oben gehalten, so liegt das meiste Pulver in der nähe des Zündkanals aufgeschüttet. Bei beiden Fällen verhält sich die selbe Munition deutlich unterschiedlich bei Schuss. Beim Zweiten Fall kommt es sogar zu einer Pulverwelle, bei welcher das noch nicht entzündete Pulver wellenartig durch die Brennkammer schwabbt und am Geschossheck bricht. Was natürlich ebenfalls nicht gut für die Präzision ist.

Die erste Form der Abhilfe schafft hier Füllmaterial, welches beim Schuss mit dem Pulver verbrennt aber keine eigenen Rauchschwaden erzeugt. DieVerbrennungsrückstände sind jedoch meist schädlich für Lauf und Mechanik der Waffe.

Die wohl eleganteste Lösung sind Reduzierhülse, wie auf dem ersten Bild die vierte Patrone von links. Diese verfügen über eine reduzierte Brennkammer und können so wieder Ladedichten von 100% erreichen. Leider sind diese Hülsen zum einen sehr teuer und zum anderen recht schwer, die Ursache dafür ist, dass sie aus dem vollen gedreht und nicht aus Messingblech gezogen werden können.

Unterschallmunitionssorten für herkömmliche Patronen muss demnach entweder Abstriche bei der Präzision machen oder aber sie ist deutlich teurer in der Herstellung mit einem hohen Gewischt pro Patrone. Zudem müssen automatische Waffen, welche herkömmliche und Unterschall-Patronen verschießen sollen meist ein Geregeltes Gassystem anbieten oder bei der Verwendung von herkömmlicher Munition mit erheblicher Überfunktion zurecht kommen.

.300 Blackout als Über und
Unterschalllaborierung

.300 Blackout geht nun den Weg einer sehr kleinen Hülse in Verbindung mit einem sehr großen Geschoss. Diese Kombination ermöglich es herkömmliche und Unterschalllaborierungen mit hoher Ladedichte zu erschaffen. Bei der herkömmlichen Munition, hat das Geschoss eine vergleichsweise geringe Masse und eine hohe Setztiefe, das Geschoss ragt demnach nicht weit in die Pulverkammer hinein, welche ihrerseits mit viel Pulver gefüllt ist. Ergebnis ist ein rasantes Projektiv.

Die Unterschallform jedoch besitzt ein deutlich schwereres Geschoss, welches tief in die Brennkammer hineinragt und so den Brennraum deutlich reduziert, welcher jetzt mit deutlich weniger Pulver gefüllt werden kann, ohne die Ladedichte zu reduzieren. 

.300 Blackout ist so in der Lage Unter- und Überschallmunition mit identischen äußeren Abmessungen zu erlauben, ohne dass die Ladedichte unter präzisionsrelevante Prozentwerte fällt.

Auch automatische Waffen, haben mit den beiden Munitionssorten deutlich weniger Probleme. Die herkömmliche Überschall-Form besitzt zwar deutlich mehr Pulver und dadurch auch deutlich mehr Druck, jedoch verbleibt das leichte Geschoss nicht sehr lange im Lauf. Das Gassystem wird hier in einem kurzen Zeitraum stark angetrieben. Bei der Unterschallvariante steht zwar, durch die geringere Pulvermenge, weniger Druck zur Verfügung, jedoch bewegt sich das schwerere Geschoss deutlich langsamer durch den Lauf und dient so über einen längeren Zeitraum als Stopfen, welcher das Gas im Lauf der Waffe zurückhält, bis das Geschoss als Projektil den Lauf der Waffe verlässt. Hier haben wir weniger Druck, welcher aber über einen längeren Zeitraum wirken kann. Die Leistung, im physikalischen Sinne von Leistung über Zeit, der beiden Liberierungen ist im Idealfall beinahe identisch. Zumindest auf dem Papier, in der Realität muss doch meist das Gassystem der Waffen verstellt werden.

