2. Verschiedene Drachenkonstruktionen.

A. Eddy-Drachen.

Jedermann kennt den typischen Drachen, womit unsere Knaben sich besonders zur Herbstzeit vergnügen. Tiefer Sinn liegt oft im kindlichen Spiele, bewahrheitet sich auch bei dem Drachen.

Heute ist der Drache aus den Kinderhänden in die der Gelehrten übergegangen und hat seine Form hundertfach variiert.

Im Folgenden will ich nur einige der bekannteren Typen kurz beschreiben.

Douglas Archibald baute, gestützt auf die bekannte Tatsache des Zunehmens der Winde mit größeren Höhen, im Jahre 1884 zwei seidene Drachen, die an derselben Leine derart übereinander befestigt waren, daß der obere hinter dem darunter befindlichen festgemacht wurde. Er erreichte hierbei eine Höhe von 670 m und nahm ein Anemometer hoch. Hierbei zeigte sich jedoch der Nachteil, daß der untere Drache in seinen Bewegungen durch die Stöße des oberen stark beeinträchtigt wurde.

Dies veranlaßte Eddy, im Sommer 1890 in Bergen Point Versuche mit sechseckigen, geschwänzten Drachen anzustellen, von denen aber jeder mit einer besonderen Leine versehen war, welche dann ihrerseits wieder in progressiven Abständen an der Hauptleine befestigt wurden. Bei einer ganz geringen Windgeschwindigkeit von nur 5 m pro Sekunde erreichte Eddy schon eine Höhe von 1200 m.

Fig. 80. Eddy-Drache, wie er von Baden-Powell zum Aufheben von Menschen Verwendung findet.

Im weiteren Verlaufe seiner Experimente kam er dazu, sogenannte malaysche Drachen, das heißt solche ohne Schwanz und mit etwas gewölbter Unterfläche zu verwenden. Diese »Eddy Malay Tailless Kite«, wie er selbst sie nennt, sind leichter und können sich nicht mit den Schwänzen bei schwachen Winden ineinander verwickeln. Sie steigen auch steiler in die Höhe und müssen nicht, wenn der Wind an Stärke zunimmt, (etwa von 4 bis zu 18 m) zur Erde geholt werden. Außerdem können sie bei sehr geringen Windstärken oder selbst bei Windstille, wenn nur die haltende Person sich bewegt, läuft, reitet oder fährt, Verwendung finden. Sie bestehen nur aus zwei leichten, gekreuzten Stäben und sind mit japanischem Papier und chinesischer Seide überdacht. Wer die Weltausstellung in Chicago besuchte, hatte täglich Gelegenheit, viele solcher Drachen über dem malayischen Dorfe in der Luft stehen zu sehen, wie sie die Malayen in ihrer Heimat benützen.

Der malaysche Drache erreicht die erforderliche Stabilität durch eine sehr sorgfältige Konstruktion.

Ein in Straßburg verwendeter, derartiger Drache war 2 m lang und breit. Die Querstange wurde in einer Entfernung von 0·36 m von der vorderen Spitze der Längsachse befestigt und nach rückwärts umgebogen. Diese Umbiegung ist sehr wichtig, weil sie das Abfließen des Windes überhaupt möglich macht. Das Gestell war aus Bambus, der Überzug aus japanischem Papier.

Über die auf dem Blue-Hill-Observatorium in Gebrauch gestandenen Eddy-Drachen gibt die folgende Tabelle Aufschluß.

Bezeichnung des DrachenLänge derQuerschnitt der StangenBeiläufige Größe der DrachenflächeTotalgewicht des DrachensGewicht pro Quadratmeter

Mittel-
stange
Quer-
stange

MeterMillimeterQuadratmeterKilogramm

5 Fuß Drachen1·521·526·3 × 12·71·070·40·37
6 » »1·831·839·4 × 19·01·530·70·44
7 » »2·132·1312·7 × 22·12·001·10·55
9 » »2·742·7412·7 × 25·43·301·80·55

Eine ganz eigenartige Drachenkonstruktion ist der sogenannte Dom-Drache, welcher in der Fig. 81 abgebildet erscheint. Er besteht aus einer über einem Gerüste gestülpten Haube, in die sich der Wind ordentlich hineinlegen kann. Dadurch erklärt sich die große Hubwirkung dieses Drachen. Er besitzt 2·9 m Länge und trägt einen Mann mit Leichtigkeit. Zu seiner Vorwärtsbewegung jedoch würde er sehr viel motorischer Kraft beanspruchen, deshalb ließ Chanute, der amerikanische Flugtechniker, die Experimente mit diesem System fallen.

