Die unfassbare Welt der Rückstoßleugner oder Isaac Newton rotiert im Grabe

Ich hatte ihnen im letzten Beitrag erklärt dass Gasdruckleugnung so ziemlich das dümmste ist, dass ein bildungsferner Hobbyschütz so von sich geben kann. Da hab ich mich leider vertan, denn es gibt noch etwas deutlich fragwürdigeres und zwar so ziemlich das genaue Gegenteil, die Rückstoßleugnung.

Ihr habt tatsächlich richtig gehört, es gibt tatsächlich Endbenutzer wie Sportschützen die genau das leugnen, was jedes Kind im Kindergarten auf einem Rollbrett mit einem Medizinball einfach ausprobieren kann. Oder ein Erwachsener auf einem Bürostuhl mit einem Sixpack Mineralwasser.

Da es sich bei Rückstoßleugnung um derart unwissenschaftlichen Schrott handelt, kann man diesen gleich mit mehreren physikalischen Gesetzen und Formeln begegnen aber legen wir los, wären Isaac Newton um Grab rotiert.

Eine Verschwörungserzählung?

Vertreten wird diese Idee vor allem von Laien, Endbenutzern und Betroffenen des Gunning-Kruger-Effekts und erfüllt keine nachvollziehbare Funktion. Denn durch die Leugnen des Rückstoßes in der Feuerwaffe erreicht der Gläubige meist keine Vorteile. Das einzig denkbare Szenario wäre, dass Jemand aus bloßer Unwissenheit eine solche Behauptung aufstellt und danach versucht diese zu verteidigen, um keinen persönliche Fehler eingestehen zu müssen. Es handelt sich demnach also nicht um eine Verschwörungserzählung.

Rückstoßleugnung ist theoretisch das genaue Gegenteil von Gasdruckleugnung. Jedoch sind einige Leugner so ungebildet, dass sie deswegen zu Rückstoßleugnern werden, da sie die physikalischen Größen Rückstoß und Gasdruck nicht zu unterscheiden in der Lage sind.

Newtonsche Physik

Rückstoß würde erstmals vom englischen Physiker Isaac Newton erforscht. Dabei konnte er das Phänomen jedoch noch nicht beweisen und stelle deswegen folgendes Axiom auf:

Actioni contrariam semper et aequalem esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse aequales et in partes contrarias dirigi.

Für jede (semper) Bewegung (actiones) eines Körpers (corporum) gibt es eine entsprechende Gegenreaktion (reactionem).

Rückstoßleuger sind jedoch der Ansicht, dass dieses Axiom nicht auf die Funktion von Feuerwaffen anzuwenden sei, obwohl mit dem Geschoss eindeutig ein physikalischer Körper in eine starke Bewegung versetzt wird. Bei den meisten Schusswaffen, ist der Rückstoß als Rückschlag deutlich spürbar.

Beachtet man dieses grundliegende Axiom der physikalischen Mechanik entsprechend nicht, so wird die komplette Wissenschaft der Bewegung, die Kinetik, unberechenbar. Rückstoßleugner haben jedoch meist keine oder nur sehr unzureichende Kenntnisse der Physik im speziellen und der Wissenschaft im allgemeinen.

Experiment

Um den Rückstoß im realen Leben nachvollziehen zu können setzt man sich einfach auf einen Bürostuhl und wirft einen schweren Gegenstand von sich. Man wird erleben, dass man mit dem Bürostuhl nach hinten rollt. Alternativ bieten sich auch Einkaufswagen oder Rollbretter für dieses Experiment an. Zu beachten ist jedoch, dass die Rollen dieser Körper einen, wenn auch geringen, Reibungswiderstand aufweisen.

Thermodynamik

Was Newton nicht gelang, glückte der Wissenschaft der Thermodynamik. Aus dem Ersten Hauptsatz, betreffend die Energiebilanz in einem geschlossenen System, lässt sich der Rückstoß als eine Form des inneren Ruhezustandes ableiten:

ΔU = Q - W

Betrachtet man eine Feuerwaffe als ein geschlossenes System, so kann ohne Zufuhr von äußerer Energie (Q) keine Bewegung (W) stattfinden. Die innere Energie (ΔU) kann das System als ganzes nicht Bewegen.

Das System einer einfachen Feuerwaffe umfasst Rohr, Treibladung und Geschoss. Zündet nun die Treibladung, wird ein Teil der inneren (chemischen) Energie (ΔU) in kinetische Bewegungsenergie des Geschosses umgewandelt. Gemäß dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik (ΔU = Q - W) ist eine Bewegung (W) im Geschlossenen System nicht möglich, die Bewegung des Geschosses hätte jedoch eine Verlagerung des Schwerpunktes des System zur Folge. Bewegt sich aber nun nicht nur das Geschoss nach vorne, sondern auch der Rohr nach hinten, so kann der Schwerpunkt des Gesamtsystem in Ruhe blieben. Dabei ist zu beachten, das Rohr, Treibladung (nun in der Form von Triebgasen) und Geschoss zum System gehören und damit einen gemeinsamen Schwerpunkt besitzen, auch wenn kein direkter Kontakt mehr besteht. Da das Geschoss für gewöhnlich sehr viel leichter ist als das Rohr, kann sich das Geschoss schneller und weiter nach vorne bewegen, als dies das Rohr tun muss, um den gemeinsamen Massenschwerpunkt unbewegt zu lassen.

Energieerhaltungssatz

Der Energieerhaltungssagt der Physik besagt, dass Energie weder erschaffen noch vernichtet werden kann, stattdessen wird Energie immer in andere Formen überführt. Zudem wissen wir dank Issac Newton, dass hinter jeder Bewegung eine Kraft stecken muss. Unterstellt man Gasdruck für die Bewegung eines Körper verantwortlich zu sein, so muss die Energie, welche den Köper in Bewegung gesetzt hat, dem Druck verloren gehen. Dieser Energieverlust eines fluiden Druckkörpers macht sich in der Pneumatik durch Volumengewinn bemerkbar, der Druckraum vergrößert sich und der Druckkorpus verliert seine Spannenergie. Dabei gilt die Formel der allgemeinen Gasgleichung:

p = (k*N*T) / V

Druck (p) ist gleich Gaskonstante (k) mal Stoffmenge (N) mal Temperatur (T) geteilt durch Volumen V), da wir durch das Volumen (V) teilen bedeutet mehr Volumen (V) gleich weniger Druck (p).

