Waffen Möller
Die Erstschussproblematik bei langen Lauflängen
Theoretisches Gutachten
Gutachtennummer: TG 2024/3
Erstellt im Januar 2024
Dieses Theoretische Gutachten wurde für die Verwaltungsrechtssache 4K 1368/23 des Verwaltungsgericht Karlsruhe erstellt.
Jan-Alexander Möller
Meisterersatzprüfung im Büchsenmacherhandwerk bestanden
janalexandermoeller@yahoo.de
Inhaltsverzeichnis
1. Erklärungen Seite 3
2. Einleitung Seite 4
3. Auftragsbeschreibung Seite 5
4. Sachverhalt Seite 6
5. Sachverständige Würdigung Seite 9
6. Zusammenfassung Seite 12
7. Anhang Seite 14
1. Erklärungen
Theoretisches Gutachten
Wie bereits aus der Titelseite hervorgeht, handelt es sich hier um ein Theoretisches Gutachten. Dieses Theoretische Gutachten wurde ausschließlich auf Basis der in diesem Theoretischen Gutachten genannten Quellen erstellt. Zu keinem Zeitpunkt der Erstellung dieses Theoretischen Gutachtens befand sich eine der aufgeführten Waffen im Besitz des Gutachters.
Definition lange Lauflängen
In diesen Gutachten sind mit langen Lauflängen Läufe gemeint deren Länge mehr als das 14 fache des Kalibers beträgt.
Maßeinheiten
In diesem Theoretischen Gutachten werden die originalen Maßeinheiten verwendet. Auf eine Umrechnung in Zentimeter und Gramm wurde verzichtet. Dies vereinfacht insbesondere eine Überprüfung der Angaben in diesem Theoretischen Gutachten.
2. Einleitung
Die Problematik des Erstschusses ist ein komplexes Thema, das viele Faktoren umfasst. Der Erstschuss ist ein wichtiger Faktor bei der Jagd, dem Schießsport sowie im polizeilichen und militärischen Bereich. Insbesondere sollten folgende Punkte bei der Problematik des Erstschusses berücksichtigt werden:
- Waffe
- Munition
- Reinigung des Laufes
- Temperatur des Laufes
- Die Auflage bzw. halten der Waffe
- Für Untersuchungen ist auch noch die Messumgebung von Bedeutung
Waffe
Die Wahl der Waffe ist ein wichtiger Faktor bei der Problematik des Erstschusses. Neben dem Waffentyp ist insbesondere das alter der Waffe- bzw. der Grad an Verschleiß im Lauf von entscheidender Bedeutung.
Munition
Die Wahl der Munition ist ein weiterer wichtiger Faktor bei der Problematik des Erstschusses. Es gibt viele verschiedene Arten von Munition, die für die Jagd und den Schießsport verwendet werden können. Diese unterscheiden sich insbesondere durch die Art und Menge des Treibladungspulvers, des Geschossgewichtes sowie des Geschossmaterials. Bei Geschwindigkeitsmessungen, die nicht in unmittelbarer Nähe der Mündung erfolgen, spielt auch die Geschossform eine Rolle, da dies zu einem höheren Luftwiderstand führen kann.
Rückstände im Lauf
Die Reinigung des Laufs ist ein weiterer wichtiger Faktor bei der Problematik des Erstschusses. Eine saubere Waffe ist wichtig, um eine gleichbleibende Geschwindigkeit und hohe Präzision zu erreichen.
Temperatur des Laufs
Je niedriger die Temperatur des Laufes ist, desto enger ist der Laufdurchmesser und desto höher der Reibungswiderstand.
Auflage
Die Auflage ist ein weiterer wichtiger Faktor bei der Problematik des Erstschusses. Die Auflage bezieht sich auf die Art und Weise, wie die Waffe gehalten wird, und wieviel Energie der Treibladung in Bewegungsenergie des Rückstoßes umgewandelt wird.
