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Munitionsstreuung und Trefferbildverlagerung

Minimierung des Streukreises der .22lfB unter Zuhilfenahme minimalinvasiver Methoden

Eines der größten Probleme für Sportschützen im Kleinkaliberbereich (.22lfB) ist es, die Idealmunition (kleinst möglicher Streukreis) für ihr Sportgerät zu finden. Um hier eine möglichst optimale Lösung unter den derzeitigen Produktionsvoraussetzungen zu finden, sollte man sich zu aller erst mit dem Aufbau der Patrone selbst auseinander setzten. Erst danach ist es sinnvoll  sich auf die Suche nach der „individuellen“ Top-Wettkampfmunition zu machen.

 

Die KK-Patrone (.22 lfB) wurde im Jahre 1887 von Josua Stephens – ursprünglich für Schwarzpulver – entwickelt und hat sich seitdem nicht wirklich verändert, sieht man von der Treibladung ab.

Bild 2

Die Patrone, ein sogenannter Randzünder, besteht aus einem Heeltype Projektil, welches in eine Messingblech-Hülse eingebracht ist. Die Zündmasse befindet sich im Rand der Hülse. Sie wird bei der Herstellung auf den Hülsenboden aufdosiert und anschließend durch Rotation in den Randhohlraum eingeschleudert. Die Treibladung füllt den Laderaum nicht aus (Ladedichte wesentlich kleiner als 1).

Bild 1


Und nun sind wir schon mitten im Geschehen der Zufälligkeiten. Der Schlüssel für die  Top-Munition liegt  aber in der Konstanz, die unter den augenblicklichen Voraussetzungen nur sehr bedingt gegeben ist.
Problemzonen 

Heeltype Projektil:
Durch die Bauweise des Projektils, nur ein kleiner Anteil ist in der Hülse geführt, kann dieses nicht exakt zentrisch in die Züge des Laufes eingepresst werden, was sich negativ auf die Streuung auswirkt.
Patronenmaße:
Wegen der Ladbarkeit besteht ein relativ großes Spiel zwischen Patrone und Lauf . Bei der Fertigung des Projektils entstehen produktionsbedingte Abweichungen in Form von Kaliberdifferenzen. D.h. überspitzt formuliert jede Charge hat ein anderes Kaliber. Beides bewirkt Positionsstreuungen der Patrone in der Ladekammer.
Zündmasse:
Zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Einwirkung der Schlagenergie des Schlagbolzens auf den Zündsatz sollte das Verformungsprofil am Hülsenrand eine ausreichende Überdeckung des Bereiches der Anzündmasse aufweisen .Erst dann kann ein konstanter Zündvorgang von statten gehen.
Treibladung:
Durch die geringe Ladedichte ist die Verteilung der Treibladung jeder noch so kleinen Bewegung ausgeliefert und kann sich von Schuss zu Schuss in der Hülse nach dem Zufallsprinzip verlagern, woraus wiederum unvorhersagbare Entflammungsstreuungen resultieren.
Die Temperatur der Treibladung beeinflusst die Entflammungskinetik deutlich und somit die V0 maßgebend. Manche kennen vielleicht den Effekt „erster Schuss aus kaltem Rohr“ – Hoch/Tief-Problematik.
Des Weiteren ist die .22lfB  nicht wasserdicht und somit kann die Treibladung langfristig die relative Feuchte der Lagerumgebung annehmen. Höhere im Treibladungsmittel absorbierte  Wasseranteile phlegmatisieren das Treibmittel und bewirken in Konsequenz also eine Senkung der Mündungsgeschwindigkeit und beeinflussen so die Höhenstreuung.
Der Einfluss von Regen:
Man kann davon ausgehen, dass der am Boden auftreffende Regen in der Regel  aus Tropfen mit einem Durchmesser von 0,6 bis 3 mm besteht. Im Extremfall maximal: 5mm.  Größere Tropfenbildungen sind aufgrund der vorhandenen Luftkräfte nicht möglich. Auf Grund dessen, dass es im Rahmen des Fallvorganges der Regentropfen zu einem Gleichgewicht zwischen Gewichts- und Widerstandskräften kommt,  resultiert, dass die Regentropfen mit nahezu  konstanter Geschwindigkeit fallen. Ein Tropfen der Größe 1 mm fällt mit einer Geschwindigkeit von etwa 6m/s, seine Masse beträgt ca. 14mg. Ein Tropfen von ca. 5mm fällt hingegen mit etwa 10m/s. Seine Masse beträgt ca. 65mg. Wesentlich auch, dass größere Tropfen ihre Form auf Grund des Luftwiderstands verändern. Sie werden quasi flachgedrückt und fallen daher turbulent.
Das Auftreffen des Regentropfens auf das Projektil kann als vollständig inelastischer Stoß betrachtet werden.  (*inelastischer Stoß…. Bei einem vollkommen inelastischen Stoß bewegen sich beide Massen nach dem Zusammenstoß mit gleicher Geschwindigkeit fort.) An dieser Stelle vereinfacht ausgehend von einem projektilfesten Bezugssystem stößt der Regentropfen zentrisch auf das Projektil.

