Der Bayer mit der Coilgun
Valentin mit seiner Railgun am Schießstand in München. Bild: Julius Theis / MOTHERBOARD.

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Der Bayer mit der Coilgun

Für die US Navy ist es ein mit siebenfacher Schallgeschwindigkeit feuerndes Waffensystem. Für diesen Münchner Maschinenbaustudenten ist es nur ein physikalischer Versuchsaufbau.
12.12.14

Valentin Ameres beweist sich gerne den praktischen Nutzen seines Maschinenbaustudiums: In seiner Münchner Heimwerkstatt hat er in den vergangenen Jahren bereits eine drahtlose Ladestation für sein Handy, ferngesteuerte Flugzeuge, DIY-Nachtsichtgeräte, das Blitzdings aus Man in Black und eine leuchtende Plexiglas-Wolverine-Klaue gebaut. Seine vielleicht ambitioniertesten Entwicklungen sind aber wohl die Railgun- und Coilgun-Prototypen, die er in seinem Wohnheimszimmer zusammengelötet hat.

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Als elektromagnetische Waffen fallen Railguns und Coilguns nicht unter das deutsche Waffengesetz. Gleichzeitig bieten die Systeme theoretisch die Möglichkeit, je nach zugeführter Energie um ein Vielfaches hochskaliert zu werden. Deshalb forscht längst auch die US Navy an Railguns, die eines Tages als Waffensystem auf Kriegsschiffen und als Startvorrichtung für den Abschuss von Satelliten eingesetzt werden sollen. Schon 2011 ist es der US Marine zusammen mit BAE Systems gelungen, ein Projektil mit siebenfacher Schallgeschwindigkeit abzufeuern.

Meine Entwicklungen fallen nicht unter das Waffengesetz.

Valentin stellt seine Anleitungsvideos ins Netz, aber er möchte nicht, dass seine Systeme als Waffen missbraucht werden. Er selbst vermeidet es grundsätzlich, überhaupt den Ausdruck Waffe zu benutzen, da es sich für ihn lediglich um Versuchsaufbauten handelt. Tatsächlich wären für einen gefährlichen Einsatz seiner Systeme wesentlich stärkere und größere Transistoren bzw. Energiespeicher nötig.

Für diese Designstudien hat Valentin das Coilgun-System in zwei verschiedenen Gehäusetypen verbaut. Bild: Valentin Ameres / Do It Yourself Gadgets.

Wir sind nach München gefahren, um uns die Railgun und Coilgun von Valentin auf der Anlage des „Pistolenclub Bavaria" vorführen zu lassen. Zumindest in dem Betreiber der Schießstands hatte Valentin schnell einen neuen Fan für seine futuristisch leuchtenden Gadgets gewonnen. Im Praxistest glich das System allerdings tatsächlich eher einem physikalischen Versuchsaufbau als einer potentiell todbringenden Waffe.

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Nach der Vorführung haben wir mit Valentin in seinem kompakten Wohnheimszimmer zwischen Eigenbauten, Lötkolben und Heißkleberresten darüber gesprochen, ob seine Entwicklungen auch als Waffen dienen könnte, oder ob sie lediglich ein physikalisches Experiment darstellen.

MOTHERBOARD: Wie hast du deine Railgun und Coilgun gebaut?

Wie eigentlich alles was ich baue, habe ich die Geräte an meinem Schreibtisch gebastelt. Mein Tisch ist immer übersät von Holzspänen, Metallspänen, Lötzinn und Kleberresten. Für den Großteil des Materials hab ich alte Geräte ausgeschlachtet und die vorhandenen Ressourcen einfach weiterverwendet. Ansonsten hab ich hier auch viel Draht, Plexiglas und tonnenweise Heißkleber herumliegen, damit das Ganze auch gut aussieht.

Und warum hast du diese Systeme gebaut?

Valentin Ameres: Ich liebe es einfach, zu basteln und Dinge von Grund auf zu entwickeln. Bei Experimenten und Elektronik bin ich immer dabei. Ich habe zum Beispiel auch schon mal ein Elektrofahrrad oder den Neutralisator aus Men in Black gebaut.

Mich haben schon früher im Physikunterricht Magnetfelder fasziniert. Also hab ich eine Arbeit bei Jugend forscht eingereicht, da ging es um zweistufige elektromagnetische Beschleunigung. Ich habe von vielen Teilnehmern des Wettbewerbs und sogar von Google positives Feedback bekommen.

