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Ballistik von Granaten

Für diesen Artikel möchte ich einen unserer tollen Spieler – nämlich Panzergranate – an die Tastatur lassen, damit er uns einen Einblick in die Grundlagen der Ballistik geben kann.

Fear Naught
The_Challenger

 


 

Die Frage nach dem, was es braucht, um eine Panzerung zu durchschlagen, fasziniert  mich schon seit meinem Einsatz als Panzerschütze 1979, als ich sah, wie ein Stoß von 3 Rarden-APDS-Geschossen auf eine alte Zielübungswanne traf und eines davon abprallte. Alle schlugen im gleichen Zielbereich ein, doch ein Schuss war wenig langsamer oder anderweitig mangelhaft, wodurch er nach dem Treffen des Ziels abprallte.

Anders als bei Artilleriegranaten, bei denen es darum geht, mit mäßiger Genauigkeit über eine gewisse Entfernung eine große Menge an Sprengstoff ans Ziel zu bringen, werden panzerbrechende Granaten und Schüsse genauestens dafür entworfen und abgestimmt, die Durchschlagskraft zu maximieren (und damit die Chance eines Durchschlags beim ersten Treffer zu erhöhen).

Man kann manchmal auf Fotos sehen, wie Panzermannschaften panzerbrechende Munition vor einem Gefecht polieren. Ich habe ein Bild, das in mehreren Büchern zum sowjetischen T-34/76D abgedruckt ist: Es zeigt eine Mannschaft mit BR-350A- oder BR-350B-Munition, die sorgfältig auf einer Unterlegplane angerichtet wurde und von der Mannschaft vor der Beladung des Panzers einzeln poliert wird. Die HE-Granaten sind in der Nähe angehäuft.

Die Schützen W. D. Lewis und F. J. Hall des schweren Regiments 33/61 der Royal Artillery in Vergato, Italien beim Säubern von Granaten für ein amerikanisches 155-mm-‚Long-Tom‘-Geschütz.

 

Folgendes geschieht in der Zeit zwischen dem Niederdrücken des Abzugspedals und dem Einschlag der Granate im Ziel:

Das Zündhütchen entzündet die Rückseite des Treibmittels, wodurch es beschleunigt wird, da es verbrennt und sich dabei in Hochdruckgase verwandelt. (Darum werden Kaliberlängen zum Zwecke der Ballistikberechnung von der Verschlussvorderseite gemessen).

Hier finden wir den ersten Ungenauigkeits-Faktor, der eine große Auswirkung auf die Mündungsgeschwindigkeit hat: Die Brenngeschwindigkeit des Treibmittels ist keine Konstante, sondern eine Variable, die zwischen „Brennt nicht“ und „Brennt mit maximaler Effizienz“ liegt.

Das Treibmittel, das sich bereits mit schallnaher Geschwindigkeit bewegt, trifft auf den Granaten- oder Schussboden und überträgt einen Teil seiner Massenträgheit darauf. Aufgrund der höheren Masse des Projektils, verliert das Treibmittel bei diesem Aufprall eine große Menge Geschwindigkeit. Beide bewegen sich nun mit schallnaher Geschwindigkeit den Lauf entlang, beschleunigen dabei jedoch, da das Treibmittel weiter abbrennt und ausdehnende Gase bildet.

Wenn es eine Leuchtspur gibt, wird diese durch die gewaltige Kollision entfacht. Im Falle von panzerbrechenden HE-Granaten (und bei einigen regulären HE- und Splittergranaten) aktiviert die heftige Kollision den Zünder.

Hier finden wir den zweiten und den dritten Chaos-Faktor, die eine große Auswirkung auf die Mündungsgeschwindigkeit haben: Gasbandabdichtung und Mündungsrückstände.

Die Kupferringe am Schaft der Granate bzw. des Projektils agieren wie Kolbenringe. Aufgrund des Herstellungsprozesses, sind sie jedoch nicht präzise eingepasst, und die Einpassung erfolgt wie bei einer Metallfelge, die durch Hitze auf ein Waggonrad aufgetrieben wird. Das bedeutet, dass diese Kupfer-Dichtungsringe den Lauf und die Laufwandung umfassen und dabei zu locker, optimal oder aber zu eng sein können. Einige Panzermannschaften messen, beurteilen, feilen und passen die Kupfertriebbänder auf den Projektilen gelegentlich an, um sich einen noch so kleinen aber essentiellen Vorteil zu verschaffen.

Wenn sie zu locker sind, treten viele der Treibgase um die Granate oder das Projektil herum aus, wodurch die Mündungsgeschwindigkeit verringert wird. Zu eng, und die Projektilgeschwindigkeit verringert sich aufgrund übermäßiger Reibung im Lauf.

