Siegfried Hagl - Schriftsteller

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Der Traum vom Fliegen

(Veröffentlicht in GralsWelt 30/2003)

Zum 17. Dezember 2003: 

E I N   J A H R H U N D E R T   M O T O R F L U G

Der Traum vom Fliegen.

„Der Traum vom Fliegen ist so alt wie die Menschheit“. Mir ist nicht bekannt, wer diese Aussage zum ersten mal machte, doch schonaus der Antike liegen Sagen vor, die nahe legen, dass Menschen bereits vor Jahrtausenden versuchten, die Lüfte zu erobern. Flugdrachen und Gleitschirme, heute als Sportgerät beliebt, sind in ihrer Konstruktion so einfach, dass es nicht völlig ausgeschlossen ist, dass schon in der Antike Hängegleiter gebaut wurden, die nicht weniger leisteten, als z.B. der Berblinger’sche Flugapparat, über den wir in der GralsWelt 13/1999 “Ein tragischer Absturz” berichteten.

FLIEGEN MIT FAHRZEUGEN “LEICHTER ALS LUFT”

Gegen Ende des 18. Jahrhunderts begann der rasante Aufstieg des Menschen in die Lüfte, den unsere gegenwärtige Geschichtsschreibung genau verfolgen konnte. Am 5. 6. 1783 erhob sich der Heißluftballon der Gebrüder Montgolfier (Joseph-Michel 1740-1810 und Jacques-Etienne 1745-1799), und am 23. 8. 1783 folgte der erste Aufstieg des von Jacques Charles (1746-1823) erfundenen Gasballons mit Wasserstofffüllung. Diese Luftfahrzeuge waren den Winden ausgeliefert und ließen sich nicht lenken. Der gezielte Flug von einem Ort zu einem anderen blieb ein noch weit entferntes Ziel.

In der Mitte des 19. Jahrhunderts begannen die ernsthaften Versuche mit “lenkbaren Ballonen”, also mit “Luftschiffen”:

* 24. 9. 1852: Erster erfolgreicher Start eines mit einer Dampfmaschine angetriebenen Prall-Luftschiffes *) (Henri Griffard, 1825-1882, Frankreich).

* 9. 8. 1884: Start eines lenkbaren Luftschiffes, das nach 23 Minuten zu seinem Ausgangspunkt zurückkehrte (La France der französischen Armee mit 8 PS (5,88 kW) Elektromotor).

* 2.7.1900: Erstflug des Starr-Luftschiffes LZ 1 des Grafen Ferdinand v. Zeppelin (1838-1917). Die Zeppelin-Luftschiffe wurden in Deutschland sehr populär, und es dauerte bis zur Katastrophe von Lakehurst am 6. Mai 1937 (LZ 129 “Hindenburg” ging bei der Landung nahe New York in Flammen auf), und das Luftschiff gilt seither als technischer Irrweg. Auch mit modernster Technik (Cargo-Lifter) wird ihm kaum eine Renaissance gelingen.

FLIEGEN MIT EINEM APPARAT “SCHWERER ALS LUFT” 

Im der zweiten Hälfte des 19. Jahrhundert legten theoretische Betrachtungen und praktische Versuche mit Gleitflugzeugen die Grundlagen der Aerodynamik. Der bekanntestes Flugpionier aus dieser Zeit ist Otto Lilienthal (1848-1896).

Allerdings blieb der lenkbare, freie Flug so lange ein Traum, bis geeignete Antriebe erfunden waren; denn sowohl Fluggeräte “schwerer als Luft”, wie auch die seinerzeit durch ihre Größe beeindruckenden Luftschiffe (“leichter als Luft”) waren auf leistungsfähige Flugmotoren angewiesen. Die im 18. Jahrhundert erfundenen Dampfmaschinen waren entschieden zu plump und zu schwer; ein Antrieb mit weit günstigerem Leistungsgewicht musste her. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts waren endlich Benzinmotoren so weit entwickelt, dass man an eine Verwendung in Luftfahrzeugen denken konnte.

