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Die Verwendbarkeit kegelig gebohrter Geschützrohre und Gewehrläufe
Von Oberstleutnant a. D. Karl Justrow, Berlin
 
Es werden die Voraussetzungen für die Herstellung und den praktischen Gebrauch der kegelig gebohrten Geschützrohre und Gewehrläufe behandelt. Über die Theorie der Geschoßbewegung im kegelig gebohrten Lauf ist an anderer Stelle berichtet worden 1).
Carl Puff hatte schon vor 30 Jahren den Vorschlag gemacht, durch Verwendung kegelig gebohrter Läufe die Leistung  der Feuerwaffen   zu erhöhen.    Seine Versuche scheiterten aber damals an den Schwierigkeiten der baulichen Ausführung der Läufe und der Treibspiegel, mit denen die Geschosse ausgestattet werden mußten, da sie die erweiterte Bohrung ja nicht mehr mittig ausfüllten. Nach dem Weltkriege   wurde   der   Gedanke erneut aufgegriffen, als von den Gewehren und Maschinengewehren noch flachere (rasantere) und noch weiter reichende Flugbahnen und von den Geschützen und besonders den Flugabwehrkanonen noch größere Leistungen verlangt wurden, um auch die schnellsten und höchsten Flugzeuge  sicher abschießen zu können.    In erster Linie war es der kürzlich verstorbene Erfinder Gerlich, der die Versuche für das Infanteriegewehr in verschiedenen Militärstaaten anregte und leitete.   Soweit bekannt, haben seine Schießversuche in gewisser Hinsicht die erwartete Leistungssteigerung der Waffe gebracht; dennoch hört man nichts von l einer  praktischen Verwendung,   weil   anscheinend   doch manche Schwierigkeiten aus vielerlei Gründen aufgetreten sind, deren Klärung sich zur Beseitigung von Vorurteilen im Interesse der Sache lohnt.

Leistungssteigerung einer Waffe
Um die innerballistische Leistung und damit das außerballistische Ergebnis, d. h. die Schußweite einer Feuerwaffe, und die Durchschlagsgröße des Geschosses zu erhöhen, muß entweder das Gewicht der Pulverladung, welche das Treibgas erzeugt, vergrößert oder die in der Ladung gebundene spezifische Energie gesteigert oder die Ausnutzung der Pulvergase im Lauf verbessert werden. Eine solche Ausnutzung liegt auch in rein wirtschaftlichem Interesse, damit keine Pulverenergie an der Mündung unnötig in die Luft verpufft bezw. zu unerwünschten Arbeitsleistungen wie Reibung zwischen Geschoß und Rohr oder Erhitzung der Rohre verbraucht wird. Um die Leistung weitgehend zu steigern, besitzen daher alle Feuerwaffen schon immer einen Ladungsraum, dessen Durchmesser größer als der der Rohrseele ist, damit — ohne Verlängerung der Rohre — eine große Ladung aufgenommen werden kann. Der glatte Ladungsraum geht bei diesen gebräuchlichen Läufen und Rohren in einer kurzen Kegelbohrung in den engeren mit den Zügen versehenen zylindrischen Seelenteil über, welcher das Geschoß aufnimmt und einerseits so lang bemessen werden muß, daß die Pulvergase möglichst vollständig zur Geschoßbeschleunigung ausgenutzt werden, andererseits jedoch nicht so lang bemessen werden darf, daß das Geschoß infolge der Reibung an den Rohrwandungen nicht zum Schluß wieder an Geschwindigkeit verliert. Außerdem haben Lauf bezw. Rohr die Aufgabe, das Geschoß so zu zentrieren und zu stabilisieren, daß es während des Fluges infolge der Luftwiderstandseinwirkungen nicht in starke Pendelungen gerät, sich gar überschlägt und sein Ziel verfehlt; d. h. der Drall, durch welchen das Geschoß die Umdrehungsenergie und seine Stabilisierung erhält, muß in einem ganz bestimmten Verhältnis zur jeweiligen Beschleunigung und zur Anfangsgeschwindigkeit und zu den sonstigen Eigenarten des Geschosses wie Gewicht, Schwerpunktlage und Form stehen 2).
Zur Erhöhung der Leistung eines Gewehres oder Geschützes war und ist es also der einfachste Weg, den Ladungsraum nach Länge und Durchmesser und in entsprechendem Verhältnis auch die Länge des zylindrischen gezogenen Teiles zu vergrößern. Diese Maßnahme führt aber natürlich zu einer Gewichtssteigerung und findet somit bald eine Grenze an den von der Truppe bezüglich der Beweglichkeit und Lastenverteilung der Waffe zu stellenden Forderungen.