Messumgebung
Es ist technisch sehr schwer umsetzbar, eine Geschwindigkeitsmessung eines Geschosses direkt an der Laufmündung durchzuführen. Stattdessen wird in der Praxis regelmäßig die Messung der Geschossgeschwindigkeit in einigem Abstand zur Mündung durchgeführt, und – wenn der Versuch es erfordert – anschließend die Geschwindigkeit des Geschosses auf den Bereich der Laufmündung zurück gerechnet. Beim Abstand des Messgerätes zur Laufmündung kann es zu sehr großen Unterschieden kommen, was die Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen Versuchen weiter erschwert.
3. Auftragsbeschreibung
Die Beauftragung ergibt sich indirekt durch die Ausführung des Landratsamtes Karlsruhe im Schreiben vom 12.06.2023 in der angemerkt wurde, dass der Verfasser bisher kein Theoretisches Gutachten erstellt habe. Aus der gleichen Ausführung wird daher abgeleitet, dass ein Theoretisches Gutachten, selbst aus der Sicht des Landratsamtes Karlsruhe, geeignet ist, um die Erteilung einer roten WBK zu befürworten.
Dem Verwaltungsgericht Karlsruhe werden lediglich die Rechte an diesem Theoretischen Gutachten eingeräumt, die für die Durchführung des Verfahrens zur Rechtssache 4K 1368/23 notwendig sind. Alle darüberhinausgehenden Rechte verbleiben beim Verfasser dieses Gutachtens.
4. Sachverhalt und Beurteilungsgrundlagen
Die Geschwindigkeit eines Geschosses hängt bei gleicher Munition in erster Linie von der Lauflänge ab. Ein langer Lauf führt einerseits zu einer Erhöhung der Geschossgeschwindigkeit, bis ein von der Munition abhängiges Optimum der Lauflänge erreicht wurde, da die Treibladungsgase besser ausgenutzt werden können. Andererseits ist ein Geschoss bei einem längeren Lauf einer längeren Reibung mit dem Lauf ausgesetzt. Dies führt zu einer Verlangsamung des Geschosses. Sowohl durch die Verbrennung der Treibladung beim Schuss, als auch durch die Reibung des Geschosses im Lauf, entsteht Wärme, die sich auf den Lauf überträgt. Durch die Wärme dehnt sich der Lauf aus, wodurch sich die Reibung zwischen dem Geschoss und dem Lauf verringert. Das Geschoss wird daher bei Folgeschüssen weniger stark durch die Reibung im Lauf abgebremst. Aufgrund dieser Überlegungen ist zunächst naheliegen zu vermuten, dass die Geschossgeschwindigkeit bei Folgeschüssen höher ist, als bei Erstschüssen.
Soweit sich im Rahmen dieses Theoretischen Gutachtens von einem Auftraggeber sprechen lässt, wurden keinerlei Informationen durch den Auftraggeber zur Verfügung gestellt.
Ein Theoretisches Gutachten definiert sich dadurch, dass es ausschließlich auf Basis der Aktenlage erstellt, und keine Versuche durchgeführt worden sind. Für dieses Theoretische Gutachten wurden die folgenden 6 Youtube-Videos verwendet:
1. https://www.youtube.com/watch?v=YNg6J2F-zpE
2. https://www.youtube.com/watch?v=GvCu9s4zb3s
3. https://www.youtube.com/watch?v=xGErLtRwS00
4. https://www.youtube.com/watch?v=LbiUUIayNgo
5. https://www.youtube.com/watch?v=8iJeeCs3X3w
6. https://www.youtube.com/watch?v=TZylM4mzCwI
1. https://www.youtube.com/watch?v=YNg6J2F-zpE
Im ersten Video werden verschiedene Waffen getestet. Für dieses Theoretische Gutachten wird die Testreihe mit der ersten und zweiten Waffe nicht verwendet, da diese eine Lauflänge von lediglich 3,5 bzw. 4,5 Zoll hat, und damit nicht den für dieses Theoretische Gutachten gestellten Anforderungen entspricht. Die verwendete Munition ist 9mm Luger 365 V-Crown vom Hersteller Sig Sauer mit 115 Grain Hohlspitz Geschossen. Die Lauflänge wird hier in Zoll, die Geschwindigkeit der Geschosse wird in feet/second angegeben.
