Die Luftschiffahrt der Gegenwart

Die Flügel sollen rückwärts und vorwärts, innerhalb gewisser Grenzen, wie der Wind wechselt, schwingen und auf diese Art die Stellung des Luftdruckmittelpunktes und auch den Einfallswinkel des Drachen verändern.

Der Drache fliegt nach Chanute mit einem Einfallswinkel von ungefähr 30°, »wie wenn er am Himmel befestigt wäre«.

Nach diesem Prinzipe bauten die beiden Amerikaner eine Anzahl von Apparaten, welche abwechselnd von ihnen selbst und von zwei Assistenten gelenkt, in den öden, unfruchtbaren Sanddünen, 48 km von Chicago (Illinois) entfernt, erprobt wurden. Sie berichteten über ihre Flüge folgendes:

»Die Maschine schwankte im Winde und erforderte von dem Ausübenden große Schnelligkeit und Beweglichkeit um das Gleichgewicht zu bewahren. Nachdem die Maschine sehr häufig gebrochen und wieder hergestellt war, haben wir sie endlich gänzlich fallen lassen, nicht ahnend, daß binnen sechs Wochen Lilienthals bedauerlicher Unfall unsern Entschluß als den richtigen bestätigen würde.«

Durch diese Mißerfolge ließen sie sich aber nicht entmutigen, sondern trachteten ihrem Ziele auf eine andere Weise beizukommen.

3. Die Vielflügel-Gleitmaschine.

(Multiple-winged-Gliding Machine.)

Eine ihrer interessantesten Maschinen, die sie in der Folge bauten, war die »Multiple-winged«, welche aus zwölf übereinander gelagerten Flügeln mit einer Gesamtfläche von 16·45 m² bestand. Nach und nach eliminierte man die Zahl der Flügel, konzentrierte nur vier Paar bewegliche Flügel von 11·57 m² Fläche in der Front und setzte darüber eine feste, konkave Drachenfläche von 1·77 m². Hinten befindet sich noch ein Paar Flügel (2·74 m²) so angebracht, daß der rückwärtige Teil beweglich ist. Der Rahmen besteht aus geradgemaserter Pechtanne, die Flügel sind mit japanischer Seide überzogen und mit Pyroxilin- (Schießbaumwolle-) Firnis überstrichen, welche die Eigenschaft hat, alle damit behandelten Fabrikate einschrumpfen zu lassen. Der ganze Apparat wiegt einschließlich des Sitzes von Netzwerk und zweier Bügel, die den Zweck haben, die Flügel mit den Füßen rückwärts und vorwärts zu bewegen, 15·25 kg. Auch hier hing der Ausübende mit den Achselgruben über dem Hauptrahmen.

Mit dieser Maschine wurden circa 200 Gleitflüge mit einem Fall von 1 : 4 gemacht. Der Apparat war im Winde bis zu 12 m in der Sekunde ganz sicher und lenksam, auch waren die Bewegungen des Fahrenden auf 50 mm reduziert statt auf 125 mm, wie bei den früheren Maschinen.

Noch bessere Resultate erzielten die beiden Experimentatoren mit einem im Nachfolgenden beschriebenen Fallschirmflieger.

Der Apparat Fig. 113 bestand in seiner endgiltigen Entwicklung aus vier Paar Flügeln, vorn übereinander gestellt und mit Bändern zusammen verbunden, die 11·57 m² Fläche mit einer Höhlung von ¹/₁₆ ihrer Breite haben. Die Flügel sind mit ihrer Wurzel mittels einer vertikalen Stange verbunden, die in Kugellagern ruht, damit sie sich rückwärts und vorwärts bewegen können, welch letztere Bewegung durch entsprechende Federn eingeschränkt wird. Eine konkave, feste Drachenfläche, 1·77 m² groß, wird über das Ganze befestigt, um die tragende Fläche bis auf 13·34 m² zu vermehren. Es dürfte, wie Chanute berichtet, vielleicht besser sein, diese ganze Fläche in den Flügeln zu konzentrieren.

Diese Flügel sind in der Praxis nicht benützt worden, da die Dauer der Gleitflüge (7-8 Sekunden) ihre Anwendung nicht gestattete; der Ausübende hing mit den Achselgruben über dem Hauptrahmen. Die Hauptidee dieses Apparates ist, wie oben gesagt, die, daß der Ausübende ruhig bleiben kann, und die Bewegung von den Flügeln ausgeführt wird.

4. Die Doppelflächen-Gleitmaschine.

(Double surfaced.)

Bessere Resultate wurden mit der Doppelflächen-Gleitmaschine erzielt, welche mit dem Regulierapparat des Mr. Herring versehen war. Sie glitt weiter und mit flacherem Einfallswinkel als der »Vielflügel-Apparat« (multiple winged). Sie zeigte sich leicht lenkbar, richtete sich selbst nach den Veränderungen des Windes derart, daß sie denselben Einfallswinkel beibehielt, und trug mit Leichtigkeit ein Gesamtgewicht von 81 kg (70 kg des Lenkers) bei Winden, die eine Geschwindigkeit von 7-14 m pro Sekunde hatten. Mit dieser Maschine wurden Hunderte von Gleitflügen gemacht. Die folgenden sind von einer Versuchsreihe ausgesucht, die bei einem Winde von 13·8 m pro Sekunde gemacht wurden.

Die umstehende Tabelle gibt uns Kunde von der Zeitdauer und Weite der einzelnen Flugsprünge.