Als Beispiel nehme man einen hydraulischen Arbeitszylinder, welcher ein Gewicht verschieben soll. In den Arbeitszylinder wird Öl gepresst, welches die Stoffmenge N erhöht und damit den Druck (p) im Zylinder, es entsteht Spannenergie. Dieser Druck ist in der Lage, an der Kolbenstirn Arbeit zu verrichten und das damit verbundene Gewicht zu bewegen, die vorige Spannenergie wird in kinetische Energie umgewandelt. Durch den bei dieser Arbeit entstehenden Volumengewinn (V+), im inneren des Arbeitszylinders, geht den Druckkörper Spannenergie verloren. Diese Energie wurde jedoch nicht vernichtet, sondern wurde in kinetische Energie von Kolben und Gewicht umgewandelt.

Bei Waffen, welche als direkte oder indirekte Gasdrucklader aufgeführt sind, kommt es bei der Betätigung der Antriebselemente zu einem Volumengewinn in einem Kolbensystem. Durch diesen Volumengewinn und der damit nachgewiesenen Umwandlung von Spannenergie in kinetische Energie, ist durch den Energieerhaltungssatz in Verbindung mit der allgemeinen Gasgleichung bewiesen, dass der Gasdruck für den Antrieb folgender Antriebselemente verantwortlich ist:

• Bei direkten Gasdruckladern mit festem Lauf (auch Rückdrucklader genannt) wird die Patronenhülse wie ein Hohlkolben nach hinten aus dem Patronenlager geschoben, dabei kommt es zu einer künstlichen Vergrößerung der Brennkammer nach hinten, ergo einem Volumengewinn.
• Bei direkten Gasdruckladern mit nach vorne beweglichem Lauf (auch Vordrucklader genannt) wird der Lauf nach vorne geschoben, dabei kommt es zu einer künstlichen Vergrößerung der Brennkammer nach vorne, ergo einem Volumengewinn.
• Bei indirekten Gasdruckladern mit Kolbenantrieb in Richtung des Schützen (AK-47), kommt es durch die Rückwärtsbewegung des Antriebskloben im Arbeitszylinder zu einer Volumenvergrößerung.
• Bei indirekten Gasdruckladern mit Kolbenantrieb in Richtung des Geschossaustritts (Bang-System), kommt es durch das nachvornegleiten des Ringkolbens zu einer Volumenvergrößerung in dessen Arbeitsrichtung.
• Bei indirekten Gasdruckladern mit Gasaufleitung auf den Verschlussträger, kommt es durch das zurückgleiten des Verschlussträgers zu einer Volumenerweiterung.
• Bei indirekten Gasdruckladern mit Gaseinleitung (AR-15 System), kommt es beim auseinanderschieben von Verschlussträger und Verschluss zu einer Volumenvergrößerung zwischen den beiden Verschlussteilen.
• Bei indirekten Gasdruckladern mit Rohrhub, kommt es beim zurückgleiten des Rohres in der Mündungsstaudüse, zu einem Volumengewinn.

Bei Rückstoßladern, sieht es jedoch anders aus. Hier kommt es zu keiner Vergrößerung eines Volumens in Antriebsrichtung. Dem Gasdruck kann hier demnach nicht unterstellt werden, er sein für die Bewegung der Waffe oder für die Bewegung einer Koppelgruppe verantwortlich. Würde man dem Gasdruck trotzdem unterstellen, für eine solche Bewegung verantwortlich zu sein, ohne das diesem Spannenergie abhanden kommt, so würde man dem Energieerhaltungssatz widersprechen und einfach Energie erfinden. Man würde den Boden der Wissenschaft verlassen.

• Bei Rückstoßladern mit beweglicher Kolbenplatte, kommt es zu keinem Volumengewinn beim Eindrücken der Kolbenplatte. Es herrscht bei einem abgestützten Abfeuern der Waffe von der Schulter und einem nicht abgestützten abfeuern aus der Hüfte der selbe Gasdruck. Dieser kann demnach nicht für das Repetieren verantwortlich sein, da die Waffe nur im erstgenannten Fall repetiert. Der Gasdruck verliert beim Antrieb der Kolbenplatte keine Spannenergie und kann demnach nicht für das Repetieren verantwortlich sein.
• Bei Rückstoßladern mit beharrendem Entriegelungselement (Mauser M1916), kommt es beim der Bewegung des beharrenden Elementes zu keinem Volumengewinn in Antriebsrichtung. Wird die Waffe gegen eine unbewegliche Wand abgestützt, so ist die Waffe nicht in der Lage zu repetieren, obwohl der Gasdruck seine Wirkung nicht ändert. Der Gasdruck verliert beim Antrieb der des beharrenden Entriegelungselements keine Spannenergie und kann demnach nicht für das Repetieren verantwortlich sein.
• Bei Rückstoßladern mit beharrendem Verschlussträger (Benelli M3), kommt es beim der Bewegung des Verschlussträgers und dem spannen der Feder zwischen Verschlusskopf und beharrendem Verschlussträger zu keinem Volumengewinn in Antriebsrichtung. Die Waffe ist zwar auf Druck angewiesen, jedoch auf den Federdruck zwischen den Verschlussteilen und nicht auf den Gasdruck. Der Gasdruck verliert beim Antrieb der des beharrenden Verschlussträgers keine Spannenergie und kann demnach nicht für das Repetieren verantwortlich sein.
• Bei Rückstoßlader mit beharrendem Verschlusskopf (Sjörgen Schrotflinte), kommt es weder bei der Aufnahme von kinetischer Energie durch den Verschlusskopf noch bei der anschließenden, durch dessen Beharrungsvermögen bewerkstelligter, Öffnung, zu einem Volumengewinn in Funktionsrichtung. Eine Sjörgen Schrotflinte wird repetierunfähig, wenn man diese an eine unbewegliche Wand abgestützt abfeuert, obwohl dies den Gasdruck nicht beeinflusst. Der Gasdruck verliert beim Antrieb der des beharrenden Verschlusskopfes keine Spannenergie und kann demnach nicht für das Repetieren verantwortlich sein.
• Bei Rückstoßladern mit lang und kurz zurückgeleitenden Lauf-Verschluss-Koppelgruppen, kommt es im Lauf zu keiner Volumenvergrößerung in Funktionsrichtung, da die Patronenhülse, bis zur Entriegelung, an ihrem Platzgehalten wird. Zudem ist der Lauf mit dem Stoßboden formschlüssig statisch verbunden und so kann die Brennkammer, durch ein vorgleiten des Laufes, ebenfalls nicht nach vorne erweitert werden. Da bei gleitenden Lauf-Verschluss-Koppelgruppen ohne Mündungsstausysteme (zb. Mündungsstaudüse), kein Volumengewinn verzeichnet werden kann, kann dem Gasdruck aus wissenschaftlicher Sicht mit Bezug auf den Energieerhaltungssatz, nicht empirisch adäquat unterstellt werden, die Bewegung von Lauf-Verschluss-Koppelgruppen zu verursachen.

