Posts mit dem Label technik werden angezeigt. Alle Posts anzeigen
Posts mit dem Label technik werden angezeigt. Alle Posts anzeigen

15. April 2026

Strömungsdynamik - Die Physik der NRW Waffensachverständigen erklärt Teil 5

Hallo alle zusammen und herzlich Willkommen zum nächsten Teil unsere Serie zu Physik der Waffensachverständigen aus NRW. Da ein deutlich stärkeres Interesse am Thema besteht, als wir ursprünglich erwartet haben geht es auch direkt weiter, ob wohl fünfzig Prozent von uns ein wenig angeschlagen sind.

Aber nochmal ganz kurz erklärt worum es eigentlich geht und zwar so, dass auch Menschen es verstehen, welche nicht so Tief im Thema Waffenkunde sind wie wir. Es gibt eine kleine Gruppe von Menschen im Bundesland NRW, welche vom Staat als Waffensachverständige verbrieft und abgestempelt wurde. Dabei wird jedoch nicht verfahren wie zum Beispiel bei KFZ-Sachverständigen, welche der Staat erst ausbildet, dann in die freie Wirtschaft entlässt und sich diese nach einigen Berufsjahren dann wiederholt. Waffensachverständige dagegen, bilden sich gegenseitig aus und rekrutieren sich oft aus Soldaten. Erstes hat den Effekt einer langen Kette von Stille Post und das zweite sorgt dafür das die sogenannten vereinfachten und beruhigenden Erklärungen Eingang in den dortigen Wissenkreislauf fanden. Ergebnis ist ein "Wissen", welches vorwiegend aus Hörensagen, Legenden und stark vereinfachter Küchenphysik bestehen. Jetzt mögen einige einwenden, dass man ja einfach alles mal sichten und widerlegen könnte. Das Problem bis her war aber, dass das Wissen der NRW Waffensachverständigen nur zum Teil verschriftlich vorliegt und dass auch noch unter Verschluss. Nun hat hat sich aber Jemand dort eingeschlichen, alles Material kopiert aber leider nicht veröffentlicht, da uns hier leider das Urheberrecht einen Strich durch die Rechnung macht. Also wurde alles vom Waffensachspion zusammengefasst und auf aus dieser Zusammenfassung leisten wir hier unseren bescheidenen Anteil und leiten die Grundregel der Physik der NRW Waffensachverständigen aus diesen ab.

Dieser Artikel hier, baut stark auf den vorherigen "Erkenntnissen" über Druck sowie denen aus der Fluidmechanik auf.

Und auch hier wieder eine deutlich Warnung! Die folgenden Erklärungen zur Strömungsdynamik können bei naturwissenschaftlich vorgebildeten Menschen starke körperliche und seelische Schmerzen hervorrufen. Wir haften nicht für bleibende sowie temporäre Personen- und Sachschäden.


Um die Strömungsdynamik der Waffensachverständigen zu erfassen sehen wir uns ein System auf der XZ-Achse, ergo der Vogelperspektive an. Hier sehen wir von oben ein Labyrinth in welches, in der oberen rechten Ecke, Wasser eingegossen wird. Wie wir im Teil zu Strömungen gelernt haben, suchen sich Strömungen nicht nur den Weg des geringsten Widerstandes, sondern sind vielmehr in der Lage, diesen bereits vor jeder Bewegung vorauszusehen. Das eingegossene Wasser weiß also, dass der gestrichelte hell grüne Pfeil der Weg des geringsten Widerstanden sein wird. Da das Wasser oben unten sowie rechts durch Wände "blockiert" wird, fließt es zunächst nach links.


Bei der Fließbewegung entsteht nach den NRW Waffensachverständigen eine "Welle". Dabei entspricht der Wortgebrauch eher der Umgangssprache, als der physikalischen Definition einer echten Welle. Nach dieser bewegt sich bei einer Welle keine große Masse an Materie, aber das erklären wir im noch folgenden empirischen Appendix.

Hier macht sich also unsere Welle auf in Richtung des geringsten Widerstandes und nimmt dabei "e" auf, ergo die mysteriöse Bewegungsenergie der Waffensachverständigen (das was in der seriösen Physik der Impuls wäre).

Diese Bewegungsenergie "e" sorgt dann auch dafür, dass die "Welle" erstmal doch nicht den Weg des geringsten Widerstandes geht, sondern erstmal geradeaus in die Sackgasse oben links strömt.

Da Wellen eine Form von Druck sind und Druck das gleiche ist wie Stoß, gibt die Welle dem Labyrinth an dieser Stelle einen Stoß und würde das Labyrinth nach links bewegen, wenn dies möglich wäre. Dies geht aus den Unterlagen zu Schalldämpfern hervor.


Da das Labyrinth jedoch fest ist, hat der Stoß dort keinen Erfolg und wenn Stöße keinen Erfolg haben kehren sie um. Das sieht man aus Sicht der Waffensachverständigen auch Deutlich an Feuerwaffen des Typ Vordrucklader. Da hier der Rückstoß keinen Erfolg beim Verschluss (gemeint ist der Stoßboden) hat, macht er kehrt und zieht stattdessen den Lauf dieser Waffen nach vorne.