Mit dieser Maschine, sowie mit der noch besseren in der Fig. 115 abgebildeten »Double surfaced« mit dem Regulierungsapparate von Herring, wurden in den Jahren 1897 und 1898 viele Hunderte von Gleitversuchen gemacht, die trotz des oft bis 14 m starken Windes jederzeit ganz gut ausfielen. Die Handhabung der Apparate ist sehr leicht zu erlernen, so zwar, daß jeder gewandte junge Mann sie in einer Woche gebrauchen und gleichmäßig sichere Gleitflüge und Landungen ausführen konnte. Diese Gleitflüge hatten gewöhnlich eine Länge von 100 m, mit einem Fallwinkel von 9 ¹/₂°. Der Sport war so beliebt, daß man den Apparat sofort wieder auf den Hügel, von dem aus man abflog, hinauftrug, sobald ein Mann seinen Flugsprung beendet hatte.

Es ist leicht, durch geringe Bewegungen des Körpers und der Beine, den Flug wellenförmig zu gestalten. Eine von den vor mir liegenden Momentaufnahmen zeigt eine geringe Steigung, eine andere zeigt eine Fahrt, wo ein Ausübender in die Höhe gleitet, um einigen Zuschauern auszuweichen. Da er hierbei an Geschwindigkeit verliert, gewinnt er sie wieder, indem er seine Füße vorwärts wirft, wodurch er die vordere Kante der Maschine herunterbringt.

Durch Seitenbewegungen kann man nach rechts oder links steuern, sogar beinahe, wie Chanute behauptet, rechtwinklig gegen den Wind. Dieses ist manchmal notwendig, um Bäumen auszuweichen, welche, wie die Photographien zeigen, viel zahlreicher sind, als den Fliegern angenehm ist. Das Landen wird ebenso wie bei Lilienthal ausgeführt. Der Körper wird 10-15 cm zurückgeworfen, wodurch die vordere Kante des Apparates gehoben und der Flug verlangsamt wird.

Noch eine dritte Maschine wurde zur selben Zeit auf Chanutes Kosten gebaut. Es ist dies jene von Mr. William Paul Butusow.

Sie bestand aus einem bootartigen Rahmen, Fig. 117, der mit Öltuch bedeckt war. Der ganze Apparat hatte 24·7 m² Oberfläche und wog 72·5 kg. Mit weiterer Detailausrüstung kam er auf 85·5 kg.

Der Apparat von Mr. Butusow, sowie der seinerzeitige von Le Bris (1876), hatte die Nachahmung des Fluges des Albatros als Grundgedanken. Er wog mit seinem Lenker 145 kg und stieg in einem Winkel von 2° gegen eine Windgeschwindigkeit von circa 10-12 m pro Sekunde auf.

Chanute schreibt in seinem interessanten Aufsatze: »Recent experiments in gliding flight« in »The Aëronautical Annual« 1897, pag. 53:

»Ich weiß nicht, wie viele solcher Versuche ich noch auf ähnliche Weise anstellen werde. Sie waren alle auf meine Kosten, nur im Drange des Wissens ohne Rücksicht auf pekuniären Gewinn gemacht. Es scheint mir auch unmöglich, daß in kürzerer Zeit eine wirklich vollkommene Maschine gebaut werden wird; dazu sind noch viele Forschungen notwendig. Ich habe diese meine Arbeiten und Versuche hiermit niedergelegt, so daß ein anderer Forscher vielleicht hier findet, was er braucht.«

5. Die Doppeldeck-Gleitmaschine.

(Doubledecked.)

Im weiteren Verlaufe ihrer Experimente kamen die Amerikaner auf den Standpunkt, daß der komplizierte Schwanz an ihrer Maschine überflüssig sei. Es genügte ihnen, an seinerstatt eine schwach schief gestellte Fläche. Die beiden Hauptflächen können von den Fahrern nach Belieben unter gewissen, aber beschränkten Winkeln während der Fahrt selbst verstellt werden.

Auch liegt der Luftschiffer in dem Flugapparate, ähnlich wie es schon vor mehreren Jahren Koch (siehe Fig. 118) vorgeschlagen hat. Die Doppeldeckmaschine Chanutes ist in der Figur 119 schematisch dargestellt.

Die Steuerung der Doppeldeckmaschine wird durch eine verschiedene Neigung der Flächen bewirkt. Versuche mit diesem Apparate, welcher von zwei Startern in der Höhe abgelassen wurde, fanden 1900 in Nord-Carolina in Kitty Hawk bei einem Winde von circa 30-35 km pro Stunde statt. Der Apparat hatte 15·3 m² Fläche, von 3° Neigung. Bei stärkerem Winde wurde er als Drache aufsteigen gelassen und hebt bei einer Flächen-Neigung von 15-20° einen Mann.

Die Flüge gingen folgendermaßen von statten. Bei einem Winde von 26-32 km wurde von einem circa 30-35 m hohen, 10° geneigten Sandhügel beim »Rill Devil« ein Anlauf genommen, nach wenigen Schritten schon schwebte die Doppeldeckmaschine, in der der Fahrende lag, in der Luft und glitt dann ruhig und sicher bergab. Schon dem leichtesten Drucke des Steuerruders folgte der Apparat, der jederzeit wieder glatt unter einem Winkel von 9-10° und ohne Chok landete. Die Versuche werden fortgesetzt.

Eine ähnliche Maschine hat Lamson erdacht. Ihr Äußeres zeigt die Figur 120, über ihre Funktion verlautet bis jetzt noch nichts Bestimmtes.

