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Kinetic energy limits in gun control legislation with particular focus on uncommon airgun projectile characteristics

  • Compared to gun control legislation in Germany, which is supposed to be one of the most stringent in Europe, gun control legislation in Vietnam is by far stricter. Private possession of guns is not possible in Vietnam. One key point in the German weapons act is the allowance for certain facilitations for airguns that impart kinetic energy of less than 7.5 J to the projectile. These airguns are freely available for purchase by persons 18 years of age or older. The 7.5 J limit is applied to airguns without further efinition of projectile characteristics like projectile head, projectile shape or projectile mass. In the course of a possible relaxation of gun control and facilitation of private gun ownership (especially of airguns) in Vietnam, an implementation of a kinetic energy limit, similar to the German 7.5 J limit, is conceivable. It was the aim of this cumulative doctoral thesis to investigate if this energy limit was a sufficient threshold to estimate the dangerousness of a weapon or projectile, especially in cases where the characteristics of the projectiles are fundamentally different from the “standard” projectiles which were basis for the implementation of this energy threshold in the German weapons act in 1968. The first study investigated basic ballistic parameters of plastic-sleeved composite projectiles in comparison to standard diabolo pellets. Although overall results were inconsistent, for some projectile–weapon combinations (particularly for spring-piston air guns), a significant change of the kinetic energy (− 53 up to + 48 %) to the reference projectile was observed. For some projectile types the legal limit of 7.5 J was exceeded by far. The second study focused on an uncommon discarding sabot airgun projectile (SUSSEX SABO). It was demonstrated, that the sabot principle works properly in high power airguns (E > 17 J), but separation of the core projectile from the sabot cup was also observed in mid- (E = 12.5 J) and low-energy (E < 7.5 J) airguns. While muzzle velocity and kinetic energy values of discarded sabot projectiles are comparable to conventional diabolo pellets, energy density (ED) and penetration capacity are significantly higher. Finally, the ballistic performance of a carbon dioxide-actuated arrow pistol (Arcus Arrowstar) was investigated. Compared to conventional diabolo pellets of a similar kinetic energy level, the penetration depth of this arrow projectile was increased by approximately 35 %. This high penetration capacity was mainly caused by the uncommon projectile characteristics (high cross-sectional density q and pointed arrow head). The findings of this work reveal that special projectile types, like the plastic-sleeved composite pellets, might substantially increase the muzzle energy of airguns. Other uncommon projectile types (like the SUSSEX SABO projectile or the Arcus Arrowstar projectile) exert a higher penetration capacity whereas kinetic energy is similar to standard diabolo pellets and is still beneath the legal limit. For these uncommon projectile types, the 7.5 J limit implemented in the German weapons act is not a sufficient threshold. As demonstrated, next to kinetic energy E and energy density ED, the characteristics of the projectile influence their ballistic parameters. So it is strongly recommended to specify legal kinetic energy limits in gun control legislation in greater detail. The design characteristics of the projectiles (cross-sectional density q and design of the projectile head) should be appropriately taken into consideration.
  • Verglichen mit der deutschen Waffengesetzgebung, die im europäischen Vergleich als streng reglementiert zu bewerten ist, ist die Waffengesetzgebung in Vietnam weitaus restriktiver. So ist der private Besitz von Schusswaffen in Vietnam nicht möglich. In Deutschland sind Luftgewehre, die eine kinetische Energie von weniger als 7,5 J erreichen, für Personen ab 18 Jahren frei erhältlich. Die sog. 7,5 J Grenze bezieht sich dabei nur auf das Luftgewehr selbst. Die Projektilcharakteristik wie Beschaffenheit des Projektilkopfes, Projektilform oder Projektilmasse finden dabei keine Berücksichtigung. Im Zuge einer zukünftigen Erleichterung des privaten Waffenbesitzes in Vietnam ist die Einführung eines Energiegrenzwertes, ähnlich der deutschen 7,5 J Grenze, denkbar. Ziel dieser kumulativen Arbeit war es, zu untersuchen, ob Energiegrenzwerte eine suffiziente Aussage über die Gefährlichkeit einer Waffe oder eines Projektils auch dann zulassen, wenn die Projektilbeschaffenheit sich grundlegend vom „Standardprojektil“ unterscheidet, auf welchem die Implementierung der 7,5 J Grenze im Jahre 1968 basierte. In der ersten Untersuchung wurden ballistische Kenngrößen kunststoffummantelter Luftgewehrprojektile mit herkömmlichen Diabolo-Projektilen verglichen. Auch wenn die Gesamtergebnisse inkonsistent waren, so zeigten sich für manche Waffen-Projektil-Kombinationen signifikante Änderungen der kinetischen Energiewerte (-53 bis +48%) im Vergleich zu den Referenzprojektilen. Für manche Projektilarten wurde die Energiegrenze von 7,5 J deutlich überschritten. Die zweite Untersuchung befasste sich mit ungewöhnlichen Treibspiegelprojektilen (Sussex Sabo Bullets). Es konnte gezeigt werden, dass das Prinzip der Treibspiegelgeschosse in Luftgewehren mit einer kinetischen Energie von mehr als 17 J regelrecht funktionierte. Die regelmässige Trennung des Geschosskerns vom Treibkäfig konnte jedoch auch in Luftgewehren mittlerer (E = 12,5 J) und geringerer (E < 7,5 J) Energie beobachtet werden. Während die Energiewerte und Projektilgeschwindigkeiten der Treibspiegelgeschosse vergleichbar mit denen herkömmlicher Diabolo-Projektile waren, war die Energiedichte signifikant höher. In der dritten Untersuchung wurden die ballistischen Kenngrößen einer durch Kohlendioxidkartuschen angetriebenen Pfeilpistole untersucht. Verglichen mit herkömmlichen Diabolo-Projektilen gleicher Energiewerte war die Eindringtiefe der Pfeilgeschosse in ballistische Seife um etwa 35% erhöht. Diese hohe Penetrationsfähigkeit war vor allem durch die ungewöhnliche Projektilcharakteristik verursacht (extrem hohe Querschnittsbelastung q und spitzer Projektilkopf). Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass spezielle Projektiltypen, wie kunststoffummantelte Projektile, die Mündungsenergie von Luftgewehren signifikant erhöhen können. Andere ungewöhnliche Projektiltypen (wie das Treibspiegelprojektil Sussex Sabo Bullet oder das Arcus Arrowstar Pfeilgeschoss) erreichen aufgrund ihrer speziellen Projektilcharakteristik bei ähnlichen Energiewerten eine wesentlich höhere Eindringtiefe in Testmedien wie herkömmliche Diabolo-Projektile. Wie gezeigt werden konnte, beeinflusst neben der kinetischen Energie E und der Energiedichte ED die Charakteristik der Projektile deren ballistische Parameter. Aus diesem Grunde ist zu fordern, dass kinetische Energiegrenzwerte näher definiert werden müssen. Die Projektilbeschaffenheit (Querschnittsbelastung q und Beschaffenheit des Projektilkopfes) muss bei der Bewertung von Energiegrenzwerten berücksichtigt werden.

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Metadaten
Author: Tien Thanh Nguyen
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002306-2
Title Additional (German):Kinetische Energiegrenzen in der Waffengesetzgebung unter besonderer Berücksichtigung ungewöhnlicher Luftgewehrprojektile
Advisor:Dr. Matthias Frank, Prof. Dr. Axel Ekkernkamp
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2015/08/31
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2015/07/15
Release Date:2015/08/31
GND Keyword:Ballistik, Geschoss, Kinetische Energie, Luftgewehr, Schusswaffe
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Chirurgie Abt. für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit