Rückstoß (Feuerwaffen)
Für leistungsstärkere Geschosse, als beim einfachen Rückstoß sicher verwendet werden können, oder um einen leichteren Mechanismus zu erhalten, als das einfache Format bieten kann, ist die Alternative zu API ein System des verzögerten oder verzögerten Rückstoßes, bei dem der Verschluss nie vollständig verriegelt wird, sondern zunächst in seiner Position gehalten wird und die Patrone im Patronenlager durch den mechanischen Widerstand eines der verschiedenen Konstruktionen des Verzögerungsmechanismus versiegelt. Wie bei der API dauert es nur den Bruchteil einer Sekunde, bis die Treibladungsgase diesen Widerstand überwinden und Patrone und Verschluss rückwärts bewegen; diese kurze Verzögerung reicht aus, damit das Geschoss die Mündung verlässt und der Innendruck im Lauf auf ein sicheres Niveau sinkt. Der Verschluss und die Patrone werden dann durch den Restgasdruck nach hinten geschoben.
Aufgrund des hohen Drucks haben Gewehrkaliberwaffen mit verzögertem Rückstoß, wie die FAMAS und die G3, typischerweise geriffelte Kammern, um das Herausziehen zu erleichtern. Im Folgenden werden verschiedene Formen von Delayed-Blowback-Aktionen vorgestellt:
WalzenverzögerterVerschluss
Der rollenverzögerte Rückstoß wurde erstmals im Prototyp des Mauser-Geräts 06H verwendet. Der rollenverzögerte Rückstoß unterscheidet sich vom rollengesperrten Rückstoß wie beim MG 42 und vom gasbetriebenen rollengesperrten Rückstoß wie beim Gerät 03 und Gerät 06. Im Gegensatz zum MG 42 ist beim rollenverzögerten Rückstoß der Lauf fixiert und hat keinen Rückstoß, und im Gegensatz zum Gerät 03 und Gerät 06 und StG 44 fehlt beim rollenverzögerten Rückstoß ein Gaskolben. Dieser Verzicht führt zu einer relativ leichten Bauweise, da die Anzahl der benötigten Teile und der Bearbeitungsaufwand für die Herstellung eines Gewehrs erheblich reduziert werden. Wenn der Verschlusskopf nach hinten getrieben wird, werden die Rollen an den Seiten des Verschlusses nach innen gegen eine konische Verschlussträgerverlängerung gedrückt. Dadurch wird der Verschlussträger mit einer viel höheren Geschwindigkeit nach hinten gedrückt und die Bewegung des Verschlusskopfes verzögert. Der Hauptvorteil des rollenverzögerten Rückstoßes ist die Einfachheit der Konstruktion im Vergleich zum Gas- oder Rückstoßbetrieb.
Der rollenverzögerte Rückstoß wurde von Mausers Wilhelm Stähle und Ludwig Vorgrimler patentiert. Obwohl sie einfach erscheint, war ihre Entwicklung während des Zweiten Weltkriegs ein hartes technisches und persönliches Unterfangen, da deutsche Ingenieure, Mathematiker und andere Wissenschaftler unter der Leitung von Ott-Helmuth von Lossnitzer, dem Direktor des Waffenforschungsinstituts und der Waffenentwicklungsgruppe der Mauser-Werke, zusammenarbeiten mussten. Experimente ergaben, dass bei Schusswaffen mit verzögertem Rückstoß der Verschluss bei automatischer Schussabgabe mit einer extremen Geschwindigkeit von etwa 20 m/s öffnete. Um dem Bolzenrückstoß entgegenzuwirken, musste der perfekte Winkel an der Nase des Verschlusskopfes gefunden werden, um die Öffnungsgeschwindigkeit des Bolzens deutlich zu verringern. Das Problem der extrem hohen Verschlussträgergeschwindigkeiten konnte nicht durch Versuch und Irrtum gelöst werden. Der Mathematiker Dr. Karl Maier führte im Rahmen des Entwicklungsprojekts Analysen der Komponenten und Baugruppen durch. Im Dezember 1943 stellte Maier eine Gleichung auf, mit deren Hilfe die Ingenieure die Winkel im Gehäuse auf 45° und am Verschlussstück auf 27° gegenüber der Längsachse änderten, um das Problem des Bolzenrückschlags zu verringern. Mit diesen Winkeln wurde das geometrische Übersetzungsverhältnis des Verschlussträgers zum Verschlusskopf 3:1, so dass der hintere Verschlussträger gezwungen war, sich dreimal schneller zu bewegen als der Verschlusskopf. Die rückwärts gerichteten Kräfte auf den Verschlussträger und das Gehäuse waren 2:1. Die Kraft und der Impuls, die auf das Gehäuse übertragen werden, nehmen mit der Kraft und dem Impuls zu, die auf den Verschlussträger übertragen werden. Je schwerer der Verschlussträger ist, desto geringer ist die Rückstoßgeschwindigkeit. Für Mausers StG 45(M) Projekt ging Maier von einem 120 g schweren Verschlusskopf und einem 360 g schweren Verschlussträger aus (Verhältnis 1:3). Der Prototyp des Sturmgewehrs StG 45 (M) hatte 18 längs verlaufende Gasentlastungsrillen in der Kammerwand, um die aufgeblähte Patronenhülse beim Herausziehen aus der Kammer zu unterstützen. Die Riffelung am Ende des Patronenlagers sorgt für einen Druckausgleich zwischen der vorderen Außenfläche der Patronenhülse und ihrem Inneren und gewährleistet so ein Herausziehen ohne Zerreißen der Hülse, was das Herausziehen erleichtert und zuverlässiger macht. 1944 zeigten auch andere deutsche Firmen wie Großfuß, Rheinmetall und Haenel Interesse an der Entwicklung rollenverzögerter Rückstoßhandfeuerwaffen. Großfuß arbeitete an einem rollenverzögerten Rückstoß-Maschinengewehr MG 45, das wie das StG 45 (M) bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs nicht über das Prototypenstadium hinauskam.
Nach dem Zweiten Weltkrieg perfektionierten die ehemaligen Mauser-Techniker Ludwig Vorgrimler und Theodor Löffler den Mechanismus zwischen 1946 und 1950, als sie für den französischen Kleinwaffenhersteller Centre d’Etudes et d’Armament de Mulhouse (CEAM) arbeiteten. Im Jahr 1950 wurde Ludwig Vorgrimler nach Spanien zu CETME berufen. Das erste serienmäßige Gewehr, das mit einem Rollenzug ausgestattet war, war das spanische CETME-Kampfgewehr, dicht gefolgt vom schweizerischen SIG SG 510 und dem auf dem CETME-Modell B basierenden Heckler & Koch G3. Der Verschluss des G3 ist mit einem Anti-Rückprall-Mechanismus ausgestattet, der verhindert, dass der Verschluss von der Verschlussfläche des Laufs abprallt. Der „Verschlusskopf-Verriegelungshebel“ des G3 ist eine federbelastete Klaue, die auf dem Verschlussträger montiert ist und den Verschlusskopf ergreift, wenn die Verschlussträgergruppe in die Batterie geht. Der Hebel rastet im Wesentlichen durch Reibung ein und bietet so viel Widerstand gegen das erneute Öffnen, dass der Verschlussträger nicht zurückfedert. Aufgrund des relativ geringen Verschlussdrucks bei Pistolenpatronen verzichtet Heckler & Koch bei seinen rollenverzögerten Blowback-Waffen für Pistolenpatronen auf den Anti-Rückstoß-Mechanismus. Die MP5-Maschinenpistole von Heckler & Koch ist die weltweit am häufigsten eingesetzte Waffe, die dieses System noch verwendet. Auch die halbautomatische Pistole Heckler & Koch P9, das leichte Maschinengewehr CETME Ameli und das Mehrzweck-Maschinengewehr Heckler & Koch HK21 verwenden dieses System.
Roller-Rückstoßwaffen sind munitionsspezifisch, da ihnen ein einstellbarer Gasanschluss oder ein Ventil fehlt, um die Waffe an das unterschiedliche treibstoff- und projektilspezifische Druckverhalten anzupassen. Ihr zuverlässiges Funktionieren ist durch bestimmte Munitions- und Waffenparameter wie Geschossgewicht, Treibladung, Lauflänge und Abnutzungsgrad begrenzt. Zum Zeitpunkt der Zündung der Patrone muss das Patronenlager verschlossen sein und bleiben, bis das Geschoss den Lauf verlassen hat und der Gasdruck im Lauf auf ein sicheres Niveau gesunken ist, bevor der Verschluss aufgebrochen wird und das Patronenlager sich zu öffnen beginnt. Um die richtigen und sicheren Funktionsparameter zu erreichen, bieten die Hersteller von Bandbreitenwaffen eine Vielzahl von Verschlussstücken mit unterschiedlichen Massen und Schulterwinkeln sowie zylindrischen Rollen mit verschiedenen Durchmessern an. Die Winkel sind entscheidend und bestimmen den Entriegelungszeitpunkt und das Gasdruckabfallmanagement, da das Verriegelungsstück im Einklang mit dem Verschlusskopfträger wirkt. Die Verschlussspaltbreite bestimmt den Kopfraum und damit die korrekte Positionierung der Patronen im (geschlossenen) Patronenlager. Es ist zu erwarten, dass sich der Verschlussspalt zwischen Verschlussstück und Verschlusskopfträger durch den Gebrauch allmählich vergrößert. Er kann durch eine Fühlerlehre ermittelt und überprüft werden und kann durch den Austausch der zylindrischen Rollen gegen Rollen mit einem anderen Durchmesser verändert werden. Der Einbau von Rollen mit größerem Durchmesser vergrößert den Riegelspalt und schiebt das Verriegelungsstück nach vorne. Der Einbau von Rollen mit kleinerem Durchmesser hat den umgekehrten Effekt.
HebelverzögertBearbeiten
Der hebelverzögerte Rückstoß nutzt die Hebelwirkung, um den Verschluss in einen mechanischen Nachteil zu bringen und so die Öffnung des Verschlusses zu verzögern. Wenn die Patrone gegen die Verschlussfläche stößt, bewegt der Hebel den Verschlussträger relativ zum leichten Verschluss beschleunigt nach hinten. Die Hebelwirkung kann durch ein spezielles Teil oder durch geneigte Flächen erzeugt werden, die miteinander in Wechselwirkung stehen. Diese Hebelwirkung erhöht den Widerstand erheblich und verlangsamt die Bewegung des leichten Verschlusses. Die zuverlässige Funktion von hebelverzögerten Rückstoßwaffen wird durch bestimmte Munitions- und Waffenparameter wie Geschossgewicht, Treibladung, Lauflänge und Abnutzung eingeschränkt. John Pedersen patentierte einen der ersten bekannten Entwürfe für ein hebelverzögertes System. Der Mechanismus wurde auch von dem ungarischen Waffenkonstrukteur Pál Király in den 1910er und 1930er Jahren verwendet und in den Maschinenpistolen Danuvia 39M und 43M für die ungarische Armee eingesetzt. Nach dem Zweiten Weltkrieg ließ sich Király in der Dominikanischen Republik nieder und entwickelte den Cristóbal-Karabiner (oder Király-Cristóbal-Karabiner). Weitere Waffen, die dieses System verwenden, sind die Pistolen Hogue Avenger und Benelli B76, die Maschinenpistole FNAB-43, die Sturmgewehre TKB-517, VAHAN und FAMAS, die Kampfgewehre Sterling 7,62 und AVB-7,62 sowie das Allzweck-Maschinengewehr AA-52.
GasverzögerterRücklaufBearbeiten
Gasverzögerter Rücklauf ist nicht mit Gasbetrieb zu verwechseln. Der Verschluss ist nie verriegelt und wird daher wie bei anderen Blowback-Konstruktionen durch die expandierenden Treibgase nach hinten gedrückt. Die Treibladungsgase werden jedoch aus dem Lauf in einen Zylinder mit einem Kolben geleitet, der das Öffnen des Verschlusses verzögert. Es wurde von einigen deutschen Konstruktionen des Zweiten Weltkriegs für die 7,92×33-mm-Kurz-Patrone verwendet, darunter das Volkssturmgewehr (mit geringer Wirksamkeit) und das Großfuß-Sturmgewehr (mit etwas mehr Effizienz), und nach dem Krieg von der Heckler & Koch P7, Walther CCP, Steyr GB und M-77B-Pistolen.
Kammerring verzögertBearbeiten
Wenn eine Patrone abgefeuert wird, dehnt sich die Hülse aus, um die Seiten des Patronenlagers abzudichten. Diese Dichtung verhindert, dass das unter hohem Druck stehende Gas in den Lauf der Waffe entweicht. Da ein herkömmliches Patronenlager leicht überdimensioniert ist, kann eine nicht abgefeuerte Patrone ungehindert eindringen. Bei einer Waffe mit Kammerring-Verzögerung ist das Patronenlager in jeder Hinsicht konventionell, mit Ausnahme eines konkaven Rings in der Kammerwand. Wenn die Patrone abgefeuert wird, dehnt sich die Hülse in diesen vertieften Ring aus und drückt die Verschlussfläche nach hinten. Wenn sich die Hülse nach hinten bewegt, zieht dieser Ring den expandierten Teil der Hülse zusammen. Die Energie, die erforderlich ist, um die Wände der Patronenhülse zusammenzudrücken, verlangsamt die Rückwärtsbewegung der Hülse und des Schlittens, wodurch deren Massebedarf verringert wird. Das System wurde erstmals 1920 in der Fritz-Mann-Pistole und später in der Versuchspistole Modell T3 der High Standard Corp. verwendet, die Ott-Helmuth von Lossnitzer während seiner Tätigkeit für High Standard entwickelte. Andere Feuerwaffen, die dieses System verwendeten, waren die LWS Seecamp Pistole, die AMT Automag II und die Kimball .30 Carbine Pistole. Die SIG SG 510 Gewehrfamilie verfügt über einen Kammerring in der Nähe der Schulter, der anstelle eines Verzögerungselements zur Vermeidung von Bolzenschlag verwendet wird.
Hesitation lockedEdit
John Pedersens patentiertes System beinhaltet einen vom Schlitten oder Verschlussträger unabhängigen Verschlussblock. Im Ladezustand liegt der Verschlussblock leicht vor der Verriegelungsschulter, die sich im Rahmen der Feuerwaffe befindet. Wenn die Patrone abgefeuert wird, bewegen sich Patronenhülse, Verschluss und Schlitten gemeinsam ein kurzes Stück, bis der Verschlussblock auf die Verriegelungsschulter trifft und anhält. Der Schlitten bewegt sich mit dem Schwung, den er in der Anfangsphase erhalten hat, weiter nach hinten, während der Verschluss verriegelt bleibt. Dadurch kann der Druck im Patronenlager auf ein sicheres Niveau sinken, sobald das Geschoss den Lauf verlassen hat. Die anhaltende Bewegung des Schlittens hebt den Verschlussblock aus seiner Aussparung und zieht ihn nach hinten, wodurch der Schusszyklus fortgesetzt wird. Die Pedersen-Remington-Pistole Modell 51, die SIG-MKMO-Maschinenpistole und die R51-Pistole sind die einzigen Serienwaffen, die diese Konstruktion verwendet haben.
Schwungradverzögerter RückstoßBearbeiten
Beim schwungradverzögerten Rückstoß wird die Öffnung des Verschlusses während des Schusses durch die Rotationsträgheit eines Schwungrads verzögert. Dieses wird durch eine Zahnstange und ein Ritzel auf dem Verschlussträger angetrieben. Die Barnitzke, die Kazachok SMG und die MGD PM-9 verwenden dieses Verfahren. Ein weiteres Beispiel wäre das von Evan Jones entwickelte 3D-gedruckte Gewehr.
Toggle-delayedEdit
Bei kniehebelverzögerten Rückstoßwaffen muss die Rückwärtsbewegung des Verschlusses eine erhebliche mechanische Hebelwirkung überwinden. Der Verschluss ist in der Mitte angelenkt, am hinteren Ende feststehend und im Ruhezustand nahezu gerade. Wenn sich der Verschluss unter der Kraft des Rückstoßes zurückbewegt, bewegt sich das Scharniergelenk nach oben. Die Hebelwirkung verhindert, dass sich der Verschluss öffnet, bis das Geschoss den Lauf verlassen hat und der Druck auf ein sicheres Niveau gesunken ist. Dieser Mechanismus wurde beim Pedersen-Gewehr und beim Schwarzlosen MG M.07/12 verwendet.
Achsversetzter VerschlusslaufBearbeiten
John Browning entwickelte diese einfache Methode, bei der die Bewegungsachse des Verschlusses nicht mit der des Laufs übereinstimmte. Das Ergebnis war, dass eine kleine Rückwärtsbewegung des Bolzens in Bezug auf die Bohrungsachse eine größere Bewegung entlang der Bolzenbewegungsachse erforderte, was im Wesentlichen den Widerstand des Bolzens vergrößerte, ohne seine Masse zu erhöhen. Die französische Maschinenpistole MAS-38 aus dem Jahr 1938 verwendet einen Verschluss, dessen Rückstoßweg in einem Winkel zum Lauf verläuft. Die Jatimatic und die KRISS Vector verwenden modifizierte Versionen dieses Konzepts.
Radial-verzögertEdit
CMMG führte 2017 das Mk 45 Guard Gewehr mit einem Radial-Verzögerungssystem ein. Dieses System nutzt die Rotation des Verschlusskopfes, um den Verschlussträger eines Gewehrs mit AR-15-Muster zu beschleunigen. Die Verriegelungsnasen des Bolzens sind so angepasst, dass sie einen 120°-Winkel aufweisen, der den Bolzen dreht, während er sich unter herkömmlicher Blowback-Kraft nach hinten bewegt. Während sich der Verschluss um 22,5˚ dreht, muss er den Verschlussträger durch einen angepassten Nockenstiftschlitz mit einem Winkel von 50° nach hinten beschleunigen. Diese Beschleunigung vergrößert die effektive Masse des Verschlussträgers und verlangsamt die Geschwindigkeit des Verschlusskopfes. Durch diese Verzögerung kann der Druck vor dem Ausziehen abfallen, ohne dass der Verschlussträger schwerer wird. Das System ähnelt dem rollen- und hebelverzögerten Rückstoß, da es die Masse des Verschlussträgers nutzt, der sich schneller bewegt als der Verschlusskopf, um das Öffnen des Verschlusses zu verzögern. Die Konstruktion wird im U.S.-Patent 10,436,530 beschrieben.
SchraubenverzögertBearbeiten
Der Bolzen des schraubenverzögerten Rückstoßes, der erstmals beim Mannlicher-Automatikgewehr Modell 1893 eingesetzt wurde, verwendet einen Drehbolzen, der durch ein abgewinkeltes, unterbrochenes Gewinde verzögert wird, das zum Entriegeln um eine Vierteldrehung verzögert wird. John T. Thompson entwarf um 1920 ein nach einem ähnlichen Prinzip funktionierendes Selbstladegewehr und reichte es bei der US Army zur Erprobung ein. Dieses Gewehr, das mehrfach eingereicht wurde, konkurrierte in frühen Tests erfolglos gegen das Pedersen-Gewehr und das Garand-Gewehr mit Zündhütchenantrieb, um das M1903 Springfield-Gewehr zu ersetzen. Dieser Vorgang ist eine der einfachsten Formen des verzögerten Rückstoßes, aber wenn die Munition nicht geschmiert ist oder ein geriffeltes Patronenlager verwendet wird, kann der Rückstoß unberechenbar sein, insbesondere bei Verwendung von Gewehrpatronen in voller Länge. Die Drehung des Verschlusses sollte mindestens 90° betragen, um Patronenbrüche zu vermeiden. Eine andere Form dieses Verfahrens, bei dem eine schraubenförmige Schraube verwendet wird, um die Rückwärtsbewegung zu verzögern, war das Salvator-Dormus-Maschinengewehr M1893 und später der Prototyp der Kalaschnikow-Maschinenpistole Modell 1942 sowie der Fox Wasp-Karabiner.