Ein französischer Luftschiffer, Capitaine Ferber, Mitglied des Pariser Aëro-Klub und Kommandant der 17. Gebirgs-Batterie, hat eine dem Doppeldeckapparate ähnliche Maschine gebaut und damit in Nizza im Ganzen mit Erfolg experimentiert, wenn auch im Laufe der Experimente ein oder das andere Mal Havarien stattfanden. Er liegt in seinem Flugapparate, welcher aus zwei übereinander gelagerten Flächen mit dem dazu erforderlichen Gestelle besteht. Vier Männer lancieren die Maschine von einem circa 20 m hohen Hügel derart, daß sie mit ihr gegen den Wind laufen und sie dann im gegebenen Augenblicke freilassen. So fliegt sie eine ziemliche Strecke gegen den Wind. Ferber hofft den Rekord von Wright von 150 m noch zu übertreffen.

6. Wrights Grundsätze für den Gleitflug.

Wright, ein amerikanischer Flugtechniker, stellt folgende Sätze für Gleitflugmaschinen auf.

1. Die Hubkraft einer großen Maschine, welche in geringer Entfernung vom Erdboden im Winde stehend gehalten wird, ist viel kleiner als die Lilienthal-Tabelle und unsere eigenen Laboratoriumversuche es würden erwarten lassen. Wenn die Maschine sich gleitend durch die Luft bewegt, scheint der Unterschied geringer zu sein.
2. Die Beziehung von Zug zu Hub ist für gut geformte Tragflächen bei Einfallwinkeln von 5° bis 12° geringer als bei einem Winkel von 3°.
3. Der Druckmittelpunkt liegt in gewölbten Tragflächen bei 90° im Mittelpunkte der Fläche, rückt aber in dem Maße allmählich nach vorn, wie der Winkel kleiner wird, bis ein kritischer, von der Form und Wölbungstiefe der Fläche abhängiger Winkel erreicht ist; hiernach rückt er schnell nach der Achterkante, bis der Winkel eintritt, bei welchem kein Hub mehr stattfindet.
4. Große Tragflächen können unter gleichen Umständen mit wenig mehr Schwierigkeit beherrscht werden als kleine, wenn die Regulierung durch die Tragflächen selbst, anstatt durch den Körper des Fahrers bewirkt wird.
5. Der Stirnwiderstand des Rahmenwerks kann auf einen viel geringeren Wert herabgebracht werden, als man gewöhnlich annimmt.
6. Schwänze, sowohl vertikale wie horizontale, können beim Gleit- und sonstigem Fluge entbehrt werden.
7. Die horizontale Körperstellung des Fahrers kann ohne Gefahr angewendet werden und somit der Stirnwiderstand auf etwa ein Fünftel gegen die aufrechte Stellung vermindert werden.
8. Ein Paar übereinander oder hintereinander angeordneter Tragflächen ergibt weniger Hub im Vergleiche zum Zuge, als jede Tragfläche einzeln ergeben würde, selbst dann, wenn der Stirnwiderstand der Verbindungsglieder in Betracht gezogen wird.

7. Die weitere Entwicklung des persönlichen Kunstfluges.

Die weitere Entwicklung dieses Sportes dürfte sich, wie ich schon im Jahre 1898 in der Wochenschrift »Die Zeit« ausführte, etwa folgendermaßen gestalten:

Nach und nach wird man von immer größeren Höhen immer weitere Luftsprünge, wie man diesen Flug nennen kann, unternehmen. Die Länge eines solchen Sprunges hängt nämlich nur von der Absprunghöhe, sowie von der Stärke des Luftstromes und von der Geschicklichkeit des Insassen ab.

Gelingt es, diesen Apparaten eine entsprechende Stabilität zu geben, so können von hohen Bergen, ja selbst vom Luftballon aus, Sprünge von einigen Kilometern Weite anstandslos bewirkt werden. Es kann daraus, wenn nicht früher ein brauchbarer Flugapparat erfunden wird, ein neuer, interessanter und beliebter Sport entstehen.

Diese Versuche, insoweit sie (ich sehe da von dem sportlichen, der Unterhaltung dienenden Zwecke ab) die Konstruktion und Verbesserung derartiger Apparate betreffen, sind sehr zeitraubend und äußerst mühevoll. Erst dann, wenn endlich alle Konstruktionsfehler ausgemerzt sein werden, wird man daran gehen können, Motor- und Forttreibapparate anzuwenden.

Eben als der bedauerliche Tod Lilienthals viele Luftsegler geneigt machte, dessen Methode in Mißkredit zu bringen und sowohl gleitende Versuche als auch Apparate mit konkaven, übereinandergestellten Flächen zu verwerfen, haben Chanute und Herring gezeigt, welch bedeutender Verbesserungen diese Apparate fähig sind. Ein neuer Gedanke gab der ursprünglichen Erfindung frische Impulse.

Vom theoretischen Standpunkte aus ist für uns Menschen nur die Ausführung des Gleitfluges denkbar, wollen wir mit Hilfe unserer Muskelkraft allein den Flug durch die Lüfte wagen. Dieser Gleitflug wird durch Abspringen von hochgelegenen Punkten aus begonnen und hierbei ein gewisses Maß lebendiger Kraft angesammelt, welche Arbeit dann, unter Ausnützung günstiger, äußerer Umstände (wie stoßweise, entgegenwehender Wind, der Schwerkraft und derjenigen minimalen Flugarbeit, die der Mensch mit Hilfe seiner Muskeln, durch Verschiebung der Körperlage, leisten kann), verwertet wird. Dieser Flugsprung präsentiert sich als eine Nachahmung des Fluges der Flugbeutler, Flughörnchen, Heuschrecken u. dgl. Tiere. Ein wirklicher Fortschritt in der bezeichneten Frage wäre nur durch Zuhilfenahme eines leichten Motors zu erwarten.