Unsere "Welle" macht also frustriert kehrt und nimmt nun doch wieder den Weg des geringsten Widerstandes und fließt durch die Öffnung in den Rest des Labyrinthes.

Dieses Prinzip der frustrierten Umkehr von Kräften wurde auch Nachfrage vom Waffensachspion auch als Erklärung dafür herangezogen, dass Bälle genau deswegen von Wänden abprallen. Der Ball kann die Wand nicht bewegen, also kehrt sich seine Bewegungsenergie einfach um. Weswegen dann Bälle auch von beweglich gelagerten Türen abprallen, die sich nach dem Zusammenprall auch bewegen wurde ausweichend beantwortet*.


Nun gerät unsere Welle an einen Scheideweg und trifft frontal auf eine Wand des Labyrinths, von welchem es zwei Wege gibt. Davon führt eine in eine Sackgasse, der andere aus dem System heraus. Die angenommene Intelligenz der Strömung weit der Welle (kleine blaue Pfile) jedoch den richtigen weg und es kommt zu einer Wellenbewegung nach rechts. 

Zudem sind Strömungen nicht nur in der Lage, den Weg vorauszusehen, sie wissen zudem, wo sie mit Druck (was das Gleich ist wie Stoß) Erfolge erzielen können werden. Aus diesem Grund drückt der Druck im Gasblock einer AK auch erstmal nur uns ausschließlich auf den Kolben und nicht auf die Wände des Gasblocks. Dies geht angeblich aus einer Nachricht in einer Chatgruppe der Waffensachverständigen hervor, in welchem verneint wurde, dass der Gasdruck im Gasentnahmeblock einer Kalaschnikow diesen, und den damit verbundenen Lauf, nach unten biegen könne.


Im Zeitabschnitt sechs (t6) folgt die "Welle" (kleine blaue Pfeile) weiter dem Weg des geringsten Widerstandes und bewegt sich auf die äußere rechte Wand des Labyrinthes zu.


Nun trifft die "Welle" auf die begrenzende Labyrinthwand, überträgt dieses mal jedoch keine Bewegungsenergie aus diese. Dies steht auf den ersten Blick im starken Widerspruch zu den Ereignissen zwischen t3 und t4, wo der Labyrinthwand ein Druck/Stoß versetzt wurde. Der Grund kann dabei nur darin liegen, dass es sich oben links im Labyrinth um eine Sackgasse handelte, bei der Nische, wo sich die "Welle" nun zum Zeitabschnitt sieben befindet, gäbe es nicht nur den Weg zurück, sondern den weg nach unten, um die Kurve herum.

Diese seltsame Erklärung ergibt sich, wie nicht anders zu erwarten, aus dem recht jungen Material der Waffensachverständigen zu Schalldämpfern. Hier werden dem Schalldämpferkörper nur Stöße nach vorne gegeben, bedeutet nur die zur Waffe hinzeigenden Oberflächen der Lamellen erfahren Stöße, nicht so die nach vorne gerichteten und auch die Außenwände der Schalldämpferrohre erfahren keine Stöße. 

Nun hat es die Strömung (lila Pfeil) geschafft, der "Welle" (blaue Pfeile) den richtigen Weg zu zeigen. Da der richtige Weg nun geschafft ist, entschließt sich auch das Wasser aus der Sackgasse, oben links im Labyrinth, nach zu fließen und den Weg raus aus dem System zu nehmen. Würde nun kein weiteres Wasser oben rechst nachgegossen werden, würde sich das gesamte Labyrinth leeren.

Wer aber im vorhergingen Teil aufgepasst hat der weiß, dass sollte vorher noch eine Öffnung oben im Labyrinth entstehen, könnte die gesamte Strömung kehrt machen und nach oben abfließen. So wie der sich später öffnende Verschluss einer schallgedämpften Feuerwaffe, dafür sorgt, dass alle Pulvergase aus dem Schalldämpfer nach hinten aus der Waffe herausströmen.

Empirischer Appendix 5a

Nun aber genug von dem Unsinn der Waffensachverständigen und ihren intelligenten Strömungen. Nun kommen wir zum schwierigen Teil, denn Strömungsmechanik hört sich deutlich einfacher an als sie eigentlich ist, besonders die Darstellung im zwei dimensionalen Raum ist eine nicht zu unterschätzenden Herausforderung, weswegen dieser Appendix hier so ziemlich das schwierigste wird, was wir bisher für diesen Blog geschrieben haben. Wer der englischen Sprache mächtig ist, kann sich gerne dieses Video hier ansehen, wo es zwar in erste Linie um elektrische Strömungen geht aber diese werden anhand von Fluidströmen sehr gut erklärt. 

