Höchstleistung und -geschwindigkeit: Was ist die optimale Lauflänge?

Für eine hohe Präzision reichen bei -Waffen 40 cm Lauflänge.

Die Höchstgeschwindigkeit ist vor allem vom Volumen der freigesetzten Gasmenge abhängig.
Kleines Volumen = Druck im Lauf sinkt schnell.
Grosses Volumen = Druck im Lauf sinkt langsam.

Ob der Reibungswiderstand proportional steigt, also doppelte Geschwindigkeit = doppelter Reibungswiderstand ?

Eine Formel, die tatsächliche Einpressdrücke, Losbrechmomente, Geschossformen, Materialeigenschaften und die Form der Züge berücksichtigt, wird sich schwer finden lassen. Dazu findet der Druckaufbau im Federdruckgewehr zeitlich anders statt als im Vorkomprimierer usw.

Andreas

Zitat

Original von gilmore
Ob der Reibungswiderstand proportional steigt, also doppelte Geschwindigkeit = doppelter Reibungswiderstand ?

Theoretisch sollte die Gleitreibung (ungefähr) gleich bleiben (nur auf die Geschw. bezogen - damals in Physik gab´s nur den Unterschied: Gleit- oder Haftreibung. Und Rollreibung, die hier aber keine Rolle spielt).
Allerdings hängt das auch noch von Material (Bleiabrieb) u. Laufform ab (evtl. verjüngend).

Ich denke auch, daß sich selbst die beste, ausgeklügelteste Formel erst in der Praxis beweisen muß. Dagegen ist Chairgun "Pipikram" - und selbst Chairgun würde ich nicht blind vertrauen.
Und dann muß man noch das Laufschwingen einbeziehen - da können 2cm länger oder kürzer auch das Ergebnis verändern. (OK, nicht direkt die V0, aber evtl. die Präzision). Und DAS hängt wiederum von Energie, Lauf (Masse, Festigkeit) u.s.w. ab.

mfg
Sascha

Das ein Projektil immer schneller wird, wenn die Druckdifferenz vor und hinter dem Diabolo gleich bleibt, sollte klar sein, die Reibung nimmt ab, weil das weiche Blei sicherlich nach einer kurzen Strecke abgeschliffen ist.
Es geht vermutlich darum, die optimale Lauflänge für einen bestimmten Startdruck aus einem fixen Volumen zu ermitteln. Genauer sollte es also formuliert sein, wenn ein -Gewehr mit 1cm³ Luft, mit 100bar schießt, dann ist die Höchstgeschwindigkeit nach xxxcm erreicht. Da sich Luft und (CO2 noch viel mehr) überproportional abkühlen, beim entspannen, Wird der Druck auch schnell wieder fallen.

Aber ohne die thermodynamischen Effekte kann man grob sagen, daß das Volumen des Laufes (hinter dem Diabolo) kleiner sein muß, als das Volumen des eingeblasenen Gases bei 1bar. Somit hat man eine maximale Länge, die deutlich unterschritten sein müßte.

Auf Grund der schlecht zu bestimmenden Reibungswerte (der Kelch spreizt sich ja druckabhängig) ist eine Messung sicherlich interessant. Das könnte man über die hier an anderer Stelle vorgestellte Mikrofonmethode machen. Dann kann man mit reduzierter Kraft auf z.B. das CO2-Ventil schlagen und Mutmaßungen über den Druck anstellen und Geschwindigkeit und Volumen nach oben interpolieren.