Waffe Lauflänge Erstschuss Folgeschuss
Canik 9mm Luger SFx Rival 5 1205 1253
Freedom Ordnance FX-9 AR Pistol 9 1313 1340
WASR-10 16 1264 1286
2. https://www.youtube.com/watch?v=GvCu9s4zb3s
In diesem Video wurden drei verschiedene Waffen des Modells Blaser R8 mit verschiedenen Lauflängen getestet. Verwendet wurde für diesen Versuch Munition des Herstellers Federal Trophy Bonded Tip mit 180 Grain Geschossen verwendet. Bei allen Waffen wurde der gleiche Schalldämpfer verwendet. In diesem Versuch wird die Lauflänge in Zentimeter und die Geschwindigkeit in Meter pro Sekunde angegeben.
Lauflänge Erstschuss Folgeschuss E0 laut Angabe
42 706 757 2956
47 739 741 3193
52 757 756 3368
3. https://www.youtube.com/watch?v=xGErLtRwS00
In diesem Video werden verschiedene Waffen im Kaliber .300 Blackout getestet. Die Waffen haben die Lauflängen 7,5 bis 16 Zoll. Getestet wurde die Geschossgeschwindigkeit von verschiedenen Patronensorten. Verwendet wird für dieses Theoretische Gutachten lediglich die Ergebnisse des ersten Testlaufes mit dem Kaliber .300 Black Out 110 Grain von Gorilla Ammunition, da bei den folgenden Durchgängen einige Schüsse so schnell abgegeben worden sind, dass die Ergebnisse des Chronographen nicht mehr klar zuorden bar sind. Die Lauflänge wird hier in Zoll, die Geschwindigkeit der Geschosse wird in feet/second angegeben.
.300 Blackout 110 Grain Gorilla Ammunition Lauflänge Erstschuss Folgeschuss
Hersteller unbekannt 7,5 2099 2137
PCM 9 2165 2172
Daniel Defense 10,5 2174 2232
PCM 12,5 2275 2302
Brownell 16 2388 2436
4. https://www.youtube.com/watch?v=LbiUUIayNgo
In diesem Video wird eine Waffe im Kaliber .300 Black Out vom Hersteller Maxim Defense getestet. In diesem Versuch sind sowohl die Waffe, als auch einige Patronen vom Hersteller Maxim Defense. Die Lauflänge dieser Waffe beträgt lediglich 5,5 Zoll. Die Geschwindigkeit der Geschosse wird in feet/second angegeben.
Munition Erstschuss Folgeschuss
Fiochi .300 Black Out 150 Grain 1534 1533
Barnes Vort-TX .300 Black Out 120 Grain 1779 1775
Maxim Defense .300 Black Out 190 Grain 981 908,9
Maxim Defense .300 Black Out 115 Grain 1809 1814
5. https://www.youtube.com/watch?v=8iJeeCs3X3w
In diesem Video werden zwei verschiedene Waffen des Herstellers Palmetto State Armory getestet. Die eine Waffe hat einen Lauf mit 10,5 Zoll, die andere Waffe hat einen 16 Zoll Lauf. Bei beide Waffen wird Munition des Hersteller Spear T .300 Black Out mit 125 Grain Geschossen verwendet. Die Lauflänge wird hier in Zoll, die Geschwindigkeit der Geschosse wird in feet/second angegeben.
Lauflänge Erstschuss Folgeschuss
10,5 2228 2185
16 2412 2375
6. https://www.youtube.com/watch?v=TZylM4mzCwI
In diesem Video werden verschiedene Waffen im Kaliber .300 Black Out getestet. Bei allen Waffen wurde Munition des Herstellers Callaway Ballistics im Kaliber .300 Black Out mit schweren 220 Grain Geschossen verwendet. Die Lauflänge wird hier in Zoll, die Geschwindigkeit der Geschosse wird in feet/second angegeben. Bei allen Waffen wird zusätzlich ein Schalldämpfer verwendet.
