Innenballistik

Was zwischen Zündung und Mündung geschieht — und was davon am Objekt nachweisbar bleibt

Dieses Register stellt an anderer Stelle fest, die gesamte Selbstladetechnik sei die Sammlung der Antworten auf eine einzige Frage: Der Verschluss darf sich nicht öffnen, solange im Lauf gefährlicher Gasdruck herrscht (siehe Verschlusssysteme). Dieser Eintrag liefert die Zahlen zu dieser Frage — wie hoch der Druck wird, wo im Lauf, wie lange, und wovon das abhängt.

Für die Bestimmungsarbeit ist das kein Nebenschauplatz. Der Gasdruck ist die Größe, auf die Verschlussbauart, Laufwandstärke, Hülsenwerkstoff und Beschussrecht gleichermaßen ausgelegt sind. Wer ein Altstück beurteilt, beurteilt im Kern die Frage, ob dessen Auslegung zu der Munition passt, die heute davor liegt.

1. Der Druckverlauf

Die Phasenfolge

Der Vorgang zerfällt in sechs Abschnitte. Die Reihenfolge ist bei jeder Patrone dieselbe, die Zeitanteile nicht.

Zündung. Der Schlagbolzen staucht den Zündsatz zwischen Napf und Amboss; das Zündhütchen wirft eine Flamme in das Hülseninnere. Zum Aufbau des Zündelements siehe Munitionsfertigung.
Anfeuerung und Anbrennphase. Die Flamme muss die Pulverschüttung erfassen. Wie vollständig das gelingt, bestimmt die Streuung von Schuss zu Schuss stärker als fast alles andere: Pulverkörner, die nicht schon in der Hülse angefeuert werden, verlassen den Lauf voraussichtlich unverbrannt und tragen nichts zur Leistung bei. Träge, langsam brennende Pulver lassen sich auch nur langsam anfeuern — das ist der Grund, warum bei ihnen die Anfeuerung das kritische Glied ist.
Ausziehwiderstand und Freiflug. Bevor sich das Geschoss bewegt, muss der Druck es aus der Hülse lösen. Dieser Ausziehwiderstand liegt nach der deutschen Fachdarstellung normalerweise bei 300 bis 600 N, bei gewürgten oder verklebten Militärpatronen bis etwa 1.000 N. Zwischen dem Austritt aus dem Hülsenmund und dem Beginn des Zugprofils liegt der Freiflug — je kürzer er ist, desto steiler der Druckanstieg.
Anschnitt. Das Geschoss wird in die Züge gepresst. Der Mantel muss sich plastisch umformen, die Felder schneiden sich ein, und das Geschoss wird zugleich in Drehung versetzt. Das ist der größte Einzelwiderstand des ganzen Ablaufs und der Grund, warum der Druck in dieser Phase weiter steigt, obwohl sich das Geschoss bereits bewegt.
Druckmaximum und Expansion. Nach wenigen Zentimetern Geschossweg gewinnt die Volumenzunahme hinter dem Geschoss gegen die Gasentwicklung. Von da an fällt der Druck, ohne dass die Beschleunigung aufhört — sie wird nur kleiner.
Mündungsabgang. Beim Austritt liegt noch ein Restdruck an, der Mündungsgasdruck. Er treibt die Gase am Geschoss vorbei nach vorn und ist die Quelle von Mündungsknall, Mündungsfeuer und eines Teils der Abgangsfehler.

Größenordnungen: drei Patronen im Vergleich

Die folgenden Werte stammen unmittelbar aus den C.I.P.-Datenblättern. Sie sind Höchstgebrauchsgasdrücke — also Grenzwerte für die Munition, nicht gemessene Werte einer bestimmten Laborierung. Die Spalte M ist der Abstand der Messstelle vom Verschlussboden und gehört zwingend zum Wert dazu; dazu unten mehr.

Patrone	Pmax	PK (Einzelwert)	PE (Beschuss)	M	Bohrungsfläche Q	E-Grenze
8 × 57 IS (7,92 × 57)	3.900 bar	4.485 bar	4.875 bar	25,00 mm	51,78 mm²	4.300 J
7,62 × 39	3.550 bar	4.083 bar	4.440 bar	25,00 mm	47,99 mm²	2.510 J
9 × 19 mm (9 mm Luger)	2.350 bar	2.703 bar	3.055 bar	12,50 mm	62,61 mm²	—
9 × 18 mm Makarow	1.600 bar	—	—	—	—	—
.22 lfB	1.700 bar	1.955 bar	2.210 bar	9,00 mm	24,07 mm²	—

Die Spannweite zwischen der Gewehrpatrone und der Randfeuerpatrone beträgt also rund das Zweieinhalbfache, nicht das Zehnfache — der Unterschied in der Mündungsenergie (4.300 J gegen wenige hundert Joule) entsteht ganz überwiegend über die Fläche und den Weg, nicht über den Druck. Das ist die erste und wichtigste Erkenntnis dieses Eintrags: Gasdruck und Leistung sind zwei verschiedene Größen. Eine .22 lfB arbeitet mit gut zwei Dritteln des Drucks einer 9 × 19 mm und liefert einen Bruchteil ihrer Energie.

Die Makarow-Frage, jetzt mit Zahlen. Dieses Register begründet an mehreren Stellen, die 9 × 18 mm Makarow sei die konstruktive Obergrenze des Masseverschlusses. Der Druckwert allein zeigt das nicht — maßgeblich ist der Impuls, den der Verschluss aufnehmen muss. Nach der Wertetabelle bei Tschannen bringt die 9 × 18 mm ein Geschoss von 6,48 g auf 308 m/s, die 9 × 19 mm eines von 8,04 g auf 346 m/s, beide aus 101,6 mm. Das sind Geschossimpulse von rund 2,0 N·s gegen 2,8 N·s. Bei gleicher Federauslegung und gleichem Verschlussweg verlangt die stärkere Patrone in erster Näherung rund 40 Prozent mehr Verschlussmasse — der Gasimpuls ist dabei nicht berücksichtigt, die Rechnung gibt nur die Größenordnung. Genau dieser Sprung ist der Grund, warum die Pistole M unverriegelt bleiben konnte und die Pistole 08 nicht.

Wo das Maximum liegt

Der Höchstdruck wird immer bereits nach wenigen Zentimetern Geschossweg erreicht. Zwei gerechnete Verläufe bei Tschannen zeigen die Größenordnung:

.223 Remington, Lauflänge 620 mm: Maximum von rund 3.400 bar bei etwa 40 mm Geschossweg.
.44 Magnum, degressive Laborierung: Maximum von rund 2.400 bar bei etwa 13 mm; dieselbe Patrone mit progressivem Pulver rund 1.900 bar bei etwa 30 mm.

Bezogen auf einen Gewehrlauf von 600 mm liegt das Maximum damit in den ersten fünf bis sieben Prozent des Weges. Alles, was ein Verschluss aushalten muss, entscheidet sich in dieser Strecke.

Warum so früh? Zwei Vorgänge laufen gegeneinander. Die Gasentwicklung hat eine Selbstverstärkung: Die Abbrandgeschwindigkeit des Pulvers nimmt mit dem Druck zu, mehr Druck erzeugt also mehr Gas erzeugt mehr Druck. Dagegen steht die Volumenzunahme hinter dem Geschoss. Solange das Geschoss steht oder sich langsam bewegt, gewinnt die Gasentwicklung. Sobald das Geschoss beschleunigt, wächst das Volumen proportional zum Weg — und der Weg wächst quadratisch mit der Zeit. Die Beschleunigung ist dabei extrem:

Rechnung. Für die 8 × 57 IS wirken bei 3.900 bar auf die Bohrungsfläche von 51,78 mm² rund 3,9 · 10⁸ Pa × 51,78 · 10⁻⁶ m² = 20,2 kN. Auf ein S-Geschoss von 9,9 g wirkt das als Beschleunigung von rund 2,0 · 10⁶ m/s², also etwa dem 200.000-fachen der Erdbeschleunigung. Bei dieser Beschleunigung wäre die Mündungsgeschwindigkeit von rund 880 m/s nach 0,43 ms erreicht — die Beschleunigung ist aber nur kurz so hoch, und der tatsächliche Wert liegt entsprechend höher. Die Rechnung ist eine Größenordnungsabschätzung, keine Messung.

Das ist der Grund für die frühe Lage des Maximums: Ein Körper, der so beschleunigt wird, hat nach wenigen Zentimetern bereits eine Geschwindigkeit von einigen hundert Metern je Sekunde und vergrößert damit den Gasraum schneller, als die Verbrennung ihn füllen kann.

Wie lange das Geschoss im Lauf ist

Tschannen gibt die Näherung t ≈ 2 · l / v0 an (l als Geschossbodenweg in mm, v0 in m/s, t in Millisekunden). Die Formel unterstellt konstante Beschleunigung und liefert deshalb eine obere Schranke — weil die Beschleunigung in Wirklichkeit vorn liegt, ist die mittlere Geschwindigkeit höher als v0/2 und die wirkliche Durchlaufzeit kleiner.

Waffe im Register	Geschossbodenweg (gerundet)	v0	Obere Schranke t
Gewehr 98	rund 690 mm	rund 878 m/s	rund 1,6 ms
MP 40	rund 235 mm	rund 380 m/s	rund 1,2 ms
Pistole 08	rund 85 mm	rund 335 m/s	rund 0,5 ms

Die Größenordnung ist damit gesetzt: eine bis zwei Millisekunden bei Handfeuerwaffen, ein halbes bis eine Millisekunde bei Faustfeuerwaffen. Zum Vergleich: Ein Verschlusszyklus einer Maschinenpistole mit 550 Schuss je Minute dauert 109 ms — das Hundertfache. Alles, was die Selbstladetechnik tut, geschieht nach dem Schuss, nicht während seiner. Das ist der Kern des Verriegelungsproblems und der Grund, warum ein Masseverschluss überhaupt funktionieren kann: Er muss nicht halten, er muss nur langsam genug sein.

Zur Herkunft der Zahlen: Die v0-Werte für Gewehr 98 und MP 40 stammen aus den Modelleinträgen dieses Registers und tragen deren Belegstatus; der Wert für die Pistole 08 ist der von Tschannen für 9 × 19 mm aus 101,6 mm Lauf angegebene. Die Geschossbodenwege sind aus Lauflänge, Hülsenlänge und einer geschätzten Setztiefe gerechnet und auf wenige Millimeter genau. Die Durchlaufzeiten sind gerechnete obere Schranken, keine Messungen.