DIE GEBRÜDER WRIGHT

Orville (1871-1948) und Wilbur (1867-1912) Wright waren erfahrene Mechaniker, die sich bei der Reparatur von Fahrrädern hohes handwerkliches Können angeeignet hatte. Um die Jahrhundertwende wagten sie sich an das Problem des Fliegens.

Sie gingen systematisch vor, bauten einen kleinen Windkanal in dem sie Modelle testen konnten, und erkannten, dass ein Flugzeug um drei Achsen lenkbar sein muss. Ihr Verständnis des Propellers als rotierende Tragfläche anstatt als Schraube, erhöhte den Wirkungsgrad ihres Antriebs. Zwei gegenläufige Druckpropeller an ihrem “Flyer” glichen die Kreiselreaktionen aus.

Ohne genaue Kenntnisse in der Konstruktion von Motoren bauten sie noch ihren eigenen 4-Zylinder Benzinmotor.

Diese vorbildliche Vorgehensweise der beiden begnaden Erfinder führte zum Erfolg: Am 17. Dezember 1903 gelang ihnen der erste, eindeutig belegte Motorflug der Technikgeschichte. Ihre Flugapparate wurden zur Weltsensation.

DIE ENTWICKLUNG DER LUFTFAHRT

Im ersten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts war der Bau eines Flugapparates nicht viel mehr als ein teueres Hobby, und jeder Flug ein gefährliches Abenteuer. Doch dann kam die Militärfliegerei, die im ersten Weltkrieg ungeahnte Fortschritte im Bau von Flugzeugen und der Entwicklung von Flugmotoren brachte. Von da an ging die Entwicklung rasend schnell. Wissenschaftler erforschten die Gesetze der Aerodynamik und erkannten die theoretischen Grundlagen der Konstruktion von Kolbenmotoren; die neuen Erkenntnisse fanden sofort Eingang in die Praxis. Ein paar Zahlen sollen die rasante Entwicklung der Flugtechnik zeigen: 

* 1903: Erster Flug der Gebrüder Wright.

* 1906: Geschwindigkeits-Weltrekord für Flugzeuge: 41 km/h (Santos Dumont, Fankreich). Noch sind Eisenbahn und Automobil schneller.

* 25. 7. 1909: Der Franzose Louis Bleriot (1872-1936) fliegt in 27 1/3 Minuten über den Ärmelkanal.

* 1913: Geschwindigkeits-Weltrekord 204 km/h (Prévost auf Deperdussin, Fankreich).

* 14. Juni 1919: Erster Nonstop-Flug über den Atlantik von Neufundland nach Irland in 16 Stunnden (Alcock und Whitten-Brown auf Vickers “Vimy”).

* 28. 9. 1924: Erster Flug um die Welt in 175 Tagen. Zurückgelegte Entfernung 44.312 km, reine Flugzeit 15 ½ Tage.

* 6. 4. 1926: Planmäßige Flüge in Deutschland (Passagierflüge in den USA seit 1924).

* 9. 5. 1926: Richard E. Bird (1888-1957, USA) überfliegt mit einer Fokker F VII B den Nordpol.

* 21. 5. 1927: Charles Lindbergh (1902-1974, USA) fliegt mit einer Ryan NYP von New York nach Paris.

* 1927: Geschwindigkeits-Weltrekord: 479 km/h (De Bernhardi auf Macchi MC-52, Italien).

* 1933: Geschwindigkeits-Weltrekord 677 km/h (Agello auf Macchi-Costoldi M.C.72, Italien).

