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Rückstoß

Einleitung:

Der Rückstoß ist, neben dem Knall und dem Mündungsfeuer, die negativste Begleiterscheinung bei der Schussabgabe. Der verbreitete Wunsch nach leichten (kurzen) Waffen, führt in Kombination mit (neuen) leistungsstarker Kalibern zu immer mehr Rückstoß mit den bekannten „Begleiterscheinungen“:

► verkrampfte Haltung während der Schussabgabe
► Mucken - Augen zu und durch...
► Mündungsfeuer

► Magnum Kiss - die extra Augenbraue ;-)
► Hochschlagen der Waffe (Muzzle Flip)


Doch die Aufgabe des Schützens ist es, das Geschoss sicher ins Ziel zu bringen und nicht einen starken Rückstoß auszuhalten. Also gilt es den Rückstoß auf ein Minimum zu reduzieren. Hier sind Mündungsbremsen das Mittel der Wahl.


Theorie:

Der Rückstoß ist eine direkte Folge des Impulserhaltungssatzes.
(In einem „abgeschlossenen System“ ist der Gesamtimpuls konstant)


Impulserhaltungssatz
(Quelle: de.wikipedia.org/wiki/Impulserhaltungssatz Urheber: DemonDeLuxe (Dominique Toussaint))
 
Bei den Impulsen handelt es sich um vektorielle Größen, d.h. sie haben neben ihrer Größe auch eine Richtung im Raum. Dieses gilt für alle hier beschriebenen Impulse. Wegen der problematischen Darstellung im Web wird hier auf die Vektordarstellung der Impulse verzichtet.

Bei der Schussentwicklung drücken die hochgespannten heißen Gase das Geschoss und die Treibladungsgase nach vorn und das Gewehr zurück. Insofern entspricht der Rückstoßimpuls I(r), den das Gewehr erhält, genau umgekehrt dem Geschossimpuls I(p) und dem Impuls der Treibladungsgase I(c). Der übertragende Impuls setzt sich also aus dem Geschossimpuls und dem Impuls der ausströmenden Treibladungsgase zusammen:
 
I(r)=I(p) + I(c)

Näherungsweise berechnet sich der Geschossimpuls I(p) aus der
Geschossmasse und einem Anteil der beschleunigten Pulverladung. Für eine Näherung kann angenommen werden, dass 50% der Pulverladung mit dem Geschoss bis zu Laufmündung beschleunigt werden:

I(p) = (m(p) + 0.5 * m(c)) *V(0)

Als Geschwindigkeit V(0) kann näherungsweise die Mündungsgeschwindigkeit angenommen werden

Wenn das Geschoss die Laufmündung passiert, treten die Treibladungsgase
frei aus der Mündung aus und übertragen den Impuls I(c) auf das Gewehr.

Der durch die Nachwirkung der Treibladungsgase übertragene Impuls I(c) setzt sich aus der Pulvermasse m(c) und der mittleren Ausströmungsgeschwindigkeit u zusammen. Dabei wird der Anteil der mit dem Geschoss beschleunigten Pulverladung von dem Impuls subtrahiert.

I(c) = 0.5 m(c) * (u-v(0)) + 0.5 * u * m(c)

Die mittlere Ausströmungsgeschwindigkeit u der Treibladungsgase setzt
sich aus der mittleren Schallgeschwindigkeit V(m) am Rohrmündungsquerschnitt und der Anfangsgeschwindigkeit V(0) zusammen.

Funktionsprinzip einer Müngungsbremse
 

Impulserhaltungssatz bei Mündungsbremsen


Bei einer „Umlenkung“ der Treibladungsgase ändert der Impuls I(c) seine Richtung. Da es sich, wie oben beschrieben, bei den Impulsen um Vektoren handelt, wird bei einer Richtungsänderung des Impulses I(c) der Rückstoßimpuls I(r)reduziert.

Quelle (Waffentechnisches Taschenbuch, Rheinmetall, ISBN 3-524-88037-1.)

 

Messtechnik:

Für die exakte Messung des Rückstoßes kommt ein Piezo-Messaufnehmer (KISTLER Type 9011A) zum Einsatz. Der Messaufnehmer wird mit einer stabilen Halterung auf dem Schießstand befestigt. Zur „Normierung“ wird die Testwaffe ohne Mündungsbremse geschossen. Über einen Messverstärker (KISTLER Type 5011) und einem AD-Wandler (GEITMANN SICONN-USB) wird das Messsignal an einem Laptop gesendet. Dort werden die Daten mit der Software DIAdem (von National Instruments) aufgezeichnet und ausgewertet.
So können die verschiedenen Modellvarianten auf ihre Wirksamkeit hin untersucht werden. Selbst kleinste Änderungen werden von dem empfindlichen Messsystem registriert und können so in der (Weiter-)Entwicklung berücksichtigt werden.


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