Messung der Geschossgeschwindigkeit mittels Hochgeschwindigkeitskamera

Zusammenfassung

Um die Geschossenergie zu errechnen, ist die Messung der Geschossgeschwindigkeit erforderlich. Untersucht wurde, ob eine Hochgeschwindigkeitskamera hierfür grundsätzlich geeignet ist. Mit einer SA-X2 (Photron) wurden Aufnahmen mit 50.000 Bildern/s und 0,29 µs Belichtungszeit vor bzw. an der Waffenmündung in einer Breite von ca. 15–23 cm gemacht. 209 Schüsse mit Munition in den Kalibern von .22 Long Rifle bis .45 Auto (228–388 m/s) wurden videografisch dokumentiert und die bildanalytischen Messwerte mit den Messergebnissen einer Lichtschranke BMC21 (Mehl) verglichen. Die Abweichungen betrugen maximal ± 2,5 %. Das Bestimmtheitsmaß R² für die lineare Abhängigkeit betrug im Median 0,987. Die Reproduzierbarkeit der bildanalytischen Messwerte lag bei ±1 m/s. Als wichtigster Faktor für die Zuverlässigkeit der Messungen wurde die Fokussierung der Flugbahn des Geschosses identifiziert. Unter Voraussetzung einer scharfen Abbildung des Geschosses war die Länge der Messstrecke von untergeordneter Bedeutung für die Messgenauigkeit.

Abstract

For calculating a projectile’s energy, measurement of its velocity is necessary. The study was performed to evaluate if the use of a high-speed camera is principally feasible for this purpose. Filming was done using a SA-X2 (Photron) positioned about 15 to 23 cm in front of or at the muzzle with 50,000 frames per second and a 0.29 µs exposure time. Video was used to document 209 shots using ammunition from 22 long rifle to 45 auto (228 to 388 m/s). The velocity calculated by image analysis was compared with the measurements obtained by a light barrier speed measurement device BMC21 (Mehl). The deviation was at most ± 2.5%. The coefficient of determination R ² for linear correlation was in the median 0.987. The reproducibility of the results obtained by image analysis was about ±1 m/s. Focusing the bullet’s trajectory could be identified as the most important factor for the reliability of measurements. When the bullet was sharply imaged, the length of the measured distance played a secondary role for measurement accuracy.