* 1939: Die Grenzen des Propeller/Kolbenmotorantriebes scheinen mit dem Weltrekord von 755 km/h annähernd erreicht (Wendel auf Messerschmitt Me 209 V1, Deutschland). Die Blattspitzen der Propeller geraten bei solchen Geschwindigkeiten in den Schallgeschwindigkeitsbereich, der Widerstand steigt drastisch an und der Antriebswirkungsgrad sinkt dramatisch. Es dauerte 30 Jahre bis dieser Rekord überboten werden konnte, der heute bei 850 km/h liegt.

In weniger als 4 Jahrzehnten ist aus primitiven, in Eigenbau hergestellten abenteuerlichen Fluggeräten das aufgrund fundierter wissenschaftlicher Untersuchungen industriell in Serie gefertigte Flugzeug geworden, das nicht nur von kaum zu überschätzender militärischer Bedeutung ist, sondern sich auch einen nicht mehr wegzudenkenden Platz im zivilen Personen- und Gütertransport erobert hat.

Der nächste bedeutende Entwicklungsschritt ist die Einführung von Turbinen(Jet)-Antrieben, die es gestatten, die Schallgeschwindigkeit zu überschreiten.

* 1947: Die Schallgeschwindigkeit wird überschritten (Raketenflugzeug mit Pilot Charles Yeager Auf Bell-X 1, USA)

* 1952: Das Jet-Zeitalter in der Zivilluftfahrt beginnt mit der “Comet I” (England). Reisegeschwindigkeit 700 km/h und damit 150-200 km/h schneller als Propellerflugzeuge. Wegen schwerer Unfälle mußte diese Maschine aus dem Verkehr gezogen werden.

* 1958: Strahl(Jet)-Flugzeuge beginnen die Verkehrsluftfahrt zu revolutionieren. Bekannt werden vor allem Boeing 707 (USA) und Caravelle (Frankreich).

* 1959-1968: Erforschung des Hyperschall- und das Raumfluges. Mit dem Raketenflugzeug X-15 (USA) werden Fluggeschwindigkeiten bis Mach 6,7 (6,7-fache Schallgeschwindigkeit) und Höhen bis 108 km erreicht. Aus der Luftfahrt entwickelt sich die Raumfahrt. 

* 1969: Die “Concorde”, ein Überschallverkehrsflugzeug erreicht Mach 2 (=doppelte Schallgeschwindigkeit)

* 20. 7. 1969: Landung auf dem Mond.

Der Flugzeugbau hat sich mit einer bis dahin unvorstellbaren Geschwindigkeit entwickelt und schließlich die Raumfahrt entstehen lassen.

Dieses Entwicklungstempo, das nicht möglich gewesen wäre ohne unzählige Erfindungen, Forschungen und Entwicklungen, z.B. auf dem Gebiet der Aerodynamik, Antriebstechnik (Motoren, Turbinen, Raketen), der Werkstoffkunde oder der Computertechnik, mag ein Beispiel veranschaulichen: Schulkinder, die 1903 vom ersten Motorflug der Gebrüder Wright hörten, konnten 1969 – noch nicht 80-jährig – die erste Mondlandung im Fernsehen verfolgen. Utopisten träumten seit Jahrhunderten von der Mondlandung, und Sciencefiction-Autoren malten sie aus; doch auf die Idee, daß der erste Schritt eines Menschen auf dem Mond life im Fernsehen übertragen werden könnte, ist m.W. keiner unter ihnen gekommen.

So ist die Entwicklung der Luft- und Raumfahrt im 20. Jahrhundert – von den einfachsten Anfängen bis zum Raumflug – eines der auffallendsten Beispiele für die Geschwindigkeit mit der sich die Technik entwickelt. Mit den fast explosionsartig wachsenden wissenschaftlichen Erkenntnissen und technischen Möglichkeiten verändern sich in entsprechendem Tempo  Weltbilder, Lebensbedingungen, Gesellschaftsformen. Kein Mensch auf unserem Planeten kann sich diesem unaufhaltsamen Wandel entziehen, und niemand weiß, wohin die kaum mehr übersehbaren und längst nicht mehr steuerbaren Veränderungen auf allen Gebieten führen.