Kegelige Bohrung
Um diesem Zwiespalt zu entgehen, wollte Gerlich zur Erhöhung der Ladung lediglich den Ladungsraum im Durchmesser noch stärker vergrößern und den Lauf sich allmählich nach vorn kegelig verjüngen lassen, damit die gesteigerte Gasmenge im Interesse der Laufhaltbarkeit beim Schuß zunächst nur wenig und erst gegen die Mündung zu stärker gedrosselt und entsprechend ausgenutzt wird. In Wirklichkeit ergaben aber die Versuche eine erhebliche Zunahme des Gasdruckes, die wahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, daß Gerlich ein schärferes und leistungsfähigeres Pulver verwendete, als es üblich und zulässig war. Infolge dieser Gasdrucksteigerung hätte auch der kegelig gebohrte Lauf verstärkt werden müssen, um den Anforderungen hinreichender Haltbarkeit zu genügen, so daß eine Gewichtsersparnis gegenüber einem auf gewöhnliche Weise verlängerten zylindrischen Lauf kaum eingetreten wäre. Man muß unweigerlich zu einem Trugschluß kommen, wenn man die Voraussetzungen für einen angestrebten Versuchserfolg einseitig und unzulässig abändert; denn auch ein zylindrischer Lauf würde ähnliche Leistungen wie der kegelig gebohrte Lauf hergegeben haben, wenn man ihn mit einem schärferen Pulver übermäßig belastet hätte.

Handfeuerwaffe

Treffsicherheit
Aber selbst, wenn wir eine geringfügige Leistungssteigerung des kegelig gebohrten Laufes zugeben, so trat bei den Versuchen von Gerlich,  soweit bekannt geworden ist, der schwerwiegende Nachteil einer Vergrößerung der Streuungsverhältnisse am Ziel ein, wodurch die Treffsicherheit der Waffe nicht unwesentlich beeinträchtigt wurde. Es liegt ja in der Natur der Sache, daß eine straffe mittige Geschoßführung in einem kegelig gebohrten Lauf nicht in gleichem Maße erreicht werden kann wie in einem zylindrischen Laufe.

Geschoß.
Gerade die Eigenart der kegeligen Führung bedeutet ferner eine erhebliche Erschwerung der Herstellung der Geschosse. Bei den Versuchen von Gerlich erhielten die Gewehrgeschosse, die doch sonst in einem sehr einfachen Verfahren aus einer zylindrischen stählernen Hülse und einem Bleikern zusammengesetzt und in die schlanke Geschoßform gepreßt werden, rückwärts noch zwei Flanschen aus Weichmetall, welche beim Durchgang durch den kegeligen Teil des Laufes zusammengepreßt wurden, um den gasdichten Abschluß nach rückwärts zu bilden und dem Geschoß entsprechend dem Drall die Drehung zu erteilen. Die Anbringung der Flanschen bedeutet einen zusätzlichen Arbeitsgang und einen Mehrverbrauch an Sparmetall.

Laufabnutzung.
Außerdem verursacht der Preßvorgang im kegeligen Teil — was bei den wenigen Versuchsbeschüssen bisher natürlich noch nicht genügend in Erscheinung treten konnte — eine Zunahme der Laufabnutzung und damit ein weiteres Nachlassen der Treffsicherheit im Verlaufe des Schießens. Die Lebensdauer der Waffe wird herabgesetzt, und ein schnelleres Auswechseln der Läufe ist die notwendige Folge.

Geschütz
Bei Geschützrohren, mit denen, soweit mir bekannt, Versuche vorstehender Art noch nicht stattgefunden haben, würden sich die genannten Nachteile in noch größerem Maße einstellen. Die durch den Quetschvorgang hervorgerufene gesteigerte Reibung muß hier zu einem sehr schnellen Verschleiß und zu einem starken Verschmieren der Züge führen.

Führungs-Werkstoff.
Als einziges wirklich brauchbares Metall für die Führungsflanschen am Artilleriegeschoß kommt nach wie vor nur das Kupfer in Frage. Bei dessen Knappheit aber wäre der bei den kegelig gebohrten Rohren noch gewaltig gesteigerte Verbrauch an Kupfer gar nicht zu verantworten. Wohl könnte die Frage ein anderes Gesicht bekommen, wenn sich infolge geänderter Konstruktionsgrundlagen ein anderer Dichtungs- und Führungswerkstoff im kegelig gebohrten Rohr verwenden ließe. Die Aussichten hierfür sind jedoch nach meinen Erfahrungen überaus gering. Wer sich über diesen für Munition und Rohre wichtigen Fragenzusammenhang unterrichten will, sei auf das Buch „Theoretische Betrachtungen über die Lebensdauer unserer Geschütz- und Minenwerferrohre, Gewehr- und Pistolenläufe und über deren Beziehungen zur Geschossführung 3) hingewiesen.