Der Mündungsdruck

Bei Mündungsabgang ist vom Maximaldruck nur noch ein Bruchteil übrig. Tschannen gibt gemessene beziehungsweise gerechnete Werte an:

Patrone	Geschossbodenweg	Mündungsdruck
.45 ACP, 14,95 g	110 mm	100 bar
9 mm Para, 8,0 g	110 mm	180 bar
.44 Rem. Mag., 15,55 g	150 mm	540 bar
.44 Rem. Mag., 15,55 g	490 mm	140 bar
.223 Rem., 3,6 g	470 mm	600 bar
.308 Win., 10,9 g	570 mm	490 bar

Die beiden .44-Magnum-Zeilen sind die aufschlussreichsten, weil dort dieselbe Patrone aus zwei Lauflängen steht: Der Mündungsdruck fällt von 540 auf 140 bar, also auf gut ein Viertel, wenn der Lauf von 150 auf 490 mm verlängert wird. Für die .223 Remington hält Tschannen fest, dass der Mündungsdruck bei 300 mm Lauflänge doppelt so hoch ist wie bei 560 mm.

Der Zusammenhang lässt sich als Verhältnis fassen. Der mittlere Gasdruck pm — der über den Geschossweg gemittelte Druck, aus dem sich die Mündungsenergie ergibt — liegt nach Tschannen bei Faustfeuerwaffen etwa beim Halben bis Drittel des Maximaldrucks, bei Handfeuerwaffen beim Drittel bis Viertel; der Mündungsdruck liegt entsprechend um denselben Faktor unter dem Mittelwert. Für die .308 Winchester heißt das: 3.400 bar Maximum, rund 1.260 bar Mittelwert, 490 bar an der Mündung — das Verhältnis Maximum zu Mündung beträgt rund 7 : 1.

Drei Folgerungen, die in andere Einträge dieses Registers hineinreichen:

Der Gasdrucklader hat ein enges Zeitfenster. Die Gasentnahmebohrung muss dort sitzen, wo noch genug Druck ansteht, um den Kolben zu treiben, und das Geschoss die Bohrung eben passiert hat. Je weiter vorn, desto kleiner der verfügbare Druck; je weiter hinten, desto härter der Anstoß. Siehe Ladeprinzipien.
Kurze Läufe sind laut. Der Mündungsknall wächst mit dem Mündungsdruck. Der akustische Unterschied zwischen einem 250-mm- und einem 600-mm-Lauf derselben Patrone ist keine Empfindungssache, sondern die Folge eines um ein Vielfaches höheren Restdrucks.
Der Rückstoß hat zwei Anteile. Neben dem Geschossimpuls wirkt der Gasimpuls, der beim Ausströmen entsteht. Bei kurzen Läufen mit hohem Mündungsdruck ist dessen Anteil erheblich — der Grund, warum eine Mündungsbremse überhaupt etwas ausrichten kann.

2. Messverfahren — und warum Werte nicht vergleichbar sind

Dies ist der Abschnitt, in dem die Sammlerliteratur am zuverlässigsten falsch liegt. Es gibt nicht den Gasdruck einer Patrone. Es gibt nur den Wert eines bestimmten Verfahrens an einer bestimmten Stelle.

Der Kupferstauchzylinder

Das ältere Verfahren, in der angelsächsischen Literatur als copper crusher geführt, dessen Werte die Einheit CUP (copper units of pressure) tragen.

Aufbau und Ablauf: Durch eine Bohrung in der Wand des Patronenlagers wird ein Stahlkolben eingesetzt. Auf ihn folgt ein Kupferzylinder mit für das Kaliber genormten Maßen, den eine Schraube von oben verspannt, und beim Schuss drückt der Gasdruck über den Kolben auf diesen Zylinder und staucht ihn plastisch. Nach dem Schuss wird der Zylinder entnommen und seine Resthöhe gemessen — nach Anlage III BeschussV mit einer zulässigen Abweichung von ± 0,005 mm, mit Mikrometer, Messuhr oder Messtaster. Aus der Stauchung wird der Wert über eine Tabelle abgelesen.

Warum das Ergebnis kein Druck ist: Der Kupferzylinder liefert eine einzige Zahl für einen Vorgang, der eine Millisekunde dauert. Er reagiert auf den Kraftverlauf über die Zeit, nicht auf den Spitzenwert allein; seine Verformung braucht selbst Zeit, und der dynamische Fließwiderstand des Kupfers unterscheidet sich von dem, unter dem die Tabelle statisch kalibriert wurde. Das Ergebnis ist ein Vergleichswert innerhalb des Verfahrens und nichts darüber hinaus. Piezowerte liegen bei derselben Munition in der Regel deutlich höher.

Die piezoelektrische Messung

Heutiger Standard. Ein Quarzaufnehmer wandelt die Kraft unmittelbar in eine Ladung; der zeitliche Verlauf wird aufgezeichnet, das Maximum abgelesen.