Es bleibt jedoch wichtig zu erwähnen, dass die meisten Rückstoßlader mit kurz zurückgeleitender Lauf-Koppel-Gruppe nach der Entriegelung, welche bereits nach wenigen Millisekunden eintreten kann, den Verschlussantrieb als Gasdrucklader bewerkstelligen, wobei es dann, durch das rückwärtige herausdrücken der Patronenhülse, zu einem beweisfähigen Volumengewinn kommt. Ähnliches gilt für Rückstoßladern mit beharrendem Entriegelungselement.

Boot Beispiel

Als Experiment stelle man sich zwei Boote vor, welche auf einem See schwimmen. In jedem der Boote steht einer von zwei Zwillingen genau auf der Mittelbank, beide Brüder sind mit 80 kg genau gleich schwer und haben auch die gleiche Körperkraft von 80 kg. Der erste Bruder stemmt seine Füße gegen die Mittelbank und seine Arme gegen die Heckwand des Bootes und spannt nun seinen Körper an. Dabei wirkt eine Kraft von etwa 80 kg auf die Mittelbank des Bootes. Nun ist logischerweise zu beobachten, dass sich das Boot des ersten Bruders nicht bewegt.

Der Zweite Bruder aber macht etwas ganz anderes, der stützt auch zwar auch mit seinen beiden Füßen auf der Mittelbank ab aber spring stattdessen ans Ufer. Da der zweite Bruder etwa 80 Kilo schwer ist, wirkt auch bei seinem Boot eine Kraft von 80 kg auf die Mittelbank des Bootes. Nun bewegt sich das Boot vom zweiten Bruder.

Lösung

Der Grund, warum sich das Boot vom ersten Bruder nicht bewegt ist ein geschlossener Kräftekreislauf. Die Kraft aus den Beinen des ersten Bruders übertragen sich auf die Mittelbank des Booten, auf den Rumpf des Bootes, vom Rumpf auf das Heck, vom Heck in die Arme des Bruders und über den Körper wieder auf die Beine. Es ist keine Bewegung möglich, da sich die Kräfte im Gleichgewicht befinden. Das Ganze ist in etwa vergleichbar mit einem quengeligen Kind auf dem Rücksitz eines Autos auf einer langen Autobahnfahrt, welches seine Füße gegen den Vordersitz stemmt im Glauben, es könnte das Auto dadurch schneller nach vorne schieben und so schneller ankommen.

Der Zweite Bruder jedoch, welcher von Boot ans Ufer springt ist nach Newton die eine bewegte (actiones) Masse (corporum), welche der Masse des Bootes (duorum) eine Reaktion (reactionem) gibt oder in den Worten der Thermodynamik ist der zweite Bruder ein Teil des Gesamtsystems, welches den gemeinsamen Masseschwerpunkt gefährdet und zwar dadurch das Boot zu einer Bewegung in entgegengesetzter Richtung, wodurch der Gemeinsame Masseschwerpunkt gehalten werden kann.

Rückstoß auch bei nicht-Feuerwaffen

Eines der deutlichsten Belege für den Rückstoß in Waffen sind sowohl die Armbrust als auch Schienenkanonen, Railguns oder Gaus-Gewehrs. Armbrüste haben eindeutig keinen Gasdruck, weisen jedoch meist einen deutlich spürbaren Rückschlag auf. Das Gleich gilt für Schienenkanonen, welche ihre Geschosse mit Hilfe von Feldkräften in Form von Magnetfeldern antreiben und deswegen auf Treibgase verzichten können.

Zudem wird eine schlüssige Erklärung der russischen Pistole PSS erschwert, da bei dieser die Pulvergase in der Patronenhülse zurückgehalten werden.

Rückstoß bei Krummlaufwaffen

Rückstoß und Rückdruck wirken,
bei Waffen mit krummen Läufen,
in unterschiedliche Richtungen.

Bei keiner anderen Waffenart oder Waffenzubehör ist der Unterscheid zwischen Rückstoß und Rückdruck deutlicher als bei Waffen mit krummen Läufen oder Krummlaufaufsätzen, wie dem Vorsatz P für das Sturmgewehr 44. Durch den krummen Lauf, verlässt das Geschoss die Waffe seitlich, wodurch auch der Rückstoß final seitlich auf die Waffe wirkt. Ein Stg.44 mit Vorsatz P schlägt nicht nach hinten, in Richtung der Kolbenplatte, sondern, je nach Ausrichtung der Laufmündung, zur Seite oder nach oben. Folglich wirkt der Rückstoß hier entgegen dem Geschossaustritt. Der Rückdruck hingegen wirkt nach wie vor auf den Stoßboden der Waffe.

Gäb es keinen Rückstoß, sondern nur Rückdruck, würde ein Stg.44 mit Aufsatz P oder eine Waffe mit gekrümmten Lauf nicht seitlich ausschlagen sondern, wie eine Waffe mit gerade Lauf, gerade nach hinten laufen.

