Durchdachte Konstruktion
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Munition Neues zugkalibriges Massivgeschoss Durchdachte Konstruktion Bleifreie Massivgeschosse haben sowohl hinsichtlich der Fertigungstechnik als auch hinsichtlich der Innenballistik ihre Tücken. Brass Power Bullets in Stuttgart ist ingenieurmäßig an die Konstruktion und Fertigung von Massivgeschossen gegangen. Sie sind sehr präzise und laufverträglich. Walter Schulz „Messing-Geschosse müssen unterkalibrig gehalten werden, um zu starke Drucksteigerungen zu vermeiden. Deshalb ist ihre Abdichtung im Lauf unzureichend, es kommt zu Gasschlupf, es kommt zu einer mangelnden Drallaufnahme und schlechterer Schusspräzsion ....“ Es gibt viele Aussagen, die die Unterlegenheit von Messing-Geschossen gegenüber klassischen Mantel- oder KupferMassivgeschossen zu belegen scheinen. In der Tat ist es nicht einfach, von ihrer Natur aus präzise und den Lauf schonende Messing-Geschosse zu fertigen. Geschoss nach der Zündung. Ein Geschoss wird nach Zündung der Patrone durch den sich blitzartig entwickelnden Gasdruck in der Hülse über den Übergangskegel in den Lauf geschoben und beschleunigt. Bei handelsüblichen Mantelgeschossen entspricht der Außendurchmesser mindestens dem Zugkaliber des Laufes, liegt aber in der Regel 0,001 bis 0,003 mm darüber. Im Idealzustand wird der Geschosskörper beim Durchtritt durch den Übergangskonus bleibend plastisch verformt, wobei sich die Felder bis auf das Bohrungskaliber in den Geschossmantel einprägen. In der Realität gleitet der Geschosskörper mit dem Bug aber meist nicht ganz zentrisch auf die Konusfläche und dann in die Felder. Das führt zu einer einseitigen Verformung, die Felder schneiden nicht wie gewünscht exakt symmetrisch in den Geschossmantel ein. Zusammengefasst bedeutet das, dass für die weitere Führung im Feld-/Zugprofil und die danach folgende Flugphase nur noch ein verformter Geschosskörper mit mehr oder weniger exakter Rotationssymmetrie und zufälligen Maßen zur Verfügung steht. Von einem idealen, ingenieurmäßig zu beeinflussenden Verhalten des Geschosskörpers beim Laufdurchgang Geschosse mit einem wegen ihrer Härte und der nachfolgenden Flugphase kann da nur feldmaßigen Durchmesser haben aber nicht ausgegangen werden. zwei Nachteile. Die Felder schneiden sich Weil der Geschossdurchmesser dem Zugnur relativ gering in den Geschosskörper ein, kaliber entspricht oder leicht übermaßig ist, was zu einer zu geringen Aufnahme von Rowirken beim Einpressen in den Lauf relativ tationsenergie durch das Geschoss führt. Die große Umformkräfte, die den Drallstabilisierung ist unzuHärte ist oft Einpresswiderstand bewirken. reichend. Ein zweiter Nachteil Damit hohe, unerwünschte der auf Feldmaß gefertigten das Problem Gasdruckspitzen ausbleiben, Geschosse ist die Tatsache, muss das Mantelmaterial – bei Massivgedass das Geschoss nur unzureichend gegen schossen das Geschossmaterial – relativ vorbeiströmende, hochgespannte Treibgaweich sein. se abdichten kann. Diese können zwischen Geschossmaterialien und ihre Härte. Zügen und Geschoss nach vorne vorbeistreiMassivgeschosse können also – mit einem chen. Dieser Gasschlupf hat Gaserosion am Durchmesser, der dem Zugkaliber entspricht Lauf- und Geschossmaterial zur Folge. Au– nicht aus harten Materialien hergestellt ßerdem stehen die vorbeiströmenden Gase werden, sondern sind weicher zu halten. Solnicht für die Beschleunigung des Geschosses che