Akademik

Ballịstik

 

[zu griechisch bállein »werfen«, »schleudern«] die, -, die Lehre von der Bewegung und Verhaltensweise geworfener, geschossener oder auch (bei Raketen) durch Rückstoß angetriebener Körper und den dabei wirksamen und beeinflussenden Kräften; im engeren Sinn die Lehre von der Geschossbewegung. Die innere Ballistik befasst sich mit der Bewegung von Geschossen im Lauf (Rohr) einer Feuerwaffe und den beim Abfeuern in ihr auftretenden physikalischen Vorgängen, Gasdrücken und Rückstößen. Sie untersucht experimentell und theoretisch die Abhängigkeit der beim Verlassen des Rohrs vorhandenen Anfangsgeschwindigkeiten des Geschosses von seiner Masse, von der Rohrlänge und -beschaffenheit, von den verwendeten Treibsätzen (z. B. Pulverladungen), ihrer chemischen Zusammensetzung und Menge sowie ihrer Zündung und Verbrennung (oder Explosion). Die äußere Ballistik befasst sich mit Beschreibung, Berechnung und Messung der Bewegung von Körpern, die mit einer bestimmten Anfangsgeschwindigkeit in eine bestimmte Richtung geworfen, geschossen oder durch Schub vorangetrieben werden. Ihr grundlegendes Problem ist die Bestimmung der Flugbahn (Wurf- beziehungsweise Geschossbahn) eines solchen Körpers (ballistisches Problem), besonders die Bestimmung der Wurf- oder Schussweite und Gipfelhöhe der Bahn, der Flugzeit und Geschwindigkeit des Körpers sowie der Abhängigkeit dieser Bahn- oder Flugelemente von der Abgangsrichtung, der Anfangsgeschwindigkeit und den einwirkenden Kräften (v. a. Schwerkraft und Luftkräfte). Hierbei sind die von der Vakuumballistik gelieferten Bewegungsabläufe im luftleeren Raum (Flugbahn, Wurf) gute Näherungslösungen, wenn der Körper sich entweder in großen Höhen bewegt oder seine Geschwindigkeit gering ist.

 

Während bei geringen Schussweiten die Schwerkraft als konstant angenommen und die Erdkrümmung vernachlässigt werden kann, sind bei Schussweiten von etwa 100 km an die Abnahme des Schwerefeldes mit zunehmender Höhe sowie die Krümmung der Erde und ihre mit Zentrifugal- und Coriolis-Kraft verbundene Rotation zu berücksichtigen. Besonders setzt aber das umgebende Medium (im Allgemeinen die Luft, bei Unterwasserwaffen auch das Wasser) der durch Anfangsrichtung und -geschwindigkeit sowie Schwerkrafteinwirkung bestimmten Bewegung eine Kraft entgegen, die um so größer ist, je schneller der Körper sich gegenüber dem umgebenden Medium bewegt und je dichter dieses ist (Luftwiderstand). Da die einwirkenden Kräfte nicht unbedingt im Körperschwerpunkt angreifen, können durch sie Drehmomente ausgeübt werden, sodass Form, Masse und Trägheitsmoment des Körpers in Betracht gezogen werden müssen. Weiterhin spielen die von Bewegungen des Mediums selbst (v. a. vom Wind) herrührenden Einflüsse eine wesentliche Rolle, ferner Kräfte und Drehmomente, die bei einer Rotation des Körpers (besonders bei Drallgeschossen) auftreten, z. B. der Magnus-Effekt. Insgesamt ergibt sich als Flugbahn eine durch den Luftwiderstand immer stärker von einer Parabelform abweichende ballistische Kurve (.

 

Besondere Probleme ergeben sich bei der Raketenballistik, da bei Raketen auf einem Teil ihrer Bahn ein Schub wirkt und v. a. bei ferngelenkten Raketen durch Ruderausschläge (im Bereich der Atmosphäre) oder Zündung von Steuertriebwerken zusätzliche Drehmomente auftreten. Für die Flugbahnen von Großraketen kann der Einfluss des Luftwiderstandes bei Erreichen großer Höhen verschwindend klein werden; die Flugbahn wird dann allein durch die Gesetze der Himmelsmechanik bestimmt (Raumflugbahnen).

 

Literatur:

 

R. E. Kutterer: B. (³1959);

 W. Wolff: Einf. in die B., 2 Bde. (^1-31961-68);

 M. Molitz u. B. Strobel: Äußere B. (1963);

 H. Stümke: Grundzüge der Flugmechanik u. B. (1969).