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Allgemeine Bemerkungen

 

Was wird nicht alles über das SSG 82 in den Internetforen geschrieben. Das erinnert mich an den Ausspruch des großen A.E.: "Manche haben einen Horizont wie ein Kreis mit Radius Null, und das nennen sie ihren Standpunkt."

Noch einmal: Das SSG 82 wurde auf der Basis der Patrone M 74 für spezielle Aufgaben und nicht als Sportwaffe entwickelt.

Nach der Wende wurde das SSG 82 als Sportgewehr zugelassen - die Patrone M 74 war aber verboten (Stahlkern). Nun bekamen die Hobbyschützen (die sich so gerne Sportschützen nennen) diese Waffe in ihre Hände und das Drama begann. Da wurden zum Öffnen des Verschlusses Kraftübungen veranstaltet, bis der Auszieher abbrach oder davon flog. Der leichtgängige (Match)-abzug wurde zur Schussauslösung so stark gedrückt, das er abbrach. Das Ziel-Vier war natürlich auch nicht das "Gelbe vom Ei" usw, usw. All das lässt nur den Schluß zu - siehe zweiten Satz.

Das Motto eines Präzisions- oder Scharfschützen lautet: Treffen mit dem ersten Schuss.
Das Motto eines "Sportschützen": Soviel Schüsse als möglich in kurzer Zeit hintereinander abgeben..

Die nachfolgend ausgewählten Artikel sollen etwas mehr Verständnis zu Waffen, ihren technischen als auch theoretischen Problemen vermitteln.

Lebensdauer von Läufen

 

Wie lange behält ein Lauf seine Qualität bzw. seine Präzision? Die Abstimmung von Lauf und Patrone zur Erzielung bester Trefferergebnisse ist äußerst komplex.

Nach dem die Treibladung gezündet wurde, entstehen durch ihre Verbrennung in kurzer Zeit große Mengen heißer Gase. Diese Gase stehen unter Druck und üben eine Kraft auf den Geschossboden aus. Beim Abbrennen der Treibladung in der Patronenhülse wird das darin befindliche Pulver nicht vollständig verbrannt. Hierbei ist es das große Problem, mit welcher Geschwindigkeit die harten, brennenden Pulverteilchen sich durch den Lauf bewegen. Je schneller diese Pulverteile durch den Lauf schmirgeln, desto eher wird der Übergangskegel ausgebrannt, die Felder verrundet und die Präzision leidet. Bei Geschossgeschwindigkeiten über 1000 m/s hält ein Lauf nur noch einige hundert Schuss konstante Qualität. Im Bereich um 700 – 800 m/s kann man jedoch mit einigen 10.000 Schuss rechnen, bis Qualitätseinbussen merkbar werden. Das heißt, die ballistische Lebensdauer des Laufes - bei 1,3 ms Durchlaufzeit - ist unter einer Minute.

 

Laufschwingungen

 

Der Lauf der Waffe wird beim Schießen in Schwingungsbewegungen versetzt. Der Charakter und die Amplitude dieser Schwingungen hängen ab von

• Der Länge des Laufs und dessen Querschnittsmaßen;
• Den Abschnitten des Laufs, die eine Konzentration an Masse aufweisen;
• Der Befestigung des Laufs u.a.

Die genannten Faktoren sind rechnerisch schwer zu erfassen. Zu experimentellen Versuchen zur Ermittlung des Charakters der Schwingungen dient ein Lauf in Form eines zylindrischen oder konischen Stabes, der an einem Ende befestigt ist. Dieser Stab führt gewöhnlich folgende Querschwingungen aus:

• Schwingungen 1. Ordnung. Die Überlagerung (Knoten) dieser Schwingungen befindet sich im Befestigungspunkt des Laufes;;
• Schwingungen 2. Ordnung. . Eine Überlagerung dieser Schwingungen befindet sich im Befestigungspunkt, der zweite in einer Entfernung von 0,22 l vom freien Ende;
• Schwingungen höherer Ordnung. Je höher die Ordnung, desto größer ist die Frequenz der Schwingungen.