Rückstoß bei Filmwaffen

Von Rückstoßleugern wirf oft bedeutet, dass der Gasdruck für die Repetierfunktion von Rückstoßladern verantwortlich sei. Dies lässt sich jedoch deutlich anhand von Filmwaffen widerlegen. In einer Beretta 92 oder einer P.38 kann man beliebig starke Platzpatronen verwenden, ohne das eine Repetierfunktion einsetzt. Die als Rückstoßlader ausgeführten Waffen, benötigen zwingend eine Geschossbewegung, um ihre Lauf-Verschluss-Koppelgruppen nach hinten zu bewegen. Aus diesem Grund werden Filmwaffen, welche ursprünglich als Rückstoßlader ausgeführt waren, an ihren Verriegelungselementen so manipuliert, dass sie nicht mehr formschlüssig-statisch sondern kraftschlüssig-dynamisch verriegeln. Somit ist der Gasdruck in der Lage, den Verschluss der Waffe zu öffnen.

Aufgabe zur Unterscheidung von Rückstoß und Gasdruck

Hellgrau: Gehäuse, lagert die Verschluss-Lauf-Koppelgruppe gefedert

Dunkelrot: Verschluss, schließt den Lauf nach hinten ab

Grün: Sperrriegel, verbindet den Verschluss mit dem Lauf und stellt einen Formschluss her

Dunkelgrau: Unverbranntes Treibmittel

Hellrot: Gasdruck, wirkt auf alle angrenzenden Flächen gleich ihrer Oberfläche

Dunkelpetrol: Lauf, ist über den Sperrriegel mit dem Verschluss verbunden

Orange: Geschoss/Pfropfen verschließt den Lauf temporär bei Fig.1 und dauerhaft bei Fig. 2 - 5

Pink: Sperrt die Pfropfen bei Fig. 2 - 5 mit dem Lauf und stellt so einen Formschluss her

In dieser Grafik seht man fünf Systeme, von Figur 1 bis Figur 5. Zu den jeweiligen Figur gibt es zusätzlich immer eine Zeitangabe, bezeichnet mit englisch time. Dabei hat die erste Figur die Besonderheit, dass sie an vier unterschiedlichen Zeitpunkten dargestellt wird. Die Figuren 2 bis 5 hingegen werden nur in jeweils einem Zeitpunkt dargestellt.

Die Aufgabe ist nun zu ergründen, warum sich Fig.1 time 1 und Fig.2 time 1 sowie Fig.1 time 2 und Fig.3 time 1 in der jeweils ersten und zweiten Reihe noch ähneln aber schon Fig.1 time 3 und Fig.4 time 1 bereits unterscheiden.

In der dritten Reihe haben sich bei Fig.1 time 3 Lauf (dunkel petrol) und Verschluss (rot) gemeinsam nach hinten bewegt, wohingegen diese Bewegung bei Fig.4 time 1 nicht zu beobachten ist. Dabei wirkt bei beiden Grafiken, der selbe Gasdruck (Pfeile mit weißen Spitzen) auf den Stoßboden des Verschlusses (rot) als auch auf das den Lauf (dunkel Petrol) zu diesem Zeitpunkt abschließende Element (orange).

Lösung

Der Unterschied liegt in der Bewegung des Geschosses. Bei Fig. 1 bewegt sich das Geschoss zwischen den Zeitpunkten time 3 und time 4. Nur durch diese Geschossbewegung kann eine Gegenreaktion entstehen, welche in der Lage ist, die Verschluss-Lauf-Koppelgruppe nach hinten zu bewegen.

Bei den Figuren Fig. 2 bis Fig. 5 findet eine Bewegung der Pfropfen (orange) nicht statt, da dieser durch die Sperren (pink) mit dem Lauf (petrol) verbunden sind. Die Pulvergase wirken zwar auf den Stoßboden des Verschlusses (rot) aber auch auf den Pfropfen (orange), beide Kräfte heben sich gegenseitig auf und es kann keine Bewegung der Koppelgruppe, weder nach hinten noch nach vorne stattfinden. Der Kräftekreislauf ist geschlossen.

Das Raketenproblem

Rückstoßleuger müssen annehmen, dass sich die dritte Rakete rückwärts bewegt

Rückstoßleugner haben erhebliche Probleme, den Flug einer einfachen Rakete zu belegen. Da Rückstoß in diesem Weltbild wegfällt, muss auf den Druck als Erklärung ausgewichen werden.

Sehen wir uns eine einfache Rakete mit einem großen Treibstofftank an. Dort könnte ein Mensch, mit mangelnder Bildung, auf die Idee kommen, dass die Rakete von eben jenem Druck angetrieben wird, welcher im inneren des Treibstofftankes wirkt. Die Beaufschlage Fläche wäre demnach die Oberfläche des noch nicht verbrannten Treibstoffes. Der Druck würde nach dieser fragwürdigen Erklärung die Rakete nach oben drücken.

Problematisch wird es jedoch, wenn der Treibstoff nicht mehr in einem großen Tank untergebracht ist, sondern, wie bei einigen Langstreckenraketen, gefaltet. Hier wirkt der Druck zunächst in Flugrichtung, wenn auch auf eine kleinere Fläche. Bei der Überwindung der Faltkurve, wirkt der Druck jedoch entgegen der Flugrichtung. Ginge man nach einem Weltbild, in welches es keinen Rückstoß gäbe, so müsste die Rakete jetzt kehrt machen und in die entgegengesetzt Richtung mit dem Leitwerk voraus fliegen.

Da Langstreckenraketen mit gefalteten Treibstofftanks jedoch nicht im Flug einfach umkehren, ist davon auszugehen, dass sowohl Rückstoß als auch der Impulserhaltungssatz Teil unsere Realität sind.

Nur die unmodifizierte Rakete erhält einen Bewegungsimpuls i.

Noch schwieriger für Rückstoßleugner ist die Erklärung der Bewegung einer Rakete, dessen Düsenaustritt unten mit einer Platte verstehen ist, welche mit etwas Abstand an der Rakete befestigt wurde. Diese Konstruktion, mit Ähnlichkeiten zur Mündungsbremse einer Feuerwaffe, verhindert, dass die Treibgase einen nach unten gerichteten Triebstahl erzeugen. Stattdessen breiten sich die Treibgase seitlich aus.

Obwohl bei einer nicht modifizierten Rakete, als auch bei einer derart umgebauten Rakete, im Treibstofftank der gleiche Druck Fp (Force Pressure) auf den unverbrannten Treibstoff wirkt, bewegt sich nur die modifizierte Rakete. Dieses Beobachtung kann ein Rückstoßleuger nicht erklären.

