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Sprengversuche mit Glashandgranaten

22.08.2013 | 09:08 |  (Esterhazy)

65 Gramm eher gek├Ârntes Schwarzpulver ob seiner Transportsicherheit damals - 60 Gramm Schweizer Schwarzpulver Nr. 4 heute.

Aus einer Bemerkung Biringuccios, dass die „feindliche Schlachtordnung in Unordnung gebracht werden sollte“ und einer ebensolchen Aussage von Thierbach geht hervor, dass Handgranaten im Kampf von Infanterie gegen Infanterie dienten, aber auch aus einem Infanteriekarree geworfene Granaten gegnerische Reiter abhalten sollten. Gleichermaßen kann aus den „Regulamenten“ der Kavallerie Maria Theresias entnommen werden, dass Grenadiere zu Pferd mit Handgranaten den Zweck hatten, auch Infanteriekarrees für einen Einbruch aufzubrechen.

Bei Fleming findet sich der aufschlussreiche Satz, dass „die Kugel in viele Stücke zersprenget, durch welche die umstehenden überaus beschädigt und blessieret werden“. Während Pferde durch den Detonationsknall und die Rauchbildung scheu gemacht wurden und die „Unordnung“ sowohl durch den Explosionsdruck als auch durch Splitter entstehen könnte, macht Flemings Aussage betont auf die Splitterwirkung aufmerksam. Es wurde daher versucht, nachgemachte historische Handgranaten aus Glas (und Ton) nach heutigen Methoden auf ihre Splitterwirkung zu testen, um einen Vergleich zu neuzeitlichen Handgranaten herstellen zu können.

Die Daten der  Versuchshandgranaten aus Glas

Für die Sprengversuche wurden 10 Glashandgranaten nach dem Mittelwert der Abmessungen der historischen Granaten angefertigt. Die Vermessung ergab folgende Daten:

Verglichen mit der Tabelle 1 der historischen Handgranaten weisen Mittelwert, Modus und Median keine nennenswerten Unterschiede auf. Damit liegt eine Normalverteilung mit sehr geringer Standardabweichung vor, der Variationskoeffizient liegt im vernachlässigbaren Bereich. Es ist vermutlich so, dass ein ähnliches Ergebnis auch für die historischen Handgranaten zu erzielen wäre, wenn es gelänge, die aus einer Schmelze stammenden farblich und im Durchmesser zusammenpassenden Granatkörper aus der Gesamtmenge herauszusuchen58.

Die Schwarzpulverladung


Für die Masse der einzufüllenden Pulverladung  österreichischer Handgranaten waren für den fraglichen Zeitraum keine Daten zu finden. 1807 gibt aber Unterberger für 3 zöllige Granaten (drei österreichische Zoll = 69,37 mm), den „Handgranaten“ der österreichischen Artillerie, ein Füllgewicht von „4 Loth Pulver“ (mit damaligem österreichischem Lot wären das 71,6 g59) an60. Der Wert stimmt mit den Angaben für Preußische Handgranaten aus Gusseisen überein, die bei 75 bis 80 mm Durchmesser etwa 1 kg schwer waren und eine Ladung von 65 Gramm Schwarzpulver erhielten61.

Schwarzpulver ist der einzige Explosivstoff, der sowohl als Zünd- und Treibmittel („Schießpulver“) in Rohrwaffen als auch als Sprengmittel („Sprengpulver“) und als Raketenantriebsmittel verwendet wurde. Seine Dichte beträgt 1,2 bis 1,5 g/cm³, die Explosionswärme ca. 2700 kJ/kg. Es erzeugt ein Schwadenvolumen von 260 bis 340 l/kg, eine Explosionstemperatur von 2 300 K und eine Detonationsgeschwindigkeit von 300 bis 600 m/s. Es ist letztere Eigenschaft62, die für die Wirkung einer Handgranate maßgebend ist, wobei die tatsächlich erreichte Detonationsgeschwindigkeit hauptsächlich von der „Verdämmung“ und der Korngröße des Pulvers abhängig ist. Daneben spielen aber auch die Zusammensetzung, besonders die Art der verwendeten Holzkohle, der Salpeteranteil, die Dichte, die Durchmischung und die Restfeuchte des Pulvers eine Rolle. Hinzuzufügen ist, dass die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Schwarzpulver auf Grund seiner Zusammensetzung aus schwierigen Grundsubstanzen (heute besonders der Holzkohle) selbst bei modernsten Herstellungsmethoden messbaren Schwankungen unterworfen sind63.