Alle Projektile, egal ob panzerbrechend, HE- oder Rauchgranaten, die über übermäßig enge Triebbänder um die Laufwandung verfügen (also zu hohen Reibungsverlusten führen), werden in der Regel als „Scheuer“- bzw. „Mündungsreinigungs“-Projektile beiseitegelegt.

Das andere Problem sind Mündungsrückstände. Dabei handelt es sich um Rückstände vom Feuern des vorhergehenden Projektils. Wenn das letzte Projektil nicht sauber abgebrannt ist, verbleiben große Mengen an Ruß und Rückständen im Lauf. Damit entsteht bei der Bewegung des nächsten Projektils durch den Lauf ein Widerstand. Doch wenn ein Projektil mit sehr engen Triebbändern durch den Lauf gefeuert wird, kann es diese Rückstände herausscheuern und damit den Lauf reinigen. Habt ihr schon einmal von Anekdoten aus der Geschichte gehört, bei denen ein Schütze eine HE-, Rauch- oder andere Granate abfeuerte, die gegen ein Panzerfahrzeug eigentlich zwecklos wäre, und direkt darauf ein panzerbrechendes Geschoss folgen ließ? Jetzt wisst ihr, warum.

M4A3E8-„Sherman“-Panzer der Kompanie B, 72. Panzerbataillon, 2. Infanteriedivision feuert sein 76-mm-Geschütz auf feindliche Bunker am „Napalmkamm“, um die 8. Division der Republik Korea zu unterstützen. Das Foto ist datiert auf den 11. Mai 1952. Foto aus der Army Signal Corps Sammlung in den Nationalarchiven der USA. Foto-Nr.: SC 398704. 

 

Nach all dem verlässt die Granate oder das Projektil also den Lauf mit der Geschwindigkeit, die bei der Bewegung durch den Lauf erreicht wurde. Sämtliche nicht verbrannte Treib- und Explosionsgase verlassen ebenfalls die Mündung und führen zu einem Rückstoß, einem Feuerball und Rauch.

An diesem Punkt befindet sich die Granate oder das Projektil unterwegs zum Ziel. Seit es die Mündung verlassen hat, verliert es aufgrund des Flugs durch die Atmosphäre an Geschwindigkeit. Der tatsächliche Luftwiderstand der Granate oder des Projektils hängt von der Jahreszeit, vom Wetter und der Luftfeuchtigkeit ab. Ein heißer, schwüler Sommertag führt zu dichterer, feuchter Luft, die zu mehr aerodynamischen Widerstand führt, als es an einem trockenen, eiskalten Wintertag mit Temperaturen unter Null der Fall wäre.

An einem normalen Tag im Frühling oder Sommer verliert eine durchschnittliche panzerbrechende HE-Granate oder ein panzerbrechendes Projektil im Vergleich zu seinem Maximalwert auf 100 Meter etwa 11 % seiner Durchschlagskraft, wenn es 500 Meter weit geflogen ist. Das bedeutet, dass wenn es auf 100 Meter bis zu 100 mm durchschlagen könnte, kann es nach 500 Metern nur bis zu 89 mm durchschlagen.

Bei panzerbrechender Munition ohne Kappe (APC) ist der aerodynamische Widerstand höher.

Wenn es sich um ein Geschoss oder Projektil mit geringer Masse (APCR) handelt oder das Projektil mit zunehmender Fluginstabilität zu kreiseln beginnt (APDS), leidet es ebenfalls unter einem höheren aerodynamischen Widerstand.

Geschützpanzerung eines Panther, durchschlagen von einem 90 mm M3, das ein Hartkerngeschoss abgefeuert hat.

Frontplatte eines Panthers, durchschlagen von einem 90 mm M3, das ein panzerbrechendes Hartkerngeschoss abgefeuert hat.

 

Ein weiterer Faktor, der die Genauigkeit der Granate oder des Projektils beeinflusst, ist die unterschiedliche Luftdichte der Flugbahn. Wir Menschen nehmen diese Unterschiede als Brisen und Wind wahr. Diese Druckdifferenzbereiche können die Zielgenauigkeit über größere Entfernung beeinträchtigen, was Geschütze mit geringer Geschwindigkeit am meisten beeinflusst. Projektile mit höherer Geschwindigkeit sind davon weniger betroffen.

Unsere Granate oder unser Projektil erreicht das Ziel und schlägt im Panzer ein. Wenn es sich um eine einfache panzerbrechende HE-Granate oder ein panzerbrechendes Projektil handelt, überhitzt der Kontaktpunkt und schmilzt, wenn die Geschwindigkeit des Projektils in Stoßdruck umgewandelt wird.

Hier treffen wir auf weitere Ungenauigkeits-Faktoren, die bestimmen, ob ein Durchschlag erfolgt oder nicht.

Angenommen, dass die Panzerung des Ziels für das Projektil leicht zu durchschlagen ist, erleidet die Struktur der Granate oder des Projektils beim Aufschlag eine starke Vibrationserschütterung, die aufgrund von eventuellen Gussfehlern das Projektil zerschlagen kann. Dies wird als gescheiterter Durchschlag angesehen.

