Technik - Ballistik eines Büchsengeschosses - Natur- und Jagdschule Edelweiss

Um die Wirkung eines Schrotgeschosses zu ergänzen, folgt nun die Wirkung eines Büchsengeschosses.

Dieser Themenbereich gehört zur Ballistik, der Lehre vom Schuss und seinen Vorgängen im Zusammenhang mit der Bewegung und Wirkung eines Geschosses.

Man unterscheidet die

Innenballistik, d.h. den Abläufen in der Waffe,
Außenballistik, d.h. dem Geschossverhalten nach Verlassen des Laufes
Zielballistik, d.h. den Wechselwirkungen zwischen Geschoss und dem Ziel.

Grundsätzlich gibt es dazu zu sagen das der Treffer je nach Ort und Art der Wunde logischerweise letztendlich tödlich sein kann. Die biologische Wirkung ist dabei abhängig von der Trefferlage.

Splittert oder verformt sich das Geschoss?

Hat man eine sofortige Wirkung auf das Zentrale Nervensystem (ZNS)?

Herztreffer lassen innerhalb von 5 Sekunden verenden, Rückgrattreffer verursachen eine Querschnittlähmung und damit Bewegungsunfähigkeit.

Wenn man bedenkt das der Anteil der Körpers von Hirn und Herz nur 15 % betragen ist es ersichtlich, das es zu treffen schwierig werden kann oder zumindest könnte.

Andere Trefferpunkte verursachen eine nicht so schnell eintretende Wirkung. Dabei ist die Art der Verletzung und die Reaktion des getroffenen Organismus ausschlaggebend.

Hoher Blutverlust, Kreislaufversagen in Kombination mit akutem Sauerstoffmangel am ZNS verursachen einen tödlichen Organschaden. Je nach Trefferlage kann der Blutverlust unterschiedlich stark ausfallen. Werden Hauptgefäße oder stark durchblutete Organe getroffen ist die Wirkung anders als bei wenig durchbluteten Geweben. Wird die Lunge bzw. der Pleuraspalt verletzt fällt die Lunge beim sogenannten Pneumothorax in sich zusammen, ohne den notwendigen Unterdruck funktioniert der Gasaustausch nicht mehr, die Sauerstoffversorgung bricht ab. Auch durch einen Hämatothorax im Bauchraum kann die Atmung stark eingeschränkt sein, Einblutungen in die Atemwege führen zum Erstickungstod. Verletzte größere Knochen können Fett in die Blutbahn abgeben, eine Fettembolie kann folgen. Minderversorgung mit Sauerstoff durch fehlende/eingeschränkte Durchblutung von Organen wie Lunge, Gehirn, Herz etc. führt zur Unterversorgung. Der zur Zellatmung notwendige Sauerstoff zur Aufrechterhaltung der Energieversorgung fast aller Stoffwechselvorgange im Körper fehlt.

Betrachten wir zunächst physikalisch die ausschlaggebenden Faktoren für die Wirkung eines Büchsenschusses. Dabei sind die Geschossgeschwindigkeit, die Geschossenenergie und die Geschwindigkeit von größter Bedeutung. Die Wirkung ist dabei stets von den momentanen Begleitumständen beeinflussbar, jegliche Faktoren wie Winkel, Trefferlage, Kaliber, usw..

Geschossgeschwindigkeit und Geschossenergie

Die Schwere der Zerstörung des Gewebes wird durch die Übetragung der Energie von Geschoss auf den Körper verursacht. Hier gilt, je größer die abgegebene Energie desto größer der resultierende Gewebeschaden und damit auch die folgliche Wunde.

Dabei gilt die Formel

Energie = m * v ²

m = Masse; v = Geschwindigkeit

Die kinetische Energie, die dabei an an den Körper abgegeben wird berechnet sich durch die Formel

E kin= ½ m (v1 – v2)

E= transferierte Energie; m= Masse des Geschosses; v1 = Auftreffgeschwindigkeit; v2= Austrittsgeschwindigkeit

E kin = ½ ∗ m ∗ v2

E= transferierte Energie; m = Masse; v = Geschwindigkeit

Geschosse mit einer Geschwindigkeit von weniger als 400m/s wirken vor allem durch den verursachten Wundkanal. Geschosse mit einer Geschwindigkeit von mehr als 400m/s verursachen ebenfalls einen permanenten Wundkanal aber zugleich auch durch die Schockwelle, die durch den Körper geht einen temporären Wundkanal der bis zu 30fach erweitert sein kann. Um so größer die Entfernung zum Ziel ist um so langsamer wird dabei die Geschwindigkeit. So besitzt zum Beispiel ein geschoss des Kaliber 8 x 57 IS in einer Entfernung von 50 m eine Geschwindigkeit von 763 m/s, in einer Entfernung von 300 m nur noch eine Geschwindigkeit von 590 m/s.