Bei einem Sprengstoff wie Schwarzpulver mit einer langsamen und druckabhängigen Detonationsgeschwindigkeit muss durch die „Verdämmung“, das ist das Einschließen in eine feste Umhüllung, Druck aufgebaut werden. Je fester die Einschließung, also die Verdämmung, umso höher steigt die Detonationsgeschwindigkeit. Je nach dem Material der Hülle (Handgranate) reißt diese bei genügend hohem Druck auf und beim Platzen der Hülle wird schlagartig die Energie des Pulvers frei. Dies ist als Knall zu hören. Die erreichte Detonationsgeschwindigkeit wirkt sich auf die Geschwindigkeit der wegfliegenden Splitter aus. Das entstehende Gasvolumen (Schwadenvolumen) ist unabhängig von der Detonationsgeschwindigkeit immer gleich.

Um schnell den nötigen Gasdruck für eine effektive Zerlegung in möglichst viele Splitter zu erreichen, musste in den historischen Handgranaten möglichst feines Pulver zur Verwendung kommen64. Fleming empfiehlt „Pürschpulver“, die beste der drei damaligen Pulversorten65, welches hauptsächlich für die Jagd hergestellt wurde. Wenn Biringuccio die Füllung mit „groben“ Pulver vorsieht, so kann darunter eigentlich nur „gekörntes“ Pulver verstanden werden, welches im Gegensatz zum „Mehlpulver“ kein einfaches Gemenge aus den drei Pulverbestandteilen war. Beim Transport von Mehlpulver bestand die Gefahr, dass sich die drei Komponenten Salpeter, Schwefel und Holzkohle wegen ihrer unterschiedlichen Dichte (spezifische Massen) entmischten und das Pulver unbrauchbar wurde. Es musste vor dem Gebrauch neu gemischt werden.

Bei einem gekörnten Pulver (entstanden etwa um 1420) waren die Bestandteile durch den Herstellprozess gebunden. Sie wurden fein gemahlen, befeuchtet und im feuchten Zustand gründlich und unlösbar gemischt. Die feuchte Masse wurde durch ein Sieb gestrichen, getrocknet und nach Korngröße sortiert. Zum Anfeuchten wurde für geringwertiges Pulver („Stuckenpulver“ für Geschütze) Wasser66, für mittlere Pulver („Musketenpulver“) Essig und für gutes Pürschpulver „Vorlauf“, der beim Schnapsbrennen zuerst anfallende und ungenießbare Teil des Destillates, oder gleich Branntwein verwendet. Die Fertigungsmethode, Schwarzpulver feucht zu mischen, ist noch heute üblich. Gekörntes Pulver war nicht nur transportsicher, sondern durch seine höhere Abbrandgeschwindigkeit auch wesentlich wirksamer. Fleming spricht eindeutig von einer Füllung „des inneren Raumes der Granate mit Korn-Pulver“. Angesichts der besseren Qualität moderner Schwarzpulver wurde entschieden, die Glas- und Tonhandgranaten einheitlich mit 60 Gramm zu füllen. Ein Vorversuch mit Schweizer Schwarzpulver Nr. 4 (Körnung 0,9-1,3 mm Durchmesser) hat die Überlegung bestätigt, dass grobkörnigeres Schwarzpulver geringere Zerlegungswirkung ergibt und damit für die Versuche auszuscheiden war. Für die weiteren Sprengversuche wurden alle Handgranaten mit dem kommerziell erhältlichen feinstem Jagdschwarzpulver FFFFg (Körnung 0,15-0,43 mm) geladen. Es waren dann einige Vorversuche nötig, um sich an das vermutlich richtige historische Lade- und Zündverfahren heranzutasten.

Schwarzpulver ist gegen Schlag und Reibung wenig empfindlich, zündet jedoch bei einer recht niedrigen Zündtemperatur von ca. 170° sehr gut. Für die Versuche wurde aus Sicherheitsgründen die elektrische Zündung mit einer Zündpille einer Brennzündschnur vorgezogen.

Quellen


58 Dies ist unter den derzeitigen Ausstellungsbedingungen nicht möglich.
59
Ein österreichisches Loth hatte 17,9 g, 4 Loth demnach 71,6 Gramm.
60
Unterberger: Österreichische Artillerie, S. 34.
61
Meyers Konversations- Lexikon, Hildburghausen 1871.
62
Moderne Handgranaten verwenden Sprengstoffe von extrem hoher Detonationsgeschwindigkeit (Hexogen 8750 m/s, Nitropenta 8400 m/s).
63
Ronald Sassé: Black Powder, Publication des U.S. Army Ballistik Research Laboratory, Aberdeen Proving Ground, Maryland.

64
Um in großkalibrigen Rohrwaffen (Geschützen) eine schiebende Wirkung zu erzielen, wurde am Ende des 19. Jahrhunderts Schwarzpulver in ziemlich großen „prismatischen“ Formen verwendet.
65
Stückpulver für Geschütze enthielt weniger Salpeter und wurde 16 Stunden gemischt, Musketenpulver mit höherem Salpeteranteil mischte man etwa 20 Stunden.
66
Fleming empfiehlt Lindenblütentee!


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