Wund- / Zielballistik

Die Wissenschaft hat einen enormen Aufwand betrieben, um diese faszinierende Thematik aufzuklären. Persönlich halte ich es für unabdingbar, dass sich alle Waffenträger, ob Behörde, Sicherheitsdienst oder Jäger mit der Wundballistik auseinandersetzen. Aus medizinischer Sicht sind diese Erkenntnisse viel wert und retten täglich leben.

Kinetische Energie / Übertragung

Ein abgefeuertes Projektil verfügt über kinetische Energie, die abhängig von der Masse des Geschosses und der Geschwindigkeit ist. Schwerere Geschosse haben eine höhere Energie als leichtere, sowie schnellere eine höhere Energie als langsamere haben. Die Geschwindigkeit hat einen grösseren Einfluss auf die kinetische Energie als die Masse. Eine Verdopplung der Masse verdoppelt die Energie, eine Verdopplung der Geschwindigkeit vervierfacht sie. Die kinetische Energie wird in der Ballistik mit Joule angegeben.

 

Wird das Projektil durch das Zielmedium (bsp. Gewebe) stark abgebremst wandelt sich die kinetische Energie in Druck-, Wärme- und Verformungsenergie um. Diese verdrängt, zerquetscht oder zerreisst Gewebe. Je grösser der Querschnitt des Projektils ist, umso mehr Energie wird punktuell übertragen. Ein stumpfes und breites Geschoss erzeugt lokal einen grösseren Widerstand als ein spitziges, schmales Geschoss. Die Querschnittsfläche des Geschosses hängt dabei von der Geschossform, dem Deformationsverhalten, der Taumelbewegung und einer möglichen Fragmentation ab. Bleibt das Geschoss im Zielmedium stecken, hat es seine gesamte kinetische Energie abgegeben oder für Deformierung bzw. Fragmentation genutzt. Erzielt sich ein Durchschuss, verfügt das Geschoss noch immer über kinetische Energie, die sich aus dem Restgewicht und der Restgeschwindigkeit ergibt.

Wundhöhle / Kavitation

Das Gewebe wird durch die übertragene Energie radial nach allen Seiten verdrängt und es bildet sich eine vorübergehende Wundhöhle, die sogenannte temporäre Kavitation. Das Gewebe bewegt sich durch die Flexibilität zurück in die Ausgangslage. Diese temporäre Wundhöhle bleibt also nur für Sekundenbruchteile bestehen, bis der entstandene Unterdruck sie wieder zusammenfallen lässt. Es verbleibt ein, durch die mechanische Gewebezerstörung des Projektils erzeugte, permanente Wundhöhle (permanente Kavitation). Sie ist umso grösser, je stärker und abrupter eine Energieübertragung verläuft. Die permanente und temporäre Wundhöhle weisen charakteristische Verläufe auf. Zu Beginn des Wundkanals bildet sich ein wenig mehr als kalibergrosser Eintrittsbereich (narrow channel). Die Länge von diesem narrow channel ist von Geschossform und Konstruktion, Auftreffgeschwindigkeit und Gewebewiderstand abhängig.  Vollmantelgeschosse erzeugen typischerweise einen relativ langen narrow channel. Bei Deformationsgeschossen ist er nur wenige Zentimeter lang oder noch kürzer. Die Vergrösserung der Frontfläche  erzeugt anschliessend eine grössere Wundhöhle. Die sich verringernde Energieabgabe verringert auch die erzeugte Wundhöhle im Verlauf.

Widerstand des Zielmediums

Gewebe von hoher Dichte wie zum Beispiel Muskel, Knochen, Leber oder Niere, bremsen Geschosse stark ab. Der grosse Energieübertrag bewirkt eine stärkere Zerstörung von Gewebe. Je höher der Widerstand des Zielmediums ist, desto grösser sind auch die auf das Geschoss wirkenden Biege- und Druckspannungen.  Sie können, bzw. sollen eine Deformation oder Zerlegung des Geschosses bewirken. Einfach gesagt, verändert die Erhöhung der Geschossgeschwindigkeit auch den Widerstand des Zielmediums.

Wundkanäle verschiedener Geschosstypen (Langwaffe) (a): Extremitätendurchmesser Oberschenkel / (b): Rumpfdurchmesser quer
Wundkanäle verschiedener Geschosstypen (Langwaffe) (a): Extremitätendurchmesser Oberschenkel / (b): Rumpfdurchmesser quer

Geschosskonstruktion / Aufbau

Die Geschosskonstruktion, bzw. der Geschossaufbau nimmt erheblichen Einfluss auf die Zielballistik. Es existieren eine Vielzahl von Geschosskonstruktionen. Auf die verschiedenen jagdlich genutzten Konstruktionen wird auf einer anderen Unterseite eingegangen. Diese finden Sie hier.

Vollmantelgeschosse / FMJ

Projektile, deren Kern vollständig ummantelt ist oder lediglich am Heck eine Öffnung aufweist, nennt man Vollmantelgeschosse. Der Mantel besteht meist aus Tombak, Stahl oder Flusseisen. Sie sind die verbreitetste Geschosskonstruktion, da es in den meisten Ländern Einschränkungen für die Zivilbevölkerung gibt. Das Militär bedient sich bei den regulären Streitkräften ebenfalls dieser Standardgeschosse. Besteht der Kern aus Blei  spricht man von Weichkerngeschossen. Ist der vordere Teil des Bleikerns durch einen die Durchschlagsleistung erhöhenden Stahlkern ersetzt, handelt es sich um ein Doppelkerngeschoss mit speziellem Einsatzzweck. Ein panzerbrechender Kern, meist aus Wolfram, wird als Hartkerngeschoss bezeichnet. In Ausführungen für das Militär können auch Brandsätze verbaut sein, die eine Leuchtspur erzeugen. Alle Vollmantelgeschosse wirken im Sinne der Wundballistik ähnlich.

 

Vollmantelgeschosse können drei charakteristische Wirkmuster im Gewebe zeigen. Richtungsstabile Pentration, Taumeln und Fragmentation.

Deformationsgeschosse

Diese Projektile sind so konstruiert, dass sie sich im Gewebe an der Spitze aufpilzen und dadurch bereits nach kurzer Penetrationsstrecke viel Energie auf das Ziel übertragen. Grösstenteils für jagdliche Zwecke konzipiert. Aber auch die neueren Generationen von Polizeimunition wird mit Deformationsgeschossen verladen. Abhängig vom Widerstand des Zielmediums und der Auftreffgeschwindigkeit kommt es nahezu bei allen Teilmantelkonstruktionen mit Bleikern zum Ablösen von Splittern. Bereits nach einem sehr kurzen narrow channel, nur wenige Zentimeter, wird durch den hohen Energietransfer eine Wundhöhle verursacht, deren maximaler Durchmesser nahe dem Einschuss liegt. Das deformierte Projektil durchdringt das Zielmedium aufgrund des nach vorne verlagerten Schwerpunkts und der Schulterstabilisierung relativ richtungsstabil und taumelt selten. Die Wundhöhle wird dabei durch das langsamer werdende Projektil keilähnlich immer kleiner. Für das Eintreten der gewünschten Deformation haben Deformationsgschosse gewisse Geschwindigkeitsansprüche. Liegen sie darüber, deformieren oder zerlegen sich die Geschosse zu stark und verlieren an Penetrationstiefe. Liegen sie darunter, deformieren sie nur geringfügig und erzielen eine entsprechend niedrige Gewebezerstörung aufgrund des geringeren Energietransfers.

Hohlspitzgeschosse / Match

Wie es der Begriff bereits verdeutlicht, befindet sich an der Geschossspitze eine Öffnung, die den Bleikern in der Tiefe freilegt. Aufgrund der guten Eigenpräzision wird es häufig beim Sportschiessen oder Wettkampf eingesetzt. Besonders im High-Velocity Bereich weisen Hohlspitzgeschosse konstruktionsbedingt eine Neigung zu einer unmittelbaren, unkontrollierten Fragmentation. Hohlspitzprojektile mit sehr kleiner Öffnung und verhältnismässig starkem Mantel verhalten sich oft wie Vollmantelgeschosse. Bei Hohlspitzgeschossen besteht letztlich eine grosse Bandbreite beim zielballistischen Verhalten, je nach ihrer spezifischen Konstruktion, Auftreffgeschwindigkeit und dem Widerstand des Ziels.

Vollgeschosse / Monolithisch

Vollgeschosse, auch als monolithische Geschosse oder Monoblockgeschosse bezeichnet, sind durchgehend aus einem Material gefertigt. Meist Kupferlegierungen. Besonders stabile Geschosse deformieren im Ziel nicht und werden zum Beispiel auf Grosswildjagd geführt. Daneben gibt es auch Vollgeschosse aus Kupferlegierungen, die abhängig von ihrer Festigkeit des Materials und der Konstruktion deformieren oder sich zerlegen. Sie verfügen zumeist durch ein hohes Restgewicht über eine entsprechende Penetrationsleistung. Vollgeschosse mit kontrollierter Deformation stellen zurzeit den Standard im Bereich der Polizeimunition dar.

Splittergeschosse

Stark fragmentierende oder sich zumindest partiell stark zerlegende Geschosse sollen sich bei regulären Geschossgeschwindigkeiten wunschgemäss in Splitter zerteilen. Ähnlich den Deformationsgeschossen öffnet sich die Wundhöhle bereits kurz nach dem Einschuss. Auch diese Geschosskonstruktionen finden hauptsächlich im jagdlichen Betrieb ihren Einsatz. Besonders zerlegefreundliche Projektile (Frangibles) mit sehr geringer Pentrationstiefe und minimaler Gefährdung durch Querschläger, werden häufig beim Training auf Stahlziele verwendet oder in besonders empfindlicher Umgebung, so zum Beispiel durch Sky Marshals in Flugzeugen. Durch Tests wurde die Zerlegeeigenschaft von Frangibles in Frage gestellt. Bei weichen Zielmedien wie Gewebe konnte kaum eine Zerlegung festgestellt werden, genauso wenig wie beim Beschuss von Asphalt.

Wundkanäle verschiedener Geschosstypen (Faustfeuerwaffen) (a): Extremitätendurchmesser Oberschenkel / (b) Rumpfdurchmesser quer
Wundkanäle verschiedener Geschosstypen (Faustfeuerwaffen) (a): Extremitätendurchmesser Oberschenkel / (b) Rumpfdurchmesser quer

Letalität von Schusswunden

Projektile haben entgegen der Meinung, die durch Hollywood und entsprechenden Spielfilmen noch immer Bestand hat, keine mechanische Stoppwirkung. Der grösstmögliche Impuls des Geschosses löst keinen merklichen Einfluss im Ziel aus. Im Sinne eines sofortigen Niederwerfens des Ziels. Eine sofortige Tötung kann nur durch einen Treffer des Mittel- und Kleinhirns oder oberen Hirnstamms ausgelöst werden. Innerhalb von Sekunden bis wenige Minuten können Schussverletzungen letal sein, die durch Gewebezerstörung eine Unterversorgung des Hirns mit Sauerstoff auslösen. Beispielsweise Treffer im Bereich der Aorta oder des Herzens. Verletzungen dieser Bereiche führen zu einer raschen Handlungsunfähigkeit, Bewusstlosigkeit und anschliessendem Eintreten des Todes durch Unterversorgung des Gehirns. Gewebezerstörungen im Bereich von stark durchbluteten Organen wie Leber, Nieren oder Milz führen diese zu einem häufig eintretenden hämorrhagischen Schock. Das Blutvolumen gelangt unter einen kritischen Wert, so dass die Blutversorgung der Organe nicht länger gewährleistet ist. Dieser Schock tritt meist innerhalb weniger Minuten auf.

 

Massgeblich für die Letalität von Schusswunden ist neben dem Treffersitz auch ein möglichst hoher Energietransfer über die Penetrationsstrecke. Projektile mit hoher kinetischer Energie, die diese aber im Körper nicht abgeben können, hinterlassen geringere Wirkung, als solche mit geringerer kinetischer Energie, aber einem frühen Energietransfer noch während der Penetration des Ziels.

Literatur:

1 Taktische Medizin 2. Auflage (Springer Verlag Berlin Heidelberg 2012/2015) Christan Neitzel / Karsten Ladehof

2 Rosenberger M (2007) Jagdgeschosse. Aufbau, Zielverhalten, Verwendung. 1. Auflage. Motorbuch Verlag, Stuttgart.

3 Kollig E (2009) Empfehlungen zur Versorgung von Schussverletzungen im Einsatz. Teil 1: Grundwissen Ballistik. Wehrmed Mschr 53:210-216

4 U.S Department of Justice. Federal Burau of Investigation (1989) Handgun Wounding Factors and Effectiveness. FBI Academy Quantico.