@phdthesis{Schorge2016,
  author    = {Volker Andreas Schorge},
  title     = {Modellierung der Innenballistik von durch Gas-Luft-Gemische angetriebenen Projektilen},
  journal    = {Modeling internal ballistics of gas combustion guns},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-002603-1},
  year      = {2016},
  abstract  = {Selbst hergestellte illegale Waffen sind weltweit bekannt. H{\"a}ufig werden dabei Gas- oder Alarmwaffen (sog. Schreckschusswaffen) derart umgebaut, dass damit Projektile verschossen werden k{\"o}nnen. In Deutschland z{\"a}hlen zu den illegalen Waffen auch sogenannte „Kartoffelkanonen“, die meist nicht in krimineller Absicht, sondern von Jugendlichen aus Experimentierlust oder zum Zeitvertreib hergestellt werden. Sie weisen eine sehr einfache Bauart auf, die meist nur aus einer Explosionskammer mit einem entsprechenden Z{\"u}ndmechanismus sowie einem Lauf besteht, und lassen sich mit wenigen Grundkenntnissen und {\"u}berall erh{\"a}ltlichen Materialien herstellen. Das Funktionsprinzip dieser Kartoffelkanonen beruht auf der Explosion eines Gas-Luft-Gemisches, die zu einer schlagartigen Druckexpansion f{\"u}hrt, die das Geschoss durch den Lauf beschleunigt. Mit diesen Kanonen lassen sich beachtliche Schussleistungen erzielen. Von forensisch-traumatologischer Relevanz sind diese Schussapparate durch die schweren Verletzungen, {\"u}ber die in der medizinischen Literatur bisher kasuistisch berichtet wurde. Um das Wirkungspotenzial einer Schusswaffe beurteilen zu k{\"o}nnen, ist das Verst{\"a}ndnis der physikalischen und technischen Grundlagen zwingend notwendig. Insbesondere zu den extremen physikalischen Vorg{\"a}ngen in der Waffe w{\"a}hrend der Schussentwicklung (Gasdruckkurvenverlauf, maximaler Gasdruck, maximaler zeitlicher Gasdruckanstieg) lagen f{\"u}r Kartoffelkanonen bisher keine Daten vor. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein experimentelles Modell entwickelt, um die grundlegenden innen- wie au{\"s}enballistischen Vorg{\"a}nge darzustellen und die diese Vorg{\"a}nge beschreibenden physikalischen Parameter zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurde eine Gaskanone konstruiert, um unter Laborbedingungen verschiedene Gas-Luft-Gemische (Acetylen, Wasserstoff, Ethylen) als Treibmittel zur Beschleunigung eines Testprojektils im Kaliber 46 mm zu untersuchen. Mittels eines piezoelektrischen Druckaufnehmers wurde der Gasdruck in der Explosionskammer erfasst. Die Geschwindigkeit des Testprojektils wurde mittels einer Lichtschrankenanlage gemessen. Aus der Gasdruckkurve {\"u}ber der Zeit wurden der maximale Gasdruck pmax, der maximale zeitliche Gasdruckanstieg (dp/dt)max sowie die zeitlichen Parameter der Gasexplosion ermittelt. Nach dem Bewegungsgesetz wurden die Beschleunigung a(t), die Geschwindigkeit v(t) sowie der Geschossbodenweg s(t) des Projektils im Lauf berechnet und daraus die theoretische M{\"u}ndungsgeschwindigkeit ermittelt. Der maximale Gasdruck wurde zwischen 1,4 bar (Ethylen) und 4,5 bar (Acetylen) ermittelt und lag deutlich {\"u}ber dem maximalen Pr{\"u}fdruck der Kunststoffrohre, die h{\"a}ufig f{\"u}r den Bau dieser Kartoffelkanonen verwendet werden. Somit wurde der Nachweis erbracht, dass bei diesen Kartoffelkanonen ein erhebliches Risiko einer unfallm{\"a}{\"s}igen Waffensprengung besteht. Der gr{\"o}{\"s}te maximale Druckanstieg wurde f{\"u}r Wasserstoff mit (dp/dt)max = 607 bar/s berechnet. Die M{\"u}ndungsenergie lag zwischen 67 J (Ethylen) und 204 J (Acetylen). Die Wertung der ermittelten ballistischen Gr{\"o}{\"s}en mit der Hilfe von ein- und mehrparametrigen Traumamodellen belegt das Risiko schwerster Verletzungen, das von diesen ungew{\"o}hnlichen Schussapparaten ausgeht.},
  language  = {de}
}