Vor einiger Zeit habe ich mich mit Schwungradspeichern beschäftigt. Viel ist nicht dabei herausgekommen jenseits der Erkenntnis, dass daraus wohl nichts wird als Massenspeicher für die Rettung der Energiewende, da sie zu schnell die gespeicherte Energie verlieren. Aber mir kam dabei eine andere Idee, da selbst kleine Schwungräder in der richtigen Konfiguration eine sehr hohe Energiedichte erreichen können. In kompakter Form ließen sich daraus perfekte EMP-Handgranaten bauen, um sie gegen Autos oder Personen mit Schusswaffen einsetzen zu können. Folgendermaßen stelle ich mir das vor.
Vor allem die Geschwindigkeit zählt
Bei Schwungradspeichern gibt es drei Faktoren, die über ihre Energiedichte entscheiden. Erstens die Masse, die linear in die Gleichung einfließt, zweitens der Umfang als quadratischer Faktor und dann noch die Geschwindigkeit, die sich ebenso quadratisch niederschlägt und aufgrund eines Vorfaktors den größten Einflussfaktor auf die effektive Leistung darstellt (siehe die Gleichung weiter unten). Das bedeutet, selbst sehr kleine Schwungräder können exorbitante Energiemengen speichern, wenn sie sich nur schnell genug drehen.
Am geringsten spielt das Gewicht eine Rolle, so dass sich ein Schwungradspeicher als Handgranate gut gehalten und werfen ließe. Der Umfang ist zwar etwas wichtig, spielt für die Handhabung aber auch nur eine untergeordnete Rolle, da nichts dagegen spricht, die Handgranate wie eine Frisbee Scheibe zu konstruieren, die dann von einem geübten Werfer in Richtung Ziel befördert wird.
Die Umdrehungsgeschwindigkeit schließlich ist für eine Anwendung mindestens der Polizei kein Problem, da in der Regel immer ein Streifenwagen präsent ist. Dort könnte die EMP-Frisbee mit Hilfe des Motors auf Geschwindigkeit gehalten werden. Nicht anders wäre es beim Militär, wenn die EMP-Frisbee am Panzer beispielsweise neben dem Nebelwerfer eingebaut wird und dort den Strom vom Motor zieht.
Beim Einsatz selbst müssten sich die Beamten auch keine Sorge machen über eine zu schnelle Entladung. Hochleistungsschwungräder mit Hochvakuum verlieren pro Stunde lediglich 3% ihrer Umdrehungen, während sich „normale“ Schwungräder mit 20% Verlust ebenso für Einsätze eignen würden, da diese selten länger als wenige Minuten dauern. Prinzipiell würden sich kleine EMP-Geräte auch für den stationären Gebrauch eigenen, wenn sie beispielsweise im Foyer von Banken oder künftig Lebensmittelgeschäften installiert werden können, um sie zu aktivieren, sobald der Räuber mit seiner Schusswaffe in den Wirkungsradius kommt.
Wozu überhaupt EMP-Frisbees?
Die eigentliche Idee hinter EMP-Frisbees besteht darin, die gesamte gespeicherte Energie aufs Mal zu aktivieren, um ein sehr starkes Elektromagnetfeld zu erzeugen. Effektiv bedeutet es, das Schwungrad aufs Mal anzuhalten und zwei Magnete oder eventuell zwei mit einer eigenen Batterie unterschiedlich gepolte Scheiben aufeinander zu drücken. Das würde zwar einiges an Initialenergie erfordern, aber ich gehe davon aus, dass Batterien die dafür notwendige Energie speichern könnten.
Ziel ist, dass beim Auslösen der EMP-Frisbee für einen Augenblick in einem Umkreis von ungefähr 2-3 Metern ein sehr starkes Magnetfeld ausgelöst wird, das dem Angreifer das Messer oder die Waffe aus der Hand schlägt. Bei Fahrzeugen wäre der Effekt, dass der Motor ausgeht, da deswegen die elektronische Steuerung ausfallen würde.