Lösungen

Die Bewegung von Raketen mit gefalteten Treibstofftanks, lässt sich sowohl anhand des zweiten Teils des dritten newtonschen Axioms, als auch anhand des Impulserhaltungssatzes erklären.

Rückstoß

Der Rückstoß R erzeugt den Impuls i der Rakete

Nach Newton erzeugt das abschleudern einer Teilmasse von einer größeren Hauptmasse eine als Rückstoß bezeichnete Gegenreaktion, welche in entgegengesetzter Richtung zur Abschleuderung, auf die Hauptmasse wirkt. Die Verbrennung des Treibstoffes erzeugt zwar Druck aber dieser wird nicht direkt für den Antrieb verwendet, viel wichtiger ist, dass die Verbrennungsgase die Rakete nach hinten verlassen. Dabei stellen die Gase die abgeschleuderte Teilmasse dar, während der Rest der Rakete die Hauptmasse bildet. Als Hauptmasse erfährt die Rakete die Rückstoßkraft, welche diese in die entgegengesetzt Richtung zur Ausstoßdüse beschleunigt.

Bei der mit einer Platte modifizierten Rakete wirken zwei entgegengesetzt Rückstoßkräfte, welche sich gegenseitig aufheben. Es herrscht ein Kräftegleichgewicht, die Rakete bleibt in Ruhe.

Impulserhaltungssatz

Rakete Impulserhaltung FiN fixpunkt

Der gemeinsame Masseschwerpunkt ∑mx aus Rakete und Treibstoff bleibt unbewegt.

Nach dem Impulserhaltungssatz bleibt der Impuls eines Systems immer gleiche, dieses System umfasst im Fall der Rakete: Die Rakete selber als auch den Treibstoff. Beide besitzen den gemeinsamen Masseschwerpunkt ∑mx, nach dem Impulserhaltungssatz, kann sich dieser gemeinsame Masseschwerpunkt ∑mx nicht bewegen, ohne das ein Kraft von außen auf das System einwirkt.

Zündet der Treibstoff in der Rakete, so entsteht im Inneren Druck, dieser wird jedoch nicht direkt für den Antrieb verwendet, viel wichtiger ist das austreten eines Teil des Treibstoffes, nun in Gasform, aus der Düse der Rakete. Dabei wandert ein Teil des Gesamtgewichtes in eine Richtung, da jedoch der gemeinsame Masseschwerpunkt ∑mx unbeweglich bleiben muss, wandert gleichzeitig die Restmasse (Rakete mit noch unverbranntem Treibstoff) in die entgegengesetzte Richtung.

Bei der modifizierten Rakete mit Platte, kommt es zwar ebenfalls, durch die Abschleuderung der Treibgase zu den Seiten hin, zu einer Bewegung von Masse. Da diese jedoch gleichmäßig zu den Seiten hin verteilt werden, bleibt der gemeinsame Masseschwerpunkt ∑mx in relativer Ruhe.

So das wars dann mit diesem unsäglichen Unsinn. Dieses mal bin ich mir jedoch recht sicher, die ein oder andere Endbenutzer-Seele retten zu können, den gegen Isaac Newton, die Thermodynamik, den Energieerhaltungssatz und Raketentechnik zu argumentieren wäre schon sehr sehr seltsam aber Sportschützen schaffen es leider immer wieder sich intellektuell zu unterbieten.

Wie sich Schalldämpfer auf Halbautomaten auswirken

Hallo alle zusammen und Willkommen zu einem neuen Post zum Thema Waffenkunde.

Ich musste neulich wieder die Aussage hören, dass man es nicht voraussehen könnte, ob ein Schalldämpfer bei einem Halbautomaten oder einer vollautomatischen Waffen nun Unterfunktion oder Überfunktion entsteht.

Gut, dass kann man natürlich nicht, wenn man nicht weiß, welche Waffen von welchen Kräften angetrieben werden und Gasdruck nicht vom Rückstoß unterscheiden kann. Das ist als würde man versuchen zu kochen, ohne in der Lage zu sein Zucker von Salz zu unterscheiden.

Deswegen erstmal die Grundladen, die eigentlich Jeder, der sich mich Waffentechnik auseinandersetzt beherrschen sollte. 

Waffen mit Masseverschluss, werden vom Gasdruck angetrieben, wie man in seriösen Fachwerken nachlesen kann.

Waffen mit Gasbohrung oder Staudüse werden ebenfalls vom Gasdruck angetrieben.

Waffen mit lang zurückgeleitendem Lauf werden vom Rückstoß angetrieben, der lokal wirkende Gasdruck kann eine Lauf-Verschluss-Koppelgruppe nicht bewegen, genauso wie ein Dampfdrucktopf nicht plötzlich durch die Küche fliegt, weil der Deckel von unten Druck erfährt. 

Soweit so einfach, das erste mal kompliziert wird es erst bei Waffen mit kurz zurückgleitendem Lauf, denn das kurze zurückgeleiten des Laufes wird zwar durch den Rückstoß bewerkstelligt und damit auch die Entriegelung. Jedoch passiert dies so früh, dass noch mehr als genug Gasdruck im Lauf vorhanden ist, um den Verschluss nach hinten zu treiben. Die Verschlussöffnung wird also hier durch den Gasdruck angetrieben.

Mit diesen Erkenntnissen ergibt sich der erste Teil unserer Tabelle.

• Masseverschlüsse erleben Überfunktion
• Waffen mit Gasbohrungen oder Staudüsen erleben Überfunktion

• Waffen mit lang zurückgleitendem Lauf erleben Unterfunktion

• Waffen kurz zürckleitendem Lauf erleben beim Entriegeln Unterfunktion
• ...aber beim öffnen des Verschlusses Überfunktion

Die Ursache für die Überfunktion von Gasdrucklader ist einfach, dass das Gas länger im System gehalten wird. Die meisten Gasdrucklader (Masseverschlüsse wie auch solche mit Laufbohrungen und Staudüsen) sind drauf ausgerechnet, dass es mit dem Austritt des Geschosses aus der Mündung, zu einem rapiden Gasdruckabfall kommt. Dieser schiebt sich jedoch Zeitlich weit nach vorne und so hat der Gasdruck deutlich länger Zeit auf direkt auf den Verschluss (bei Masseverschlüssen) oder auf Gaskolben (Gasdrucklader mit Hubkolben) oder Teile des Verschlusses (Gaseinleitung) einzuwirken.