Geschosse sind in der Regel aus Kupfer zur Verfügung. gefertigt. Sind sie aus härteren Materialien, Wirkung der Felder. Nach dem Austritt aus muss der Geschossdurchmesser geringer geder Laufmündung sind beim Mantelgeschoss halten werden und kann lediglich dem Feldim Geschossmantel die Felder als Negativprokaliber entsprechen. fil eingeprägt. Diese scharfkantigen Einprä- 15 10/2005 16 dZ dZ GK dF Querschnitt 1: Lauf mit „weichem Geschoss“ – wenig Gasschlupf durch die „Gaskanäle“ (GK). KG da dF Querschnitt 2: Lauf mit hartem Massivgeschoss – viel Gasschlupf, weil es feldmaßig sein muss. 83 Munition Neues zugkalibriges Massivgeschoss 10 19 zylindrische Passung Übergangskegel Zug Feld Heck Hülse Heck Schaft Schaft mit Treibbändern Bug Bug Übergangszone (†) zylindrische Führung Hülsenmundanpassung Geschoss im Patronenlager: In der Praxis meist nicht exakt zentrische Lage. Bauprinzip: Das BPB ist durch definierte „Treibbänder“ gekennzeichnet. gungen schwächen das Mantelmaterial durch drücken erreichbaren MündungsgeschwinKerbwirkung. Bei den hohen Umdrehungsgedigkeiten davon ausgegangen werden, dass schwindigkeiten der Geschosskörper im Flug sich diese Geschosse nicht im Flug wegen der von mehreren 1000 Umdrehungen je Sekunauftretenden Flieh- und Staudruckkräfte zerde wirken allseitig erhebliche Fliehkräfte legen und unbrauchbar sind. auf den Geschossmantel und Geschosskern. Nachteile bekannter Vollgeschosse. ZuWeiterhin wirken erhebliche Staudrücke sammengefasst können Vollgeschosse folgenals Folge des Luftwiderstandes auf den Gede Nachteile aufweisen: schosskörper. Die Rotations1. Wenn sie aus relativ harGasschlupf als geschwindigkeit steigt bei ten Materialien gefertigt sind, gegebenem Geschoss mit der typisches Problem müssen sie untermaßig gehalMündungsgeschwindigkeit. ten werden, was zu ungenüJe nach Geschosskonstruktion sind hangender Geschossrotation und zu Gasschlupf delsübliche Mantelgeschosse nur für Umführen kann. drehungsgeschwindigkeiten bis zu 4000 U/s 2. Sollen sie annähernd auf Zugmaß gefertigt geeignet. Bei höheren Umdrehungszahlen und eingesetzt werden, müssen sie aus relativ widerstehen der durch Kerbwirkung geweichem Material sein. Das bedeutet aber, schwächte Geschossmantel und Weichkern dass sie durch Kaltumformen in Negativfornicht mehr den dann auftretenden hohen men hergestellt werden müssen und nicht Fliehkräften. Der Geschosskörper zerlegt spangebend gefertigt werden können. Presssich im Flug wegen der einwirkenden enorumformung ist aber nicht so höchstpräzise men Flieh- und Staudruckkräfte. Übliche möglich wie spangebende Fertigung, die FerMantelgeschosskonstruktionen sind daher tigungstoleranzen sind also höher. Und das für Geschwindigkeitsbereiche über 1000 m/s kann sich auf die Schusspräzision auswirken. nur bedingt geeignet. Bei Verwendung von 3. Die mechanischen Festigkeitswerte des Vollgeschossen kann bei mit üblichen Gashandelsüblichen Geschosskörpers sind durch 23 24 zylindrische Passung zylindrische Passung Hülse Übergangskegel Zug Feld zylindrische Führung Übergangskegel Zug Feld Hülse zylindrische Führung Hülsenmundanpassung Hülsenmundanpassung BPB im Patronenlager: So sieht die ideale Position aus – alles zentrisch. 84 das gut umformbare Material begrenzt. Das kann von Nachteil sein, wenn hohe Durchdringungsfähigkeit in harten Zielmedien erforderlich ist. Brass-Power-Bullet. Dipl.