Entscheidend ist, wo gemessen wird — und hier trennen sich die beiden Regelwerke:

	C.I.P. (Europa)	SAAMI (USA)
Hülse	angebohrt, der Aufnehmer misst durch die Bohrung im Hülsenkörper	nicht angebohrt; ein conformal transducer liegt der Kammerwand an
Messstelle	genormter Abstand M vom Verschlussboden, auf jedem Datenblatt angegeben	eigene, abweichend festgelegte Position je Patronengruppe
Beispiele	25,00 mm (8 × 57 IS, 7,62 × 39) · 12,50 mm (9 mm Luger) · 9,00 mm (.22 lfB)	—
Einheit	bar, für beide Verfahren dieselbe Einheit	psi für Piezo, CUP für Stauchzylinder — getrennt geführt

Die C.I.P.-Datenblätter machen den Messstellenabstand zum Bestandteil der Kaliberdefinition. Ein Wert „9 mm Luger, 2.350 bar” ist deshalb vollständig nur als „2.350 bar, gemessen 12,50 mm vor dem Verschlussboden, angebohrte Hülse, mechanisch-elektrischer Wandler”.

Die Regel

Ein Druckwert ohne Verfahrensangabe ist kein Druckwert. Daraus folgen drei Verbote für die Gutachtenarbeit:

CUP und bar/psi sind nicht ineinander umzurechnen. Es kursieren Umrechnungsformeln; sie sind statistische Anpassungen für einzelne Patronen und keine Übertragung. Dieser Eintrag gibt bewusst keine an.
C.I.P.- und SAAMI-Piezowerte sind nicht unmittelbar vergleichbar, obwohl beide piezoelektrisch gemessen werden und obwohl bar und psi ineinander umzurechnen sind. Die Einheiten passen, die Messstellen nicht.
Ältere Angaben tragen ihr altes Verfahren. Für manche historischen Patronen existieren nur Stauchzylinderwerte. Diese neben einem heutigen C.I.P.-Wert in eine Tabelle zu setzen, erzeugt eine Scheingenauigkeit, die im Gutachten angreifbar ist.

Der häufigste Fehler der Sammlerliteratur besteht darin, aus zwei Zahlen verschiedener Herkunft eine Entwicklung abzulesen — etwa, eine Ordonnanzpatrone sei „im Laufe der Jahrzehnte stärker geladen worden”, wo sich in Wahrheit nur das Messverfahren geändert hat.

Was Pmax, PK und PE bedeuten

Die drei Werte auf jedem C.I.P.-Datenblatt sind keine Varianten desselben Gedankens.

Pmax — höchster zulässiger mittlerer Gebrauchsgasdruck der Munition.
PK — Grenze für den Einzelwert, durchgängig 1,15 × Pmax. Nachgerechnet: 3.900 × 1,15 = 4.485 (8 × 57 IS), 2.350 × 1,15 = 2.703 (9 mm Luger), 1.700 × 1,15 = 1.955 (.22 lfB).
PE — Beschussgasdruck, also der Druck der Prüfmunition. Er beträgt 1,25 × Pmax bei den Gewehrpatronen (8 × 57 IS: 4.875; 7,62 × 39: 4.440) und 1,30 × Pmax bei der 9 mm Luger (3.055) sowie bei der .22 lfB (2.210).

Diese Faktoren stehen nicht nur auf den Datenblättern, sie stehen auch im deutschen Recht: Nach Anlage III BeschussV muss die Beschussmunition bei Langwaffen mit gezogenen Läufen im Mittel mindestens 1,25 Pmax und bei Kurzwaffen mit gezogenen Läufen mindestens 1,30 Pmax erreichen, bei gleichzeitig gedeckelten Streubereichen (1,40 Pmax beziehungsweise 1,50 Pmax als obere Toleranzgrenze). Dass die .22 lfB dem Kurzwaffenfaktor folgt, obwohl sie überwiegend aus Langwaffen verschossen wird, ist dem Datenblatt zu entnehmen; eine Begründung dafür gibt es dort nicht.

3. Pulver

Der Energieinhalt und was davon ankommt

Der gesamte Energieinhalt heißt Verbrennungs- oder Explosionswärme und wird in Joule je Gramm gemessen.

Pulverart	Energieträger	Explosionswärme
einbasig	nur Nitrozellulose	im Mittel über 3.500 J/g
zweibasig	Nitrozellulose und Nitroglycerin	rund 4.800 J/g
dreibasig	zusätzlich Nitroguanidin	geringer, dafür großes Gasvolumen

Davon kommt beim Geschoss wenig an: Der Wirkungsgrad der Kombination Waffe/Patrone liegt nach Tschannen in der Regel bei etwa einem Drittel der Explosionswärme; seine ausgewerteten Laborierungen streuen zwischen etwa 15 und 38 Prozent. Der Rest geht als Wärme in Lauf und Gase, als Rückstoß und als Mündungsknall verloren.

Die drei Klassen sind nicht nur eine Energiefrage. Zweibasiges Pulver brennt heißer und belastet den Übergangskegel entsprechend stärker; dreibasiges Pulver wurde gerade deshalb entwickelt — niedrigere Verbrennungstemperatur bei großem Gasvolumen, eingesetzt vor allem in der Feldartillerie und in Flakgeschützen mit hoher Feuerfolge. Für die Objektkunde heißt das: Ein ausgebrannter Übergangskegel ist auch eine Aussage über die Munition, die durch den Lauf gegangen ist, nicht nur über deren Menge.

Geometrie: degressiv, neutral, progressiv

Der Abbrand erfolgt senkrecht zur Oberfläche des Korns. Damit entscheidet die Kornform, wie sich die brennende Fläche im Verlauf des Abbrands ändert:

Kornform	Oberfläche im Abbrand	Bezeichnung	Typische Verwendung
Kugel, Blättchen	wird kleiner	degressiv (auch „offensiv”)	kurze Läufe, Faustfeuerwaffen, Flinten
Röhrchen	bleibt praktisch konstant	neutral	Büchsen
Siebenlochkorn	wird größer	progressiv	lange Läufe, Geschütze

Beim Siebenlochkorn ist der Grund geometrisch nachvollziehbar: Die sieben Innenbohrungen werden beim Abbrand weiter, ihre Mantelflächen wachsen also — und dieser Zuwachs übertrifft die Abnahme der Außenfläche, solange die Stege stehen.

Die Wirkung zeigt der Vergleich zweier .44-Magnum-Laborierungen bei Tschannen: Das degressive Pulver erreicht rund 2.400 bar nach 13 mm, das progressive rund 1.900 bar nach 30 mm — und beide liefern nach 150 mm dieselbe Mündungsgeschwindigkeit. Der Grund ist die Energiebilanz: Für die Endgeschwindigkeit zählt allein die über den Geschossweg verrichtete Arbeit, also der mittlere Druck, nicht die Form der Kurve. Wer den Lauf auf 100 mm kürzt, dreht das Ergebnis zugunsten des degressiven Pulvers; wer ihn verlängert, zugunsten des progressiven.

Oberflächenbehandlung: der zweite, unabhängige Hebel

Die Kornform ist nicht die einzige Stellschraube. Die Phlegmatisierung wirkt chemisch: Einbasige Pulver werden mit Weichmachern wie Zentralit, Kampfer oder Dibutylphthalat behandelt, die den Abbrand verlangsamen. Wird der Weichmacher gezielt in die Randzone des Korns eingelagert, brennt das Korn zunächst langsam und beschleunigt erst, wenn die behandelte Schicht abgetragen ist — ein an sich degressives Kugelkorn verhält sich damit anfangs progressiv, ohne seine Form zu ändern. Hinzu kommt regelmäßig eine Graphitierung der Oberfläche, die allerdings der Ableitung statischer Aufladung dient, nicht der Ballistik.

Für die Objektkunde folgt daraus eine Warnung: Von der Kornform allein lässt sich die Abbrandcharakteristik nicht ablesen. Zwei äußerlich gleiche Kugelpulver können sich grundverschieden verhalten.

Warum ein kurzer Lauf ein schnelleres Pulver verlangt

Die Abbrandgeschwindigkeit hängt von der Chemie ab und nimmt mit dem Druck zu. Daraus folgt die Auslegungsregel unmittelbar:

Ein langer Lauf gibt dem Pulver Zeit. Ein langsames, progressives Pulver kann vollständig umgesetzt werden; der Wirkungsgrad steigt, das Druckmaximum bleibt niedrig, die Waffe kann leichter gebaut werden.
Ein kurzer Lauf gibt diese Zeit nicht. Wird ein langsames Pulver in einem kurzen Lauf verwendet, verlässt ein Teil des Pulvers den Lauf unverbrannt — er trägt nichts zur Beschleunigung bei, wohl aber zu Mündungsfeuer und Knall. Deshalb braucht der kurze Lauf ein schnelles Pulver, das seine Energie früh abgibt, und zahlt das mit einem höheren Druckmaximum und schärferem Rückstoß.

Im Bestand dieses Registers steht dieser Gegensatz nebeneinander: Die MP 40 mit 251 mm Lauf und die zeitgleichen Ordonnanzgewehre mit 600 mm und mehr wurden von derselben Industrie versorgt, aber nicht mit demselben Pulver. Und die Kurzpatrone 7,92 × 33 mm des StG 44 ist auch innenballistisch eine eigene Aufgabe: kürzere Hülse, kürzerer Lauf, kleineres Pulvervolumen — und damit eine andere Pulversorte als die 7,92 × 57 mm, aus der sie geometrisch abgeleitet ist.

4. Laufkürzung und v0

Die Faustzahlen und ihr Problem

In der deutschsprachigen Waffen- und Jagdliteratur kursieren mindestens drei Faustzahlen für den Geschwindigkeitsverlust je Zentimeter Laufkürzung:

Angabe	Quelle
rund 3 m/s je cm bei Standardkalibern, rund 5 m/s bei Magnumkalibern	Jagdpresse
rund 5 m/s je cm	RWS-FAQ, ausdrücklich als „grundsätzlich” formuliert
rund 10 m/s je cm bei den meisten Standardkalibern	Jagdpresse

Diese Zahlen stehen um den Faktor drei auseinander, und keine von ihnen ist falsch aufgeschrieben — sie beziehen sich auf verschiedene Patronen, verschiedene Lauflängenbereiche und verschiedene Laborierungen. Genau darin liegt das Problem: Eine Faustzahl setzt einen linearen Zusammenhang voraus, den es nicht gibt.

Zwei gemessene Reihen an derselben Patrone

Reihe 1 — RifleShooter.com, .308 Winchester, 28″ auf 16,5″. Der Lauf wurde in Ein-Zoll-Schritten mit einer Kaltsäge gekürzt; nach jedem Schnitt wurden vier Munitionssorten mit je fünf Schuss über einen laufmontierten Chronographen gemessen, Umgebungstemperatur 47 °F, SAAMI-Kammer. Ergebnis über die gesamte Strecke: 261 fps Verlust auf 11,5 Zoll, im Mittel 22,7 fps je Zoll. Umgerechnet sind das 2,7 m/s je Zentimeter. Nach Sorte lag der Wert zwischen 20,9 und 24,6 fps je Zoll, also 2,5 bis 3,0 m/s je Zentimeter.

Reihe 2 — geartester.de, .308 Winchester, Federal 180 grs, drei Lauflängen.

Lauflänge	v0	Verlust je cm gegenüber der nächstlängeren Stufe
52 cm	757 m/s	—
47 cm	741 m/s	3,2 m/s
42 cm	712 m/s	5,8 m/s

Das ist der Kern der Sache. Innerhalb einer einzigen Messreihe an einer einzigen Patrone verdoppelt sich der Verlust je Zentimeter nahezu, wenn man den Bereich wechselt, in dem gekürzt wird. Der Verlust ist nicht linear, sondern nimmt zu, je kürzer der Lauf schon ist — weil der Druck an der Mündung mit abnehmender Lauflänge steigt und damit auch die Energie, die durch das frühere Öffnen verlorengeht.

Die beiden Reihen widersprechen einander im Übrigen selbst: Reihe 1 findet über den Bereich 42 bis 71 cm im Mittel 2,7 m/s je Zentimeter, Reihe 2 im Bereich 42 bis 52 cm zwischen 3,2 und 5,8 m/s. Andere Laborierung, andere Waffe, bei Reihe 2 keine Angabe zur Schusszahl je Messpunkt — der Widerspruch wird hier nicht aufgelöst, sondern festgehalten.

Reihe 3 — Ballistics by the Inch, 2008, Faustfeuerwaffenpatronen. Dreizehn Kaliber, für jedes ein eigens gefertigter Lauf in einer gemeinsamen Aufnahme, gemessen von 18 Zoll herunter bis 2 Zoll in Ein-Zoll-Schritten, je drei Schuss je Sorte und Länge über zwei Chronographen in 15 Fuß Abstand, Wiederholung bis zu zwei verwertbaren Messungen je Schuss. Befund: Der Geschwindigkeitszuwachs konzentriert sich bei 9 × 19 mm auf den Bereich bis etwa sieben Zoll; von 4 auf 7 Zoll gewannen praktisch alle Laborierungen über 100 fps, von 7 auf 17 Zoll — also über die zehnfache Strecke — die meisten weniger als 100 fps.

Der Sonderfall .22 lfB: der Verlust kehrt sein Vorzeichen um

Bei der .22 lfB steigt die Mündungsgeschwindigkeit nur bis zu einer bestimmten Lauflänge und fällt danach wieder. Die Ursache ist elementar: Solange der Restdruck mal Bohrungsfläche größer ist als der Reibungswiderstand des Geschosses, wird beschleunigt; darunter wird gebremst.

Größenordnung. Die Bohrungsfläche der .22 lfB beträgt nach C.I.P. 24,07 mm². Ein Reibungswiderstand von 50 N entspricht damit einem Restdruck von 50 N / 24,07 · 10⁻⁶ m² ≈ 21 bar, ein Widerstand von 100 N rund 42 bar. Der Reibungswiderstand ist hier geschätzt und nicht belegt — belegt ist nur die Fläche. Die Rechnung zeigt aber, wie niedrig die Schwelle liegt: Sie wird bei einer Patrone, deren Pulver früh ausgebrannt ist, irgendwo im zweiten Laufdrittel unterschritten.

Wo genau das Maximum liegt, geben die verfügbaren Reihen unterschiedlich an — genannt werden 16 Zoll, 18 bis 20 Zoll und 20 bis 21 Zoll, abhängig von der Laborierung; langsamere Unterschall-Laborierungen erreichen ihr Maximum früher. Ein laborseitig veröffentlichter Messsatz konnte für diesen Eintrag nicht beigebracht werden; die Reihen stammen aus dem Schützen- und Sammlerbereich. Der Effekt selbst ist physikalisch zwingend, die Zahl ist es nicht.

Für dieses Register ist das unmittelbar einschlägig, weil die Suhler Sportgerätefertigung fast vollständig in .22 lfB arbeitete — vom Suhl 150 bis zu den Biathlonwaffen (siehe Anschütz-Biathlonwaffen). Deren Lauflängen von 550 bis 660 mm (21,7 bis 26 Zoll) liegen am oberen Rand oder bereits jenseits des Geschwindigkeitsmaximums. Sie sind nicht auf v0 ausgelegt, sondern auf Präzision — ein längerer Lauf schwingt zwar leichter, entspannt die Gase aber weiter, senkt den Mündungsdruck und lässt den Mündungsabgang ruhiger ausfallen. Wer die Lauflänge eines Sportgeräts als Geschwindigkeitsmaßnahme deutet, hat die Auslegung verkannt.

Die Regel für die Praxis

Eine Faustzahl je Zentimeter setzt Linearität voraus, die nicht besteht. Der Verlust wächst mit abnehmender Lauflänge.
Er hängt von der Pulversorte ab. Ein schnelles Pistolenpulver ist nach wenigen Zentimetern umgesetzt; ab dort kostet jede weitere Kürzung wenig. Ein langsames Gewehrpulver arbeitet über den ganzen Lauf; dort kostet jede Kürzung viel.
Er hängt davon ab, wo gekürzt wird. Dieselbe Patrone, dieselbe Laborierung, fünf Zentimeter Unterschied — und der Wert schwankt um den Faktor 1,8.
Das Vorzeichen kann sich umkehren. Bei der .22 lfB macht ein längerer Lauf die Waffe langsamer, nicht schneller.
Ein Tabellenwert für v0 ist eine Aussage über den Messlauf, nicht über das Objekt. RWS ermittelt seine ballistischen Daten in Läufen von 600 beziehungsweise 650 mm. Wer eine Mündungsenergie ins Gutachten schreibt, muss die Lauflänge des begutachteten Stücks dazu schreiben — oder messen.