Das Tolle an unserem kleinen Labyrinth ist, dass jeder mit ein paar Lego oder besser Duplo-Steinen das ganze einfach nachbauen kann. Da Wasser für eine genaue Beobachtung meist zu schnell fließt, kann man auch einfach Sand oder, wie wir das damals auf dem Gymnasium hatten, mit Erbsen erleben. Bei letzterem muss man jedoch das Labyrinth recht hoch bauen, da die vertikale Fluidität von Erbsen recht schlecht ist. Mit vertikaler Fluidität meint man übrigens den Drang einer Teilchen, oder im Fall von Erbsen den Drag der einzelnen Erben, von einander herunter zu rutschen, wenn man versucht diese über einander anzuordnen.

Hier sehen wir nun unser Labyrinth, in dessen obere rechte Ecke Wasser eingegossen wird. Da in der Realität Druck allseitig ist und sich eben nicht auf intelligente Weise den Weg des geringsten Widerstandes suchen kann, fließt es nach alles Seiten hin weg. Dabei kann man sich das ganze wirklich wie viele viele kleine Erbsen vorstellen, welche zunächst vertikal aufeinander liegen aber dann nach dem Bruchteil einer Sekunde bereits von einander herunter rutschen. Nur das H2O-Wassermoleküle (Dihydrogenmonoxid) sehr klein sind.

Sobald das Wasser mit den Wänden des Labyrinthes in Kontakt kommt, gilt actio-reactio das Wasser übt eine Kraft auf die Wände aus aber die Wände üben auch eine Kraft auf das Wasser aus und hinderten  das Wasser (kleine blaue Pfeile) durch ihre Gegenkraft (kleine graue Pfeile) daran in diese Richtung weiter zu fließen. Die Wassermoleküle welche an den Wänden anliegen, werden an jeder weiteren Bewegung nach oben, unten sowie nach rechts gehindert. Es bliebt dem Wasser nur der Weg nach links. Das Wasser hat durch die Allseitigkeit seines Drucks den "richtigen" Weg regelrecht erraten.


Durch das abfließen nach links vom Ursprungort, sinkt der Druck in dieser Richtung, dies wiederum veranlasst, dass die weiter nachgeschütteten Wassermoleküle in diese Richtung fließen. Dabei sind die Wassermoleküle ebenso wenig intelligent, wie eine Erbse in einem Labyrinth aus Legosteinen. 

Bei der nun einsetzenten Bewegung des Wassers handelt es sich nur der Umgangssprache nach um eine Welle. Denn in der Physik wird eine Welle eigentlich als eine sich vorsetzende Zustandsänderung ohne bewegte Materie definiert. Wenn man zum Beispiel einen Teppich ausschüttelt und dabei Wellen erzeugt, bewegt sich das vordere Ende, an dem man schüttelt, niemals zum Ende, wie man gut am Muster erkennen kann. In unserem Beispiel bewegen sich jedoch die Wasserteilchen vorne aktiv durch das Labyrinth. Der Fachbegriff variiert ein wenig in der Fachliteratur zur Strömungsmechanik aber wir verwenden hier den Begriff der Flutung, der in unseren Augen besser vom Begriff der Welle abgetrennt ist als die zweite Option Brandung.


Bei ihrem Weg durch das Labyrinth gewinnen die Wassermoleküle, welche Teil der Flutung sind an kinetischer Energie (kin_e), diese ist eine Folge der Schwerkraft, welche die Wassermoleküle von dem sich im Ursprung bildenden Wasserberg herunterzieht. Dabei ähneln die einzelnen Wassermoleküle unseren Beispielhaften Erbes, welche beim herunterrollen von sich aufbauenden Erbsenturm ebenfalle kinetische Energie aufbauen können.

Diese kin_e ist dann auch verantwortlich dafür, dass erstmal deutlich mehr Wasser in die Sackgasse fließt als nach unten. Und ja es fließt dabei auch eine ganz erbleiche Menge Wasser nach unten, oder eher nach Süden, da unten eigentlich als tiefere Punkt definiert wäre. Die Ursache dafür ist, wieder mal die Allseitigkeit des Drucks, welcher jede Möglichkeit zur Expansion ausnutzt und da die Öffnung nach Süden keine begrenzenden Wände bietet, welche dieser Expansion durch ihre Gegenkraft Widerstand leisen könnten, nehmen einige Wassermoleküle diese Gelegenheit war. Dabei sind diese jedoch immer noch nicht intelligent, sondern rollen einfach, wie Erbsen mal in diese und mal in die andere Richtung aber damit beträten wie die Gefilde der Chaostheorie.


In der der Sackgasse passiert nun etwas sehr sehr wichtiges und zwar staut sich hier das Wasser, da es nicht nach vorne wegfließen kann, halten Wassermoleküle hier einfach an. Das passiert solange, bis der Pegel in der Sackgasse sich mit dem Pegel an der Abzweigung angleicht. Ab diesem Zeitpunkt hilft es die Wassermasse innerhalb der Sackgasse als einen eigenen fluidmechanischen Köper zu betrachtet, welcher nicht mehr Teil der Strömung ist. Dieser Fuildkörper übt nun eine Gegenkraft auf das nachströmende Wasser aus (kleine blaue Pfeile), diese Gegenkraft drück so auf das nachströmende Wasser, dass es sich ähnlich verhält wie die Begrenzung des Labyrinths. Das Wasser in der Sackgasse verbleibt dort und ein Austausch von Teilchen findet nur noch im Ramen der Brownschen Molekularbewegung statt.  