Auch auf diesem Gebiete wird fleißig gearbeitet; die Versuche von Stentzel, Moore etc. bieten für die Flugtechniker, wie wir später sehen werden, manches Interesse. In ein entscheidendes Stadium sind diese Experimente aber dermalen noch nicht getreten. Es gibt eben in dieser Frage kein Hasten und kein Überstürzen, sondern nur ein gründliches und konsequentes Experimentieren, welches gepaart mit energischem Handeln allein zum Ziele führen kann.

VIII. Kapitel.
Flugmaschinen.

1. Allgemeines.

Wenden wir nun unsere Blicke einem anderen Zweige der Luftschiffahrt, der Aviatik zu, das ist die Lehre, ohne Hilfe eines Ballons den Weg durch die Luft zu finden. Beim Ballon ist es das Traggas, welches die hebende Kraft liefert und der Schwerkraft der Erde entgegenwirkt. Es handelt sich bei den Ballons nur darum, ihnen eine entsprechende Eigengeschwindigkeit in horizontaler Richtung zu verleihen.

Bei den Flugapparaten muß die gleiche Art der Vorwärtsbewegung erzielt werden, aber es kommt noch eine Arbeit zur Überwindung der Schwerkraft hinzu, welche ebenfalls geleistet werden muß. Diese Arbeit kann nur in der Betätigung einer Kraft, welche der Schwerkraft entgegenwirkt, bestehen, und diese Kraft muß erst durch maschinelle Mittel geweckt, also künstlich erzeugt werden.

Nachdem sich der Flugapparat in der Luft fortbewegt, so liegt es nahe, die Kraft des Luftwiderstandes für diese Zwecke auszunützen und zwar derart, daß man sich einen Luftwiderstand künstlich schafft, durch dessen Überwindung die erforderliche Hubarbeit geleistet werden kann.

Eine zweite Methode besteht in der Ausnützung der Reaktionswirkung explosiver Präparate, womit z. B. Geschosse, Raketen etc. durch die Luft getrieben werden. Zur Beförderung der Menschen ist diese letzte Methode aber dermalen nicht tauglich, deshalb wird hier auch nur der erste Fall behandelt.

Ein Luftwiderstand kann durch jede Bewegung einer Fläche, besitze dieselbe welche Gestalt immer, hervorgebracht werden, diese Fläche braucht nur gegen die Fahrtrichtung eine schiefe Stellung einzunehmen. Die Art und Weise, wie die Flächen sich durch die Luft bewegen, ist charakteristisch für die Benennung der einzelnen Flugapparate.

Bleibt die Fläche im allgemeinen starr und dabei gegen die Fahrtrichtung etwas nach aufwärts gerichtet, so haben wir es mit Drachenfliegern zu tun; rotieren diese Flächen um eine vertikale oder etwas schief gestellte Achse, so nennen wir solche Flugapparate Schraubenflieger; bewegen sich die Flächen schlagartig auf und ab, etwa um eine horizontal oder annähernd horizontal gestellte Achse, so haben wir es mit Flügelfliegern zu tun. Die Flächen können aber auch um eine horizontale oder annähernd horizontale Achse rotieren und dabei ihre Lage zum Horizont stetig ändern — in diesem Falle kommt ein Schaufelradflieger zum Vorschein.

Jede dieser Arten läßt sich in ungezählten Variationen ausführen und nicht nach Hunderten, sondern nach Tausenden zählen in jeder dieser Gruppen die Projekte, von welchen man eine Lösung der langgestellten Frage erwartet.

Die Literatur über Flugmaschinen ist ziemlich reichhaltig, leider aber fehlen meist genaue Konstruktionspläne und sind nur Skizzen über viele interessante, ausgeführte Experimente vorhanden. Wer sich eingehender mit diesem Thema befassen will, der sei auf folgende zwei Werke verwiesen: Griffith Brewer und Patrick Y. Alexander: »Aeronautics«, welches Buch viele Patente auch über lenkbare Ballons enthält, und Chanute »Progress in Flying Machines«, welches viele Flugmaschinen in sehr ausführlicher Weise behandelt.

Im November des Jahres 1901 fand im Velodrome des »Parc des Princes« in Paris eine Ausstellung aviatischer Apparate statt, welche mit einem Wettbewerbe verbunden war. An diesem Wettbewerbe, welcher von den Brüdern Delagneau, mit Unterstützung des »Aéro-Club de France«, der »Société Française de navigation aérienne« und des Direktors des meteorologischen Observatoriums zu Trappes, Teisserenc de Bort, veranstaltet wurde, konnten sich alle ballonfreien, dynamischen Flugapparate (appareils d'aviation plus lourds que l'air) beteiligen.

Alle an dem Wettbewerbe teilnehmenden Apparate wurden in eine der folgenden drei Hauptklassen eingeteilt:

I. Schraubenflieger (hélicoptères). Zu dieser Klasse gehören alle Apparate, welche ihren Auftrieb einzig und allein durch Schrauben erhalten.

II. Flügelflieger (orthoptères). In diese Klasse wurden alle jene Apparate eingereiht, welche sich mittels Flügelschlägen nach Art der Vögel erheben.

III. Drachenflieger (aéroplanes). Zu dieser Gruppe wurden alle Apparate gerechnet, bei denen die Tragkraft durch Luftverdichtung unterhalb unbeweglicher, rasch durch die Luft vorwärts bewegter Drachenflächen entsteht.