Um dies zu verhindern, härten die Munitionshersteller die Oberfläche des Geschosses aus. Sie bringen eine weiche Stahlkappe auf der Granate oder dem Projektil an, die über eine geringe Schmelztemperatur verfügt. Somit schmilzt diese beim Aufschlag, und federt die Erschütterung der Granate oder des Projektils ab, und wenn der Panzer nicht im geraden Winkel zum feuernden Geschütz steht, treibt die Granate oder das Projektil an der Spitze auf und kippt am Ende leicht ab, wodurch der Einfallwinkel reduziert wird. Ist der Winkel zu hoch, pflügt die Granate oder das Projektil über die Panzerung hinweg und verliert dabei, aufgrund der Reibung, Energie und Geschwindigkeit, bis das Geschoss sich entweder einfräst und mit dem Durchschlag beginnt oder von der Panzerung umgelenkt wird.

Nehmen wir an, dass der Durchschlag unserer Granate oder unseres Projektils erfolgreich war.

Untere Frontplatte eines Panthers, durchschlagen von einem 90 mm M3, das ein panzerbrechendes Projektil abgefeuert hat.

Beim Durchschlagsprozess schmilzt sich die überhitzte Granate bzw. das überhitzte Projektil mithilfe von trägheitsbedingtem, konzentriertem Druck durch die Panzerung und wirft bei der Bewegung geschmolzene Panzerung nach hinten aus.

Beim Eintritt in das Innere des Ziels, kann die Granate oder das Projektil abhängig von der Geschwindigkeit, Masse und Energie sowie der Dicke der durchstoßenen Panzerung rot- bis weißglühend sein. Im letzteren Falle (überhitztes Projektil) wird die Mannschaft sofort getötet. Die ganze Munition explodiert durch Selbstentzündung und wenn es sich um einen M‑4 Sherman handelt, fängt der mit Flugbenzin gefüllte Tank zu kochen an und explodiert in einem riesigen Feuerball. Das passiert im echten Leben, nicht in WoT! Jedoch nur Wolfram-, Wolfram-Kobalt- und solide Uranprojektile überhitzen sich nach dem Durchschlag weißglühend. Granaten oder Projektile aus Schmiedestahl, Schmiedeeisen und Gusseisen verflüssigen sich bei diesen Temperaturen, wodurch der Panzerungsdurchschlag scheitert.

Soviet 76mm BR-350B

German 8.8 cm PzGr.39/43

 

In der Regel ist die Granate oder das Projektil jedoch nur rotglühend, außer, es handelt sich um extrem dünne Panzerung, in welchem Falle Splitterfragmente der Panzerung, Nieten, Muttern und sämtliche Teile auf der Innenseite des Treffers mit nicht tödlicher, aber gefährlicher Geschwindigkeit herumfliegen können.

Wenn es sich um ein Vollgeschoss handelt, entzündet es jegliche entzündlichen Objekte, mit denen es in Kontakt kommt, insbesondere Munition, Benzin, Öl usw.

Ebenfalls verfügt es für seine Größe über mehr Masse als eine panzerbrechende HE-Granate und kann daher durch Ausrüstung, Motorblöcke usw. schlagen.

Wenn es sich beim Projektil um eine panzerbrechende HE-Granate gehandelt hat, explodiert diese innerhalb des Ziels genau nach dem Eintritt in der Luft oder nachdem sie einige Sekunden lang herumgesprungen ist. Wenn sie explosiv ist, wird die Mannschaft wahrscheinlich von einer Explosion innerhalb des Ziels getötet, die der Explosion einer Mörsergranate entspricht. Da die Explosion in eingeschlossenem Raum erfolgt, wird sie verstärkt. Die ganze Munition und alle Maschinen, die von der Flammenfront der Explosion erreicht werden, werden ebenfalls beeinflusst. Bei Munition entsteht eine Kettenreaktion.

Bei explosiven oder entzündlichen Granaten (BR-251B, BR-350B usw.) wird die Mannschaft mit brennendem Gel besprüht. Dieses trifft auch Munition und Ausrüstung und das Ziel sodass die Mannschaft auf diese Weise kampfunfähig gemacht wird.

Bei der deutschen panzerbrechenden PzGr. 39. mit ballistischer Haube, verfügt das Projektil über eine Granatenladung am Schaft, die einige Gramm Sprengstoff enthält. Somit wird innerhalb eines Ziels ein Splittereffekt erzielt, da der hauptsächliche Schaden vom Projektil bzw. der Granate verursacht wird, an der diese angebracht ist. Die Granate dient als zusätzliche Waffe zur Schadensverursachung.

Und das ist im Prinzip, was passiert – ohne, dass wir zu wissenschaftlich werden.

Panzergranate

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