-Ing. Harald Meyer aus Stuttgart hat ein Massivgeschoss aus einer relativ harten, zerspanungsfreundlichen Kuper-Zink-Legierung entwickelt, das aber Gasschlupf weitgehend verhindert und durch sich einschneidende Felder ausreichend Rotationsenergie aufnimmt. Gleichzeitig soll es nach seinen Angaben nicht zu überhöhten Einpresswiderstand führen. Das Geschoss (BPB) ist von Grund her auf die notwendigen innen- und außenballistischen sowie fertigungstechnischen Anforderungen konstruiert worden. Ergebnis der intensiven Ingenieur-Arbeit ist ein Geschoss mit so genannten Treibbändern exakt definierter und errechneter Geometrie. Das BPB weist im Bereich des Geschossschaftes keinen einheitlichen Durchmesser und keine glatte Oberfläche auf. Der Schaft ist durch eine definierte, ingenieurmäßig bestimmte Abfolge von mehreren „Treibbändern“ gegliedert. wissen BPB im Patronenlager: In der Realität sitzt das Geschoss selten zentrisch. 26 25 zylindrische Passung Übergangskegel Zug Feld Hülse Heck Munition Neues zugkalibriges Massivgeschoss zylindrische Passung Übergangskegel Zug Feld Hülse Schaft zylindrische Führung Hülsenmundanpassung Zweifache Zwangszentrierung vor dem Einschneiden der Felder. zylindrische Führung Hülsenmundanpassung Wiederholte Zwangszentrierung beim weiteren Eintritt in den Lauf. Anzahl, Form und Abmessungen dieser wird, beeinflusst werden. Das erlaubt eine 1. Die Konstruktion bietet die Möglichkeit, Treibbänder sind abhängig vom Kaliber der beliebige Anpassung des Einpresswiderstanverwendungsabhängig ein breiteres SpekWaffe, der Innengeometrie des Laufes, dem des, unabhängig von der Festigkeit des Getrum handelsüblicher Kupfer-Zink-Legieverwendeten Geschossmaterial, dem zulässchossmaterials. Eine breite Zone bewirkt rungen mit größerem Zinkanteil und größesigen Gasdruck im Lauf, dem gewünschten einen Anstieg, eine schmale Zone eine Verrer Härte (Messinge) als bei handelsüblichen Einpresswiderstand und den Fertigungstoleringerung des Einpresswiderstandes. Vollgeschossen verwenden zu können. ranzen bei der Herstellung. Den Übergang vom Geschosskörper zum 2. Durch die Verwendung von Legierungen Charakteristisch für den Geschosskörper Treibband bildet vorne eine schräge Überbester Zerspanbarkeit wird die prozesssichemit Treibbändern ist dabei ein Durchmesser gangsfläche. Zum Geschossheck hin ist der re Fertigung von Geschosskörpern mit feinen auf den Treibbändern, der dem minimalen Übergang des Treibbandes zum GeschossOberflächenkonturen unter Einhaltung miZugdurchmesser des Laufes entspricht. An rumpf rechtwinkelig. Diese nimaler Fertigungstoleranzen Treibbänder mit den zwischen den Treibbändern liegenden scharfe Kante erhöht den bei großer WiederholgenauZonen entspricht der Durchmesser des GeStrömungswiderstand beim Zugdurchmesser igkeit auf vollautomatischen schossschaftes dem minimalen DurchmesDurchtritt von Treibgasen Drehautomaten durch spanser des Feldkalibers. Durch Veränderung der zwischen Treibband und Laufwand. Weitergebende Fertigung möglich. Breite der Treibbänder kann das Volumen hin erleichtert eine scharfe Kante das Weg3. Das Präzisionspotenzial ist sehr groß, weil des beim Einschneiden der Felder in das fließen des vom einschneidenden Feld verdie erzielbare Fertigungsgüte in Bezug auf Treibband verformten Geschossmaterials drängten Materials nach hinten mehr als es Maßhaltigkeit und Rotationssymetrie sehr konstruktiv variiert werden. Ebenso kann eine schräge Fläche bewirken könnte. hoch ist. Dazu trägt auch bei, dass die Zender