5. Für die Bestimmung am Objekt

Der Beschussdruck als Prüfgröße

Der praktisch wichtigste Druckwert für den Sachverständigen ist nicht Pmax, sondern PE. Er ist die Größe, gegen die das Stück tatsächlich geprüft wurde, und er steht als Zeichen im Stahl — siehe Das Beschussrecht von 1891.

Patrone	Gebrauchsgasdruck Pmax	Beschussgasdruck PE	Faktor
8 × 57 IS	3.900 bar	4.875 bar	1,25
7,62 × 39	3.550 bar	4.440 bar	1,25
9 × 19 mm	2.350 bar	3.055 bar	1,30
.22 lfB	1.700 bar	2.210 bar	1,30

Daraus folgen drei Sätze, die in jedes Gutachten über ein Altstück gehören:

Das Beschusszeichen datiert eine Prüfung, es bescheinigt keinen Zustand. Es sagt: Dieses Stück hat an einem bestimmten Tag einen definierten Überdruck überstanden. Über den heutigen Zustand nach Jahrzehnten Gebrauch, Lagerung und möglicherweise Instandsetzung sagt es nichts.
Es bescheinigt die damalige Norm, nicht die heutige. Ein Stück mit reinem Schwarzpulverbeschuss ist für Nitromunition nicht geprüft. Wo sich Normen geändert haben, ändert das Zeichen im Stahl sich nicht mit.
Handelsübliche Munition wird auf das heutige Pmax geladen. Sie schöpft den Grenzwert regelmäßig weitgehend aus. Ein Altstück sieht daher heute unter Umständen mehr, als seine Auslegung vorsah.

Der Lehrfall: 8 × 57 I gegen 8 × 57 IS

Der bekannteste Fall, in dem ein Maß am Objekt über die Zulässigkeit einer Patrone entscheidet, gehört unmittelbar in dieses Register, weil er die Ordonnanzpatrone des ganzen behandelten Zeitraums betrifft.

	8 × 57 I	8 × 57 IS
Feld-/Zugdurchmesser	7,80 / 8,07 mm	7,89 / 8,20 mm
Geschossdurchmesser	8,07 mm	bis 8,22 mm
Geschoss	Rundkopf, 14,7 g	Spitzgeschoss, 10,2 g

Das größere IS-Geschoss lässt sich in einen I-Lauf einführen — die Patronen sind äußerlich kaum zu unterscheiden —, wird dort aber um etwa 0,15 mm zu stark eingepresst. Die Folge ist ein überhöhter Anschnittwiderstand und damit ein überhöhtes Druckmaximum; die Literatur nennt als möglichen Ausgang die Laufsprengung. Der Übergang vom Rundkopf- zum Spitzgeschoss fand 1904/05 statt; mit dem Beschussgesetz vom 7. Juni 1939 wurde die Unterscheidung zwischen I und IS verbindlich, und die S-Munition trug eine schwarze Kennzeichnung am Zündhütchen sowie Warnaufdrucke auf der Packung. Die Datierung dieser Kennzeichnung schwankt zwischen den Darstellungen; der Originaltext des Gesetzes wurde für diesen Eintrag nicht eingesehen.

Für die Praxis: Die Entscheidung fällt am Laufmaß, nicht am Bodenstempel und nicht an der Kaliberangabe auf dem Lauf. Sie ist eine Messung.

Überdruckanzeichen und ihr Beweiswert

Anzeichen überhöhten Drucks werden in der Sammlerliteratur regelmäßig als Messwerte behandelt. Sie sind keine. Sie sind Belastungsindizien mit sehr unterschiedlichem Gewicht.

Befund an Hülse oder Verschluss	Was er wirklich anzeigt	Beweiswert
Abgeflachtes Zündhütchen — der Rand des Zündhütchens fließt in die Lagerkante	Wird auch durch zu großen Verschlussabstand und sogar durch zu schwache Ladung erzeugt, weil die Hülse dann nicht am Stoßboden anliegt	gering
Zündhütchenkrater — aufgeworfener Rand um den Schlagbolzeneindruck	Überwiegend eine Funktion von Schlagbolzenlochdurchmesser und Federkraft. Viele Militärwaffen zeigen ihn bei völlig unauffälligem Druck; ein Bauteilwechsel ändert das Bild ohne Druckänderung	gering
Durchgeschlagenes Zündhütchen	Kann Druck sein, kann ein zu spitzer oder zu langer Schlagbolzen sein, kann ein dünner Napf sein	mittel
Gelöstes oder ausgefallenes Zündhütchen	Das Zündhütchenlager hat sich plastisch geweitet — das ist eine Verformung des Hülsenbodens und damit ein ernstzunehmender Befund	hoch
Auswerferabdruck — blanker, erhabener Abdruck des Auswerferschlitzes im Hülsenboden	Der Hülsenwerkstoff ist unter Druck in den Schlitz geflossen. Setzt einen Druck voraus, der die Streckgrenze des Bodens überschreitet	hoch
Stoßbodenabdruck — Abbildung der Stoßbodenfläche im Hülsenboden	Dasselbe Phänomen an der ganzen Fläche	hoch
Schwergängiges Öffnen des Verschlusses	Die Hülse hat sich stärker angelegt, als die Rückfederung ausgleicht	hoch
Gemessene Hülsenkopfaufweitung	Der einzige quantitative Befund der Liste; verlangt eine Vergleichsmessung an ungeschossenem Material derselben Fertigung	am höchsten
Hülsenreißer, Querreißer	Mehrdeutig: Druck, zu großer Verschlussabstand, mehrfach wiedergeladenes Material — oder Spannungsrisskorrosion an Altbeständen, siehe Munitionsfertigung	für sich allein gering

