Ballistik

Unterschiedliche Flugbahnen bei einem schiefen Wurf gleichen Abwurfwinkels (70°) unter verschiedenen Bedingungen:
mit Newton-Reibung (grün), mit Stokes-Reibung (blau)
sowie ohne Reibung (schwarz, Wurfparabel des freien Falls).

Die Ballistik (griechisch βάλλειν bἀllein ‚werfen‘ ) als „Lehre von den geworfenen Körpern“ ist ein Teilbereich der Physik und beschreibt die Vorgänge, die einen Körper betreffen, der sich in einem Schwerefeld und durch ein Medium wie Luft bewegt.

Als angewandte Wissenschaft beschäftigt sich Ballistik mit Form und Verhalten ballistischer Körper während der Phasen von Beschleunigung, Abwurf, Flug und Aufschlag, insbesondere jener aus Waffen verschossenen Projektile.

Geschichte und Fachgebiete

Als „Vater" der Ballistik gilt der Italiener Nicolo Tartaglia (~1499–1557). Er entdeckte die Wurfparabel und erkannte die Möglichkeit, die Bewegungen von geworfenen Körpern in ihre Einzelkomponenten zu zerlegen und damit zu berechnen.

In ihrem militärischen Zweig, der Artillerieballistik, bildet sie die Grundlage der Artillerie und Raketenwaffen. Des Weiteren ist sie zentraler Bestandteil der Raumfahrtphysik.

Insbesondere werden in der Ballistik die Vorgänge beschrieben, die aus einer Waffe verschossene Projektile betreffen. Hierbei werden folgende Unterbereiche angesprochen:

• Innenballistik: Vorgänge im Lauf und Patronenlager einer Waffe beim Abschuss eines Projektils
• Abgangsballistik: Vorgänge an der Laufmündung einer Waffe beim Schuss
• Außenballistik: Vorgänge während des Fluges am Projektil, welches verschossen wurde
• Zielballistik: Wirkung des Projektils im Ziel (insbesondere Wundballistik)
• Raketenballistik: Vorgänge während des Fluges einer Rakete

Untersuchungsgebiete

Schussvorrichtung für eine ballistische Untersuchung in der Kriminalistik

Zentrales Untersuchungsgebiet ist die ballistische Kurve, deren Idealisierung die Wurfparabel ist.

Daneben untersucht sie die zusammen mit der Chemie und Pyrotechnik die Interaktionen zwischen Geschoss/ Projektil, Ausstossladung / Treibladung und Schussvorrichtung (Rohr/Lauf). Da Geschosse außer pyrotechnisch auch anders geschossen werden, sind allgemeine Ergebnisse der Fluiddynamik sowie die Vorgänge während des Abschusses und während des Fluges Gegenstand der Untersuchung.

Wichtige thermodynamische Aspekte sind:

• Geschossenergie
• Mündungsenergie
• Auftreffenergie
• Gasdruck und Innere Energie der Treibladung

Wichtige pyrotechnische Aspekte sind:

• Ladedichte
• spezifisches Schwadenvolumen
• Detonationsgeschwindigkeit
• sowie die Rohrgeometrie und insbesondere der Zug und der Drall, um die Flugbahn zu stabilisieren.

Von einer ballistischen Rakete spricht man, wenn diese im Unterschied zum aerodynamischen Flug eine ballistische Kurve fliegt, was bei gegebener Menge an Treibstoff theoretisch und praktisch die höchste effektive Reichweite ergibt. Hierbei wird die Rakete nur in der Antriebsphase direkt nach dem Start beschleunigt und fliegt dann anschließend antriebslos (wenn auch nicht ungesteuert) wie ein Geschoss weiter.

Basierend auf einem Artikel in: Wikipedia.de