Ich würde auch gerne mal ein Elektromotorrad oder einen Solarsegler entwickeln.

Das hat mich bestätigt, dieses Hobby beizubehalten. Es ist ja auch total im Kommen, dass man sich selber was baut statt die Sachen zu kaufen. Selbst wenn meine Arbeiten vielleicht nicht unbedingt wissenschaftlich notwendig sind—das hat sich einfach so ergeben.

Wenn eines meiner Gadgets funktioniert, dann stelle ich es mit einer kompletten Anleitung auf meine Webseite. Ich filme auch ganz gern mal meine Entwicklungen, weil das anderen Leuten beim Bauen hilft.

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Womit hast du bisher die meiste Aufmerksamkeit bekommen?

Mit meinen Prototypen für eine Railgun und Coilgun.

Das funktionierende offene Railgun-System bei der Vorführung auf dem Schießstand des „Pistolenclub Bavaria". Alle folgenden Bilder: Julius Theis / MOTHERBOARD.

Wie funktionieren die beiden Systeme und worin unterscheiden sie sich?

Allgemein werden ja in verschiedenen Geräten Magnetfelder benutzt, um Bewegung zu erzeugen; zum Beispiel in einem Elektromotor. Das kann man aber auch linear machen, das nennt man dann Linearbeschleuniger. Im Grunde sind beide Apparate Beschleuniger. Sie werden auch beide mit Gleichstrom betrieben, aber da hören die Gemeinsamkeiten schon auf.

Coilguns sind im Gegensatz zu Railguns verschleißfrei, es gibt nur ein bewegliches Teil. Und das funktioniert so: Wenn man bei der Coilgun den Elektromagneten einschaltet, gibt's einen ganz kurzen Puls, der das Projektil anzieht. Wenn du den Magneten dann zum richtigen Zeitpunkt wieder ausschaltest, behält das Projektil seine Geschwindigkeit und saust weiter. Nach oben hin gibt es da eigentlich keine Grenze. Das kann man dann im Prinzip unendlich hochskalieren, bis man einen Satelliten ins All schießen kann.

Du verstehst Sachen einfach besser, wenn du sie dir selbst baust.

Die Railgun funktioniert anders: Da werden zwei Schienen unter Strom gesetzt. Dazwischen wird die Nutzlast reingepackt. Dann gibt es eine Kraft namens Lorentzkraft, die beschleunigt das Projektil dann in die Richtung zwischen den Rails.

Wie lange hast du insgesamt für Bau und Entwicklung gebraucht?

Die Railgun ging ziemlich fix, daran hab ich vielleicht ne Woche gesessen. Für die Coilgun habe ich länger gebraucht, da musste ich erstmal viel rechnen, bis ich überhaupt mit der Konstruktion beginnen konnte. Der ganze Aufbau war ein langer Prozess, und am Anfang hat nichts richtig funktioniert. Ich musste erstmal das Timing für die Einzelteile richtig hinbekommen.

Es ist ein gutes Gefühl, das Magnetfeld zu beherrschen.

Dann hab ich einen Schaltkreis für die Lichtschranke entwickelt, die den Auslöser triggert. Als die Railgun dann das erste Mal richtig beschleunigt hat, hat das schon Spaß gemacht. Es ist ein gutes Gefühl, das Magnetfeld so zu beherrschen.

Hast du für die Zukunft noch weitere Träume oder ein ultimatives Bastlerziel?

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Ich würde gern mal ein elektrisches Flugzeug entwickeln, z.B. einen Solarsegler. Das Thema Elektromobilität interessiert mich insgesamt sehr. Irgendwann möchte ich ein Elektromotorrad bauen. Dazu haben ich mir auch schon Gedanken zur Umsetzung gemacht. Die Skizzen liegen schon hier bei mir zu Hause.

Wofür kann man eine Railgun benutzen?

Die Intention einer Railgun ist, dass man sich ihre Wirkung in Slow Motion anschauen kann. Es geht also eigentlich darum, elektromagnetische Prinzipien zu demonstrieren.

Na ja, das ist die Intention von deinem Prototypen, aber nicht generell von einer Railgun, oder? Das „Gun" steckt ja schon im Namen.