Durch die fluidmechanische Begrenzung der Sackgasse geht die Strömung (rosaner Pfeil) wirklich den Weg des geringsten Widerstandes. Jedoch nicht als Folge einer inneren Intelligenz, sondern deswegen, weil die Allseitigkeit des Drucks und die dahinter liegende Zufälligkeit der Bewegung von Millionen von Wassermolekülen diesen Weg des geringsten Widerstandes regelrecht erraten.

Auf die Probe gestellt wird dieses Prinzip noch einmal in dem Moment, in welchem die Strömung (rosaner Pfeil) auf die Abzweigung trifft. Aufgrund der nach der Kurve wieder aufgenommenen kinetischen Energie trifft unsere Flutung (umg. Welle) auf die Wand das Labyrints und übertragt dabei natürlich wieder kinetische Energie auf diese. Dabei darf aber nicht vergessen werden, dass auch auf alle anderen Wände, welche Kontakt mit Wasser haben, eine Kraft einwirkt und zwar der Statische Druck. Auch die stehenden Wassermassen in der Sackgasse üben diesen Druck aus. Dabei ist dieser statische Druck vor allem davon abhängig, wie hoch das Wasser an der jeweiligen Stelle steht.

Das gleich lässt sich auch bei Erbsen in einem Legolabyrinth beobachten. Wenn man hier nicht anständig Fuge-Stein-Fuge gebaut hat, sondern Stein-auf-Stein, kann einem bei entsprechend hobem Erbsenstand auch mal ein Loch in die Mauer brechen.


Da Druck nach wie vor allseitig ist, strömt der Wasser nun zu gleichen Teilen nach links wie nach rechts*², wobei zwei temporäre Strömungen (rosa Pfeile) entstehen, da es zu diesem Zeitpunkt noch nicht klart ist, welche Richtung am Ende der Weg des geringsten Widerstandes sein wird. Dabei sollten wir kurz erwähnen, dass auch dieser "Weg" nicht willkürlich ist, sondern immer den Weg vom Eingang, in der Fluidmechnik oft Füllstelle genannt, zum Ausgang ergo dem Ablauf ist.

Dauerhafte Strömungen brauchen dabei immer beides. Ein System das nur einen Ablauf besitzt, läuft nach einiger Zeit schlicht leer und lässt dabei eventuell noch ein paar Pfützen mit unbewegten Fluiden darin zurück. Ein System welches nur gefüllt wird, ohne ablaufen zu können, findet sich irgendwann geflutet wieder, wobei neu eingefülltes Fluid sich nur noch gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt. Systeme ohne Ab- und Zulauf, bleiben einfach leer.


Da wir in unserem System beides haben, bildet sich eine Strömung, welche jedoch im Zeitabschnitt sieben (t7) noch nicht den richtigen Weg, ergo jenen zum Ausgang unten rechts gefunden hat. Aus diesem Grund existieren zwei Bewegungen, welche man, je nach Fachgebiet und Literatur als temporäre Strömungen oder Flutungen bezeichnen könnte, wobei die Spitze dieser Flutungen als Brandungen bezeichnet werden könnten. 

Wie auch in den anderen Zeitabschnitten wirken die Wände des Labyrinthes so auf das Wasser, dass zum Beispiel die linkte Flutung nach Süden umgelenkt wurde, die rechte Flutung ist kurz davor ihren Richtung zu ändern, da die Wassermoleküle von den Gegenkräften der Moleküle der Labyrinthwand davon abgehalten werden einfach nach rechts aus dem Labyrinth heraus zu fließen. Die Wassermoleküle, welche aufgrund der Chaostheorie zufällig den Weg nach rechts einschlagen sind erfolgreicher und tragen so die Strömung in die richtige Richtung. Wobei das Adjektiv richtig, in unsere Perspektive eingeordnet werden muss, aus der Sicht eines H2O-Molekül gibt es ein richtig oder falsch. Es hat nicht davon Teil einer Strömung zu sein oder in einer Sackgasse oder in einem Strömungstotraum zu sein.


Zum letzt beobachteten Zeitabschnitt (t8) ist nochmal etwas bemerkenswerstes passiert. Die linke temporäre Strömung, ist auf die linke untere Labyrinthwand gestoßen. Dabei kam es sogar zu einem kurzen zurück Schappen und dabei sogar zu einer echten physikalischen Welle, im Sinne einer sich fortsetzenden Zustandsänderung ohne eine dauerhafte Bewegung von Materie. 

Der Grund für diese Bewegung, ähnlich dem Auftreffen einer Welle gegen den Rand einer Badewanne und die anschließende Bewegung einer Gegenwelle ist jedoch nicht, das erfolglose Kräfte einfach kehr machen, sondern das auch hier das Prinzip von actio-reactio gilt.