Waffe Lauflänge Erstschuss Folgeschuss
Daniel Defense 10,3 1070 1053
Q Mini Fix 8 1043 1051
Q Honeybadger 7 998 996
SIG Rattler 5,5 981 938
5. Sachverständige Würdigung
Insgesamt ergaben sich bei den Testreihen folgende Werte:
In der Spalte Prozentuale Differenz wurde die prozentuale Differenz (pD) zwischen Erst und Folgeschuss wie folgt berechnet:
pD = ((1-(Geschossgeschw. Folgeschuss/Geschossgeschw. Erstschuss))*100)*-1
1. https://www.youtube.com/watch?v=YNg6J2F-zpE
9mm Luger 365 V-Crown Sig Sauer 115 grain Hohlspitz Lauflänge Erstschuss Folgeschuss pD
Canik 9mm Luger SFx Rival 5 1205 1253 3,98
Freedom Ordnance FX-9 AR Pistol 9mm Luger 9 1313 1340 2,06
WASR-10 9mm Luger 16 1264 1286 1,74
Die Ergebnisse dieses Versuches entsprechen sehr genau den Erwartungen. Der Folgeschuss hat eine höhere Geschwindigkeit als der Erstschuss, und die Differenz nimmt mit zunehmender Lauflänge ab.
2. https://www.youtube.com/watch?v=GvCu9s4zb3s
Lauflänge Erstschuss Folgeschuss pD 3. Schuss Ø Geschw. E0 nach Angabe
42 706 712 0,85 718 712 2956
47 739 744 0,68 740 741 3193
52 757 756 -0,13 759 757 3368
Bei diesem Versuch wurde ein Schalldämpfer verwendet. Bei einem Schuss mit Schalldämpfer kann es innerhalb des Schalldämpfers zu einem Phänomen kommen, dass unter Feuerwehren als Flashover bekannt ist. Siehe https://www.youtube.com/watch?v=_Dzf72qXjCQ
Dadurch kann sich die Geschwindigkeit eines Geschosses innerhalb eines Schalldämpfers weiter erhöhen. Dies betrifft den Erstschuss jedoch stärker als die Folgeschüsse, da beim Erstschuss meist noch mehr Sauerstoff im Schalldämpfer vorhanden ist als bei den Folgeschüssen. Es ist daher nicht auszuschließen, dass ohne Schalldämpfer die Erstschüsse eine geringere Geschossgeschwindigkeit aufgewiesen hätten.
Außerdem liegt bei diesem Versuch beim 52 Zentimeter Lauf ein Plausibilitätsproblem vor. Die Energie eines Geschosses errechnet sich durch die Formel:
E=1/2mv² E = Energie in Joule
m = Masse in Kilogramm
v = Geschwindigkeit in Meter pro Sekunde
In diesem Versuch wurde Munition mit einem Gewicht von 180 Grain verwendet was einem Gewicht von 11,6638 Gramm entspricht. Bei den angegebenen Durchschnittsgeschwindigkeiten von 712, 741 und 757 Metern pro Sekunde ergibt dies:
E = 0,5*0,0116638*712² = 2955,48 Joule Im Video angegeben: 2956 Joule
E = 0,5*0,0116638*741² = 3201,42 Joule Im Video angegeben: 3193 Joule
E = 0,5*0,0116638*757² = 3340,88 Joule Im Video angegeben: 3368 Joule
Diese Abweichung haben jedoch keinen Einfluss auf dieses Theoretische Gutachten, da die Geschossenergie nicht weiter betrachtet werden wird.
3. https://www.youtube.com/watch?v=xGErLtRwS00
.300 Blackout 110 Grain Gorilla Ammunition Lauflänge Erstschuss Folgeschuss pD
Hersteller unbekannt 7,5 2099 2137 1,81
PCM 9 2165 2172 0,32
Daniel Defense 10,5 2174 2232 2,67
PCM 12,5 2275 2302 1,19
Brownell 16 2388 2436 2,01
Auch bei diesem Versuch zeigte sich durchgehend, dass die Folgeschüsse eine höhere Geschossgeschwindigkeit aufweisen, als die Erstschüsse. Es ist jedoch in diesem Versuch nicht erkennbar, dass die Differenz zwischen Erst- und Folgeschuss mit zunehmender Lauflänge abnimmt.