Streuung.
Auch die bei den kegelig gebohrten Gewehrläufen gemachte Erfahrung der Vergrößerung der Streuung wird bei kegelig gebohrten Geschützrohren in stärkerem Maße auftreten; denn bei den verhältnismäßig viel längeren Gewehrläufen (rd. 100 Kaliber Länge) läßt sich der Übergang von dem etwa 25 % größeren Ladungsraumdurchmesser auf den Mündungsdurchmesser viel sanfter gestalten als bei den nur etwa 50 Kaliber langen Kanonenrohren. Dazu kommt, daß die nutzbare Länge für die Kegelbohrung bei den Geschützrohren noch mehr als bei den Läufen durch ein zylindrisches Schlußstück dicht vor der Mündung verkürzt werden muß, durch welches die Unregelmäßigkeiten, die das Geschoß in seinem mittigen Sitz im kegeligen Teil erfahren hat, wieder einigermaßen ausgeglichen werden sollen.
Die Artilleriegeschosse müßten ferner wesentlich kräftiger als bisher gebaut werden; denn während die erhöhte Quetschbeanspruchung den Vollgeschossen des Gewehrs keinen wesentlichen Schaden zufügt, werden die hohlen Artilleriegeschosse, besonders wenn sie am vorderen Teil noch ein kupfernes Führungsband erhalten, durch den Quetschvorgang so stark beansprucht, daß sie dickwandiger bzw. aus einem Stahl höherer Festigkeit als bisher gefertigt werden müssen. Sie verlieren dadurch einmal an Wirksamkeit und stellen anderseits erhöhte Anforderungen an die Herstellung bei der Massenfertigung.


Fertigung.
Endlich sei noch auf die Erschwerung der Lauf- und Rohrherstellung hingewiesen. W. Schwinning*) streift kurz diese Frage und hält die Herstellung solcher gezogenen Läufe mit kegeliger Bohrung für eine technisch zwar sehr schwierige, aber doch nicht unlösbare Aufgabe. Ich halte in erster Linie das Schneiden der Züge im kegeligen Teil für ungemein schwierig, ganz besonders bei veränderlichem (zunehmendem) Drallwinkel, der trotz seiner Vorteile in einem kegeligen Rohr aber überhaupt nicht angewendet werden könnte, falls die Geschosse vorn «und hinten je ein Führungsband erhalten müssen. Un angenehme Verwicklungen bei der Abnahme und der Überwachung der Rohre im Gebrauch sind zu befürchten.
 

Futterrohre.

Auch die Forderung nach auswechselbaren Futterrohren bedarf der Beachtung, eine Forderung, die sich im letzten Kriege als notwendig erwiesen hatte, um die ausgeschossenen Rohre schnell wieder verwendungsfähig zu machen. Die diesbezüglichen Verfahren, neue Futterrohre entweder einzuschrumpfen oder auf einfachem Wege mit radialem Spielraum einzusetzen, sind für die zylindrischen Geschützrohre gelöst; für die kegeligen Rohre dürfte sich aber zweifellos auch ein geeignetes Verfahren finden lassen.

Versuchsergebnisse
Jedenfalls stelle ich fest, daß die Versuche mit kegelig gebohrten Läufen und Rohren bisher noch keineswegs volle Klarheit geschaffen haben, daß insbesondere die Fragen über den Verlauf der kegeligen Bohrung und die Länge des zylindrischen Schlußstückes vor der Mündung, über die Art der Züge und des Dralles, über die Art und Formgebung des Geschoßführungsbandes noch durchaus in der Schwebe sind, daß mit der Erörterung und Erprobung der rein ballistischen Seite der Frage nur ein Anfang gemacht ist und daß sich die Schwierigkeiten erst bei der Massenherstellung und Massenverwendung höher und höher türmen werden. Nach den heute vorliegenden Erfahrungen und Erwägungen besteht für die Verwendung der kegelig gebohrten Rohre und Läufe vom wirtschaftlichen Standpunkt daher wenig Aussicht. Man handelt richtiger, alle Anstrengungen auf eine weitere Verbesserung der bekannten zylindrischen Läufe sowie der zugehörigen Pulver und Geschosse zu verwenden.