Ein weiterer Vorteil selbst der leichten Geschosse der Überschallvarinate ist, dass dieses immer noch deutlich schwerer ist als zb. ein herkömmliches 5,56mm Geschoss. .300 Blackout besitzt eine deutlich bessere Leistung, wenn die Patrone in Waffen mit sehr kurzen Läufen, von 13 Inch oder weniger, verwendet wird, als die meisten 5,56x54mm Liberierungen, welche oft Probleme bei derart kurzen Läufen aufweisen.

Der große Nachteil der .300 Blackout sind jedoch die hohen Kosten pro Schuss bei der Unterschallmunition. Diese wird dadurch verursacht, dass die extra schweren Geschosse deutlich höhere Materialkosten verursachen, da die auch einiges an Belastung standhalten müssen. Auch gibt es das große Problem, dass .300 Blackout in die Kammern 5,56x45mm Waffen eingeführt und gezündet werden kann, was dann jedoch meist zur Zerstörung der Waffe führt.

Das weit in das innere der Brennkammer ragende Geschoss ist dem starken seitlichen, radialen, Druck der Pulvergase schutzlos ausgeliefert. Würde man hier ein herkömmliches günstiges Bleigeschoss mit einem nur millimeterdicken Tombakmantel einsetzen, würde dieser Druck den Bleikern des Geschosses, wie einen Pickel, aus seinem Mantel herausdrück. Die Folge wäre eine Zerstörung des Unterschallgeschosses noch in der Patronenkammer.

Nun anschließen noch die Frage, warum man nicht einfach die günstigeren Geschosse der herkömmlichen Überschallmunition in Unterschallhülsen verladen kann.

.300 Blackout

Kann man natürlich machen aber dann hat man zum einen wieder das Problem mit der Pulverwelle bei geringer Ladedichte und zum anderen, aller Wahrscheinlichkeit nach, keine Unterschallmunition, da das leichtere Geschoss von der selben Pulverladung deutlich stärker beschleunigt werden würde, als das schwere Geschoss, welche zu dieser Munition gehört. Was die automatische Funktion dieser Mischmunition angeht, sehe ich ebenfalls schwarz, da wir nun wenig Gas über einen geringeren Zeitraum reden, als bei einem schweren Geschoss.

So, ich hoffe ich konnte die Frage beantworten und anschaulich erklären, warum die .300 Blackout so besonders ist.

Ach übrigens, die 9x39 mm von VSS Vintorez und AS Val schafft diesen Spagat aktuell noch nicht, da mit Überschallmunition geladene AS Val wohl einfach explodieren.

Das Öffnung-Paradoxon der Luger P-08 Parabellum Pistole

Hallo alle zusammen und herzlich Willkommen zu einem neuen Beitrag,

ich wurde gefragt, ob ich denn mal meine Meinung zum Öffnungs- oder Antriebs-Paradoxon der Luger abgeben kann. Damit sind natürlich vor allem die Ausführungen der Parabellum Pistole von George Luger gemeint, dessen bekannteste aber nicht einzige Ausführung der P-08 ist.

Um das Paradoxe an der ganzen Sache zu verstehen, müssen wir erstmal einen Blick auf das Verriegelungssystem der Luger werfen, denn diese verwendet ein Kniegelenk. Genauer ein unterknicktes Kniegelenk, dies bedeutet, dass das Gelenk entgegen seiner späteren Öffnungsrichtung leicht gebeugt ist. Damit unterscheidet sich die Luger von der Borchardt C93, diese verwendet ein gestrecktes Kniegelenk und der Erma KGP welche ein überknicktes oder angeknicktes Kniegelenk verwendet.

Wenn jetzt eine Kraft auf den Stoßboden der Waffe wirkt, versucht sich das Kniegelenk der Luger zu öffnen, jedoch in die falsche Richtung, da das Gelenk seine bereit vorher vorhandene Knickbewegt weiterführen möchte aber nicht kann, da die Bewegung vom oberen Waffengehäuse, im Handbuch der Luger P-08 Gabelstück genannt, im Weg ist. Weil Druck nun mal nicht intelligent ist, wird das Kniegelenk stumpf gegen das Gehäuse gepresst.

Mit der Beschleunigung des Geschosses kommt es nach Isaac Newton zu einer Gegenreaktion, welche den Schlitten der Luger, im Handbuch Gabelstück und Lauf genannt, nach hinten wirft, dabei trifft das nach außen geometrisch erweiterte Mittlere Gelenk, das namesgebende Kniegelenk, auf eine schräge Ebene welche Teil des Griffstücks ist und nun kommt es zum besagten Paradoxon. 

Um den Verschluss der Luger zu entriegeln, muss das Kniegelenk, bevor es sich nach oben öffnen kann, zunächst aus der bisher vorherrschenden Unterknickung heraus geholt und zunächst in eine gestreckte Position gebracht werden. Aus Sicht der Trigonometrie muss sich der Verschluss dabei jedoch erstmal dem Lauf für einige Millimeter nähern.

Dazu betrachtet man das unterknickte Kniegelenk als ein Dreiecke, wobei die beiden Arme als deren Schenkel a und b und eine gedachte Linie als Gesamtlänge des Verschlusses als c versteht. Wird nun der Winkel γ (Gamma) in der Ecke C (zwischen den Strecken a und b) vergrößert, also gesteckt, so verlängert sich die gedachte Stecke c. 

Der Verschlussabstand wird verringert, der Verschluss bewegt sich demzufolge auf den Lauf zu.

Darauf folgt nun die Erklärungsnot einiger Modelle, welche das Luger Paradoxon ausmachen. Befinden wir uns zum Beispiel in einem überkommenen Modell, welcher für den Antrieb nur eine Kraft kennt, dann müssen wir erklären, warum die Kraft an der Schräge in der Lage ist das Kniegelenk so zu öffnen, dass sich der Verschluss in Richtung Schussrichtug bewegt, während die Kraft, welche den Schlitten der Waffe nach hinten geworfen hat, ja versucht den Verschluss nach hinten zu treiben.

Oder nochmal aus einer anderen Perspektive. Der Stoßboden möchte sich gerne nach hinten bewegt, sitzt aber durch die Unterknickung des Kniegelenks in der Fall. Nun kommt es, dass das Kniegelenk von der Steuerkurve angestoßen wird, was für einige Millimeter dafür sorgt, dass der Stoßboden, entgegen der Stoßbodenkräfte, die Patronenhülse wieder weiter in das Patronenlager zurück drückt.

Wie zunächst auch ich selber, werden aufmerksame Leser nun natürlich anführen, dass das Ganze in etwas wie folgt aufläuft:

Die Stoßbodenkraft treibt den Schlitten, genauer Gabelstück, Lauf und Verschluss, an wobei diese eine gewisse kinetische Energie entwickelt. Nun kommt es im Lauf selber, erst durch die Geschossbewegung und später durch den Austritt des Geschosses, zu einem Druckabfall im Lauf und damit zu einer starken Abschwächung der Stoßbodenkraft.

Wenn nun die Koppelgruppe mit der ihr innewohnenden kinetischen Energie, mit dem Kniegelenk an die griffstückfeste Steuerkurve prallt, überwiegt, nach dieser Vorstellung, diese die Stoßbodenkräfte, welche zu diesem Zeitpunkt noch auf den Stoßboden wirken. 

So könnte man sich das Ganze zumindest erklären, wenn nicht bekannt wäre, dass die Luger unfassbar heiß öffnet und dass das Geschoss, der P-08, den Lauf gerade mal knapp verlassen hat, wenn es zum Kontakt zischen Kniegelenk und Steuerkurve kommt. Hochgeschwindigkeitsaufnahmen belegen dies.