Die genannten Schwingungen des Laufes vollziehen sich hauptsächlich in der vertikalen Ebene, wobei sie sich überlagern. Das folgende Bild zeigt den Einfluss der Schwingungen des Laufs auf die Schussgenauigkeit als Abhängigkeit der Streuung von der Lauflänge.

Der Einfluss der Laufschwingungen auf die Streuung ergibt sich aus der Biegung des Laufs und der damit verbundenen Geschwindigkeit des Mündungsteiles des Laufs.

Für eine hohe Schussgenauigkeit wäre es ideal, wenn im Moment des Geschossaustritts der Abbiegewinkel der Laufmündung bei jedem Schuss den gleichen Wert hätte. (d.h. einer bestimmten Schwingungsphase entspräche). Praktisch ist das nicht möglich, da die Geschossdurchlaufzeiten voneinander abweichen (Pulvergasdruckunterschiede, unterschiedliche Geschossmassen u.a.) Deshalb wird angestrebt, den Geschossaustritt in eine solche Phase der Schwingung zu legen, bei der die Streuung der Geschossdurchlaufzeiten die geringste Auswirkung hat. Diese Phase ist die maximale Abbiegung der Laufmündung, bei der die Geschwindigkeit der Querbewegung nur gering und der Einfluss auf das austretende Geschoss demzufolge minimal ist.

Bei der Projektierung der Waffen wird darauf hingearbeitet, die Laufschwingungen und ihre Auswirkungen auf die Streuung so gering wie möglich zu halten. Mögliche Wege dazu sind:

• Die rationale Auswahl der Lauflänge;
• Die rationale Festlegung der Wandstärke des Laufs und der Masseverteilung längs der Seelenachse;
• Die sinnvolle Auswahl der Länge der Widerstandspunkte (Befestigung des Kornfußes, der Gaskammer usw.);
• Die Gewährleistung gleichförmiger Eigenschaften der Munition.

Das Ziel besteht darin, die Waffe so zu konstruieren, dass der Lauf erst nach dem Austritt des Geschosses aus der Mündung zu schwingen beginnt und sich vor dem nächsten Schuss wieder in Ruhelage befindet.

Kurzlaufsysteme sind steifer, die Amplitude nicht so stark, sie Schwingen jedoch schneller (Munitionsempfindlich). Langlaufsysteme sind labiler, die Amplitude ist stärker, schwingen jedoch langsamer.

Querschnittsbelastung

 

Die Schußweite wird erheblich durch Größe und Gewicht des Geschosses beeinflußt wird. Zur Kennzeichnung dieser Eigenschaften wird der Begriff der Querschnittsbelastung eingeführt und gibt das Verhä1tnis zwischen Gewicht und Querschnitt des Geschosses wieder. So ist es möglich, Geschosse verschiedener Größe miteinander zu vergleichen. Bei gleichem Kaliber hat ein Geschoß mit größerem Gewicht eine größere Querschnittsbeiastung als ein Geschoß mit kleinerem Gewicht. Da ein Geschoß mit größerer Querschnittsbelastung bei gleicher Anfangsgeschwindigkeit eine größere Schußweite erzielt als ein Geschoß mit geringerer Querschnittsbelastung, ist das Langgeschoß gegenüber der Kugel und anderen Geschoßformen im Vorteil.

Bemerkungen zum Drall

 

Große Schrvierigkeiten beim Übergang von der Kugel zum Langgeschoß bereitete das Beibehalten der Geschoßlage (Geschoßspitze nach vorn), die Stabilisierung. Der Vorteil der größeren Querschnittsbelastung wurde mit dem Nachteil erkauft, daß die Geschosse sich auf der Flugbahn überstürzen. Die Flugbahn nahm einen unkontrollierbaren Verlauf, da der Luftwiderstand sich durch das Trudeln ständig änderte und die Geschosse nicht immer mit der Spitze am Ziel atftrafen.

