Wie schnell können Kugeln fliegen?

Gewehrkugeln können den Lauf mit einer Geschwindigkeit von mehr als 4.300 km/h verlassen, schnell genug, um in einer Sekunde eine Strecke zurückzulegen, die 11 Fußballfeldern entspricht.

Die Form des Geschosses, ob konisch oder rund, trägt zur Bestimmung der Feuerrate bei. Foto: Brais Seara/Getty

Die Geschwindigkeit eines aus einer Waffe abgefeuerten Geschosses wird von vielen Faktoren beeinflusst. Diese Faktoren lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: die Innenballistik (dazu gehören die Art des Treibmittels, das Geschossgewicht sowie Form und Länge des Laufs) und die Außenballistik (dazu gehören die Kräfte, die Wind, Schwerkraft und Flugbahn auf das Geschoss ausüben). Beide können in einer dritten Kategorie zusammengefasst werden, der sogenannten Endballistik. Diese beschreibt das Verhalten des Geschosses nach dem Auftreffen auf sein Ziel.

Laut dem forensischen Wissenschaftler Michael Haag bestehen Geschosse aus einem Zündhütchen, das beim Schlag des Schlagbolzens die Treibladung entzündet. Diese Zündung erzeugt Druck, der das Geschoss nach vorne treibt. Die meisten Geschosse bestehen aus Schwermetallen wie Blei und sind mit Kupfer ummantelt, da ihre Masse ihnen hilft, ihre Flugbahn beizubehalten. Haag veranschaulicht dies mit dem Beispiel eines Tischtennisballs und eines Golfballs. Beide verlassen die Hand des Werfers mit der gleichen Geschwindigkeit, aber die Masse des Golfballs trägt dazu bei, dass er weiter fliegt.

Das Schießpulver verbrennt nach der Zündung sehr schnell und erzeugt Gase, die das Geschoss durch den Lauf treiben. Auf seinem Weg zur Mündung reibt das Geschoss an der Laufwand und erzeugt so eine geringe Reibung. Waffen mit längeren Läufen ermöglichen jedoch eine sehr schnelle Schussfolge.

„Der Lauf ist der größte begrenzende Faktor, wenn es um die Geschwindigkeit geht. Je länger der Lauf, desto mehr Strecke müssen die Gase zurücklegen, um zu beschleunigen, und desto schneller verlässt das Geschoss den Lauf“, erklärt Stephanie Walcott, forensische Wissenschaftlerin an der Virginia Commonwealth University.

Aus diesem Grund bieten Gewehre in der Regel die höchste Geschossgeschwindigkeit. Gewehre sind für den Einsatz auf große Distanzen konzipiert. Gewehrkugeln können bis zu 3 km weit fliegen. Um diese Geschwindigkeiten zu erreichen, sind Gewehrkugeln aerodynamisch geformt und daher länger, dünner und schwerer als Pistolenkugeln. Waffenhersteller versehen den Lauf mitunter mit spiralförmigen Rippen, um die Rotation des Geschosses zu unterstützen und so seine horizontale Flugbahn zu stabilisieren.

Diese Eigenschaften ermöglichen es einem Gewehrgeschoss, beispielsweise einem Remington .223, den Lauf mit einer Geschwindigkeit von bis zu 4.390 km/h (2.700 mph) zu verlassen – schnell genug, um in einer Sekunde die Strecke von elf Fußballfeldern zurückzulegen. Ein Geschoss aus einer 9-mm-Luger-Pistole erreicht im Vergleich dazu nur die halbe Strecke mit einer Geschwindigkeit von 2.200 km/h (1.400 mph).

Hochgeschwindigkeitsaufnahme zeigt aus einer Handfeuerwaffe abgefeuerte Kugeln. Foto: Wikimedia Commons/Niels Noordhoek

Sobald das Geschoss den Lauf verlässt, beginnt es zu verlangsamen, erklärt Walcott. Dies liegt daran, dass Newtons erstes Gesetz besagt, dass ein Körper in Bewegung bleibt, solange keine äußere Kraft auf ihn einwirkt. Zu den Kräften, die auf ein Geschoss beim Verlassen des Laufs wirken, gehören Luftwiderstand, Schwerkraft und Kreiselbewegung. Mit der Zeit überwinden die ersten beiden Kräfte die Tendenz des Geschosses, eine gleichmäßige Spiralbewegung beizubehalten, wodurch es zu fallen beginnt. Jedes Geschoss besitzt einen ballistischen Koeffizienten – seine Fähigkeit, den Luftwiderstand zu überwinden und vorwärts zu fliegen –, der von Masse, Fläche, Luftwiderstandsbeiwert, Dichte und Länge des Geschosses bestimmt wird. Je höher der ballistische Koeffizient, desto besser kann das Geschoss die Luft durchdringen.

„Doch sehr schnell machen sich Schwerkraft und Luftwiderstand bemerkbar und bremsen das Geschoss ab. Es fliegt eine Zeit lang sehr geradeaus, beginnt dann zu fallen und wird anfällig für die Einflüsse seiner Umgebung“, sagte Walcott.

Thu Thao (laut Live Science )

Quellenlink: https://vnexpress.net/dan-ban-nhanh-den-dau-4651408.html