Bei der langen P-08 befindet sich das Geschoss angeblich sogar noch im Lauf, was auch der Grund für die absurd hohe Feuergeschwindigkeit war, welche Prototypen der langen P-08 aufweisen, welche während des Ersten Weltkrieges auf Schnellfeuer umgebaut wurden.

Wer sich besser mit Innenballistik auskennt wird aufgrund dieser Tatsachen nun wissen, dass der Druck am Stoßboden einer Waffe, nach dem Austritt des Geschosses, nicht so schnell abfällt, wie einige das vermuten, dies ist auch gut so, denn der Restgrasdruck (eng. residual gas pressure) ist, wie bei beinahe allen Selbstladewaffen, mit verantwortlich für den Verschlussantrieb.

Besonders die Luger ist auf diesen zusätzlichen Antrieb, nach der Entriegelung, angewiesen, da der alleinige Stoß der Steuerkurve gegen das Kniegelenk dieses nicht ganz nach oben schleudern kann. Wird in eine Luger Pistole eine Lugersche Kröpfungrille (auch bekannt als Revelli-Rillen) eingeschnitten, welche ein herausdrücke der Patronenhülse nach hinten verhindert oder verlangsamt, kommt es bei einer Luger zu, durch Unterfunktion verursachten, Ladehemmungen.

Eine Luger ist demnach auf den Resteigengasdruck angewiesen, um zuverlässig zu funktionieren. Und hier beißt sich unsere Katze in den Schwanz und das Paradoxon entfaltet sein ganzes Arsenal der Verwirrung.

Wir haben eine Stoßboden-Kraft, welche die Lauf-Verschluss-Schlitten Gruppe antreibt, dabei entwickelt diese Gruppe kinetische Energie, welche dann aber gegen die ursprüngliche Stoßboden-Kraft ankämpfen muss, auch wenn es nur ein paar Millimeter sind, dieser Kampf muss gewonnen werden. Nach diesem Kampf wird die Stoßboden-Kraft jedoch vom Gegner zum Verbündeten und hilft dabei den Verschluss zu öffnen und diese Hilfe muss vorhanden sein.

Das Hauptproblem ist, dass die Stoßbodenkraft nicht plötzlich schwächer und dann wieder stärker werden kann.

Wer das ganze mal in der Realität nachvollziehen möchte, der braucht nicht weiter tun, als eine Bierflasche mit Plöpp-Verschluss ordentlich schütteln. Wenn man nun mit beiden Daumen versucht den Verschluss aufzudrücken, ist es erst schwer, wird dann noch schwerer, bis es dann laut Plöpp macht und der Verschluss regelrecht aufspringt und sich der Inhalt der Flasche über den Boden ergießt. Auch hier muss man bei den erstem paar Millimetern der Öffnungsbewegung zunächst gegen den Druck im Inneren der Flasche ankämpfen, bis einem dieser dann, nach Überwindung des Streckpunktes, plötzlich hilft und einem der Riegel der Flasche regelrecht aus den Finger springt.

Um das Paradoxon nachhaltig aufzuklären, müsste man eine Luger mit einer blinden Auszieherkralle und einer Madenkammer ausstatten. Eine blinde Auszieherkralle ist einfach eine Auszieherkralle, welche keine Kralle mehr hat und so eine Patronenhülse nicht ausziehen kann. Eine Madenkammer ist eine Patronenkammer, welche über eine oder mehrere Schrauben verfügt, welche innen so auf die Patronenhülse drücken, dass diese sich nicht mehr nach hinten, aus dem Patronenlager heraus, bewegen kann. Würde man nun noch eine Zeitlupenaufnahme von einer so manipulierten Luger machen, würde man sehen welche Bewegung das Kniegelenk alleine angetrieben durch den Aufprall auf die Steuerkurven vollführen könnte.

Das Ergebnis wird wahrscheinlich nicht sehr weit, oder nicht sehr hoch sein, denn George Luger hat seine Parabellum Pistole nicht aus Spaß als äußerst heiß öffnendes System entwickelt.