Für die an dem Wettbewerbe teilnehmenden Apparate galt folgendes Reglement:

I. Schraubenflieger.

1. Apparate, welche sich durch Eigenkraft erheben.

a) Modelle von Schraubenfliegern, angetrieben durch Motoren, deren Betriebskraft Dampf, Benzin, komprimierte Luft u. s. w. bildet.

b) Schraubenflieger-Spielzeuge, angetrieben durch gespannte Federn, tordierte Kautschukfäden, künstliche Schmetterlinge, fliegende Kreisel.

2. Apparate, welche sich nicht durch Eigenkraft erheben.

a) Schraubenflieger, welche sich, getrennt von ihrem Motor, nur ein einziges Mal erheben;

b) Spielzeuge von Schrauben ohne unabhängigen Motor: Spiraliferen, Stropheors u. s. w.

II. Flügelflieger.

a) Künstliche Vögel, deren Kraftmaschine durch Dampf, Benzin, komprimierte Luft u. s. w. gespeist wird.

b) Wissenschaftliche Spielzeuge mit beweglichen Flügeln, angetrieben durch gespannte Federn, Kautschukfäden u. s. w.

III. Drachenflieger.

1. Freie Drachenflieger.

a) Drachenflieger, angetrieben durch einen Dampf- oder Benzinmotor etc.

b) Drachenflieger-Spielzeuge, bewegt durch gespannte Federn, tordierte Kautschukfäden etc.

c) Schleuder-Äeroplane: Pfeilflieger, Boomerangs.

2. Kaptivdrachen.

a) Drachen zur Anstellung meteorologischer Beobachtungen.

b) Kinderdrachen von jeder beliebigen Konstruktion: orientalische, japanische, chinesische Drachen, rotierende Drachen etc.

Alle an dem Wettbewerbe teilnehmenden Apparate wurden in folgende zwei Hauptgruppen eingeteilt:

1. Gruppe: Apparate wissenschaftlichen Charakters.

2. Gruppe: Apparate zur Demonstration oder Spielzeuge.

An der Konkurrenz konnten nur Apparate teilnehmen, welche sich vom Boden erheben.

Die Jury nahm bei der Prüfung Rücksicht auf die Konstruktion, die Festigkeit und das Gewicht der ausgestellten Apparate und stellte genaue Messungen an über:

1. das gehobene Totalgewicht;

2. die Zeit, während welcher der Apparat sich in der Luft erhält;

3. die erreichte Höhe;

4. die durchflogene Strecke.

Auch die Stabilität der Apparate wurde einer speciellen Prüfung unterzogen.

Aus dieser gewiß nicht uninteressanten Aufzählung ersieht man schon die große Mannigfaltigkeit dieses Gebietes der Luftschiffahrt.

Um nicht zu weitschweifig zu werden, sei vorerst in einleitender Weise nur einiger, der von der Presse am häufigsten erwähnten Flugapparate gedacht.

Zu Anfang des vorigen Jahrhunderts war es keinem Experimentator geglückt, Flugapparate von auch nur 50 g Gewicht mit mechanischen Mitteln durch die Luft zu treiben und alle diesbezüglichen Versuche beschränkten sich auf unbedeutende Spielereien. Zu Anfang der Siebzigerjahre konstruierten die Franzosen Pénaud (ein Schüler des durch seine Momentphotographien und hochinteressanten, physiologischen Studien auf dem Gebiete des Vogelfluges bekannten Professors Marey), Hureau de Villeneuve und Jobert ihre ersten mechanischen Vögel, welche sich aber alle ebenfalls in sehr bescheidenen Größenverhältnissen bewegten und nicht mehr als einige Zehntel Kilogramm wogen.

1879 verfertigte Pichancourt ein ähnliches Modell von fast ³/₄ kg Gewicht, und Tatin konstruierte einen vertikal aufsteigenden Aëroplan, welcher durch zwei, mit komprimierter Luft angetriebene Schrauben bewegt wurde und etwas über 1 kg wog.

Nachfolger dieser Franzosen finden wir von nun an in Deutschland, England und Österreich (Kreß) mit ähnlichen Flugmodellen.

In Italien kultivierte 1877 Forlanini die reinen Schraubenflieger. Das von ihm mit Hilfe von zwei Schrauben und einer vertikalen Fläche mit Dampf betriebene Modell wog 3·5 kg, hob sich 13 m hoch und schwebte 20 Sekunden lang in der Luft.

In Amerika arbeitete Phillips an jalousienartigen Drachenfliegern, in Australien Hargrave an Flügelfliegern, beide mit relativ günstigem Erfolge. Die Maschine des letzteren flog im Jahre 1889 mit einer Gesamtbelastung von 1·6 kg mit 46 Flügelschlägen 156 m in horizontaler Richtung durch die Luft. Dieser kleine Apparat wurde durch Dampf in Bewegung gesetzt. Ein anderes fliegendes Modell von Hargrave wog 1·85 kg.

Auch Maxims und Langleys Apparate zählen in diese Gruppe.

2. Drachenflieger.

Alle Anhänger der dynamischen Luftschiffahrt behaupten übereinstimmend: »Zum Fliegen gehört in erster Linie Gewicht.« Ein Ballon sei ein Spielball des Windes. Ihr, von de la Landelle ausgegebenes Schlagwort lautet daher: »Plus lourd que l'air!«

Unter den Methoden, welche mittels dieser Art das Fliegen realisieren wollen, haben die Drachenflieger die meisten Anhänger. Sie alle haben das gemeinsam, daß sie gegen den Horizont schräggeneigten Flächen, durch motorischen Antrieb (vermittels Schrauben) eine Geschwindigkeit erteilen, welche einen Auftrieb hervorrufen, der groß genug ist, um die ganze auf dem Apparate untergebrachte Last im Schweben zu erhalten. Die Form der Ausführung kann unendlich verschieden sein. Nach dem Vorbilde der großen Flieger soll die Breitenform die der Länge überwiegen. Als Hauptvorteil gegenüber den Ballons wird der geringe zu überwindende Stirnwiderstand hervorgehoben; dadurch soll große Geschwindigkeit erzielt werden, welche großes Tragvermögen hervorruft.