Schnippe ich auf einem glatten Tisch eine ein Centmünze gegen eine anderen ein Centmünze. Prallen dieser aufeinander so ist zu beobachten, dass die geschnippste Centmünze nun beinahe stillsteht und die angestoßene nun mit einer recht ähnlichen Geschwindigkeit weiter bewegt. Der Grund ist das beinahe identische Gewicht der beiden Münzen, welche beim Zusammenstoß, physikalisch korrekt ist hier der Begriff Kraftstoß, ihre Impulse austauschen. Schnippst man jedoch eine ein Centmünze gegen die deutlich schwerere zwei Euromünze, so bewegt sich die schwere Münze nur ein bisschen wohingegen die ein Centmünze zurückspringt. Das tut sie jedoch nicht, weil sie frustriert ist, dass der Stoß gegen die Euromünze nicht so geklappt hat, wie sie sich das vorgestellt hat, sondern der Impulsaustausch ist zugunsten der Euromünze ausgegangen, welche der Centmünze ihren starken Ruheimpuls in Form einer negativen Beschleunigung (eine Beschleunigung in die entgegengesetzte Richtung) gegeben hat. Gegenkräfte von schweren Objekten darf man nicht unterschätzen.

Dieses Anbranden der Flutung an die Mauer des Labyrinths unten links ist für unser Modell jedoch nur von sekundärer Bedeutung. Viel wichtiger ist, dass es dort keinen Ablauf gibt und wer eben gut zugehört hat der weiß, das eine dauerhafte Strömung einen Ablauf bracht. Gibt es diesen nicht, so kommt es zu einem Stau*³. Es kommt zu einem anstauen von Wasser und damit zu einem steigenden Wasserspiegel. Sobald dieser Spiegel das Niveau des Wasserspiegels an der Abzweigung erreicht hat, tritt der gleiche Effekt ein, wie schon in der Sackgasse oben im Labyrinth. Das Wasser auf der linken Seite, im Fall von Gewässer spräche man von einem toten Arm, wird nun als eigener fluidmechanischer Köper betrachtet, welcher an der Grenze zur Abzweigung eine Gegenkraft (kleine blaue Pfeile) auf das Strömende Wasser (großer rosa Pfeil) ausübt. Diese Gegenkraft wirkt auf das Wasser auf ähnliche Weise wie die Mauern des Labyrinths.

Das Gleiche passiert nochmal in der Nische zur südlichen Mitte hin, welche sich ebenfalls mit Wasser füllt, wobei sie im Modell der Waffensachverständigen von der intelligenter Strömung schlicht weg ignoriert wurde.

Würde nun immer weiter Wasser oben nach fließen, herrschte im System eine dauerhafte Strömung Strömung, welche nun wirklich den Weg des geringsten Widerstandes ginge. Dies ist jedoch nicht der Fall, weil Strömungen oder sogar Wassermoleküle intelligent sind, sondern weil die Allseitigkeit des Drucks zusammen mit den sich in Sackgassen und toten Armen bildenden Gegenkräfte nach fließendem Wasser nur diesen Weg übrig lassen.

Angenommen man würde nun das Wasser abdrehen , würde ich das Labyrinth wie folgt entleeren. Das Wasser würde ganz normal abfließen, bis der Wasserspiegel an den jeweiligen Abzweigungen einen niedrigen Spiegel erreichte, als das gestaute Wasser im toten Arm und in der Sackgasse, welches dann ebenfalls abfließen würde. Denn nicht nur hält das gestaute Wasser im toten Arm und der Sackgasse das Wasser der Strömung durch Gegenkräfte davon ab, in diese zu strömen - sondern das Wasser der Strömung hält durch seine Gegenkräfte wiederum das gestaute Wasser davon ab, sich der Strömung anzuschließen. Sinkt der Wasserspiegel der Strömung, fehlt diese Gegenkraft und Teile des gestauten Wassers schließt sich wieder der Strömung an. Was in welchem Fall Kraft und was Gegenkraft ist, hängt dabei davon ab, ob wir das Geschehen aus Sicht der Strömung oder auch Sicht des gestauten Wassers betrachten. Allgemein sieht man jedoch die Kraft einer Strömung als Kraft an, da sie als das aktive Element gilt.

Fazit

Wie auch schon das Thema Fluidmechanik hatte das Thema Strömungsdynamik bei den Waffensachverständigen schon keinen guten Start und wurde zudem, durch den neu dazugekommenen Unsinn zum Thema Schalldämpfer, nochmal stärker verzerrt. Das Ergebnis ist absoluter Unsinn welcher sich alleine durch das aufmerksame Beobachten eines Baches im Wald widerlegen lässt. Mitnehmen kann man folgende Gesetzmäßigkeiten:
  • Strömungen sind intelligent und suchen sich immer den Weg des gierigsten Widerstandes
  • Wellen bestehen aus sich aktiv mitbewegenten Teilchen
  • Kräfte die nicht erfolgreich waren, drehen einfach um 

PS:

So das wars für diesen Teil, er ist zum Zeitpunkt der ersten Veröffentlichung noch nicht so gut ausgearbeitet wie die anderen Teil, da wir echt ziemlich fertig sind und erstmal ein wenig Pause brauchen. Der Text wird wahrscheinlich erst Mitte nächster Woche korrigiert.