Dabei ist die transferierte Energie, anders formuliert die Joule-Zahl am Treffpunkt von der Entfernung abhängig, in der der Körper getroffen wird. Nimmt die Entfernung zu, nimmt die Joule-Zahl ab. So kann zum Beispiel das Kaliber 8 x 57 IS bei einer Entfernung von 50 m eine Energie von ca. 3493 J besitzen, bei einer Entfernung von 300 m beträgt diese nur noch 2087 J.

Wundballistik

Erstmals 1935 wurde der Begriff der Wundballistik von Callender und French bei der Untersuchung von Geschosswirkungen auf organische Gewebe verwendet. In diesem Teilbereich wird die verletzende Wirkung auf einen Körper untersucht.

Grundsätzlich sind hier die Energieabgabe des Geschosses auf den Körper einer der zentralen Punkte. Die Geschwindigkeit nimmt ab, der Widerstand zu, je nach Geschosstyp deformiert es unter Umständen, was wiederum die Geschwindigkeit noch mehr reduziert.

Der entstehende Schusskanal, auch permanente Wundhöhle, ist als primär als Gewebeschädigung zu sehen. Wie eine Schockwelle wandert das Geschoss durch den Körper und durch die irreguläre Taumelbewegungen des Geschosses resultiert ein verhältnismäßig großer Gewebsuntergang und Gewebsverlust im Schusskanal. Daneben entsteht eine temporäre Wundhöhle durch eintretende Gase und die Verdrängungswirkung des Geschosses. Der Druckgradient der Stosswelle, die Energie des Geschosses und die Elastizität/Fähigkeit zu komprimieren des umgebenden Gewebes stehen dabei in direktem Zusammenhang.

Was passiert im Körper ballistisch gesehen?

Die den Körper durchdringende Schockwelle verursacht eine Kaverne (entstandener Hohlraum in einem Körpergewebe durch einen krankhaften Vorgang).

Der meist ellipsoid gefüllte Bereich bezeichnet den Wundkanal, den das Geschoss beim Durchqueren des Körpers verursacht. Wird die elastische Haut trichterförmig eingedrückt, so reißt sie zwangsläufig, ein Hautdefekt entsteht. Das darunter liegende Gewebe wird in Schussrichtung beschleunigt, Druckwellen von bis zu 100 bar können resultieren. Durch die rasante plötzliche Dehnung, Scherung und Kompression kommt es zu Rissen im Gewebe, die bis zu 12 fach größere Wundhöhle als der Kaliberdurchmesser entsteht. Durch den rasant entstehenden Druck und die ebenso schnell wieder abnehmenden Drücke – in anderen Worten einen Druckausgleich – rückverlagert sich das zuvor verdrängte Gewebe. Es ist nun aber durch die eine Gewebezerstörung gekennzeichnet als Folge der vorherigen Belastung.

Das Volumen des temporären Wundkanals kann bis zu 26 fach größer sein als das des permanenten Wundkanals – je nach verwendetem Geschoss, Kaliber (…) und Ziel.

Im so höher dabei die abgegebene Energie um so größer ist der entstehende temporäre Wundkanal und damit auch die zerstörende Wirkung.

Neben Gewebsuntergang können auch Geschosssplitter und Schnitthaar im Wundkanal verbleiben.

Verschiedene Szenarien sind beim Auftreffen des Geschosses auf den Wildkörper plausibel. So kann es einen Durchschuss, Steckschuss, Streifschuss und Prellschuss geben.

Streifschuss – unter Oberfläche, grabenförmig, ohne Tunnel

Durchschuss – Geschoss verlässt Körper wieder, gibt wenig Energie ab, verursacht kleinen Wundkanal

Prellschuss – dringt nicht ein, keine äußere Wunde sondern Quetschung (auch erhebliche Wirkung wie Knochenbrüche, Muskel- Eingeweidezerreißungen, Gewebeschaden)

Steckschuss – Geschoss befindet sich noch im Körper, kein Ausschuss

Man unterscheidet hinsichtlich der Geschossarten zwischen:

Vollgeschosse ohne Mantel

Mantelgeschosse, mit i.d.R. weicherem Kern umgeben von einer härteren Hülle wieder zu unterteilen in Vollmantel- und Teilmantelgeschosse (mit Sonderform Hohlspitzgeschoss das besonders stark aufstaucht)

Material ist meist Blei mit einem Flusseisen- oder Kupfer- oder Tombakmantel.