Um bezüglich dieser drei Punkte klar zu sehen, gebe ich folgende kleine Zusammenstellung, bezüglich der Tragkraft und des Stirnwiderstandes einer unter verschiedenen Neigungswinkeln und verschiedenen Geschwindigkeiten vorwärts bewegten Ebene. Angenommen, wir hätten eine ebene Fläche von 100 m² Inhalt. Diese sei einmal 1°, dann 5° und dann 10° gegen den Horizont geneigt und werde in jeder dieser Positionen einmal mit 10 m, dann mit 20, 50 und 100 m Geschwindigkeit durch irgend eine auf sie wirkende Kraft vorwärtsgetrieben. Wir nehmen weiters der Einfachheit wegen an, die Fläche sei eine mathematische, ebene und habe eine Länge und Breite von 10 m.

Wieviel kann die Fläche in jedem der einzelnen, gegebenen Fälle tragen? Also wieviel kann ihr Eigengewicht mehr der motorischen und Nutzlast betragen und wie groß ist in jedem dieser einzelnen Fälle der zu überwindende Stirnwiderstand? Das Gewicht darf — horizontalen Flug vorausgesetzt — offenbar die größte Vertikalkomponente des geweckten Luftwiderstandes nicht übersteigen, sondern muß ihr gleich sein.

In der folgenden, nach den Loesslschen Grundformeln berechneten Tabelle bedeuten die oberen Ziffern den geweckten Vertikalwiderstand R_y, also den Auftrieb oder das in Schwebe gehaltene Gewicht, die unteren den geweckten Horizontal-, also den Stirnwiderstand R_x; beide in Kilogrammen.

Sehr leicht läßt sich daraus zum Beispiel für horizontale Fahrt die erforderliche motorische Arbeit (Anzahl der Pferdestärken [N]) rechnen. In der folgenden Tabelle bedeuten die eingesetzten Ziffern die Anzahl Pferdestärken, welche nötig sind, um diesen Stirnwiderstand zu überwinden.

Trägt man auf der Abszissenaxe für einen bestimmten Grad die Geschwindigkeiten und auf der Ordinatenaxe die Hebekräfte, respektive den zu überwindenden Widerstand und die dazu nötige Anzahl von Pferdestärken auf, so erhält man in der dadurch entstehenden Kurve ein übersichtliches Bild über deren Verlauf.

Diese wenigen Andeutungen werden genügen, um den für die Sache sich interessierenden, besonders wenn er selbst Bleistift und Zirkel in die Hand nimmt, über die nötigen Anhaltspunkte zur Beurteilung der bei Drachenfliegern auftretenden, hauptsächlichsten Faktoren, das sind über die Flächenwinkel, die Geschwindigkeit, Arbeitskraft und Hebewirkung, zu orientieren.

Das genaue Einstellen und das Beibehalten des Flächenwinkels gegen die Horizontale wird wohl praktisch schwer möglich sein; es ist dies aber nicht von so großem Belange als man meinen sollte. Der praktische Flugtechniker sagt: »Die Flächen stellen sich von selbst in diejenigen Winkel ein, die ihren Bewegungs- und Stabilitätsverhältnissen eben entsprechen.« Darauf einzugehen, würde hier zu weit führen.

Will man mit Aëroplanen höher oder tiefer steigen oder horizontal fahren, so gelten nachfolgende Relationen:

Es muß beim Horizontalfluge R_y = G
»  fallenden Fluge    R_y < G
»  steigenden Fluge    R_y > G sein.

Die Erzeugung von R_y, d. i. dem Auftriebe, liegt in der Hand des Aëroplanführers, d. h. je nachdem er seine Maschine stärker oder schwächer arbeiten läßt, also schneller oder langsamer fährt, wird er mehr oder weniger Hebekraft erzielen. Ist der Drachenflieger mit einer Schraube ausgestattet, so lehrt eine einfache Überlegung, daß einer gewissen Umdrehungszahl der Horizontalflug, einer geringeren der abwärts gerichtete, einer größeren aber der Aufwärtsflug entsprechen müsse.

In die mathematischen Relationen bei den verschiedenen Luftschiffen einzugehen, liegt nicht im Zwecke dieser Schrift, es soll aber nicht versäumt werden, darauf hinzuweisen, wie wichtig sie für dieses Fach sind. Kein Flugtechniker darf daher diese Studien vernachlässigen.

Wenn man für eine bestimmte Leistung die Größe des Drachen rechnet, so findet man meist, daß sie sehr voluminös ausfallen werden. So große Flächen zu konstruieren hält aber schwer. Man ist daher bestrebt, diese Flächen kleiner zu bauen und durch entsprechende Konstruktionen die gleich große Hebekraft zu erzielen.

Den gewölbten Flächen schreibt man eine solche Eigenschaft zu. Luftwiderstandsversuche mit gewölbten Flächen ergaben bei deren Vortrieben, im Vergleiche zu ebenen, einen unverhältnismäßig größeren Auftrieb, welcher wächst, je kleiner der Neigungswinkel zur Horizontalen wird. Allerdings wächst damit auch die Größe der erforderlichen Arbeit.

Eine zweite Art, kleinere Flächen zu erlangen, besteht in ihrer Teilung. Diese kann nun im horizontalen Sinne geschehen, durch Nebeneinandersetzen mehrerer Flächen, oder dadurch, daß man die Flächen übereinander setzt.