Frustnoten:

*Das aktuelle Problem des Waffensachspions besteht aktuell darin, dass alle allgemeinen Physikfragen von den NRW Waffensachverständigen mit kopierten Ki-Antworten beantwortet werden. Dass deckt sich mit unseren Erlebnissen in welchen immer wieder der Gang geändert wurde, um bei der Auto Metapher zu blieben. Man stellt eine Frage zur Funktion einer Feuerwaffe, welche mit der Sonder-Physik erklärt wird. Dann stellt meine eine darauf basierende Beispielfrage aus dem Alltag mit identischem physikalischem Problem. Diese wird dann anhand von wissenschaftlicher Physik erklärt. Versucht man nun den Sprung von der wissenschaftlichen Alltagserklärung zur falschen Erklärung der Funktion der Feuerwaffe zu machen, wird dieser Rücksprung von Waffensachverständigen entweder verweigert oder er schaltet im Gang wieder zurück zur unsinnigen Physik, welche dem alltäglichen Beispiel wieder widerspricht.

*²Ja, an in der Zeichnung ist hier ein wenig Platz auf der linken Seite, wo das Wasser eigentlich geradeaus strömen würde.


*³Diese Form von Stau hat jedoch nichts mit dem Staudruck zu tun, den Staudruck entsteht innerhalt einer Strömung welche verlangsamt wird. In unserem Fall ist die Strömung in dem Moment tot.

17. März 2026

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. 

9. Februar 2026

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.

12. Dezember 2025

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.

16. Oktober 2022

Waffenfunktion: Rückstoßlader mit kurz zurückgeleitendem Lauf & Gasstaudüse, Rollenverschluss

Funktionsbeschreibung eines Feuerwaffenverschlusssystems. Angetrieben durch den Geschossrückstoß mit Wirkung auf Verschluss-Lauf-Koppelgruppe sowie indirekt wirkenden Gasdruck in Gasstaudüse. Verriegelt durch tiefliegende Rollen. Verwendet im deutschen Maschinengewehr MG42 und im MG3.

Kinematik: Rückstoßlader mit Gasstaudüse

Bild 1: Die Waffe ist geladen und feuerbereit, befindet sich jedoch in Ruheposition.

Bild 2: Der Schuss bricht die Pulverladung in der Patrone setzt sich in Pulvergase um, da diese ein weitaus größeres Volumen beanspruchen als die Pulverladung in Festform kommt es zu einer gewaltigen Druckentwicklung. Der Druck im inneren der Patrone wirkt zu allen Seiten hin, findet aber im Geschossboden die Fläche mit dem geringsten Widerstand. Das Resultat des auf den Geschossboden wirkenden Druckst ist, dass das Geschoss vom Gasdruck aus dem Patronenhund in den Lauf geschoben wird. Sobald das Geschoss aus dem Mund der Hülse heraus geschoben wurde, stellt die Patrone kein geschlossenes System mehr dar und der Gasdruck ist in der Lage, die Hülse, ähnlich einem Hohlkolben, gegen den Verschlusskopf (rot) zu pressen. In diesem Verschlusskopf sitzen jedoch zwei Rollen (grün), welche in entsprechenden Rollentaschen im Schildzapfen sitzen, welche wiederum Teil des Laufes (dunkel petrol) sind. Die Kraft der Pulvergase überträgt sich also vom Lauf (dunkel petrol) auf den Verschlusskopf (rot), vom diesem auf die Rollen (grün) und von diesen wieder auf den Lauf (dunkel petrol). Der Kräftekreislauf ist geschlossen und es kann keine Bewegung stattfinden, Verschluss und Lauf sind mit einander formschlüssig statisch verriegelt. Man spricht auch von Verschluss-Lauf-Koppelgruppe.

Vorne hat das Geschoss den Einpresswiderstand in den gezogenen Teil des Laufes überwunden und wird schnell genug beschleunigt, dass eine bedeutende Gegenreaktion, zur nach vorne gerichteten Geschossbewegung, erzeugt wird. Diese Gegenreaktion, nach dem dritten newtonschen Gesetzt, ist nach hinten gerichtet und nutzt dabei die Pulvergase als fluidmechanischen Körper. Im Gegensatz zum nur lokal wirksamen direkten Gasdruck ist die Gegenreaktion dazu in der Lage die Verschluss-Lauf-Koppelgruppe relativ zum Waffengehäuse nach hinten zu werfen. Jedoch ist sie zu schwach die schwere Koppelgruppe weit genug nach hinten zu werfen.