In der Regel reicht dieser Zeitraum für Polizisten, um einen Angreifer überwältigen zu können. Ein Nachteil von EMP-Frisbees wäre dabei, dass auch die Polizisten davon betroffen wären, falls sie zu nahe sind. Ebenso wären die elektronischen Geräte des Angreifers danach nicht mehr benutzbar, was auch für die die Geräte der Polizisten gilt. Mit Hilfe einer entsprechenden Ausbildung für die Verwendung von EMP-Frisbees könnte diese Gefahr aber sicherlich minimiert werden.
Welche Leistung und Dimensionen hätte so eine EMP-Frisbee?
Bei Telepolis ging es vor ein paar Jahren um EMP-Raketen für das Militär. Laut Text sollen diese 100GW freigeben und in einem Radius von mindestens 200 Metern wirken, was einer Kugel von 33 Millionen Kubikmetern entspricht. Auf einen Kubikmeter entfallen damit 3KW.
Das ist recht wenig, so dass eine kleine EMP-Frisbee, die in einem Radius von 5 Metern wirken soll, in etwa 100KW speichern müsste. Diese Energiemenge entspricht zwar ziemlich genau einer 600kg schweren Tesla Autobatterie, wie oben beschrieben kommt es bei Schwungrädern aber in erster Linie auf die Zahl der Umdrehungen der Scheibe an.
Wen es interessiert, die von mir bei Wikipedia zusammengeklaubten Formeln ergaben: E = 0,5 * ( 0,5 * m * r²) * (2 * Pi / T)² mit E als der gespeicherten Rotationsenergie in Joule, m als der Masse der Scheibe in Gramm, r als deren Radius in cm und T als der Dauer für eine Umdrehung gemessen in Sekunden. Auf die gesuchten Kilowatt kommt man, wenn das Ergebnis einmal durch 3.600 Sekunden geteilt wird und dann noch durch 1.000 als dem Umrechnungsfaktor zwischen Watt und Kilowatt.
Wer etwas excelartiges auf seinem Computer installiert hat, kann jetzt leichtens einige Werte durchprobieren, bei denen 100KW als Ergebnis herauskommen. Mit einer zuverlässig werfbaren Frisbee im Hinterkopf erachte ich die Dimensionen von 150g Masse für die Scheibe, einem Radius von 15cm und 8.000 Umdrehungen pro Minute für optimal.
Chancen & Grenzen des Konzepts
Größere Anwendungen sind mit dem Konzept aufgrund der notwendigen Dimensionen unwahrscheinlich. Wollte man eine größeren Wirkungsradius erzielen, müssten die Werte aufgrund der räumlichen Ausdehnung überproportional stark steigen.
Für eine Wirkung in einem 10m Radius beispielsweise müsste das Schwungrad über 12.000KW speichern. Bei 8.000 Umdrehungen pro Minute bestünde eine mögliche Konfiguration aus einem Gewicht von 5kg und einen Radius von 50cm für das Schwungrad. Handlich ist das wohl kaum. Das Gerät müsste auf einem eigenen Fahrzeug installiert sein.
Hinzu kommt die Problematik des Aufladens. 100KW für einen Radius von 3m sind eine begrenzte Energiemenge und entsprechen in etwa 100km Reichweite bei einem normalen PKW. Für das volle Aufladen eines EMP-Geräts mit einem 10m Radius dagegen bräuchte es circa 4.000 Liter Öl und einen passend starken Motor für das Andrehen des Schwungrads.
Die Chance für EMP-Frisbees mit einem Wirkungsradius von 3m wäre dennoch durchaus gegeben. Ihre Anwendung würde insbesondere in Innenräumen Sinn machen, da die wenigsten Räume größer als 28m² sind als dem maximalen Querschnitt des Wirkungsbereichs einer EMP-Frisbee. Sie wären eventuell eine überaus wirksame Waffe bei Razzien gegen bewaffnete Terroristen, kriminelle Clans oder Querdenker, um ihnen gefahrlos ihre Schusswaffen oder homöopathischen Spritzen aus der Hand zu schlagen.
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