Ich wäre sehr an so einem Ergebnis interessiert, habe aber nicht so das Geschick, so einen Versuchsaufbau zusammenzubasteln.

es sieht folgendermaßen aus:

die höchste geschwindigkeit hat ein geschoss genau an der laufmündung. dannach nimmt sie sofort wieder ab.

denn:
das geschoss wird nur innerhalb des laufes durch den ansteigenden druck beschläunigt. wie schnell der druck ansteigt, ist bei co2 und luftdruck egal; es gibt keine physikalische obergrenze. nur muss mit dem druck auch die lauflänge-, stärke- und härte steigen, ebenso das gewicht und die härte des diabolos, damit dieser den zügen und feldern im lauf folgen kann.
zusätzlich muss die relativität zwischen antrieb und zu trebender masse beachtet werden.
zu geringer druck treibt zum beispiel schwere diabolos zu langsam, sodass leichte präzise und gut fliegen, schwere aber gerade noch so aus dem lauf plumpsen. zu hoher druck treibt leichte diabolos zu schnell an, sodass sie felder und züge überspringen und nicht die richtige flugstäbilität erhalten. schwere benötigen jedoch gerade diesen druck, um überhaupt in fahrt zu kommen und effektivität zu erfahren.

z.b.:
ein kumpel in ösiland hat ein unglaublich starkes 5,5er LuGe der marke norkonia(über 7,5j und garantiert auch über 16). bei dem fliegen 5,45 ak-geschosse am präziesesten, diabolos zwar weiter, jedoch unpräzieser und richten weniger schaden an.

der richtigkeit halber:

bei scharfen waffen gilt: der druck darf nicht zu schnell steigen, weil das geschoss dann nicht genug zeit hat erstmal in bewegung zu kommen und wie ein stöpsel wirkt, was zur folge hat, dass die explosion ausschliesslich innerhalb der hülse passiert und mit der hülse das patronenlager zerlegt.(weshalb man auch von treibenden pulvern und sprengenden pulvern spricht) mann kann also nicht einfach das pulver einer handgranate in ne patrone füllen und umgekehrt.
hier ist es keines falls egal, wie schnell der druck ansteigt.

Zitat

Original von Nebuloes
die Reibung nimmt ab, weil das weiche Blei sicherlich nach einer kurzen Strecke abgeschliffen ist.

ist nicht richtig...der kelch des diabolos spreitzt sich, sodass selbst, wenn ne schicht abschleift, er trotzdem nach allen seiten breit gedrückt wird und genug reibung zum lauf aufweist...dann gibts noch stahlspitz-, polymer-und kupferdiabolos...jaja, ballistik ist n heikles thema.;) nicht bös gemeint

Zitat

Original von gilmore
Für eine hohe Präzision reichen bei -Waffen 40 cm Lauflänge.

Dafür brauchst Du noch nicht mal 40 cm, sieh dir die HW 100 in der 31 cm Lauf Version an.

Größere Lauflängen sind hauptsächlich für eine mehr an Energie wichtig. Je niedriger der Druck des Antriebsmedium ist umso länger muß der Lauf werden.
Ein längere Lauf bringt aber nicht mehr Präzision sondern, ab einer gewissen länge, veringert sich die Präzision wieder weil die Bewegungen des Schützen stärker auf das Dia übertragen werden.

Bei Luftpistolen z.B. ist Schulterstabilisierung über die Drehung nicht zu gering ( Der Drall des Laufes kann ja an die Länge angepasst werden ). Dort gibt es andere Faktoren die die Präzision negativ beeinflußen.
Die Visierlinie ist sehr kurz, die bewegungen des Schützen sind sehr stark ( im vergleich mit einem Gewehr ), der kurze Lauf gibt weniger Führung, die Geschoßgeschwindigkeit ist sehr gering.
Wobei das alles relativ ist. Eine HW 40 mit Schulterstütze erreicht auf 10 - 15 m eine besser Präzision wie ein billig China LG.

Die wirklich wichtigen Punkte bei der Präzision sind die Qualität der Dia´s und die Verarbeitung / Qualität des Laufes.
Ist z.B. die Laufkrone nicht Perfekt kannst Du alle anderen Punkte Optimieren wie Du möchtest, es kommt nie etwas wirklich Präzises dabei raus. Selbiges gilt für die Dia´s, passen diese nicht zum Gewehr und sind schlecht verarbeitet wird es auch nichts mit der Präzision.

Joachim

Ich habe mal ein paar Messungen zum Laufzeitverhalten in einem LG gemacht:

Was kommt zuerst - Austritt des Dias oder Einschlag des Kolbens?