Gut, ja. Die Intention kann natürlich auch sein, dass man etwas schnell beschleunigt, sei es einen Satelliten ins All oder ein Projektil auf einem Schiff.

Könnte man dein System theoretisch auch zur Waffe umfunktionieren?

Nein, so wie es jetzt ist, fehlen am Gerät der Platz und Stauraum. Gute Wissenschaftler könnten das in ein paar Jahren hinkriegen, aber ich selbst kann das nicht. Man bräuchte sehr große Energiespeicher. Auch das Anschließen an eine Steckdose bringt in diesem Fall nix, weil die Leistung ja ganz schnell abgegeben werden muss. Es gibt aber ein paar Bastler, die so etwas in ihren Hobbylaboren im Keller machen und dann Hochgeschwindigkeitsaufnahmen von den Schüssen machen.

Es soll nur ein Lernexperiment sein, das ein bisschen aufregender als ein Physikbuch ist.

Das bedeutet, man könnte die Waffen nach deinen Bauplänen einfach hochskalieren?

Die zweistufige Coilgun braucht ziemlich große Kondensatoren für die Stromversorgung für eine ganz kurze Zeit. Da sind jetzt schon 300 V in den Spulen, aber natürlich kann man immer noch fettere Kondensatoren verwenden. Wenn es irgendwann einmal effektive Energiespeicher auf dem Markt gibt, ist das bestimmt auch für das Militär interessant. Man könnte aber wie gesagt auch ganz harmlos Satelliten beschleunigen und ins All transportieren.

Die Geschwindigkeit kannst du immer weiter erhöhen, nach oben hin gibt es da keine Grenze. Je mehr Energie du reinsteckt, desto schwerere Gegenstände kann man transportieren. Es gibt eigentlich keine bessere Methode, um Züge oder Satelliten oder schwere Gegenstände zu beschleunigen.

Ist das gefährlich? Auf jeden Fall. Deswegen schreibe ich ja auch immer Warnungen dazu. Bei 400 Volt verliert man ganz sicher einen Finger von dem elektrischen Schlag. Im schlimmsten Fall man auch einen einen tödlichen elektrischen Schlag bekommen. Und auch bei der Railgun gibt es Spannungen über 50 Volt, da muss man echt höllisch aufpassen.

Was ist, wenn sich andere Leute verletzen?

Gefährliche Dinge kann man immer tun. Ich hab mir schon Gedanken gemacht, was da so alles passieren könnte, wenn Leute meine Anleitungen angucken, weil ich mit hohen Spannungen arbeite. Es soll ein Lernexperiment sein, das ein bisschen aufregender als das Physikbuch ist.

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Aber mit deinen Anleitungen kann man sich tödliche Waffen zuhause bauen.

Da die Geschwindigkeiten relativ gering sind, kann man sich wahrscheinlich nicht mit den Schüssen töten, aber vorsichtig muss man trotzdem sein. Du verstehst Sachen einfach besser, wenn du sie dir selbst baust. Daher ist das für den zivilen Gebrauch voll okay, finde ich.

Meine Railguns oder Coilguns fallen ja nicht unters Waffengesetz, weil das nur den Antrieb mit heißen Gasen abdeckt. Alles andere, also auch meine Railgun, gilt einfach als „wissenschaftlicher Versuchsaufbau." Die Gesetzeslage hinkt hier total hinterher. Die sogenannten Kartoffelkanonen wurden ja erst kürzlich verboten. Diese Regelung unterstütze ich auch voll.

Hier mal ein Youtube-Kommentar unter deinen Videos: „Das Militär forscht heute schon an solchen Waffen. Du könntest sehr reich werden, wenn du sowas für Streitkräfte designen würdest". Hättest du daran Interesse?

Nein. Wenn die Navy an sowas forscht, dann ist das Ziel natürlich, ein Kriegsschiff mit größerer Präzision zu treffen. Aber meine Intention ist eigentlich immer nur, dass man etwas lernt.

Letzten Endes verurteile ich Waffen sehr. Ich bin voll der Meinung, weniger Waffen würden der Menschheit guttun.

Redaktionelle Mitarbeit von Julius Theis.

Outsiders ist eine Motherboard-Kolumne über Bastler und DIY-Maschinenbauer, die auf eigene Faust außergewöhnliche Apparate entwickeln und ihre wissenschaftlichen Visionen verfolgen. Ältere Outsiders-Artikel findet ihr hier:

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