Die erforderliche Stabilisierung wird durch die Drehung des Geschosses um seine Längsachse - also durch Kreiselwirkung - erzielt. Die stabilisierende Wirkung des Kreisels ist von vieien Geräten her bekannt. Sie beruht auf der Tatsache, daß ein Körper, der sich in rotierender Bewegung befindet, bestrebt ist, seine Drehachse immer in der gleichen Richtung zu halten.

Das Geschoß wird zum Kreisel, indem ihm durch die Züge im Lauf eine Drehbervegung, der Drall, erteilt wird. Zur Stabilisierung der Geschosse sind außerordentlich schnelle Drehbewegungen erforderlich.
Das Geschoß des SSG 82 dreht sich in der Sekunde ∼4600 mal.

Durch den Rechtsdrall im Lauf verändert sich die Schusslage bei Querwind (siehe Magnuseffekt).

Magnus- und Poissoneffekt

 

Durch den Drall entsteht um das Geschoß eine gerichtete Luftbewegung, die einseitig auf die Geschoßbewegung wirkende Kräfte zur Folge hat. Zunächst werden durch die Drehbewegung des Geschosses die das Geschoß umgebenden Luftteilchen durch Reibung ebenfalls in eine Rechtsdrehung versetzt. Bewegt sich nun das Geschoß während seines Fluges mit der Spitze oberhalb der Flugbahn, so strömt die Luft vom Geschoß her gesehen schräg von unten an.
Die rotierenden Luftteilchen bewegen sich damit auf der linken Seite des Geschosses in der gieichen Richtung wie die Luft. Auf der entgegengesetzten Seite strömen sie ihr jedoch entgegen. Auf diese Weise entsteht auf der rechten Seite ein Druck, der höher ist als der auf der linken Seite. Dieser Druckunterschied ist die Ursache für ein Links-abweichen des Geschosses. Man nennt diese Erscheinun den Magnuseffekt.

Hinweis zum Magnuseffekt:
bei Querwind von links ⇒ Schusslage ist rechts und tief
bei Querwind von rechts ⇒ Schusslage ist links und hoch

Eine andere Wirkung, die durch den Drail auf die Flugbahn ausgeübt wird, ist die Polsterwirkung, der Poissoneffekt. Durch die entgegenströmende Luft bildet sich an der Unterseite der Geschoßspitze eine Verdichtung der Luft, die wie ein Polster wirkt. Das Geschoß rollt auf diesem Luftpolster infolge seiner Drehbewegung bei Rechtsdrall nach rechts ab. Das Geschoß hat also durch den Poissoneffekt eine Rechtsabweichung.

Der geminsame Einfluß beider Wirkungen ist geringer als jeder einzelne für sich, weil der Poissoneffekt eine dem Magnuseffekt entgegengesetzte Bahnabweichung herbeiführt. Im allgemeinen kann der Poissoneffekt als zu geringfügig vernachlässigt werden, so daß der Haupteinfluß durch den Magnuseffekt gegeben ist.

Beispiel: Artilleriegeschoß

Auf Grund der Kreiselwirkung und des Magnuseffekts werden die Geschosse bei Rechtsdrall und Rohrerhöhungen bis zu etwa 65° nach rechts abgetrieben. Bei einer Erhöhung von 20° wird von einem 9-cm-Geschoß eine Entfernung von etwa 5200 m bei Vo : 435 m/s erreicht. Der Seitenabtrieb beträgt 75 m nach rechts. Bei einer Erhöhung von etwa 52° wird die gleiche Schußentfernung erreicht, der Seitenabtrieb jedoch hat sich jetzt auf 270 m vergrößert.

