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.
Fig. 121. Patrick Alexander, aëronautischer Schriftsteller.
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.