Bild 3: Sobald das Geschoss den Lauf der Waffe verlässt, tritt es in die gehäusefeste Staudüse (grau) ein, das Geschoss passiert diese Gasexpansionskammer. Die dem Geschoss folgenden Pulvergase strömen in die Staudüse und füllen diese direkt aus und beaufschlagen alle Innenwände der Düse. In der leicht überkalibrigen Öffnung der Düse wirkt das Geschoss für einen kurzen Moment als eine Art Stopfen. Da der Lauf (dunkel petrol) der Waffe die hintere Wand der Staudüse bildet, wird auch dieser vom Gas beaufschlagt und es wirkt eine entsprechende Kraft auf die Laufkrone. Dieser indirekt wirkende Gaskraft schiebt den Lauf, wie den Kolben eines herkömmlichen Gasdruckladers, nach hinten. Dies ist nur möglich, da die Staudüse teil des Waffengehäuses und nicht fest mit dem Lauf verbunden ist.

Die selbe Bewegung, welchen der Rückstoß mit seiner Wirkung auf den Verschlusskopf (rot) bereits begonnen hat, wird so vom Gasdruck in der Staudüse mit seiner Wirkung auf den Lauf (dunkel petrol) noch verstärkt. Der vorher vom Verschlusskopf (rot) nach hinten gezogene Lauf (dunkel petrol), wirkt nun zusätzlich als Kolben, welcher den Verschlusskopf (rot) zusätzlich nach hinten anschiebt.

Beim Rücklauf der Verschluss-Lauf-Koppelgruppe kommen die Rollen (grün) in Kontakt mit einer gehäusefesten Steuerkulisse (blau). Diese zwingt die Rollen (grün) zu einer Aufwärtsbewegung, dabei verlassen die Rollen ihre Rollentaschen im Schildzapfen des Laufes (dunkel petrol).

Bild 4: Sobald die Rollen (grün) in den Verschlusskopf (rot) zurück gezwungen wurden, ist der Verschluss entriegelt und die Verschluss-Lauf-Koppelgruppe wird gelöst. Gleichzeitig werden bei Rücklauf des Laufes Gasentlüftungsbohrungen in der Gasstaudüse frei, welches das gestaute Gas entwichen lassen. Dies ist nötig, damit es beim Nächsten Schuss nicht zu einer Überfunktion aufgrund von Restgasdruck des vorherigen Schusses kommt.

Bild 5: Entkoppelt voneinander läuft der Lauf (dunkel Petrol), unter dem Druck einer eigenen Rückhohlfeder, wieder in seine Ausgangsposition zurück. Der Verschlusskopf (rot) fährt jedoch weiter zurück, dabei zieht er die leere Patronenhülse per Auszieherkralle aus dem Patronenlager heraus. Möglich macht das seine kinetische Restenergie, welche er durch den doppelten Antrieb erhalten hat.

Das System arbeitet also mit zwei Antriebsmethoden, einmal mit dem Rückstoß und einmal mit indirekt wirkendem Gasdruck auf den Lauf. 

Quellen:

Die principiellen Eigenschaften der automatischen Feuerwaffen, Karel Krnka, 1902

Die Handfeuerwaffen Ihre Entwicklung und Technik, Robert Weisz, 1912

Innere Ballistik. Die Bewegung des Geschosses durch das Rohr, C. Cranz, 1926

Handfeuerwaffen, Systematischer Überblick, Jaroslav Lugs, 1956

Waffenlehre für die Bundeswehr, Heinz Dathan, 1972

Rheinmetall Waffentechnisches Taschenbuch, Dr. R. Germershausen, 1977

Waffenlehre - Grundlage der Systemlehre, Wolfgang Pietzner, 1998

Verschlusssysteme von Feuerwaffen, Peter Dannecker, 2016

Grundlagen der Waffen- und Munitionstechnik, Thomas Enke, 2021

Hatcher's Notebook, A Standard Reference Book, Julian S. Hatcher, 1948

The Machine Gun Analysis of Automatic Firing Mechanism, Georg M. Chinn ,1955

Engineering Design Handbook Automatic Weapons, USA Materiel Command, 1970

Dieser Beitrag erscheint mit freundlicher Genehmigung von:

waffentechnik.wordpress.com

14. Oktober 2022

Waffenfunktion: Rückstoßlader mit kurz zurückgeleitendem Lauf, Rollenverschluss

Funktionsbeschreibung eines Feuerwaffenverschlusssystems. Angetrieben durch den Geschossrückstoß mit Wirkung auf Verschluss-Lauf-Koppelgruppe sowie direkt wirkenden Gasdruck. Verriegelt durch tiefliegende Rollen.

Kinematik: Rückstoßlader mit Rollenverschluss

Bild 1: Die Waffe ist geladen und befindet sich im Ruhezustand.