Beispiel: Raketen

Bei sehr weitreichenden Schüssen (Flugbahnen) kommen noch andere Einflußfaktoren dazu, als da sind:
− die Schwerkraft
− die Erddrehung
− die Erdkrümmung

Damit kann die Erde nicht mehr als eine ruhende ebene Fläche angesehen werden. Es müssen die Krümmung der Erde und die Drehung um die Polachse berücksichtigt werden; diese gilt besonders für Raketen, da diese größere Schußweiten und Gipfelhöhen erreichen. Bei großen Flughöhen kommen die Raketen (Geschosse) in Bereiche, in denen die Anziehungskraft der Erde nachläßt: die Rakete (das Geschoß) wird in größeren Höhe nmerklich leichter. Die Berücksichtigung der Erddrehung hat eine Seitenabweichung zur Folge. Während die Rakete (das Geschoß) seine Flugbahn beschreibt, dreht sich die Erde weiter, ohne daß sie an dieser Drehung teilnimmt. Es trifft daher an einem anderen Punkt auf als bei "feststehender Erde".

 

Die Lauferhitzung

 

Die Erhitzung des Laufs beim Schießen hat eine Reihe unerwünschter Auswirkungen auf das Schießen selbst, auf die Lebensdauer und auf die Konstruktion der Waffe.

Dazu gehören:

• Die Verminderung der Lebensdauer des Laufs;
• Die Herabsetzung der mechanischen Festigkeitsparameter des Metalls und Verminderung der Widerstandskraft der Laufwandung gegen die Einwirkung der Pulvergase;
• Die Verschlechterung des Ausziehens der Hülse infolge der Verminderung des Elastizitätsmoduls und der Bedingungen der Wärmeabgabe der Hülse an die Laufwandung
• Die Wärmeausdehnung der Laufwandung. Sie macht es erforderlich, die Befestigung des Laufs im Gehäuse soweit als möglich zum Laufmundstück hin zu legen und den Abstand zwischen Laufmundstück und Verschlußvorderkante (Schlossspiegel) zu vergrößern.
• Die Verbiegung des Laufs infolge ungleichmäßiger Erwärmung der Laufwandung (bei unterschiedlicher Wandstärke). Das führt zu einer Verringerung der Treffgenauigkeit.
• Die Erweiterung des Laufs, die eine normale Gleitbewegung des Geschosses im Lauf unmöglich macht und die Abnutzung des Laufinneren weiter beschleunigt sowie die Streuung erhöht.

Die Erhitzung des Laufes zeigt Einfluss auf dessen Festigkeit durch Veränderung der Festigkeitsparameter des Metalls und durch innere Spannungen, die durch die ungleichmäßige Erhitzung der Laufwandung hervorgerufen werden.

Hier ein Test: In einer weltbekannten Waffenfabrik wurden mit Sturmgewehren Dauerbeschüsse gemacht und die gestellten Bedingungen bezüglich Lebensdauer wurden weit übertroffen. Geschossen wurden 5 Magazine á 20 Schuss (100 Schuss) im Rhytmus von - 2 bis 3 Schuss pro Sekunde. Nach 100 Schuss liess man den Lauf abkühlen. Dieses Spiel wurde 100 Mal wiederholt und der Lauf war noch nicht am Ende (10'000 Schuss). Dieses Sturmgewehr wurde von Schützen im Einzelschuss mit 3'000 bis 4'000 Schuss kaputtgeschossen. Warum? Weil sich der Lauf im Einzelschuss zu sehr abkühlen konnte! Der Temperaturschock auf den Laufwerkstoff ist um so grösser, je kälter der Laufwerstoff ist!

Für die taktische Zweckbestimmung des SSG 82 gilt aber: Treffen mit dem ersten Schuss - und das aus einem kalten Lauf.