Die Ursache für die Unterfunktion bei Rückstoßlader liegt in der Zusätzlichen Masse am Lauf, welche mit bewegt werden muss. Die meisten Rückstoßlader sind darauf berechnet, genau ihre Laufmasse zu bewegen, wenn auch mit Spielraum. Wird diese zu bewegende Masse erhöht, so ergibt sich Unterfunktion.

Gleiches gilt für Rückstoßlader mit kurz zurückgleitendem Lauf, nur das dort die Entriegelung sehr früh geschient und nach dem Übergang von der formschlüssig statischen Verbindung zur kraftschlüssig dynamischen der verbleibende Gasdruck im Lauf den Verschluss- oder Schlitten-Antrieb übernimmt. Dies ist gut zu beobachten bei Waffen, dessen Auszieherkralle entfernt wurde und welche trotzdem zum Auszug und teilweise sogar zum fehlerfreien Auswurf von Patronen fähig sind, nachdem das Geschoss den Lauf der Waffe verlassen hat, da ab diesen Zeitpunkt der Rückstoß nicht mehr in der Lage ist, auf Waffenteile einzuwirken.

Jetzt wird es aber nochmal kurz kompliziert und wir müssen uns kurz mit dem Thema Rohrhub beschäftigen. Dieses Phänomen dürfe am ehesten von Maschinengewehren wie dem MG42 oder MG08/15 bekannt sein. Hier wird das Rohr selber als Gaskolben verwendet und vom Gasdruck in einer Staudüse nach hinten geworfen.

Dieser Effekt tritt aber nicht nur dann auf, wenn man ihn haben will, sondern immer, wenn sich dem Gasdruck die Gelegenheit bietet, sich zwischen einen beweglichen Lauf und das Waffengehäuse zu drängeln. Wichtig wird dieser Effekt, wenn wir uns mit Schalldämpfer beschäftigen, welche nicht an die Rohrmündung also ein Laufgewinde, sondern am Waffengehäuse befestigt werden, denn dann gelten Teilweise komplett andere Regeln für den Einfluss von Schalldämpfern auf automatische Waffen.

• Gasdrucklader erleben weiter Überfunktion, da ihre Läufe meist feststehen.
• Rückstoßlader mit lang zurückgleitenden Läufen erleben Überfunktion.
• Rückstoßlader mit kurz zurückgleitenden Läufen erleben Überfunktion beim Entriegeln und Laden.

Die zunächst vom lauffesten Schalldämpfern benachteiligen Rückstoßlader erleben nun, durch Rohrhub, durchgehen Überfunktion. Die lauffesten Schalldämpfer verhalten sich, an der Mündung der Waffe, wie die Staudüsen von MG42 und MG08/15 und verwandeln die Waffen praktisch in Gasdrucklader.

Schalldämpfer und automatische Waffen Als praktische Tabelle

Fazit:

Wir sehen also, dass das Verhalten von automatischen Feuerwaffen in Verbindung mit herkömmlichen Schalldämpfern nicht dem Zufall überlassen ist, sondern sehr wohl vorausgesehen werden kann, wenn man zwei Bedingen erfüllt. Ernstes muss man sich an die wissenschaftliche Einteilung von Antriebssystemen halten. Zweitens muss man in der Lage sein Gasdruck und Rückstoß zu unterscheiden und drittens muss man zwischen laufwesten und gehäusefesten Schalldämpfer unterscheiden und den Effekt des Rohrhubes kennen.

Appendix:

Es existieren natürlich auch Schalldämpfer, welche diese Probleme durch besonderen Konstruktionen umgehen. So schalten Schalldämpfermasseentkoppler (Nielsen Device) die Unterfunktion bei Waffen mit kurz zurückgleitendem Lauf weitgehend aus. Schalldämpfer mit entlüfteter Erststufe (Flow Through Design) erzeugen bei Gasdruckladern weniger Überfunktion und Schalldämpfer mit deutsch erweiterter Erststufe erzeugen bei Rückstoßladern deutlich weniger Rohrhub.

Ist der Rückstoß einer Feuerwaffe stärker als der Rückdruck?

Hallo alle zusammen und herzlich Willkommen zu einem neuen Post. Da ihr immer so viel Spaß daran habt, wenn ich mich mal wieder zu einer der typischen Dummheiten der üblichen Verdächtigen äußere, mache ich das heute einfach mal wieder.

Es geht um folgende Aussage:

"Das Rückstoß einer Feuerwaffe ist stärker als der Druck der Pulvergase auf den Patroneninnenboden."

Na, wo fängt man da an? Naja am besten mal bei den Gesetzen der Thermodynamik. Denn schon der erste Hauptsatz selbiger lautet:

Energie kann nicht erzeugt und nicht vernichtet, sondern lediglich umgewandelt werden.

Aber warum ist gerade dieser Satz der Sargnagel der obigen Behauptung? Um diese Frage zu beantworten, sehen wir uns einfach mal die Energien in einer herkömmlichen Feuerwaffe an. Neben einer für den Rückstoß irrelevanten in der Abzugsgruppe gespeicherten Spannenergie, haben wir nur eine einzige Quelle und zwar die chemische Energie in Zünd- und Treibmittel.

Verbrennen wir unser Treibmittel, so setzt es sich in Gas um. Dieses Gas nimmt sehr viel Raum in Anspruch und ist deswegen in der Lage, Kraft auszuüben und Arbeit zu verrichten. Eine dieser Arbeiten ist das Beschleunigen des Geschosses. Erst die Gegenreaktion dieser Beschleunigung ist das, was man bei einer Feuerwaffe als Geschossrückstoß kennt.

Wir halten also Fest, unsere Energie kommt aus dem Gas, wird in eine Bewegung umgewandelt und erst die Gegenreaktion dieser Bewegung ist der angeblich so starke Rückstoß. Wir erhalten demnach am Ende eines Energiekreislaufes eine größere Energie als Resultat, als wir ursprünglich in das System hinein gegeben haben.

Sprich, eine Feuerwaffe wäre demnach ein Perpetuum Mobile.