4. https://www.youtube.com/watch?v=LbiUUIayNgo
Maxim Defense Lauflänge Erstschuss Folgeschuss pD
Fiochi .300 Black Out 150 Grain 5,5 1534 1533 -0,07
Barnes Vort-TX .300 Black Out 120 Grain 1779 1775 -0,22
Maxim Defense .300 Black Out 190 Grain 981 908,9 -7,35
Maxim Defense .300 Black Out 115 Grain 1809 1814 0,28
Bei diesem Video wurden verschiedene Munitionssorten des Kalibers .300 Black Out mit einer Waffe getestet. Die Munitionssorten wurden dabei relativ schnell gewechselt. Es ist daher relativ unwahrscheinlich, dass die Waffe zwischen den Munitionssorten soweit abgekühlt ist, dass – mit Ausnahme der ersten Munitionssorte Fiochi .300 Black Out 150 Grain- sich von echten Erstschüssen sprechen lässt. Bei dem echten Erstschuss mit der Munitionssorte liegen die Geschwindigkeiten von Erst- und Folgeschuss so dicht bei einander, dass die Unterschiede durchaus mit Messfehlern und Produktionsabweichungen erklärt werden können.
Bemerkenswert ist jedoch die hohe negative Abweichung zwischen Erst- und Folgeschuss bei dem schweren 190 Grain Geschoss.
5. https://www.youtube.com/watch?v=8iJeeCs3X3w
.300 Black Out 125 Grain Spear T Lauflänge Erstschuss Folgeschuss pD
Palmetto State Armory 10,5 2228 2185 -1,93
Palmetto State Armory 16 2412 2375 -1,53
Bei diesem Video ist anzumerken, dass der Versuch bei Schneefall durchgeführt wurde. Es ist nicht auszuschließen, dass dies die Messergebnisse beeinflusst hat. Wenn man jedoch davon ausgeht, dass die Witterungsbedingungen die Messergebnisse nicht wesentlich beeinflusst haben, lässt sich feststellen, dass die Abweichungen zwischen Erst- und Folgeschuss relativ hoch und negativ sind. Dies würde dafürsprechen, dass aufgrund der kalten Temperatur an der Außenseite des Laufes, und der Erhitzung durch den Erstschuss auf der Innenseite des Laufes sich der Lauf zunächst stärker nach innen ausdehnt, wodurch sich der Innendurchmesser des Laufes verringert, der Reibungswiderstand zunimmt, und sich der Folgeschuss dadurch stärker verlangsamt.
6. https://www.youtube.com/watch?v=TZylM4mzCwI
Callaway Ballistics .300 Black Out 220 Grain Lauflänge Erstschuss Folgeschuss pD
Daniel Defense 10,3 1070 1053 -1,59
Q Mini Fix 8 1043 1051 0,77
Q honey badger 7 998 996 -0,20
SIG Rattler 5,5 981 938 -4,38
Auch bei diesem Versuch wurden Schalldämpfer verwendet. Im Gegensatz zu dem Video Nr. 2 hat jedoch in diesem Versuch jede Waffe ihren eigenen Schalldämpfer. Es ist daher nicht davon auszugehen, dass es zu vergleichbaren Flashover Phänomenen innerhalb der Schalldämpfer gekommen ist. Dies erschwert die Vergleichbarkeit der Waffen deutlich. Auffällig ist jedoch wieder die hohe negative Abweichung zwischen dem Erst- und Folgeschuss bei der SIG Rattler mit dem kurzen 5,5 Zoll Lauf.
6. Zusammenfassung und Erklärungsansätze
Es ist bei der vorliegenden Datenlage nicht einfach, allgemeingültige Schlüsse zu ziehen. Die ersten 3 Videos zeigen, dass die Geschossgeschwindigkeit des Erstschusses niedriger liegt als die des Folgeschusses. Die Videos 1, 2 und 5 sprechen dafür, dass sich die Differenz zwischen dem Erst- und Folgeschuss mit zunehmender Lauflänge verringert. Die übrigen Videos kommen teilweise zu anderen Ergebnissen. Mögliche Erklärungen für die anderen Ergebnisse wurden bereits unter Punkt 5 Sachverständige Würdigung genannt. Auffällig ist lediglich, dass die Differenz zwischen Erst- und Folgeschuss beim Kaliber .300 Black Out bei schweren Geschossen und kurzem Lauf sehr hoch war.