Experimente über die Abstände, welche solche Flächen im vertikalen Sinne einnehmen sollen, sind nur sehr spärlich und lückenhaft veröffentlicht. Meist nimmt man an, der Abstand solle das Doppelte der Breite betragen, damit bei einer Fortbewegung im horizontalen Sinne, die Summe der beiden Flächen geradesoviel trage als eine einzige.

Breite Flächen haben mehr Stirnwiderstand als lange, auch darüber sind die Daten sehr spärlich. Einen großen Einfluß hat auch hier der Reduktionskoeffizient.

Behufs Erzielung der nötigen Stabilität werden vertikale Flächen angeordnet oder gegen die Längsachse schief geneigte. Diese sind zur Verminderung der sonst unausbleiblichen Schwankungen stets anzuwenden.

Die Vorwärtsbewegung endlich ist fast ausschließlich mit Hilfe einer oder mehrerer Schrauben mit horizontalen oder schwach gegen die Horizontale geneigten Achsen gedacht.

Der Haupteinwurf gegen die Drachenflieger besteht in ihrem Unvermögen, in der Luft stille zu stehen und in der Gefährlichkeit des Landens. Auf freiem Lande verankert, widerstehen sie halbwegs schärferem Winde noch viel weniger, als der von den Aviatikern so sehr verlästerte Ballon.

Die Hauptbedingung für ihre tadellose Funktionierung ist eben das schnelle Hinschießen im Luftozean! — Was geschieht aber dann, wenn irgend ein wichtiger Bestandteil bricht oder die Maschine versagt? — Die zur Abfahrt erforderliche Geschwindigkeit kann durch schnelle Fahrt auf der Erde, vielleicht auf Schienen oder dergleichen erreicht werden; wie aber soll die Landung vor sich gehen? Gewiß werden heftige Stöße unvermeidlich sein. Lassen sie sich so abschwächen, daß sie der Konstruktion nicht schaden und wenn Vorrichtungen dazu angebracht sind, wird der Führer Zeit und auch stets die Geistesgegenwart haben, sie anzuwenden?

Man sieht, welche Fülle von Fragen da zu beantworten ist und daß die Theorie allein auf sie keine genügende Antwort erteilen kann. Theorie und Praxis müssen Hand in Hand gehen, um Erfolge zu erzielen, wenn solche auf diesem Gebiete überhaupt möglich sind.

Dr. W. Köppen erörtert im 4. Hefte der »Illustrierten aëronautischen Mitteilungen« vom Jahre 1901 Flugmaschinen und Drachen in lichtvoller Art. Im Nachstehenden folgen wir auszugsweise seinen Darlegungen und werden dabei in instruktiver Weise in dieses interessante Gebiet weiter eingeführt.

In Bezug auf Stabilität sind die an Drachen gestellten Forderungen ähnlich, aber weitergehend, wie die an Flugmaschinen zu stellenden. Denn erstens muß ihre Stabilität eine völlig automatische sein, während bei der Flugmaschine die Handlungen des Insassen zu ihrer Erreichung mitwirken können; zweitens aber ist ein Drache zeitweise einer viel größeren relativen Luftbewegung ausgesetzt, als eine Flugmaschine es sein würde, denn er muß seine Stabilität auch in einem Winde von 20 m per Sekunde wahren, während eine Flugmaschine in der Luft kaum auf eine relative Bewegung von mehr als 10-15 m per Sekunde eingerichtet zu sein braucht.

Bei Wind von weniger als 10 m per Sekunde fliegen aber auch weniger vollkommene Drachen stabil, die stärkeren Wind nicht vertragen, und es ist ein bekanntes Verfahren, Drachen, die bei starkem Winde herabzuschießen drohen, dadurch zu beruhigen, daß der die Leine haltende Mann die Spannung in dieser verringert, indem er einige Schritte mit dem Winde läuft. Wir werden also sicher gehen, wenn wir von jeder Flugmaschine verlangen, ihre Stabilität durch ruhigen Flug als Drache unter verschiedenen Windstärken zu beweisen.

Als einfachstes Mittel, eine Flugmaschine vor dem Abfluge in geeignete Höhe zu heben, ist deren Aufstieg als Drache anzusehen. In dieser Weise können auch ohne Motor oder mit sehr einfachem Motor (fallendem Gewicht) Flugmaschinen auf die Gesetze ihres Fluges und dessen Steuerung untersucht werden.

Als weitere Forderung ist an eine Flugmaschine die Bedingung zu stellen, daß sie genügende Tragfläche besitze, um den Insassen auch ohne sein Zutun und ohne Motor, als Fallschirm, unbeschädigt zu Boden befördern zu können.

Ferner muß die Flugmaschine den Insassen in sich aufnehmen können und ihn nicht unter ihr hängend befördern, weil die letztere Lage sowohl in der Luft als beim Landen die weit gefährlichere ist. Von geringerer Bedeutung ist es, wenn an der Flugmaschine beim Landen gelegentlich einige leicht zu ersetzende Stangen brechen. Zudem müssen Schwerpunkt und Druckmittelpunkt annähernd zusammenfallen. Man bedarf daher keiner »Gondeln«. Der Aufenthalt des oder der Insassen muß im Innern des Gerüstes, zwischen den tragenden Flächen sein.