Ein Ergebnis war, dass im Lauf eine 7,5J-LG irgendwann mal eine ziemlich hohe Geschwindigkeit herrschen muss.
Wann genau, dass kann aber nur jemand testen, der Läufe kürzen darf.

Stefan

Zitat

Original von HWJunkie
irgendwann mal eine ziemlich hohe Geschwindigkeit herrschen muss.

Ja, ja. Aber da ist sicher die Grenze der nicht mehr wissenschaftlichen These schon lange unterschritten...

Ab hier sind die Überlegungen zur internen Höchstgeschwingdigkeit:

Was kommt zuerst - Austritt des Dias oder Einschlag des Kolbens?

Uli:
Wieso unterschritten?

Stefan

"Irgendwann" und "ziemlich hoch", das sind zwei Varianten bei zwei möglichen...

War aber nicht ganz ernst gemeint, Stefan. Dein anderer Beitrag geht da ja in die Details und war exzellent.

Zitat

Original von alex84
(weshalb man auch von treibenden pulvern und sprengenden pulvern spricht) mann kann also nicht einfach das pulver einer handgranate in ne patrone füllen und umgekehrt.

Hääää

Ich glaub er meint offensives und progressives Pulver

Es gibt (Pressluft-)Matchwaffen, die mit recht kurzen Läufen auskommen und trotzdem keine Geschwindigkeitseinbußen haben.
Bei CO2 sollte es ähnlich aussehen.
Es gibt zwar CO2-LGs, die 60cm lange Läufe haben, aber das heißt nicht, dass ein CO2-LG mit einem 40cm-Werkslauf nach Ausrüstung mit einem längeren Lauf mehr Geschwindigkeit erreicht.
Es kann durchaus sein, dass die Mündungsenergie sogar abnimmt.

Warum aber gibt es nun CO2-LGs mit derart langen Läufen?
Häufig sind es Nachbauten scharfer Waffe, da muss natürlich auch die Lauflänge stimmen.
Oder der Lauf ist nur zur Erreichung einer langen Visierlinie so lang.
Ginge aber auch mit einem langen Laufmantel über einem kurzen Lauf. wie es heutzutage bei den Matchwaffen gemacht wird.

Stefan

ps:
Ich denke, die für 7,5J nötige Lauflänge liegt zwischen 30 und 40cm.
Mehr bringt nicht unbedingt was, weniger reicht für eine brauchbare Beschleunigung nicht aus, um die eingesetzte Gasmenge optimal auszunutzen (auch mit 15cm Lauflänge sind 13J möglich, verbraucht aber recht viel Gas).

Zitat

Original von HWJunkie
Ein Ergebnis war, dass im Lauf eine 7,5J-LG irgendwann mal eine ziemlich hohe Geschwindigkeit herrschen muss.
Wann genau, dass kann aber nur jemand testen, der Läufe kürzen darf.

Sehr interessante Sache, das.

Aber selbst wenn ich´s dürfte, würde ich an meinen Waffen nicht rumsägen, wobei... (beim Umarex LG62...).

Aber man kann ja nicht einfach rumsägen (so wie Ernie die zwei Pfefferminzstangen auf gleiche Länge beißen will). Zum einen müssen Lauflänge und Dralllänge in einem gesunden Verhältnis zu einander stehen (das könnte man noch errechnen); zum anderen fehlt dann aber der Choke/ die Senkung an der Laufmündung.
Gerade der letztere Aspekt wurde einigen Hobby-Flexern schon zum Problem (vom WaffG mal ganz abgesehen). Denn wenn man da falsch rangeht und stumpf mit der PUK-Säge ein paar Zentimeter kürzt, streut die Waffe unter Umständen wie eine Gießkanne. Womit das erste Ergebnis (mit werksseitigem Lauf) nicht vergleichbar wäre.

Doch solche Gedanken werden sich die Hersteller von Schusswaffen sicherlich auch schon gemacht haben/ machen müssen, wenn es um die Erfüllung von Normen (ob Schießsport, Ordonnanz oder einfach WaffG) geht. Da wird man wohl den goldenen Mittelweg gehen, um bspw. ein Gewehr mit 50-70cm Lauflänge herzustellen, bzw. davon abgeleitet eine Kurzversion (Nachsuche, Commando-Version, etc.).

Wäre es nicht das Einfachste, mal einen Hersteller (wie z.B. WEIHRAUCH) zu fragen, warum das HW77 einen 47cm langen Lauf, das HW 77k nur einen 37cm langen Lauf hat; ob die zehn Zentimeter "willkürlich" (einfach zehn Zentimeter kürzer) sind, oder ob es in Abhängigkeit von Drall und Laufprofil steht?

Interessant, aber auch sehr aufwändig wäre natürlich ein Test (hallo VISIER), bei dem bei einer Waffe alle paar Schuss der Lauf um einen Zentimeter kürzer gemacht wird - welche Auswirkungen das auf das Schussbild, Geschwindigkeit und Energie hat.

Ich wage zu behaupten, dass der Drall in keinerlei direkter Abhängigkeit von der Lauflänge bzw umgekehrt steht.

Der Drall muss zur Endgeschwindigkeit passen, und die ist abhängig von der Lauflänge.
Ok, der Drall muss auch zur Geschossform und der Eintrittsgeschwindigkeit in die Züge passen, aber das ist hierbei ziemlich unerheblich.

Warum bin ich der Meinung, das der Drall nicht direkt von der Lauflänge abhängt?
Ganz einfach:
Ein Geschoss sollte die Züge nicht überspringen.
Und wenn es das nicht tut, dann dreht es auch dann schon sauber, wenn der Lauf nur zwei Geschosse lang ist.

Stefan

ps:
Ich habe schon ein paar Ideen, wie man das Erreichen einer gewissen Diaposition im Lauf erfassen kann, ohne auch nur über entfernte Laufstücke nachzudenken.
Irgendwann die Tage messe ich vielleicht mal weiter.

Bei CO2 sind die naturgegebenen ca. 60 bar ein Limit, das Pressluftwaffen nicht haben.

Die Drulov Sokol 9mm mit einem 3,9 g schweren Geschoss bringt´s trotzdem auf ca. 40 J. Der Preis dafür ist jedoch, das nach 12 Schuss die 12 g Kapsel leer ist. Hier wurde die Qual der Wahl zwischen möglichst höher v0 und möglichst viel Schuss pro Kapsel ohne Kompromisse definiert.

Was passiert, wenn der 3,5"-Lauf der CP88 durch ein 8,5" langes Segment des FWB300-Laufs ersetzt wird, sieht man hier: Klick (in AT darf man das).
Bei unveränderter Gasmenge steigt die v0 um ca. 10 %. Beim Mündungsaustritt ist im 3,5"-Lauf wahrscheinlich ein Drucküberschuss vorhanden, der sich im 8,5"-Lauf in mehr Speed umsetzen lässt.

Bei den HW77/97 (es gibt auch einen 300 mm Lauf) wäre noch interessant, ob unterschiedliche Federn eingesetzt werden, um die v0 im definierten Beeich zu halten.

HWJunkie:
Ich glaube schon, das Drall und Lauflänge in einem Zusammenhang stehen, weil ich mir schwer vorstellen kann, das der ganze Aufwand mit der Greenhill-Formel nur bei Feuerwaffen relevant sein soll.

Andreas

Ich habe mir gerade mal die Greenhill zu Gemüte geführt:
Es geht nicht um die Lauflänge, sondern um die twist rate!
Die gibt nur an, auf welcher Strecke das Geschoss sich wie oft dreht.
Ob es sich innerhalb des Laufes 0,5- oder 2mal dreht, ist völlig unerheblich.

Stefan

EDIT:
Gerade mal für 4,5mm durchgerechnet, raus kommt 18, also eine Drehung auf 18 Zoll.
Macht 45cm, passt ziemlich gut zu den verwendeten Dralllängen bei LGs.
Und ob der Lauf n un 60 oder 36cm lang ist, das macht da keinen Unterschied.