Stahlschrot und Stahlbeschuss bei jagdlichen Schrotflinten einfach erklärt

Hallo alle zusammen, da ich wohl bekannt dafür bin, komplizierte waffentechnische Sachverhalte sehr einfach und anschaulich zu erklären, wurde ich gefragt, ob ich denn mal die Sache mit Stahlschrot und dem dazugehörigen Stahlbeschuss von jagdlichen Schrotflinten erklären kann.

Von mir aus kein Problem. Aber bedenkt, dass ich hier einige Sachen stark vereinfache, wie ursprünglich gewünscht.

Jeder kennt sich Schrot, man schießt mit vielen kleinen Kügelchen, welche man eigentlich einzeln Schrote nennt, diese bestanden für hunderte Jahre aus Blei und wurden meist für die Jagt auf kleine Tiere, vor allem Vögel verwendet. Da diese Tiere meist recht schnell sind, geht es bei einem erfolgreichen Schrotschuss viel um Reaktion, Muskelgedächtnis, Erfahrung sowie Intuition. In dieser Zeit sind auch viele Daumenregeln entstanden, um Anfänger bei der Abschätzung von Entfernung und Vorhaltedistanz unter die Arme zu greifen.

Irgendwann ist man dann auch die Idee gekommen, dass es vor allem in der Nähe von Gewässern nicht die beste Idee ist, kleine Bleikügelchen in der Gegen zu verteilen. Also hat man nach einem alternativen Material gesucht, welches ähnlich preisgünstig und leicht zu verarbeiten ist wie Blei. Dieses hat man dann in Weicheisen gefunden, welches die ersten Hersteller jedoch als Stahl bezeichnet haben, wahrscheinlich aus Marketinggründen.

Das Problem bei diesem Weicheisen war nun, dass es natürlich ein völlig anderen spezifisches Gewicht hat als Blei. Wer ist Physik oder schusswaffentechnischer Ballistik oder optimal natürlich in beidem gut aufgepasst hat, der weiß, dass man einen leichteren Körper mit der selben Kraft natürlich erstmal besser beschleunigt, dieser aber über Entfernung schneller wieder an kinetischer Energie und auch an Reichweite verliert. Weicheisenschrot verhält sich als ballistisch ganz anders als das gute alte Blei.

Hätten die Hersteller also nun lediglich das Blei gegen Weicheisen ausgetauscht, so wären hunderte Jahre an jagdlicher Erfahrung über den Jordan gegangen und auch die Daumenregeln hätten neu austariert werden müssen. Da man das jedoch nicht wollte, hat man vereinfacht ausgedrückt die Pulverleistung in den Schrotpatronen soweit erhöht, bis das neue Weicheisen ähnliche ballistische Eigenschaften Ausweis wie das alte Blei. Dies gelang jedoch nur für die üblichen Schrotschussentfernungen, erleichtere jedoch einer ganzen Generation an Altjägern das Leben ungemein.

Das Problematische an der größeren Pulverleistung ist jedoch, dass Gasdruck nun mal allseitig ist und nicht nur selektiv die Schrotgarbe durch den Lauf beschleunigt, sondern auch die Waffe stärker belastet.

Was bei den meisten anderen Waffenkategorien kein großes Problem gewesen wäre gestaltete sich vor allem bei Querflinten problematisch, da diese in der Regel möglichst leicht gebaut sind. Dies hat seinen Ursprung in der Schwingbarkeit oder Schwingführigkeit. Bei einem schwingenden Schuss folgt der Waidmann einem quer zu ihm fliegenden Vogel mit der Flinte und einer gewissen Vorhalte. Wer mit diesen Begriffen so gar nichts anfangen kann, der denke einfach an den klassischen Skeetstant mit seinen querfeldein geschleuderten Tontauben.