Andere Wege zur Vergrößerung der Schußweiten
Langgeschosse. Außer mit den kegelig gebohrten Rohren und Läufen hat man seit dem Kriege auch noch auf anderen Wegen die Schußweiten der Geschütze und Gewehre zu vergrößern versucht. Um vollständig zu sein, will ich kurz darauf eingehen, obgleich auch hier der Erfolg ausgeblieben ist. So steigerte der bekannte französische Ballistiker Charbonnier*) die Länge der Geschosse über das übliche Maß von höchstens fünf Kalibern, um mittels einer größeren Querschnittsbelastung den Luftwiderstand besser zu überwinden und daraus Vorteile für die Schußweite, die Streuung und die Wirksamkeit zu erzielen. Zur Stabilisierung dieser schweren und bis zu zehn Kaliber langen Geschosse in der Luft mußte Charbonnier einen sehr scharfen Drall verwenden. Ganz abgesehen davon, daß bei gegebener Geschützleistung und Mündungswucht ein Höchstwert an Schußweite nur mit einem ganz bestimmten Geschoßgewicht erreicht wird 6), das im Verhältnis mit wachsendem Kaliber immer mehr abnimmt, erscheint eine Übersteigerung des Geschoßgewichtes und des Dralles mit Rücksicht auf die Haltbarkeit des Führungsbandes und des Geschosses und auf die Lebensdauer der Rohre ein recht gewagtes Mittel. Derart überstabilisierte Geschosse passen sich ferner in ihrer Richtung nur schwer der Flugbahn an, und an Stelle einer Verkleinerung erhält man eine Vergrößerung der Streuung. Charbonnier mußte in der Übersteigerung des Dralles so weit gehen, daß er seinen Geschossen kein kupfernes Führungsband mehr geben konnte, da es bei der Beanspruchung im Rohr glatt abgeschert wurde. Er profilierte vielmehr unmittelbar in den Stahlmantel der Geschosse Züge ein, die dem Querschnitt und dem Verlauf der Felder im Rohre entsprachen. Die Geschosse wurden in das Rohr eingepaßt und beim Schuß am Mantelumfang geführt. Es bedarf keines Hinweises auf die großen Gefahren, mit denen die Geschoßhülle infolge der Beanspruchung in diesen Kerben ausgesetzt ist, ferner auf die Schwierigkeit der Herstellung bei der Ausarbeitung der Züge und Führungsleisten im Stahl, auf die starke Reibungsbeanspruchung beim Schuß und auf die geringe Lebensdauer der Rohre, um die Schwächen dieser Ausführung zu erkennen. Die Versuche von Charbonnier haben daher, soweit bekannt, keine praktische Verwendung gefunden, wenngleich dieser Weg unter gewissen Voraussetzungen angewendet werden kann, wie die Konstruktion der Geschosse unserer berühmten Paris-Geschütze beweist, woher Charbonnier seine Gedanken entlehnt hat.

Elektromagnetische Kanone.
Einen anderen Weg zur Steigerung der Schußweiten haben amerikanische Erfinder in ihrer elektromagnetischen Kanone eingeschlagen. Das Geschützrohr besteht aus einer größeren Zahl dicht hintereinander geschalteter ringförmiger Elektromagnete, die von einem Stromerzeuger gespeist werden. Nur der hinterste Ring ist stromfrei. Das Geschoß wird hinter die rückwärtige Rohröffnung gerollt, von den magnetischen Kraftlinien des zweiten Ringes in das Rohr
hineingezogen und in seiner Geschwindigkeit von Ring zu Ring immer weiter gesteigert. Sobald das Geschoß an einen neuen Ring herantritt, wird dessen Strom ausgeschaltet, damit das Geschoß darin nicht hängen bleibt oder wieder nach rückwärts gezogen wird. Wie phantastisch der Gedanke an sich ist, erhellt allein aus der Erwägung, woher man bei einem im Felde verwendbaren Geschütz so schnell von Schuß zu Schuß die gewaltige elektrische Energiemenge herbekommen soll. Bei Schiffs- und Festungsgeschützen wäre der Gedanke verwertbar, wenn sich die Schwierigkeiten bezüglich der Versteifung, Ausrichtung und Isolierung der einzelnen Rohrringe und bezüglich des Dralles besonders zu Beginn der Geschoßbewegung überwinden ließen. Bemerkenswert ist, daß dieses Geschütz weder einen Feuerschein noch einen Knall beim Schuß bewirken würde.



0. Schmilz,  Wehrtechn. Monatsh.  Bd. 39 (1935) Nr. 4  S. 149.
2) Vgl. F. Dörge, Z. VDI Bd. 79 (1935) Nr. 44   S. 1327; K. Justrow, Artillerist. Rundsch. Bd. 4 (1928) S. 270.
3)K. Justrow,  Theoretische  Betrachtungen über   die   Lebensdauer
unserer  Geschütz- und Minenwerferrohre,   Gewehr- und Pistolenläufe und
deren Beziehungen zur Geschoßführung, Berlin 1923.
4)W. Schwinning, Konstruktion und Werkstoff der Geschützrohre
und Gewehrläufe, Berlin 1934, S. 8.
8) P. Charbonnier, Mem. Artill. Franc. Bd. 6 (1927). 6) K. Justrow, Heerestechnik Bd. 2 (1924) S. 321.



Quelle: VDI Zeitschrift , Bd. 79, Nr. 47, 23.11.1935, S. 1417 - 1419