Die Ordnung dieser Tabelle folgt einem einzigen Gedanken: Je näher der Befund am Hülsenboden liegt und je mehr Werkstoff dabei geflossen ist, desto belastbarer ist er. Die weichen Befunde am Zündhütchen sind die unzuverlässigsten — Julian Hatcher hat die Druckbeurteilung nach dem Aussehen des Zündhütchens schon in der klassischen Literatur als notorisch unzuverlässig bezeichnet, und die Wiederladepraxis bestätigt das seither.

Der methodische Kern. Keiner dieser Befunde ist eine Druckmessung. Der Gasdruck wird nach C.I.P. in einem Messlauf mit angebohrter Hülse und definierter Messstelle ermittelt, nicht am Fundstück. Wer im Gutachten aus einem Auswerferabdruck eine Zahl in bar ableitet, überzieht seinen Befund. Zulässig ist die Aussage: Das Stück zeigt Anzeichen einer Belastung oberhalb der Streckgrenze des Hülsenbodens.

Was daraus für ein Altstück folgt

Zuerst die Munition, dann die Waffe. Ein Hülsenreißer an einem Vorkriegsstück ist so lange kein Waffenbefund, wie die Munition nicht ausgeschlossen ist. Alte Lagermunition ist ein eigener Fehlerfall — mit Spannungsrisskorrosion, gealtertem Pulver und korrosiven Zündsätzen.
Maße gehen vor Beschriftungen. Kaliberangabe, Bodenstempel und Beschusszeichen sind Angaben. Verschlussabstand, Feld- und Zugdurchmesser und Übergangskegel sind Messwerte. Wo sie einander widersprechen, gilt der Messwert.
Das Beschusszeichen ist ein Datum, kein Freibrief. Es ordnet das Stück einem Rechtsraum und einer Prüfnorm zu — die stärkste Datierungsquelle, die dieses Register kennt, und zugleich die am häufigsten überdehnte.
Die Lauflänge gehört zu jeder Leistungsangabe. Eine Mündungsenergie ohne Lauflänge ist keine Angabe über das Objekt.

Einordnung ins Register

Die Innenballistik ist die Ebene, auf der drei andere Einträge dieses Registers zusammenlaufen. Die Patronenklassen ordnen, was geladen wird; die Munitionsfertigung erklärt, wie das Bauteil entsteht, das den Druck einschließt; die Verschlusssysteme beantworten die Frage, wie er gehalten wird. Der Druckverlauf ist die Größe, auf die sich alle drei beziehen.

Drei Sätze, die dieser Eintrag für die übrigen Bestände festhält:

Gasdruck und Leistung sind nicht dasselbe. Zwischen der schwächsten und der stärksten hier behandelten Patrone liegt beim Druck ein Faktor von rund 2,5, bei der Mündungsenergie ein Faktor von über zwanzig. Wer eine Patrone über ihren Druckwert charakterisiert, charakterisiert die Belastung des Verschlusses, nicht die Wirkung des Geschosses.
Jede Druckzahl trägt ihr Verfahren mit sich. Ohne Messstelle und Messart ist sie im Gutachten nicht verwendbar, und mit einer Zahl aus einem anderen System ist sie nicht vergleichbar.
Faustzahlen zur Laufkürzung sind Schätzungen mit falscher Genauigkeit. Die Literatur nennt 3, 5 und 10 m/s je Zentimeter; zwei gemessene Reihen an derselben Patrone liefern 2,7 bis 5,8. Für ein Gutachten reicht das nicht — dort steht die Messung oder die Lauflänge.

Offene Forschungsfragen. Für dieses Register fehlen innenballistische Daten zu genau den Patronen, die es am meisten angehen: Für die 7,92 × 33 mm Kurz und die frühen Ordonnanzpatronen existieren keine C.I.P.-Datenblätter, weil es sich um ausgelaufene Militärkaliber handelt; die in der Literatur kursierenden Werte sind ungeprüft und tragen teils noch das Stauchzylinderverfahren. Ungeklärt bleibt ferner, mit welchen Pulversorten die Suhler und Magdeburger Fertigung im Einzelnen arbeitete — Losunterlagen und Pulvervorschriften wurden für diesen Eintrag nicht ausgewertet. Nicht ermittelt ist schließlich, ob und in welcher Form die DDR eigene Gasdruckvorschriften führte oder sowjetische GOST-Werte übernahm; solange das offen ist, sind Druckangaben zu DDR-Munition in diesem Register vorläufig.