Materialquerschnitt, der beim trierung der Geschosslängsachse im Lauf EAW_neu 18.01.2002 8:24 Uhr DurchSeite 1 Vorteile des BPB. Die Liste der möglichen tritt durch den Übergangskonus verformt Vorteile erscheint sehr interessant: automatisch beim Durchgang durch Über- ������������������� � �������������������� ���������������� � ���������������������� �������������������� � ����������������� ��������������� �������������� ��������������������������������� 10/2005 ��������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 85 28 27 Munition Neues zugkalibriges Massivgeschoss F2 zylindrische Passung zylindrische Passung Übergangskegel Zug Feld Hülse F2 Übergangskegel Zug Feld Hülse zylindrische Führung Hülsenmundanpassung zylindrische Führung F1 Der Verkippung wird bei dieser Geschosskonstruktion entgegengewirkt. Hülsenmundanpassung F1 Gegenkraft: Das gegen die Verkippung wirkende Moment verstärkt sich. gangskonus und Lauf erfolgt. Im Prinzip Kantenausrundung, Entnahmefähigkeit aus handelt es sich um eine mehrfach wiederder Pressform, Mindestmaße bei feinglieholte Zwangszentrierung von unverformten driger Oberfläche, sind bei der aerodynaGeschossbereichen im Übergangskonus und misch optimalen Formgebung nicht mehr Feld-/Zugprofil. hinderlich. 4. Auch nach erfolgter Verformung des Ge6. Zugkalibrige Treibbänder auf einer Schaftschosskörpers im Übergangskonus ist die zone mit nahezu feldkalibrigem AußendurchGeschossgeometrie noch exmesser ermöglichen eine planakt rotationssymmetrisch. Flugeigenschaften mäßige, spielarme Passung in der Laufinnenkontur sowohl Das deshalb, weil sich die klar verbessert in den Zügen als auch in der Verformungsvorgänge auf die Bohrung durch unverformte GeschossbereiTreibbänder beschränken. Das bedeutet gröche, ohne dabei den Nachteil eines erhöhten ßere Flugstabilität durch verbesserte KreiselEinpresswiderstandes aufzuweisen. stabilisierung in der Flugphase. 7. Nahezu beliebige Steuerung des Einpress5. Die aerodynamischen Eigenschaften widerstandes unter Berücksichtigung der des Geschosskörpers sind besser, weil die Verformungseigenschaften der verwendeten wissenschaftlich/mathematisch bestimmte Kupfer-Zink-Legierung durch Veränderung Außenkontur des Geschosskörpers durch der Treibbandbreite. rechnergesteuerte, spangebende Fertigung 8. Da die Berührungsfläche zwischen Geexakt nach den Gesetzen der Aerodynamik schosskörper und Laufinnenkontur klein ist herzustellen ist. Und das durch die Verwen– nur die Treibbänder definierter Geometrie dung zerspanungsfreundlicher Legierungen. liegen in den Zügen an –, sind die ReibungDie fertigungsspezifischen Einschränkungen skräfte geringer mit dem Resultat verrineiner mechanischen Pressumformung wie gerter Reibungswärme, geringerem Rohrverschleiß und besserem innenballistischem Wirkungsgrad. 9. Vermeidung von hoher, radialer Materialbelastung im Bereich des Übergangskonus durch signifikante Verringerung der Verformungsquerschnitte am Geschosskörper und Verteilung der Gesamtumformarbeit auf mehrere, nacheinander ablaufende Schritte. 10. Der Gasschlupf ist gering. 