Flugbahn

Flugbahn, der Weg, den ein aus einer Feuerwaffe fortgetriebenes Geschoß in der Luft zurücklegt. Auf die Gestaltung der F. wirken ein: Richtung, Geschwindigkeit, Drehung, Luftwiderstand und Schwerkraft. Würde ein Geschoß, im luftleeren Raum und unabhängig von der Schwerkraft fortgetrieben, nur dem einmaligen Stoße der Pulvergase folgend seinen Weg beschreiben, so ergäbe sich eine in der Richtung der Seelenachse liegende geradlinige, unaufhörliche Vorwärtsbewegung. Unter dem Einfluß der Schwerkraft senkt sich das Geschoß, es entsteht eine gleichmäßig gekrümmte Linie (parabolische Kurve), bei welcher der Scheitelpunkt in der Mitte liegt und der aufsteigende Ast, d. h. der Weg von der Mündung bis zum Scheitelpunkt, gleich ist dem absteigenden Ast, dem Weg vom Scheitelpunkt bis zum Aufschlag des Geschosses; Abgangswinkel (die Neigung des den Lauf verlassenden Geschosses gegen die Wagerechte) und Fallwinkel (Einfallswinkel, die Neigung des Geschosses gegen die Wagerechte am Aufschlag), Anfangs- und Endgeschwindigkeit sind gleich groß. Der Luftwiderstand beeinflußt aber die Geschoßbewegung derartig, daß das Geschoß fortgesetzt in seiner Vorwärtsbewegung gehemmt wird. Da die Schwerkraft stets gleichmäßig wirkt, das Fortschreiten in jedem Zeitteilchen jedoch abnimmt, so entsteht hieraus eine ungleichmäßig gekrümmte Linie (ballistische Kurve). Bei dieser liegt der Scheitelpunkt dem Aufschlagspunkt näher, der aufsteigende Ast ist länger als der absteigende, der Fallwinkel größer als der Abgangswinkel, die Endgeschwindigkeit geringer als die Anfangsgeschwindigkeit. Zur guten Überwindung des Luftwiderstandes und zur Erzielung flacher Flugbahnen ist eine große Anfangsgeschwindigkeit und günstige Querschnittsbelastung des Geschosses sowie eine entsprechende Geschoßgestalt nötig. Anfangsgeschwindigkeit nennt man die Geschwindigkeit, mit der das Geschoß die Mündung der Waffe verläßt. Sie wird ausgedrückt in Metern und bezeichnet den Weg, den das Geschoß in einer Sekunde zurücklegen würde, wenn es durch den Luftwiderstand nicht gehemmt würde. Endgeschwindigkeit ist dementsprechend diejenige Geschwindigkeit, mit der das Geschoß am Aufschlag ankommt.

Zur Erzielung großer Anfangsgeschwindigkeit ist wichtig das Treibmittel als einzige treibende Kraft, die auf das Geschoß einwirkt. Je kräftiger dieses, je günstiger der Verbrennungsraum, je vollständiger die Zersetzung erfolgt, um so höher ist die Gasspannung, um so größer ist die Anfangsgeschwindigkeit. Wichtig ist die Menge des verwendeten Treibmittels im Verhältnis zum Geschoßgewicht, das Ladungsverhältnis. Je größer dieses, um so größer ist die Anfangsgeschwindigkeit. Man stellt das Ladungsverhältnis fest, indem man das Gewicht des Treibmittels durch das Geschoßgewicht dividiert, z. B. bei der Feldkanone 96 wiegt die Ladung 0,58 kg, das Geschoß 6,85 kg, Ladungsverhältnis 1: 11,8. Weiter ist wesentlich für die Größe der Anfangsgeschwindigkeit die innere Einrichtung der Waffe und das Geschoß. Je größern Widerstand das Geschoß im Rohre zu überwinden hat, um so mehr Kraft geht verloren, um so geringer ist die Anfangsgeschwindigkeit.