Würde die oben genannte Theorie stimme, müsste man jetzt nur noch ein paar Kraftwerke bauen, welche die kinetische Rückstoßenergie zum Antrieb einer Turbine nutzt und unsere Energieprobleme wären gelöst. Zwar müsste man einen Teil der gewonnenen Energie wieder in die Erzeugung von Gasdruck reinvestieren aber die Differenz könnte man als freie Energie für alles mögliche Nutzen.

Aber natürlich ist das oben Beschriebene kompletter Unsinn. Der Rückstoß ist eine, im Vergleich zum Gasdruck, enorm schwache Kraft. Das hängt vor allem damit zusammen, wie absolut ineffektiv Feuerwaffen arbeiten. Zum ersten sind die Pulvergase nicht intelligent und pressen (beaufschlagen) einfach auf alle Oberflächen, mit denen sie in Kontakt kommen. Dann müssen sie bei Waffen mit gezogenen Läufen auch noch einen enormen Reibungswiderstand überwinden. 

Wer sich genauer für das Thema interessiert, dem sei folgende Literatur empfohlen:

• Innere Ballistik. Die Bewegung des Geschosses durch das Rohr von C. Cranz, 1926
• Vom Pulverhorn zum Raketengeschoß von Manfred R. Rosenberg & Katrin Hanne, 1993

Der Fehler kommt wahrscheinlich daher, dass da jemand mal wieder lokale Kräfte wie den Gasdruck im System, nicht mit globalen Kräften wie dem Rückstoß unterscheiden kann.

Die falsche Vorstellung, dass die Auszugsgegenreaktion der Rückstoß sei

 Hallo alle zusammen und herzlich Willkommen zu einem neuen Beitrag zum Thema Waffenkunde.

Dieses mal schauen wir uns den neusten Auswuchs der geistigen Gymnastik der Gasdruckleugner an, also jenen Individuen, welche leugnen dass direkte Gasdrucklader vom Gasdruck angetrieben werden, obwohl dies von Experten wie Karel Krnka (1902), Robert Weisz (1912), Carl Cranz (1926), Jaroslav Lugs (1956), Dr. Germershausen (1977), Wolfgang Pietzner (1998), Peter Dannecker (2016) und Thomas Enke (2020) so gesehen wird.

Aber kommen wir mal zur neusten Theorie, mit denen die Querdenker unter den "Waffenexperten" gerade hausieren gehen. Diese besagt von mir zusammengefasst folgendes:

Wenn das Treibmittel in der Brennkammer der Patronenhülse zündet, setzt sich dieses Treibmittel in Treibgase um und diese Treibgase drücken auf den Boden des Geschosses. Dieser Druck treibt das Geschoss aus dem Mund der Hülse heraus.

Soweit alles richtig und bekannt. Es geht aber wie folgt weiter:

Da sich das Geschoss jetzt in Bewegung setzt, kommt es, dem dritten physikalischen Gesetzt nach Newton zu einer Gegenreaktion. Es wirkt also eine der Geschossbewegung entgegengesetzte Kraft nach hinten, diese nutzt die Pulvergase als fluidmechanischen Körper und drückt die Patronenhülse nach hinten.

Jetzt kommt eine besonders wichtige Stelle:

Da dies alles schon passiert, bevor das Geschoss die Hülse komplett verlassen hat, kann diese Gegenreaktion auf die Patronenhülse einwirken, bevor der Gasdruck dazu in der Lage sein soll. Damit nämlich der Gasdruck von sich aus auf die Hülse einwirken kann, muss das Geschoss nämlich die Hülse komplett verlassen haben*.

Die Gegenreaktion kommt also vor dem Gasdruck zum wirken.

So meinen die Gasdruckleuger zumindest jetzt dank neuer Erkenntnisse zu wissen. Das Problem ist nur, dass diese Erkenntnisse nicht neu sind. Der oben übrigens physikalisch völlig korrekt beschriebene Effekt ist schon seit Jahren bekannt und zwar als Auszugsgegenreaktion.

Es ist lange bekannt, dass er existiert aber es handelt sich dabei nicht um einen Rückstoß. Denn die Definition von Rückstoß verlangt, dass die Gegenreaktion auf einen schwereren Körper wirkt und die Patronenhülse ist in der Regel wesentlich leichter als das Geschoss.

Es existiert mit der russischen PSS sogar eine Pistole, die nach diesem Prinzip arbeitet. Aber deren Geschosse sind zum einen sehr schwer und zum anderen ist der Auszugsweg sehr lang. 

Bis jetzt war physikalisch betrachtet alles richtig, bis auf die Benennung als Rückstoß, aber das ändert sich, in den Auswüchsen, welche an diese Theorie angeflanscht wurden wie:

Dieser Rückstoß[gemeint ist die Auszugsgegenreaktion] ist es, der alle Waffen die keine Gasdrucklader[gemeint sind hier nur Gasdrucklader mit Laufbohrung oder Staudüse] antreibt. Es ist die REACTIO einer Bewegung der durch die Explosion in der Waffe verursacht wird.  

Und hier wird es dann auch schon kritisch und wir bekommen es mit alten Bekannten zu tun, wie dem Explosionsdenkfehler. Auch wenn man hergeht und das lateinische REACTIO anstelle des deutschen Wortes Gegenreaktion benutzt und dem Ganzen sein Genitiv-S verweigert, wirkt das nicht intelligenter oder wird dadurch auch nicht richtiger. Aber Eins nach dem Anderen.

Erstens, ist die Auszugsgegenreaktion relativ schwach. Da sich das Geschoss aus dem Hülsenmund herausquälen muss, ist seine Geschwindigkeit für innenballistische Maßstäbe relativ gering. Zudem ist die Strecke meist sehr kurz. Die Strecke auf welcher die Auszugsgegenreaktion wirken kann, ist der sogenannte rotationslose Geschossweg. Dieser endet, sobald das Geschoss mit den beginnenden Feldern des Laufes in Kontakt kommt. Dabei wird das Geschoss stark verlangsamt oder sogar noch einmal komplett angehalten, wodurch auch die Gegenreaktion entsprechend nochmal geschwächt wird oder sogar komplett aufhört zu wirken.