11. Durch die Verwendbarkeit von KupferZink-Legierungen mit größerem Zinkanteil und größerer Härte (Messing) ist durch einsatzabhängige Materialauswahl eine gesteigerte Durchdringungsfähigkeit gegenüber harten Zielmedien ohne Erhöhung des Einpresswiderstandes erzielbar. BPBs im Präzisionstest. Für den Test standen Muster im Kaliber 0,308" mit 152 gr Gewicht zur Verfügung. Die Geschosse dürfen nicht aus Polygonläufen verschossen werden. Eine übermäßige Laufverschmierung durch Geschossabrieb konnte bei üblichen Schussserien nicht beobachtet werden. Präzision 1: Fünf Schuss auf 100 m vom HarrisZweibein aus einer Sauer 202. Präzision 2: Fünf Schuss auf 100 m vom Zweibein aus Sauer 202. Die roten Markierungen sind vom Hersteller angebracht. Alle Ladungen mit 44 gr Hodgdon BL-C2, Standardzündhütchen Win. Large Rifle. 86 wissen Munition Neus Massivgeschoss mit Zugkaliber Die Geschosse weisen sehr gute an: Hülse Hirtenberg, Zünder aerodynamische Eigenschaften WLR, 46 gr Hodgon BL-C2, Pamit hohem B.C.-Wert und guten tronenlänge 71,6 mm. Ermittelt Flugeigenschaften auf. wurde damit eine v3 von 856 m/s Die Vollmantelspitzgeschosund ein Gasdruck von 3456 bar. se mit 152 gr wurden für PaBPBs im Gelatinetest. Zum tronen des Kalibers .308 Win. Beschuss von 10%iger Gelatine, verladen (Hülse 40 mm stark – Die Präzision ist was ein Reh am RWS, Zünder CCI BR2, 44 gr besten simuliert beeindruckend Vihtavuori N140, – wurden die Patronenlänge 72 mm). Es ergab Geschosse in einer Variante mit sich eine durchschnittliche v6 Hohlspitze eingesetzt. Die feine von 814 m/s, geschossen aus eiHohlspitze soll ein Aufpilzen ner Remington 700V mit 61 cm einleiten. In unseren Versuchen Lauflänge. Auf 100 m ließ sich zeigte das BPB selbst bei 780 m/s ein Fünf-Schuss-Bild mit einer Auftreffgeschwindigkeit kein Streuung von durchschnittlich Aufpilzen. Bei 20%iger Gelatine 20 mm erzielen. von 150 mm Stärke gab es eine Der Hersteller gibt als weiteAufpilzung, die Fahnen brachen re Ladedaten für die .308 Win. aber ab. Beim Verhalten im Ziel wird der Entwickler also noch optimieren müssen, soll sich das Geschoss – bei jagdlichem Einsatz – von Konstruktionen wie dem Impala aus südafrikanischer Fertigung oder dem RS-Geschoss abheben. Ansatzpunkte könnten die Form der Geschossspitze sowie die Oberflächenbehandlung des fertigen Geschosses sein. Der Werkstoff Präzision 3: Fünf Schuss auf 100 m Messing wird hier noch so man vom Zweibein aus Sauer 202. ches Problem bereithalten. ������������������ ��������������������������� Das Redaktions-Fazit Das BPB ist ein Vollgeschoss, Präzision 4: Drei Schuss auf 100 m vom Zweibein aus Sauer 202. Präzision 5: Drei Schuss auf 100 m vom Zweibein aus Sauer 202. 10/2005 das mit geringsten Fertigungstoleranzen spangebend herzustellen ist. Trotz des harten Materials lässt es auf Grund der exakt berechneten Treibbänder keinen Gasschlupf zu und nimmt von den Feldern ausreichend Rotationsenergie auf. Konstruktiv bedingt zentriert es sich beim Gang durch den Lauf ständig von selbst nach. Das Präzisionspotenzial des BPB ist sehr hoch. Weil die Treibbandbreite variiert werden kann, lässt sich jedes Geschoss gezielt an die Anforderungen des jeweiligen Kalibers und Laufes anpassen. Die Härte lässt sich durch Wahl des Zinkanteils gezielt variieren, das Geschoss damit in der Durchdringungsfähigkeit anpassen, ohne dass innenballistische Probleme zu erwarten sind. ������������ ������������������������������������������� ������������������������������������� ������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������� �������������������������������������������������� ������������������������������� ��������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������� ������������������ ������������������������������ ����������������������������������� 87