Der Luftwiderstand wächst mit der Geschwindigkeit des Geschosses. Ein schwereres Geschoß überwindet ihn durch seine Masse besser als ein leichtes. Ein schweres Geschoß mit kleinem Querschnitt und günstig geformter Spitze ist in dieser Beziehung am besten. Aus diesem Grunde führt man Langgeschosse mit Bogenspitze, weil bei diesen neben kleinem Querschnitt eine hohe Querschnittsbelastung vorhanden ist, und die Luft an einer Bogenspitze am besten abfließt. (Die Luftwiderstandskonstante ist für die gerade Fläche am Ende des Geschosses 1, für halbkugelförmige Spitze ¹/₂ und für ogivale Spitze ¹/₄.) Die Querschnittsbelastung wird errechnet, indem man das Geschoßgewicht durch den Querschnitt dividiert. Bei der 7,5 cm-Feldkanone beträgt diese Belastung 140 g auf 1 qcm.

Diese Langgeschosse würden sich aber in der Luft überschlagen, wenn nicht besondere Einrichtungen es verhüteten; ohne diese wäre eine bedeutende Abnahme der Treffähigkeit der Waffen die Folge. Durch die Züge zwingt man das Geschoß, eine Drehung um die Längenachse anzunehmen und in der Luft beizubehalten, so daß es sich stets mit der Spitze nach vorwärts bewegt und die Geschoßbahnen ähnlich werden. Durch diese Umdrehung wird jedoch das Geschoß infolge der Einwirkung des Luftwiderstandes aus seiner ursprünglichen, durch die Seelenachse gelegten lotrechten Ebene nach der Seite abgedrängt, nach der es sich dreht (ständige Seitenabweichung, Derivation, Deviation). Diese Abweichung nimmt zu mit der Länge der F., mit stärkerer Drehung der Züge und mit abnehmender Fluggeschwindigkeit. Sie ist jedoch unter gleichen Verhältnissen immer gleich, so daß man imstande ist, sie durch eine Vorrichtung am Aufsatz (s.d.) beim Richten ohne weiteres zu berücksichtigen, unschädlich zu machen. Diese Abweichung des Geschosses bewirkt, daß die F., auf eine horizontale Ebene projiziert, auch nach der Seite die Gestalt einer Kurve hat, die F. mithin eine doppelt gekrümmte Linie bildet. Flache (rasante) Bahnen erl. ält man durch große Anfangsgeschwindigkeit, gute Querschnittsbelastung und kleinen Erhöhungswinkel (Elevations-, Richtungswinkel). Man bedarf aber auch mehr oder weniger stark gekrümmter Bahnen, je nach Lage und Stellung des Zieles. Hierzu sind kleine Ladungsverhältnisse und große Erhöhungswinkel erforderlich. Um eine gute Querschnittsbelastung zu erhalten, macht man die Geschosse möglichst lang. Man ist dabei allmählich bei Gewehrgeschossen bis 4, bei Artilleriegeschossen bis 5 Kaliber und darüber hinaus gelangt.

Die Flugbahnen der Strengeschosse (Granaten, Sprenggranaten, Schrapnells und Kartätschen) bilden in der Gesamtheit einen Kegel (Streuungskegel), dessen Spitze im Sprengpunkt, bei der Kartätsche an der Geschützmündung liegt. Die Achse des Kegels ist gekrümmt, bei Geschossen mit Aufschlagzünder vorwärts aufwärts, mit Brennzünder abwärts gerichtet. Der Erhöhungswinkel ist nicht immer dem Abgangswinkel gleich, mangelhafter Geschoßeintritt, bez. – Austritt und andre Umstände bewirken Abgangsfehler, besonders wird bei Handfeuerwaffen ein meist positiver Abgangsfehlerwinkel beobachtet, veranlaßt durch die Schwingungen des Laufes und dadurch, daß Schwerpunkt und Unterstützungspunkt der Waffe nicht in die Richtung der Seelenachse fallen. Vgl. v. Burgsdorff und v. Recklinghausen, Tafeln zur Flugbahnberechnung der Infanteriegeschosse (Berl. 1897); weitere Literatur s. Ballistik.