Bild 2: Der Schuss bricht, das sich in der Patronenhülse befindliche Scheißpulver wandelt sich durch Abbrand in Pulvergase um. Diese Pulvergase benötigen um ein vielfachen mehr Raum als das Schießpulver im feststofflichen Zustand. Durch den höheren Raumbedarf, kommt es zu einem enormen Druck in der Brennkammer der Patrone. Dieser Druck wirkt zu allen Seiten hin macht sich aber ab deutlichen dadurch bemerkbar, dass er auf das Heck des Geschosses wirkt und dadurch selbiges aus dem Mund der Patronenhülse heraus, in den Lauf (dunkel petrol) der Waffe, drückt. Sobald das Geschoss den Mund der Hülse verlassen hat und diese kein geschlossenes System mehr darstellt, ist der Gasdruck in der Lage selbige Hülse, wie einen Hohlkolben, nach hinten zu drücken. Da die Hülse jedoch vom Verschlusskopf (rot) abgestützt wird, überträgt sich die Kraft auf diesen. Im Verschlusskopf (rot) befinden sich zwei Rollen (grün), welche in Rollentaschen lagern im Schildzapfen, dieser sind mit dem Lauf (dunkel Petrol) verbunden. Im Gegensatz zu anderen Rollenverschlüssen lagern hier die Rollen (grün) so tief in ihren Lagern, dass sie nicht aus diesen herausrollen können, wenn sie vom Verschlusskopf (rot) nach hinten getrieben werden. Die Rollen (grün) machen so ein Zurückfahren des Verschlusskopfes (rot) unmöglich. Der direkt wirkende Gasdruck kann nichts ausrichten, die Waffe ist formschlüssig statisch verriegelt.

Erst wenn das Geschoss im Lauf der Waffe, nach der Überwindung des Einpresswiderstandes, auf eine ausreichende Geschwindigkeit gebracht wird, kann es nach dem dritten Gesetzt nach Newton zu einer Gegenreaktion kommen. Diese Gegenreaktion überträgt sich über die Pulvergase, als fluidmechanischen Körper, auf den Stoßboden des Verschlusses (rot). Im Gegensatz zum Eigengasdruck, welcher nur im lokal begrenzten Bezugssystem Arbeit verrichten kann, ist der Gegenimpuls in der Lage die Lauf-Verschluss-Koppelgruppe relativ zum Waffengehäuse (grau) nach hinten zu werfen.

Bild 3: Beim gemeinsamen Rücklauf von Lauf (dunkel petrol) und Verschluss (rot) kommen die Rollen (grün), welche die Koppelgruppe zusammenhalten, in Kontakt mit zwei Steuerklassen (blau). Diese schiefen Ebenen zwingen die Rollen (grün) dazu, sich in den Verschlussträger (rot) zurückzuziehen. Gleichzeitig zwingen dies den Verschlussträger (lila) relativ zum Verschluss zurück. Dieser Vorgang hat hier jedoch eher sicherheitstechnische Gründe, um den Zündstift bei nicht verriegeltem Verschluss von der Patrone fernzuhalten. Es handelt sich zwar um eine Übersetzung, jedoch ist diese nicht verriegelungsrelevant.

Bild 4: Umso weiter die Lauf-Verschluss-Koppelgruppe zurück fährt, umso weiter werden die Rollen (grün) von den Steuerkulissen (blau) in den Verschlussträger (rot) gezwungen. Sobald die Rollen (grün) bis über die Hälfte in den Verschlussträger (rot) eingefahren sind, ist die Verriegelung praktisch aufgehoben. Der Verschluss wechselt von einer formschlüssig statischen in eine kraftschlüssig dynamische Verriegelung.

Bild 5: Der Gasdruck wäre am diesem Zeitpunkt in der Lage, die Patronenhülse wie einen Hohlkolben nach hinten zu schieben. Dies ist bei diesem System jedoch nicht nötig, da der zuvor per Übersetzung beschleunigte Verschlussträger (lila) noch genug kinetische Restbewegungsenergie hat, um den Verschlussträger nach hinten mitzuschleppen.

Je nach Bedarf und gewünschter Funktionssicherheit, kann dieses System also als reiner Rückstoßlader mit Entriegelung per Rückstoß und Verschlussantrieb per kinetischen Restenergie des beschleunigten Verschlussträger konzipiert werden oder als System mit zwei Antriebsmethoden welches den Rückstoß zur Entriegelung verwendet und den Eigengasdruck im Lauf für den Verschlussantrieb.

Quellen:

Die principiellen Eigenschaften der automatischen Feuerwaffen, Karel Krnka, 1902

Die Handfeuerwaffen Ihre Entwicklung und Technik, Robert Weisz, 1912

Innere Ballistik. Die Bewegung des Geschosses durch das Rohr, C. Cranz, 1926

Handfeuerwaffen, Systematischer Überblick, Jaroslav Lugs, 1956

Waffenlehre für die Bundeswehr, Heinz Dathan, 1972

Rheinmetall Waffentechnisches Taschenbuch, Dr. R. Germershausen, 1977

Waffenlehre - Grundlage der Systemlehre, Wolfgang Pietzner, 1998

Verschlusssysteme von Feuerwaffen, Peter Dannecker, 2016

Grundlagen der Waffen- und Munitionstechnik, Thomas Enke, 2021

Hatcher's Notebook, A Standard Reference Book, Julian S. Hatcher, 1948

The Machine Gun Analysis of Automatic Firing Mechanism, Georg M. Chinn ,1955

Engineering Design Handbook Automatic Weapons, USA Materiel Command, 1970

Dieser Beitrag erscheint mit freundlicher Genehmigung von:

waffentechnik.wordpress.com