Eine Flinte lässt sich umso besser schwingen je leichter sie ist, da sie weniger Masseträgheit aufweist und auch besser wieder zum halten bringen, da sie, einmal geschwungen, einen weniger starken Bewegungsimpuls inne hat.

Das leichte Gewischt, oder physikalische gesprochen die geringe Masse, dieser Skeet- und Federwild-Flinten wird meist durch deutlich geringere Wandstärker an Lauf und Patronenlager erreicht sowie durch den Verzicht auf ausgefallene Verriegelungen wie nach Kersten oder Greener. Meist kommt nur eine einfache Laufhaken- oder sogar nur eine Gelenk-Verriegelung zum Einsatz.

Diese Flinten besitzen aus den genannten Gründen meist nur eine Zusatzbelastungsstärke von 5-7% semiantike Modelle, aus der Zeit vor der C.I.P., können sich sogar den 2% nähern. Gemeint ist damit, dass diese Flinten nur 2% mehr Druck vertragen als jene Munition besitzt, für welche sie gebaut worden.

Das die stärkere Ladung von Weicheisenschrot jedoch deutlich darüber liegt bis 17% ist das Verschießen dieser Munition nicht aus allen Flinten sicher - zumindest nicht für deutsche Standards.

Aus diesem Grund muss auf einer Flinte angegeben werden, ob diese für die Verwendung von stärker geladener Weicheisenmunition geeignet ist oder nicht. Da wir im Land der Normen und Prüfer leben, darf ein Büchsenmacher natürlich nicht einfach selber bestimmen, ob eine von ihm gebaut Flinte mit dieser Munition klar kommt.

Eine passende Waffe wird von ihrem Büchsenmacher oder der jeweiligen Waffenfabrik an das deutsche Beschussamt gesendet, welches dann einen sogenannten "Stahlbeschuss" durchführt und der entsprechenden Flinte danach ein S oder eine schönere Schwertlilie einstanzt. Es ist natürlich mal wieder bedenklich, dass sich ein Werbebegriff in deutsche Ämter eingeschlichen hat aber so ist es jetzt nun mal.

Fazit:

Stahlschrot ist nicht aus Stahl, sondern aus Weicheisen. Der Stahlbeschuss den Flinten für diese Munition hat nur in zweiter Linie damit zu tun, dass Stahl härter ist als Blei, sondern kommt vor allem daher, dass Stahlschrot fast immer eine stärkere Pulverladung mitbringt, welcher eine Flinte mit amtlichem S oder einer Schwertlilie standhalten kann.

Die stärkere Pulverladung haben Hersteller eingesetzt, damit Weicheisenschrot sich so ähnlich wie möglich wie Bleischrotverhält, damit sich die Waidmänner nicht so stark umgewöhnen mussten.

Alte Flinten halten Stahlschrotmunition meist nicht aus, da diese zu ihrer Zeit so leicht wie möglich gebaut wurden, damit man sie besser schwingen kann.

Anmerkung:

Es kann in seltenen Fällen vorkommen, dass man es mit einer Flinte zu tun bekommt, dessen Lauf aus einer Legierung besteht, welche derart weich ist, dass selbst Weicheisen diesem innen abreiben oder deformieren kann, wenn die Munition keinen Schrotbecher besitzt. Auch kann es an sehr engen Würgebohrungen zu Abrieb oder Druckspitzen kommen, bei denen der Lauf dann regelrecht gestreckt wird. Diese Fälle sind zwar selten, müssen aber rechtlich bei einem Stahlschroteignung genauso ausgeschlossen werden. 

Grundladen:

Eduard Kettner Jagdwaffenkunde, Walter Biertümpel & Hanns-Joachim Köhler

Jagdwaffenkunde, Willie Barthold

Alles über Jagdwaffen in Theorie & Praxis, Wolfgang Rausch

Alles über Munition für Jagdwaffen in Theorie und Praxis, Selbiger

Jagdballistik Die Lehre vom Jagdlichen Schuss, Walter Lampel, Georg Seitz

Jagdliches Schiessen, Johannes Richter

Schiesstechnisches Handbuch für Jäger und Schützen, Walther Lampel

Visier Special Ausgabe 66 Geschosse und Ballistik

Feuerwaffen Kompensator erklärt nach Blaise Pascal, Isaac Newton und Thermodynamik

Hallo alle zusammen und herzlich Willkommen zu einem neuen Beitrag zum Thema Waffentechnik. Dieses mal sehen wir uns den Kompensator oder genauer den Mündungskompensator an, welcher man meist an Feuerwaffen findet, um dem Hochschlag entgegen zu wirken.

Die meisten wissen sicher, dass dieses Bau- oder meist Anbauteil die Pulvergase nach oben entlässt, was dabei genau passiert ist jedoch umstritten. Bedeutet, es gibt verschiedene Erklärungsansätze, dabei geht es jedoch nicht um richtig oder falsch, sondern um das physikalische Modell in welcher man sich gerade bewegt. Mit der Hoffnung, dass sich die Ambiguitätstoleranz in der deutschsprachigen Waffengemeinde wenigstens ein wenig verbessert hier drei Erklärungen nach Blaise Pascal, Issac Newton und der Thermodynamik. 

Blaise Pascall

Das erste Modell betrachtet die einzelnen Stöße, welche die vielen Gasteilchen den begrenzenden Flächen geben. Bei einem Kompensator bekommt die Unterseite mehr Stöße ab als die (nicht vorhandene) Oberseite, weswegen der Kompensator nach unten gedrückt wird. Bei einer Mündungsbremse würden die, zum Rohr hingerichtete, Prallfläche mehr Stöße durch Gasteilchen erfahren als deren Vorderseite.

Isaac Newton

Das zweite Modell ist nach Isaac Newton betrachtet und wirft einen genauen Blick darauf, welche Massen in welche Richtungen das System verlassen. Jede dieser "abgeschleuderten" Massen erzeugt eine auf das System wirkende Gegenreaktion. Das Geschoss Erzeugt dabei die stärkste Gegenreaktion (Oranger Pfeil-R) welche das Rohr nach hinten treibt (Geschossrückstoß), auch die nach vorne austretenden Pulvergase (horizontaler Roter Pfeil-R) treibt das Rohr nach rückwärts (Gasrückstoß oder Raketeneffekt). Die bei einem Kompensator nach oben austretenden Gasschwaden, erzeugen enefalls eine Gegenreaktion (vertikaler roter Peil-R), welche den Kompensator und damit das Rohr nach unten drücken. Das Resultat ist ein geänderter Gesamtimpuls der Waffe (blauer Pfeil-i). Dieser Ansatz erklärt die Wirkung einer Mündungsbremse jedoch nur in sofern, dass die meinst symmetrisch seitlich austretenden Pulvergase einer Mündungsbremse nur vom Raketeneffekt abgezogen werden.

Thermodynamik

Die modernste Form der Erklärung ist die der Thermodynamik. Hier wird dem gesamten System Waffe ein Masseschwerpunk Σmx gegeben, dieser umfasst alle Massen innerhalb der Waffe, ergo Waffengehäuse, noch unverbranntes Pulver und Geschoss. Bricht der Schuss setzt sich das Pulver in Gasschwaden um, welche das Geschoss antreiben. Dabei werden Gasschwaden und Geschoss nach wie vor als Teil der Gesamtmasse gesehen, welche zusammen mit dem Waffengehäuse immer noch einen Masseschwerpunkt Σmx besitzen. Nimmt man den Schützen als physikalischen Referenzpunkt, so verschiebt sich der Σmx durch Geschoss und Gasschwaden Bewegung nach vorne. Da der Σmx jedoch versucht, unbewegt zu bleiben, erfährt der Schütze Rückschlag entsprechend der Verlagerung des Σmx nach vorwärts. Beim Einsatz eines Kompensators, als auch beim Einsatz einer Mündungsbremse tritt ein Teil der Gasschwaden seitlich aus dem System heraus, wodurch es dich der Σmx nicht so weit nach vorne verlagert, als dies bei einer herkömmlichen Rohrmündung der Fall wäre. Bei einer reinen Mündungsbremse würde sich der Σmx weiterhin auf der Laufseelenachse befinden, bei einem Kompensator wandert er jedoch zusätzlich nach oben, da ein Teil der Gasmasse nach oben austreten kann. Um den Gemeinsamen Masseschwerpunkt Σmx unbewegt zu halten, sucht das Waffengehäuse nach unten zu wandern.