Formstabile Geschosse wie Vollmantelgeschosse verändern nur wenig ihre Form und weisen kaum Masseverlust auf. Ihre Durchschlagskraft ist enorm.

Deformierende Geschosse wie Teilmantelgeschosse pilzen beim Auftreffen meist auf, ihr Querschnitt vergrößert sich und sie haben eine hohe Energieabgabe an das Ziel.

Geschosse die sich splitternd zerlegen haben wiederum nur eine eher äußerlich wirkende Verletzung zur Folge, hier begrenzt sich die Energieabgabe nur auf obere Schichten des Körpers.

Bei den Geschossformen kann man einteilen in:

Rundkopfgeschoss
Flachkopfgeschoss
Spitzgeschoss
Zylindergeschoss
Kegelstumpfgeschoss

Geschossmaterial und Geschosskonstruktion verursachen unterschiedliche Effekte. Ist das Geschoss leicht verformbar, so vergrößert es beim auftreffen auf ein Hindernis seinen Durchmesser bzw. seine Geschossstirnfläche. Zeitgleich verlangsamt es sich. Die Kräfte, die auf das Geschoss wirken können einen Masseverlust bewirken (Fragmentierung und Deformation).

Die Geschosswirksamkeit als physikalisch berechenbare Größe bezieht sich auf die an den Wildkörper abgegebene kinetische Energie, welche von Masse und Geschwindigkeit abhängt. Bezüglich der Konsistenz hat jedes Organ durch unterschiedliche Gewebearten andere Eigenschaften, mit anderen Worten verschiedene Widerstände für das eindringende Projektil.

Kommt es zu einem Kontakt mit Knochen wird es abgelenkt, es entsteht Reibung, das Geschoss wird verlangsamt und gibt mehr Energie ab.

Es ist eine Geschwindigkeit von mindestens 50 bis 60 m /s notwendig um Haut zu durchdringen(19), mindestens 80 m/s bei Knochen, vorausgesetzt man spricht von einem intakten Geschoss.

Die Größe der entstehenden Wundhöhle wird durch die sogenannte Querschnittsbelastung bestimmt.

S = 4 ∗ m / k2 ∗ π (mit S als Querschnittsbelastung, m als Masse und k als Kaliber beziehungsweise Geschossdurchmesser, bezeichnet die auf eine bestimmte Fläche A bezogene Masse.)

Die Länge des Schusskanals, mit anderen Worten wie tief das Geschoss eindringt, ist im homogenen Gewebe direkt proportional zur Querschnittsbelastung. Ist das Gewebe inhomogen verringert sich die Eindringtiefe.

Ebenso beeinflusst der Winkel des Auftreffens den Verlauf des Wundkanals. Der Einfluss des Schusswinkels auf die Wirksamkeit des Geschosses ist hinsichtlich des Geschossverhaltens und dessen Energieabgabe auf den Körper ebenfalls ausschlaggebend. Ebenso verlängert es den Weg des Geschosses im Körper wenn man nicht von einem lehrbuchartigen Auftreffwinkel von 90 ° ausgeht. Zusätzlich dazu verursacht ein anderer Schusswinkel eine ungleichmäßige Geschossdeformation, dem Resultat des Aufpilzens bei den erwähnten Teilmantelgeschossen. Auch auf die Geschossgeschwindigkeit und die an den Körper abgegebene Energie hat der Winkel einen Einfluss.

Pilzt das Teilmantelgeschoss auf, so vergrößert sich die Stirnfläche und damit wird die Querschnittbelastung kleiner. Der Widerstand für das Geschoss nimmt zu, die Energieabgabe an den Wildkörper erhöht sich rasant. Der daraus resultierende Schusskanal verbreitert sich. Im Vergleich deformieren Vollmantelgeschosse kaum, ihre Energieabgabe an den Wildkörper ist gering, der Schusskanal bleibt klein, die Gefahr des Durchschusses ist groß.

Die Wirkung setzt sich wie folgt zusammen: