Titel: Ueber die Messung der Geschwindigkeit von Geschossen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1886, Band 261 (S. 251–255)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj261/ar261086

Ueber die Messung der Geschwindigkeit von Geschossen.

Mit Abbildungen.

Prof. E. J. Houston in Philadelphia gibt im Journal of the Franklin Institute, 1885 Bd. 120 * S. 134 einige Mittheilungen über die Benutzung der Elektricität bei der Messung der Geschwindigkeit der Geschosse, |252| wobei Verfasser namentlich aus Benêt: Electro-Ballistic Machines and the Schultz Chronoscope, und aus Michaelis: The Le Boulengé Chronograph, schöpft.1) Nach dem ballistischen Pendel von Robins (1740) und dem Geschützpendel des Grafen Rumford (1781) hat zuerst Wheatstone (1840) vorgeschlagen, die Elektricität bei der Messung der Geschwindigkeit von Geschossen zu benutzen. Er lieſs beim Durchgehen der Kugel durch Drahtscheiben den Strom in Elektromagneten unterbrechen, so daſs eine den Anker abreiſsende Feder eine Marke auf einem umlaufenden Cylinder machen konnte. Den durch den remanenten Magnetismus der Elektromagnete bedingten Fehler beseitigte Prof. Henry 1843 durch Anwendung von Inductionsrollen2) , welche durch überspringende Funken die Marken machten. 1849 schlug Navez einen elektro-ballistischen Apparat vor, worin die Kugel beim Durchbohren der ersten Scheibe ein von einem Elektromagnet festgehaltenes Pendel auslöste, während das Pendel oder ein Theil desselben durch einen kräftigen Elektromagnet in seiner Bewegung aufgehalten wurde, sowie die Kugel durch die zweite Scheibe hindurchging.

In Vignotti's elektro-ballistischer Maschine ist über die Rohrmündung ein Draht gespannt, der beim Abfeuern zerrissen wird und das Pendel losläſst; die beim Durchgehen der Kugel durch zwei entfernt von einander aufgestellte Scheiben verursachte Unterbrechung des Stromes in der einen oder der anderen von zwei primären Rollen markirt der überspringende Funke aus den secundären Rollen zwischen der isolirten Pendellinse und einer Messingplatte, welche hinter einem getheilten und mit einem bogenförmigen Schlitze versehenen Tafel steht und mit einem mit Ferrocyanidkalium-Lösung getränkten Papiere belegt ist; aus der Entfernung der beiden farbigen Marken der beiden Pendelstellungen wird die Flugzeit zwischen den beiden Scheiben und dann aus dem Abstande der Scheiben von einander die Geschwindigkeit berechnet. Am Ende des Pendelschlages wird das Pendel durch eine Gabel aufgefangen, so daſs es nur einen Schlag machen kann. Je eine der primären Rollen liegt mit einer der Scheiben in einem Stromkreise; die beiden secundären sind hinter einander geschaltet, das negative Ende der einen ist mit dem Pendel, das positive der anderen mit der Messingplatte verbunden.

Verbessert wurde Vignotti's Apparat in dem Frankford Arsenal durch den Artillerieoberst T. Laidley: der Fehler, welcher beim Ablesen durch die Kleinheit des vom Pendel beschriebenen Bogens bedingt ist, wurde zum gröſsten Theile beseitigt, indem das Pendel schon vor dem Abfeuern losgelassen wird und zwar durch ein fallendes Gewicht, das |253| den Stromkreis unterbricht; das chemische Papier wurde durch einen beruſsten Silberbogen ersetzt.

In Benton's elektro-ballistischem Pendel oder Velocimeter werden durch die auf einander folgenden Stromunterbrechungen an den Drahtscheiben zwei Pendel losgelassen, welche vor einem getheilten Bogen, durch dessen Mitte ihre auf der Bogenebene normalen Achsen gehen, in entgegengesetzter Richtung schwingen und in dem Augenblicke, wo sie an einander vorübergehen, mechanisch einen Punkt auf dem getheilten Bogen schreiben. Wie dies geschieht, erläutert Fig. 1; das äuſsere Pendel ist am unteren Ende mit einer stumpfen Stahlspitze d versehen, welche auf das Ende c eines am anderen Pendel b angebrachten Hebels cf wirkt und die Schreibspitze f gegen den Theilbogen e bewegt.

Fig. 1., Bd. 261, S. 253

Die Linse des äuſseren Pendels ist stellbar, so daſs durch ihre Verstellung der Synchronismus beider Pendel rasch erzielt werden kann. Würden beide Pendel gleichzeitig losgelassen, so müſsten sie sich auf der tiefsten Stelle, dem Nullpunkte der nach beiden Seiten bis 90° gehenden Theilung treffen; werden sie nach einander losgelassen, so liefert die Marke auf dem Bogen bequem ein Maſs für den Zeitunterschied. Daſs beide Pendel gleich leicht und rasch von ihren Elektromagneten losgelassen werden, würde durch Anwendung zweier genau gleichstarken Batterien erreicht werden können; davon, daſs es wirklich der Fall ist, überzeugt man sich mittels eines Tasters, welcher die Stromkreise beider Batterien genau zu gleicher Zeit schlieſst. Treffen dann beide Pendel gleichzeitig auf dem Nullpunkte ein, so sind die beiden Batterien gleich stark. Da aber die beiden Batterien nicht leicht auf genau gleicher Stärke erhalten werden können, so versieht man die Elektromagnete mit stellbaren Rollen. Auf diese Weise läſst es sich bequem erreichen, daſs die Marke auf dem Nullpunkte erscheint, wenn beide Pendel gleichzeitig losgelassen werden.

In dem Chronoskop von Schultz zeichnet eine sorgfältig abgestimmte Gabel eine Wellenlinie auf der beruſsten Oberfläche einer sich zugleich drehenden und in der Achsenrichtung verschiebenden Walze oder Trommel. Die Wellenlinie dient als Zeitmaſs; denn wenn man die Schwingungszahl der Gabel in der Secunde kennt, so kennt man auch die Zeit, in welcher jede Welle auf der Trommel geschrieben wird. Zugleich kann man die Geschwindigkeit der Kugel während ihres Fluges an genügend vielen Punkten messen, um das Gesetz der Bewegung durch die Luft zu studiren; man braucht nur der Trommel eine genügend groſse Oberfläche zu geben. Die Trommel wird durch ein Gewicht mittels eines Laufwerkes in Bewegung versetzt; doch ist auch eine Kurbel vorhanden, mit welcher man sie ohne das Gewicht treiben kann. Die Stimmgabel wird durch die Wirkung zweier auf der Auſsenseite ihrer Schenkel angebrachte |254| Elektromagnete in beständiger Schwingung erhalten3) und ein Schenkel schreibt dabei die Wellenlinie; die Stromunterbrechungen bringt Schultz mittels eines Quecksilber-Unterbrechers hervor. Da dieser aber äuſserst empfindlich und schwer zu reguliren ist, so hat Artillerielieutenant Russel einen Selbstunterbrecher angegeben. Da die Stimmgabel gegen hygrometrische Aenderungen in der Atmosphäre sehr empfindlich ist, so muſs vor der Messung sehr kleiner Zeiten die Schwingungzahl genau festgestellt werden. Hierzu ist Froment's Pendel nicht fein genug; daher hat Bond in Boston für das Artilleriecorps ein Secunden-Stromunterbrechungs-Chronometer geliefert, welches durch die Isolirung der Unterbrechungsschraube Halb-Secunden-Unterbrechungen gibt, ganz unabhängig vom Chronometerwerke. Ein Mikrometer gestattet die Messung von Theilen einer Welle, so daſs man leicht Zeiten von 1/500000 Secunden ablesen kann. Hat die Kugel beim Durchgange durch die erste Scheibe den Strom unterbrochen, so muſs derselbe für Schultz's Chronometer wieder geschlossen werden, bevor die Kugel bei der zweiten Scheibe ankommt. Verschiedene Mittel sind dazu versucht worden. Michaelis erreicht dies erfolgreich mittels eines gewöhnlichen Telegraphenrelais.

In Le Boulengé's Chronographen wird die Zeit gemessen durch den Unterschied im Fallraume zweier schwerer Körper. Zwei hohle Stäbe, von denen der eine länger ist als der andere, sind an wagerechten, stabförmigen Elektromagneten als Anker derselben aufgehängt und durch Unterbrechung der Stromkreise in den Scheiben werden die Elektromagnete unthätig gemacht, so daſs dann die Stäbe frei herabfallen. Die Elektromagnete werden durch entsprechende Verstellung ihrer Eisenkerne nur eben ausreichend stark genug gemacht, damit der remanente Magnetismus keine Fehler in den Beobachtungen veranlasse. Der längere Stab fallt in eine Aushöhlung des Kastens hinein, auf welchem der die beiden Elektromagnete tragende Ständer oder Säule befestigt ist; er gehört zur ersten Scheibe, wird also früher fallen gelassen und, während er fällt, wird auch der zweite Stab fallen gelassen; kurze Zeit, nachdem der längere Stab losgelassen worden ist, fällt der kürzere in eine Hülse hinein, trifft auf die den Boden der Hülse bildende Platte O des Gesperres OPI (Fig. 2), die Nase an dem in T gelagerten Hebel I läſst darauf eine Feder H frei und diese macht nun mittels eines kreisförmigen Messers einen Einschnitt in eine der beiden die längere Stange oben und unten umgebenden Zinkröhren G.

Fig. 2., Bd. 261, S. 254

Man miſst so die Flugzeit der Kugel vermehrt um die Fallzeit der kleinen Röhre. Werden |255| beide Stangen mittels eines – zwei Contactfedern an einem gemeinschaftlichen, beim Loslassen durch eine Feder emporgeschnellten Querstücke enthaltenden – Stromunterbrechers gleichzeitig losgelassen, so empfängt die Stange den Einschnitt nahe am unteren Ende. Je näher der Einschnitt diesem Ende liegt, desto gröſser ist die Geschwindigkeit des Geschosses. Nahe über O wird die schon erwähnte röhrenförmige Hülse angebracht, welche die fallende kleine Stange aufnimmt, in welcher aber diese Stange fallen kann, ohne die Röhre oder Hülse zu berühren. Soll der Apparat als sogen. Velocimeter dienen, wobei die beiden Scheiben verhältniſsmäſsig weit von einander entfernt sind, so wird der Elektromagnet für die kleine Stange an dem Ständer tief unter der Stelle angeschraubt, an welcher der Elektromagnet für die längere befestigt ist. Die lange Stange empfängt den Einschnitt dabei nahe am oberen Ende und zu einer Zeit, wo sie mit der gröſsten Geschwindigkeit fällt; kleinen Zeitunterschieden entsprechen also groſse Unterschiede in den Fallräumen.4) Soll dagegen das Instrument als Mikrochronometer zur Messung sehr kleiner Zeiten benutzt werden, so bringt man den Elektromagnet für die kleine Stange oberhalb des Elektromagnetes der groſsen an und verbindet letzteren mit der zweiten Scheibe; die längere Stange beginnt daher später als die kleine zu fallen und, wenn die kürzere auf O ankommt, so macht das Kreismesser den Einschnitt in die obere Zinkröhre, d.h. wenn die längere Stange ihre gröſste Geschwindigkeit besitzt, so daſs also sehr kleine Zeiten genau gemessen werden können.

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Ueber die Benutzung des Siemens'schen Funkenchronographen für denselben Zweck vgl. Elektrotechnische Zeitschrift, 1880 * S. 351.

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Glösener brachte aus, demselben Grunde die Anwendung von Magnetnadeln in Vorschlag, die der Strom ablenken sollte.

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Vgl. Marey 1874 213 * 09; La Cour 1875 217 428. 218 314. P. Delany 1885 255 * 332.

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Eine theoretische Formel, nach welcher die Flugzeit des Geschosses zwischen den beiden Scheiben aus den einzelnen Zeiten, welche zu den vom Geschosse bezieh. den Stangen, dem Hebel T und dem Kreismesser gemachten Bewegungen gehörten, und der Dauer des remanenten Magnetismus bestimmt wird, gibt H. Lehmann in Karlsruhe in der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1885 * S. 484. Daselbst wird u.a. angegeben, daſs die Bewickelung der Drahtscheiben aus Kupferdraht von 0mm,5 Dicke bestehe und ebensolcher Draht auch an der Gewehrmündung befestigt werde. Für Gewehrkugeln könne die Bewickelung nicht dicht genug gemacht werden und deshalb würde da eine pendelnd aufgehängte Scheibe angewendet, welche beim Anschlagen der Kugel einen bis dahin von ihr geschlossen gehaltenen Contact öffne und später selbstthätig wieder schlieſse. Als Scheibe nehme man meistens Eisenplatten von 8 bis 10mm Dicke; an diesen prallen die Weichbleigeschosse wirkungslos ab. Will man mit härteren Geschossen, z.B. Compoundgeschossen, Versuche machen, so nehme man vortheilhafter Blecli von 4 bis 5mm, weil dieses so platt durchgeschlagen wird, daſs sich die Scheibe nicht krümmt oder verzieht, was bei dickerem Bleche sehr bald Störungen verursache.

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