Bemerkungen zur Verriegelung

 

Zur Baugruppe Verriegeiung gehören im allgemeinen derLauf, der Verschluß und das Gehäuse der Waffe. Während des Schusses wirken auf diese Teile der Pulvergasdruck und durch diesen große Beschleunigungskräfte ein. Aus diesem Grunde müssen diese Teile über eine ausreichende Festigkeit verfügen. Unter der Einwirkung dieser Kräfte unterliegen sie im allgemeinen elastischen Verformungen. In den Grenzen dieser Verformungen deformiert sich auch die Hülse in radialer und axialer Richtung, wobei in ihr elastische Verformungen vor sich gehen. Bei maximal großen elastischcn Verformungen der Hülse kann es dabei zu Quer- bzw. Längsrissen derselben kommcn. Möglich sind außerdem auch Verklemmungen der Hülse im Patronenlager, die nach dem Abfall des Drucks im Laul durch elastische Verformung der Teile der Verriegelungseinrichtung hervorgerufen werden. Aus diesem Grunde soll die Verriegelung nur minimale elastische Verformungen zulassen.

Auf die Größe der elastischen Verformung der Hülse wirken sich besonders die sogenannten »Anfangsspiele« (Abstände) zwischen der Hülse und den Elementen der Verriegelungseinrichtung sowohl in radialer als auch in Längsrichtung aus.

Diese Spiele braucht man unbedingt, um eine zuveriässige Funktion der Waffe zu gewährIeisten. Durch sie werden die Toleranzen in den Abmessungen der Teile der Verriegelung und der Hülse, die durch die Produktion bedingt sind, kompensiert. Zur Gewährleistung der zuverlässigen Funktion der Hülse wird deshalb gefordert, daß das Spiel zwischen dem Hülsenboden und der Stirnfläche des Verschlusses (Schloßspiegel) so gering wie nur möglich zu halten ist.

Bemerkungen zur Laufmündung (1)

 

(') Der Laufmündung sollte stets eine besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden; sie hat einen großen Anteil an der Präzision einer Waffe. Der Mündungsteil des Laufes wird so gestaltet, dass sein Verschleiß auf ein Minimum reduziert und die Treffsicherheit der Waffe nicht herabgesetzt wird.
Was an der Mündung i.A. vorgeht, zeigt das Video.

Kleiner Exkurs: Verminderung des Impulses der Pulvergase an der Laufmündung.

Die Verminderung des Impulses der Pulvergase hat den größten Einfluß auf die Winkelgeschwindigkeit und den Verdrehungswinkel der Waffe beim Schuss. Die Größe des Impulses wächst mit der Anfangsgeschwindigkeit und der Masse des Geschosses sowie bei Verminderung der Masse der Waffe.

Siehe Satz (*) ede Ablenkung der heißen Gase die dem Geschoss folgen und aus dem Lauf austreten, kann die Bewegungsrichtung des Geschosses (und damit die Genauigkeit) beeinflussen.

Bemerkungen zur Laufmündung (2)

 

Zur Verringerung der Rückstoßenergie der gesamten Waffe werden Mündungsbremsen verwendet. Ihre Funktion beruht auf der Veränderung der Bewegungsrichtung der Pulvergase, die in der Periode der Nachwirkung aus dem Lauf ausströmen. Die Effektivität der Mündungsbremsen hängt wesentlich von der Menge, Geschwindigkeit und Richtung der abgeleiteten Pulvergase ab.

Die Effektivität n wird folgendermaßen angegeben:

• E_m kinetische Energie des Laufes und aller mit ihm verbundenen Teile am Ende der Nachwirkung der Pulvergase ohne Mündungsbremse
• E^l_m dto. mit Mündungsbremse

Die Effektivität von Mündungsbremsen übersteigt selten 60 bis 70%. Ihre Erhöhung ist mit einer starken Einwirkung der Pulvergase auf den Schützen und den Untergrund verbunden. Zur Verminderung der Wirkung der Pulvergase in Bodenrichtung werden in den Mündungsbremsen Öffnungen nur zur Seite und nach oben angebracht. Damit wird gleichzeitug eine gewisse Kompensierung des Drehmomentes der Waffe vorgenommen.