Erst, wenn das Geschoss den Einpresswiderstand überwunden hat und im Lauf von den Treibgasen auf Tour gebracht wird, kann eine bedeutender Gegenreaktion entstehen, den wir als Rückstoß kennen, da er auf den Stoßboden der schwereren Waffe wirkt, die Hülse ist in diesem Fall nicht der Empfänger, sondern Mittler - ein wenig Metall zwischen den Akteuren. Zwischen Entstehung der Auszugsgegenreaktion und dem Rückstoß, wirkt übrigens der Gasdruck aus sich selbst als Stoßbodenkraft.

Unsere Theoretiker haben also nichts anders gemacht, als zwei Kräfte zu finden, die in ihr Bild passen, diese zu einer einzigen Kraft zu verbinden und dabei die Kraft zu überspringen, die sie, aus welchem Grund auch immer, nicht mögen. Klarer Fall von selektiver Wahrnehmung.

Zweitens ist der chemische Ablauf in der Brennkammer der Patronenhülse immer noch keine Detonation, sondern eine stetige Verbrennung ein Abbrand. Das Ziel ist es nämlich nicht, die Waffe mit einer abrupten Explosion sinnlos zu belasten und die Bewegungsenergie des Geschosses, durch die Reibung im Lauf wieder zu verlieren, sondern man will die Waffe möglichst wenig belasten und die Gase der Verbrennung möglichst lange ausnutzen, um das Geschoss durch den Lauf zu schieben.

Aber fassen wir mal die Theorie der Gasdruckleuger zusammen und stellen sie dann auf den Prüfstand.

Es kommt in der Waffe zu einer Explosion, diese erteilt dem Geschoss einen Stoß*², das Geschoss bewegt sich darauf hin. Die durch diese Bewegung verursachte Gegenreaktion bewegt den Verschluss der Waffe zurück.

Na dann gucken wir und doch diese Theorie des "Vereinigten-Rückstoßes" in der Praxis an drei Waffen an.

Hi-Point 9x19mm, eine Selbstladepistole mit reinem Masseverschluss in Form eines massiven Schlittens. Nach der oben erklären Theorie funktioniert die Pistole ohne Probleme. Dem "Vereinigten-Rückstoß" wird einfach eine große Masse entgegengesetzt, dessen Trägheit den Verschluss daran hindert die Sicherheitsstrecke zu überschreiten, bis das Geschoss den Lauf der Waffe verlassen hat.

H&K VP-70 9x19mm, eine Selbstladepistole ebenfalls mit reinem Masseverschluss aber dieses mal ist die Masse des Verschlusses sehr viel geringer. Jetzt bekommt die Theorie ein Problem, denn der "vereinigte Rückstoß" ist ja genau so stark wie bei der Hi-Point auch. 

Jetzt werden eventuell einige anführen, dass die VP70 ja ein tieferes Zugprofil hat aber was daran genau beeinflusst die Auszugsgegenreaktion? Diese wird alleine von der Patrone bestimmt, also von Pulvermenge, Geschossgewicht und Auszugsstrecke des Geschosses. Eine 9x19mm Quakemaker Patrone gibt Hi-Point und VP70 genau die gleiche Auszugsgegenreaktion mit.

PM Makarov mit 9x19mm Patrone, noch extremer wird es, wenn wir uns eine mit einer 9x19mm Patrone geladene Selbstladepistole PM ansehen. Dessen Schlitten ist noch mal leichter, als jener der VP70 und entsprechend der Theorie des "vereinigten Rückstoßes" müsste der Schlitten der Hi-Point genau so viel aushalten wie der Schlitten der Makarov. Dass das nicht möglich ist und der Schlitten der Hi-Point nicht so schwer ist, weil beim Hersteller noch so viel Material überschüssig war, dürfte jedem klar sein.

Also erklären wir die Waffen noch mal kurz aus der Sicht seriösen Wissenschaft, welche den Gasdruck als die Antriebquelle anerkennt.

Die H&K VP-70, kann deswegen mit einem leichteren Schlitten ausgeführt werden, weil ihr Zugprofil tiefer geschnitten ist. Die Auszugsgegenreaktion von 9x19mm ist zu schwach, um den Schlitten bedeutend zu bewegt. Der Gasdruck hingegen wird dadurch geschwächt, dass Gas aus dem Lauf, durch die Zugsrinnen, am Geschoss vorbei aus dem System abgelassen wird. Das abgelassene Gas senkt den Druck im Lauf, der nicht mehr mit voller Kraft über die Patronenhülse auf den Verschluss wirken kann. Der Verschluss ist weniger Krafteinwirkung ausgesetzt und benötigt so auch weniger Masse, um dieser geringeren Kraft widerstehen zu können.

Für die Makarov PM gilt das gleiche, nur dass der Lauf für 9,25mm Geschosse kalibriert wurde und deswegen das Gas überall an den 9x19mm Geschossen vorbeiströmen kann, deren Durchmesser nur 9,02 mm beträgt. Hier geht derart viel Gas verloren, dass dessen Kraft hinten von der Masseträgheit des keinen Verschlusses gehalten werden kann. (Bitte nicht nachmachen).

Warum die Rückstoß-Theorie in ihrer alten und ihrer angeblich neuen Theorie auch bei anderen Waffen wie Schwarzlose M1908, Mauser M1916 und H&K P7 nichts taugt, sehe ich mir ein anderes Mal an.

*Hier ist ein kleiner Fehler, um den es im Text nicht geht und deswegen hier in der Fußnote erklärt werden soll. Der Gasdruck kann auch dann von sich aus wirken, wenn dem Geschoss ein Gegenlager geboten wird. Wenn ein Geschoss mit den beginnenden Feldern des Laufes in Kontakt kommt, kann es sich von diesem sozusagen gegen die Patronenhülse abstützen und so dem Gasdruck die Möglichkeit geben, die Patronenhülse als Selbstkolben nach hinten zu treiben. 

*²Was einige selbsternannte Experten auch oft machen ist, dem Geschoss einen elastischen Stoß zu geben, das klingt zwar intelligenter, weil einige den Begriff eventuell noch aus dem Physikunterricht kennen. Ist beim einem Geschoss jedoch völlig fehl am Platz, da es sich um einen Körper handelt. Für einen elastischen Stoß braucht man mindestens zwei Körper.