Daß alle diese Forderungen erfüllbar sind, hat sich bei den Drachenaufstiegen, welche die Seewarte in Hamburg zu meteorologischen Zwecken veranstaltete, gezeigt. Im Herbste 1901 hatte sich nämlich ein großer Hargrave-Drache (Marvin-Modell, Tragfläche 6 ¹/₃ m²) zweimal losgerissen und den in ihm befindlichen, zart gebauten Meteorographen in 6, beziehungsweise 8 ¹/₂ Minuten aus einer Höhe von 1470 m, beziehungsweise 1650 m zum Erdboden hinabgetragen und ihn 6·9, beziehungsweise 9·8 km vom Aufstiegsorte unbeschädigt gelandet. Dies ergibt einen Fallwinkel von 12°, respektive 9° 30'. Auch ein Nickelscher Drache hat sich in einem ähnlichen Falle gut bewährt.

Der Drache selbst hat bei oder nach dem Landen wohl einige leicht zu reparierende Verletzungen erlitten, der im Drachen untergebrachte Meteorograph aber ist beide Male völlig unverletzt geblieben und hat, während des Fluges und auch auf dem Boden liegend, die Änderungen von Luftdruck, Temperatur und relativer Feuchtigkeit aufgezeichnet; und zwar zeigen die Aufzeichnungen mit dem Augenblicke des Abreißens von der haltenden Leine ein Aufhören der heftigen Bewegungen und Erschütterungen, denen der Drache bis dahin im starken Winde ausgesetzt gewesen war; der freie Flug ist mithin in sehr ruhiger Weise vor sich gegangen.

Die Geschwindigkeit des Falles betrug nach Obigem durchschnittlich 4·1 und 3·3 m per Sekunde, und zwar nahm sie während des Falles von 4-5 m per Sekunde auf etwa 2 m per Sekunde ab. Die durchschnittliche, horizontale Geschwindigkeit des Fluges war dagegen in diesen beiden Fällen 14·2 und 15·5 m per Sekunde. Ausführlicheres über beide Flüge findet man in der Zeitschrift »Prometheus«, Nr. 589 und 590 (XII 17 und 18). Ebendort ist von Köppen auch die Frage der Steuerbarkeit eines solchen Drachen besprochen.

Eine Flugmaschine soll, nach Köppen, auch ohne Motor die Fähigkeit besitzen, sich relativ zur umgebenden Luft, wenn auch nicht aufwärts, so doch vorwärts und rückwärts zu bewegen und nach links und rechts zu wenden.

Wahrscheinlich wird sich ferner auch für den freien Flug aviatischer Flugmaschinen ein Hülfsmittel von Vorteil erweisen, das beim Drachenfluge unter Umständen sehr gute Ergebnisse liefert: Die Fesselung mehrerer Drachen aneinander. Diejenige Fesselungsweise bietet am meisten Aussichten, bei welcher die Leine des oberen, kleineren Drachen an den Rücken des größeren, mit einem Insassen bemannten Drachen, befestigt ist.

Um dieses System von Drachen, beziehungsweise diesen Drachenflieger willkürlich nach Lösung der Verbindung mit dem Erdboden seine Höhe erhalten oder vergrößern zu lassen, dazu wird im allgemeinen ein Motor erforderlich sein.

Was die Form der Drachen, beziehungsweise Drachenflieger betrifft, so wäre es das Ratsamste, zunächst bei dem so vielseitig erprobten Modell des Hargrave-Drachen, beziehungsweise einer seiner Modifikationen stehen zu bleiben.

Über die Dimensionen eines Drachenfliegers zum Tragen eines Mannes und des Zubehörs geben folgende Tatsachen einen Anhalt: Fallschirmen zum Tragen einer Person (durchschnittlich 70 kg) pflegt man eine Fläche von 38 bis 113 m² zu geben. Auf der Versammlung der russischen Naturforscher im Jahre 1898 wurde, wer wollte, durch zwei Hargrave-Drachen von 60 und 40, zusammen 100 m², vom Boden emporgehoben. Baden-Powell dagegen verwendet zum Heben eines Mannes 4 oder 5 Drachen von je 52 oder 65 m². Chanute gibt 0·15 m² Tragfläche für jedes Kilogramm Last als richtiges Verhältnis für den Gleitflug an. Es genügen also etwa 100 m² Tragfläche, sowohl zum Heben eines Menschen mittels Drachenwirkung, als zum nachfolgenden Herabschweben. Diese Fläche wird man zweckmäßig so verteilen, daß etwa 70 m² auf den Hauptdrachen 23 m² auf den oberen Drachen und 7 m² auf einen, diesen aufhebenden Pilotdrachen kommen.

Der mehrfach erwähnte Marvin-Drache der Hamburger Seewarte hält 6 ¹/₃ m² Tragfläche bei je 2 m Länge und Breite und 82 cm Höhe. Will man für den freien Flug beide Zellen mit je drei Flächen versehen, so würden, um die elffache Tragfläche zu erreichen, die Dimensionen dieses Drachen nur zu verdreifachen sein, auf je 6 m Breite und Länge und 2 ¹/₂ m Höhe.

Als Halteleine für das ganze Drachengespann genügt ein Stahldraht von 16fachem Querschnitt des für den Marvin-Drachen benutzten, also von ¹/₂ × 16 = 8 mm², beziehungsweise von 3·2 mm Durchmesser, oder ein Kabel von gleicher Festigkeit. Als Verbindungsleine zwischen dem Hauptdrachen und dem Oberdrachen wäre, der leichteren Behandlung wegen, Hanfschnur von 5-6 mm Durchmesser zu nehmen.

Ich führe nun im Folgenden einige tatsächlich ausgeführte Modelle vor, welche wirklich sich in die Luft erhoben haben und Zeugnis geben von dem Fleiße, mit dem gerade dieses Kapitel der Flugtechnik behandelt wird.