Sor, ich hoffe ich konnte helfen.

Die echten Namen der Waffen aus Battlefield 6

Hallo alle zusammen und Willkommen zu einem neuen Beitrag, 

wie bei jedem größeren Videospiel, welches leider falsche Namen für seine Waffen verwendet, bekommt auch das neue Battlefield 6 eine List von mir mit den realen Namen der darin vorkommenden Waffen. Bitte bedenkt dabei, dass das Spiel aller Wahrscheinlichkeit nach nach und nach neue Waffen dazubekommen wird und ich leider nicht immer die schnellste bin, was sowas angeht. Aber los gehts:

- Pistolen -

P18 ist eine M18 / SIG P320

M45A1 ist richtig

ES 5.7 ist eine FN Five-Seven Mk3 MDR

M44 ist ein Taurus Raging Hunter

- Maschinenpistolen -

SGX ist eine SIG MPX

PW5A3 ist eine HK MP5 A5

PW7A2 ist eine HK MP7 A2

UMP-40 ist  richtig

USG-90 ist eine P90 (nicht TR)

KV-9 ist eine Kriss Vector

SCW-10 ist ein Brügger & Thomet APC-10

SL9 ist fiktiv

- Karabiner -

M4A1 ist ein Colt Model 933

M277 ist ein M7 / XM7 / SIG Spear

AK-202 ist richtig

M417 A2 ist ein HK417 A3

GRT-BC ist eine FB GROT B10

QBZ-192 ist richtig (枪 步枪 自动)

SG 553R ist richtig

- Sturmgewehre -

M433 ist ein HK433

B36A4 ist ein G36

SOR-556 MK2 ist eine Mk.16 / SCAR-L / SCAR-16

AK4D ist richtig, es ist die schwedische Version des G3A3

TR-7 ist eine TAR-7

KORD 6P67 ist eine A-545, 6P67 ist dessen GRAU-Nummer

NVO-22BE ist eine Galil ACE 33

L85A3 ist richtig.

- Maschinengewehre -

L110 ist ein L110A1 die britische Version des M249 / FN Minimi

DSR-IAR ist eine M27 IAR / HK416

M/60 ist ein M60 E6

RPKM ist richtig

M123K ist ein HK MG4 KA3

M250 ist ein SIG MMG-338

KTS100 MKB ist eine Ulimax 100 Mk 8

M240L ist richtig

- DMR -

M39 EBR ist ein M1A mit EBR-Schaft

LMR27 ist fiktiv

SVK-8.6 ist ein SVCh 8.6

SVDM ist richtig

- Scharfschützengewehre -

M2010 ESR ist richtig

SV-98 ist richtig 

PSR ist ein Barett MRAD Mk22

- Schrotflinten -

M87A1 ist eine Remington M870 mit Magpul Schäftung

M1014 ist richtig

18.5KS-K ist eine Molot VEPR 12 (keine Saiga 12k)

Da manche Waffen zwei Namen haben, meist einen militärischen und einen kommerziellen, habe ich meist beide genannt und mit einem Schrägstich getrennt. Der militärische Namen steht dann zuerst.

So ich hoffe ich konnte helfen. Wenn sich was tut sagt ruhig bescheid, dann versuche ich die Liste so schnell wie möglich auf den neusten Stand zu bringen.