WER WAR DER ERSTE?

Der Ruhm, den ersten erfolgreichen, steuerbaren Motorflug absolviert zu haben, gebührt nach allgemeiner Ansicht den Gebrüdern Wright.

Allerdings ist diese, für die Praxis unerhebliche, Priorität historisch nicht unumstritten. So soll nach nicht hinreichend abgesicherten Berichten der aus Leutershausen stammende Deutsch-Amerikaner Gustav Weißkopf (Whitehead) am 14. 8. 1901, also 2 Jahre vor den Gebrüdern Wright, mit einem selbstgebauten motorisierten Eindecker 1,4 Meilen zurückgelegt haben. Die Möglichkeit dieses Fluges wurde durch einen Nachbau der Flughistorischen Forschungsgemeinschaft in 91578 Leutershausen bewiesen.

Weitere, nicht völlig aussichtslose Versuche anderer Erfinder scheiterten oder gerieten in Vergessenheit.

                                                                                             Quelle: http://www.blauermax.de/erster.htm

FLUGMOTOREN:

Für Flugmotoren ist besonders das Leistungsgewicht (kW/kg) wichtig. Einige Zahlen zeigen die Entwicklung der Kolbenmotoren:

Wright Benzinmotor 1903: 4 Zylinder, 12 PS (8,8 kW), 110 kg,  Leistungsgewicht 0,08 kW/kg.

Der verbesserte Wright Motor einige Jahre später: 4 Zylinder, 50 PS (37 kW), 90 kg, Leistungsgewicht 0,41 kW/kg.

Wright Motor 40 Jahre später: 18 Zylinder, 3.400 PS (2.500 kW), 1.580 kg, Leistungsgewicht 1,58 kW/kg, also das fast 20-fache Leistungsgewicht gegenüber 1903.

Damit waren die Möglichkeiten der Kolbenmotoren ziemlich ausgeschöpft. Die bis dahin entwickelten Theorien und praktischen Erfahrungen wurden nach dem Zweiten Weltkrieg auf den Bau von Automotoren übertragen.

Weitere Leistungssteigerungen für Flugantriebe brachten dann die schon während des Krieges entwickelten Turbinen(Jet)-Antriebe, und in Sonderfällen die in der Raumfahrt unentbehrlichen Raketen-Antriebe. Leistungsvergleiche zwischen Kolbenmotoren und Jet- bzw. Raketen-Antrieben sind schwierig, denn beim Jet oder der Rakete wird der Schub angegeben. Da Leistung = Kraft (Schub) mal Geschwindigkeit ist, wäre die Leistung bei Stillstand = 0 und man könnte allenfalls den Schub bei Höchstgeschwindigkeit für die Leistung zugrundelegen.

Literatur:

(1) Bölkow, Ludwig “Ein Jahrhundert Flugzeuge”, VDI, Düsseldorf 1990

(2) Emde, Heiner/Demand, Carlo “Meilensteine der Luftfahrt”, Manfred Pawlak, Herrsching 1971

(3) Kopenhagen, Wilfried/Neustädt, Rolf “Das große Flugzeugtypenbuch”, Transpress, Berlin 1989

(4) Matricardi, Paolo “Bilderlexikon der Flugzeuge” Südwest Verlag, München 1986

(5) Meyer, Peter “Das große Luftschiffbuch”, Elisabeth Rütten, Mönchengladbach 1976

(6) http://bitjaeger.de/erstermotorflug.htm

(7) http://www.blinde-Kuh.de/Flugzeuge

 

*) Pralluftschiffe bestehen aus einer weichen Hülle, die erst durch den Innendruck ihre Form annimmt. Starrluftschiffe haben eine feste Hülle (z. B. Aluminiumskelett mit Leinwandbezug) und Gaskammern im Inneren.