Drall

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Dieser Artikel versammelt unterschiedlichste Bedeutungen des Begriffs Drall. Sollte man ihn zu einer echten BKL-Seite verkürzen und die einzelnen Bedeutungen als eigene Artikel anlegen? Das hätte den Charme, dass man für die physikalische Bedeutung direkt auf Drehimpuls verlinken kann und nicht mit umgangassprachlicher Bedeutung rumeiern muss.-<(kmk)>- 19:38, 12. Apr. 2009 (CEST)

Als Drall (als technisches Fachwort aus dem niederdeutschen drillen, ‚drehen‘, ‚herumdrehen‘ gebildet) bezeichnet man die Verdrehung von Garn und Zwirn, Stangen und Drähten, davon abgeleitet die Windung der Züge von Schusswaffen wie auch die daraus resultierende Eigenrotation von Projektilen um die Längsachse. Verallgemeinert wird Drall auch synonym zu Drehimpuls verwendet.

Drall und Drehimpuls

Umgangssprachlich meint Drall den Drehimpuls eines rotierenden Objekts in Bezug auf seine Rotationsachse. Er ist umso größer, je schneller der Körper rotiert und je größer das Trägheitsmoment ist. Das Trägheitsmoment wächst mit der Masse und ihrem Abstand von der Drehachse (Schwungmasse).

Drall eines Projektils

Züge und Felder in einer 9-mm-Pistole in Schussrichtung gesehen

Die Rotation eines Geschosses um seine Längsachse nennt man Drall. Sie dient der Stabilisierung der Flugbahn und verhindert das Überschlagen des Geschosses. Andererseits ist der Drall verantwortlich für eine seitliche Abweichung des Projektils. Zum Zeitpunkt des Abschusses zeigt die Achse eines zylinderförmigen Geschosses in Flugrichtung. Im weiteren Verlauf weicht die Geschossbahn aufgrund der Erdanziehung von einer Geraden ab und folgt einer Parabel. Die Orientierung der Geschossachse bleibt zunächst wegen ihres Dralls unverändert. Der Luftwiderstand versucht, die Achse in Flugrichtung zu drehen und übt ein Drehmoment auf das Geschoss aus. Es weicht rechtwinklig zur angreifenden Kraft aus, je nach Rotationsrichtung nach links oder rechts.

Um immer die gleiche Abweichung zu erreichen, werden nahezu alle Waffen mit einem Rechtsdrall gefertigt. Bei manchen Raketen wird ein Drall durch entsprechende angeordnete Steuerflächen erreicht, ebenso bei unterkalibrigen Geschossen, die aus glatten Rohren verschossen werden.

Drall eines Schusswaffenrohres

Aufgeschnittene 105-mm-L7-Kanone, siehe auch M60

In einem gezogenen Lauf erzeugen spiralförmig angeordnete Nuten (die Züge) und die zwischen den Zügen liegenden Felder den Drall des Geschosses. Bei Handfeuerwaffen kommen heutzutage auch Polygonrohre zum Einsatz, die keinen runden, sondern einen polygonalen Querschnitt aufweisen. Auch diese Anordnung von Führungsflächen im Inneren des Rohres nennt man Drall.

Die Kraftübertragung erfolgt bei größeren Geschossen über so genannte Führungsbänder aus Kupfer oder einer anderen weichen Legierung, bei Handfeuerwaffen verformt sich der gesamte Geschossmantel.

Die Zugbreite ist wegen der weicheren Führungsbänder stets größer als die Feldbreite. Die Führungsbänder weisen stets einen etwas größeren Durchmesser als das Außenkaliber des Rohres auf, um eine vollständige Abdichtung beim Schuss zu erreichen. Deshalb ist bei größerem Kaliber (Geschütze etc.) eine beträchtliche Kraft zum Ansetzen des Geschosses in das Rohr nötig.

Die Steigung des Zugs nennt man Drallwinkel. Aus fertigungstechnischen Gründen ist dieser fast immer konstant (konstanter Drall). Wird der Winkel der Geschoss-Geschwindigkeit im Rohr angepasst, spricht man von progressivem Drall.

Die Strecke auf der die Züge und Felder eine 360°-Umdrehung machen heißt Dralllänge.

Drall von kugelförmigen Objekten

Weicht die Drehachse von der Flugrichtung ab, verursacht der Flugwind auch bei kugelförmigen Flugkörpern eine Ablenkung. Die Ursache dieses sogenannten Magnus-Effekts ist die Bildung von Wirbelstraßen hinter dem Flugkörper.

Bei vielen Sportarten mit freifliegenden Bällen wie Tennis und Tischtennis, Fußball, Baseball oder Golf ist es gängige Technik, eine Kugel oder einen Ball mit Drall zu spielen. Dieser Drall wird häufig auch als Effet (sprich Effé) bezeichnet. Auch bei Billard, Kegeln und Bowling sind solche Drall- bzw. Effet-Techniken sehr bedeutsam.

Eine 2006 im Wissenschaftsmagazin New Scientist veröffentlichte Untersuchung zeigte, dass es einem Menschen nicht möglich ist, die Flugbahn eines Balls mit Drall korrekt einzuschätzen, da Objekte mit derart gekrümmten Flugbahnen die menschliche Wahrnehmung überfordern. Aus diesem Grund scheitern z. B. Fußball-Torwarte wohl auch eher an einem mit starkem Effet getretenen Freistoß, als an einem ohne Effet und mit deshalb 2-dimensional-parabelförmiger Flugbahn.^[1][2]

Drall bei Garnen und Kabeln

Es wird hier zwischen Z-Drall und S-Drall unterschieden. Mit Z-Drall wird ein Garn bezeichnet, bei dem sich die Fasern im rechten Schraubensinn umeinander legen. Beim S-Drall liegen die Fasern im linken Schraubensinn umeinander.

Diese Bezeichnungen werden analog auch im Bereich der Kabelherstellung für die Schlagrichtung der Litzen verwendet.

Siehe auch

• Reaktionsrad
• Trägheitsrad
• Verdrillung

Weblinks

• Was einen Freistoß unhaltbar macht
• Definition des Dralls bei Garnen

Einzelnachweise

1. ↑ Cathy Craig: Why spinning balls are a curve too far for the human eye.. In: New Scientist. 189, Nr. 2541, 4. Februar 2006, S. 19. 
2. ↑ Cathy Craig, Eric Berton, Guillaume Rao, Laure Fernandez, Reinoud Bootsma: Judging where a ball will go: the case of curved free kicks in football. In: Naturwissenschaften. 93, Nr. 2, 2006, S. 97–101 (doi:10.1007/s00114-005-0071-0).