Formel

Im erdfesten Bezugssystem wird diese Geschwindigkeit der ursprünglichen Projektilgeschwindigkeit überlagert.  Resultierend bewirkt dies also sowohl eine Bahnabweichung, wie auch eine beachtliche Geschwindigkeitsabnahme und dies wiederum bedingt eine tiefere Trefferlage. Regen, der Zusammenstoß mit mehreren Regentropfen, bewirkt somit deutliche Treffpunktabweichungen.
Um dies besser zu veranschaulichen: Stößt ein z.B. ca. 4g schweres Projektil bei einer Geschwindigkeit von 850 m/s mit einem Regentropfen der Größe 3mm zusammen, so bewirkt dies einen Geschwindigkeitsverlust von 3m/s und eine Bahnabweichung von 3,3 mm, ausgehend von einer 100m Distanz. Gehen wir von KK aus, so haben wir Projektilmassen im Bereich von 1,8 bis 2,55g bei 340m/s. Dies bewirkt Bahnabweichungen von 6,5mm auf 50m.
So und jetzt gehen Sie einmal in sich und denken darüber nach wie viele Rasten sie am Diopter ausgleichend drehen wenn es regnet. Das wird dann so manches Ergebnis egalisieren, wenn man die Variabilität des Zusammenstoßes berücksichtigt.

Bild 3

Einführen der Patrone:
Bedingt durch den gesamten Bau der .22lfB Munition (großes Spiel Bild 3) sowie der Ladekammer  des Sportgerätes, lässt sich das Projektil nicht exakt mittig in das Lager einbringen. Der exzentrische Eintritt in den Übergangskanal sowie die zusätzlich einwirkende Kraft bedingt durch  die  Auszieherkralle  ergibt eine zufällige Schiefstellung der Patrone. Die Positionierung der Patrone ergibt sich also auf Grund von zufällig einwirkenden Kräften. Wird das Projektil derart schief in den Übergangskegel beschleunigt, wird es plastisch verformt und die bei der Herstellung sorgfältig erzeugte Form und Masseverteilung wird unberücksichtigbar beeinflusst.

Bild 4


Was heißt das jetzt für die Praxis?
Sieht man von einer völligen Neugestaltung von Patrone und Ladekammer ab (welche in einem Folgeartikel behandelt wird), was zwar erwiesenermaßen möglich ist, sich aber für den Sporttreibenden doch eher aufwendiger gestaltet, bieten sich doch einige wesentliche nicht sehr aufwendige aber dennoch effektive Möglichkeiten:
Nachdem die .22lfB Patrone nicht wasserdicht ist, ist es unerlässlich größten Wert auf eine trockene Lagerung in einer Umgebung konstanter Luftfeuchtigkeit zu legen.
Wegen der geringen Ladedichte und der daraus resultierenden „Mobilität“ des Pulvers in der Hülse, ist auf eine stabile Lagerung im Raum zu achten, also Umlagerungen jeglicher Art möglichst vermeiden.
Die Temperatur der Treibladung ist konstant zu halten. Darf höchstens eine Differenz von 2°-3° zur Umgebungstemperatur haben und das zumindest 30 Minuten lang vor dem Wettkampf.
Diese 3 vorgenannten Faktoren (Konstante Lagerraumfeuchtigkeit, Treibladungsposition, Temperatur) kann man mit der, speziell für diese Problematik, von DI Gabriele Schachinger und DI Heinz Neuburger  entwickelten Top-Score-Ammunition-Box positivst für ein optimales Trefferbild beeinflussen. (zu Beziehen über Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!, www.i-gs.at)
Beim Laden ist darauf zu achten, dass die Patrone möglichst zentrisch gelagert in die Ladekammer eingeführt wird.
Zusätzliche Optimierungsmöglichkeiten lassen sich mit der Vermessung der Geschoßdurchmesser – auf Tausendstel mm - erzielen. Die einmalige zeitintensive Messung lässt den zukünftigen Zeitaufwand des Munitionstestes deutlich schwinden, da man dann gezielt zur richtig kalibrierten Munition greifen kann.

 

I-GS

 

 

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