An dieser Stelle soll nun nur noch auf Erklärungsansätze eingegangen werden, um zu begründen warum die Geschossgeschwindigkeit beim Erstschuss höher sein kann als beim Folgeschuss:
Erster Erklärungsansatz:
Durch die Zündung der Treibladung kommt es zu einer massiven Kraftausübung auf das Geschoss. Hierdurch breiten sich Wellen im Geschoss aus. Zu unterscheiden ist hierbei zwischen longitudinalen Wellen, also Wellen die das Geschoss der Länge nach durchlaufen, und transversalen Wellen, also Wellen die das Geschoss quer- also ringförmig um die Geschossachse durchlaufen. Entscheidend dürften hier die transversalen Wellen sein. Nach einer ersten Ringförmigen Ausdehnung zieht sich das Geschoss wieder zusammen um kurz darauf – relativ am Ende des kurzen Laufes eine erneute- wenn auch geringere maximale Ausdehnung im Querschnitt zu haben. Durch diese erneute Ausdehnung des Geschosses erhöht sich der Reibungswiderstand des Geschosses mit dem Lauf. Hierdurch kommt es zu einem minimal höheren Druck der Treibladungsgase im Lauf, wodurch sich die Geschwindigkeit des Geschosses erhöht (Plop-Effekt). Nachdem sich der Lauf durch den Erstschuss erwärmt hat, sinkt der Reibungswiderstand zwischen dem Geschoss und dem Lauf. Es kommt daher zu einem geringeren zusätzlichen Druckaufbau durch eine Erhöhung des Querschnittes und damit zu einer geringeren Geschossgeschwindigkeit beim Folgeschuss.
Zweiter Erklärungsansatz
Ein weiterer Erklärungsansatz kann darin liegen, dass die longitudinalen- und transversalen Wellen im Geschoss exakt so zusammenfallen, dass es an der Laufmündung zu einem Abstoßungseffekt kommt. Auch hier würde der Effekt mit zunehmender Temperatur und damit Ausdehnung des Laufes bei Folgeschüssen deutlich geringer ausfallen.
Dritter Erklärungsansatz
Grundsätzlich denkbar wäre auch folgender Ansatz: Die Erwärmung des Laufes erfolgt durch den Schuss von innen. Die Außenseite des Laufes bleibt zunächst relativ kalt und kompakt, wodurch der Lauf sich zunächst nach innen ausdehnt. Der Laufdurchmesser verringert sich zunächst, wodurch die Reibung zunimmt, und das Geschoss dadurch langsamer wird. Nach einiger Zeit breitet sich die Wärme bis zur Außenseite aus, wodurch sich der Lauf als Ganzes ausdehnt. Damit vergrößert sich der Innendurchmesser die Reibung des Geschosses mit dem Lauf nimmt ab, womit die Geschossgeschwindigkeit zunimmt.
Zur Überprüfung der Erklärungsansätze sind auf jeden Fall weitere Untersuchungen nötig. Insbesondere wurde bei keinem der Versuche die Temperatur des Laufes vor dem Erstschuss berücksichtigt.
7. Quellen
1. Versuch Nr. 1 https://www.youtube.com/watch?v=YNg6J2F-zpE
2. Versuch Nr. 2 https://www.youtube.com/watch?v=GvCu9s4zb3s
3. Versuch Nr. 3 https://www.youtube.com/watch?v=xGErLtRwS00
4. Versuch Nr. 4 https://www.youtube.com/watch?v=LbiUUIayNgo
5. Versuch Nr. 5 https://www.youtube.com/watch?v=8iJeeCs3X3w
6. Versuch Nr. 6 https://www.youtube.com/watch?v=TZylM4mzCwI
7. Flashover https://www.youtube.com/watch?v=_Dzf72qXjCQ
Da dieses Theoretische Gutachten auch veröffentlicht werden soll, wird auf eine Unterschrift verzichtet. Das Verwaltungsgericht Karlsruhe wird jedoch eine unterschriebene Version erhalten.