B. Hargrave-Drachen.

Einen bedeutenden Impuls gab Hargrave in Australien der Drachenkonstruktion durch die Erfindung der Kastendrachen. Er fand die mit »Z« bezeichneten vielflügeligen Drachen von 0·102 × 0·381 m Fläche, welche mit ihren Flügeln um 108° gegeneinander geneigt waren, obwohl sie relativ gut flogen, doch nicht stabil genug.

Fig. 81. Dom- oder Haubendrache.

Fig. 82. Hargrave-Drache.

Besser entsprachen solche mit gewölbten Flächen, am besten aber kastenförmig gebaute. Die Fig. 83-87 geben einige der versuchten Typen wieder. Diese Drachen werden an einem Stabe angebracht und sind einer Honigzelle ähnlich geformt. Es soll ziemlich einerlei sein, was für Abteilungen und welche Zahl die Zellen haben. Die rechtwinkeligen Zellen sind am leichtesten zu konstruieren, wenn der Stock zwischen den beiden Zellen in der Mitte angebracht ist. Es sei auch gleichgiltig, welche Seite nach oben kommt.

Fig. 83. Hargrave-Drache.

Fig. 84. Hargrave-Drache.

Diese Drachen haben einen größeren Winkel als diejenigen, welche Kinder steigen lassen und die unter einem Winkel von 45° hochgehen.

Fig. 85. Hargrave-Zellen-Drache.

Beim Drachen E ist die obere Fläche konvex nach aufwärts gebogen. Dieser Drache hat einen doppelt so großen Zug als ein gleich gebauter und gleich schwerer Drache (F), dessen obere Fläche aber eben ist. Der Drache A war ähnlich wie der Drache B geformt, nur noch mit sieben innerhalb der äußeren Hülle angebrachten, runden Zellen gefüllt.

Die folgende Tabelle gibt einige Daten über diese z. T. oben abgebildeten Hargrave-Drachen.

Fig. 86. Hargrave-Drache.

T: Type
Z: Zahl der Zellen in jeder Sektion (Abteilung)
L: Länge jeder Zelle parallel zu dem betreffenden Stab in Zentimetern
B: Breite jeder Zelle in horizontaler Lage in rechten Winkeln, in Zentimetern
H: Höhe jeder Zelle in der Vertikalen mit Bezug auf die rechten Winkel desStabes, in Zentimetern
R: Radius der horizontalen, mit Kurvenversehenen Oberfläche, in Zentimetern
S: Länge des Stabes zwischen den Abteilungen, in Zentimetern
Material: Material, aus dem die Oberflächen gemacht sind
P: Der Befestigungspunkt der Schnur ist entfernt von der vorderen Abteilungin Zentimetern
G: Gewicht des Drachen in Gramm

TZLBHRSMaterialPG

A 7 5·0 9·5 9·560·9Papier10·171
B 114·033·033·083·8Aluminium27·9419
C16 7·6 7·6 7·655·8Kartenrand16·530
D 310·133·710·11480·0Holz und Papier30·532
E 110·129·016·01454·5» » »19·092
F 110·129·016·054·5» » »19·092

Der Hargravesche Kastendrache, wie er auf meteorologischen Stationen sehr häufig angewendet wird, besteht aus vier Flächen und läßt sich am besten mit einem oben und unten geöffneten Kasten vergleichen. Neuerdings hat Hargrave noch eine Form, die in Fig. 87 dargestellten Drachen, konstruiert.

Ein in Straßburg verwendeter Hargrave-Drache, beiläufig nach Fig. 88 gebaut, hatte folgende Dimensionen: Ganze Stablänge: 1·4 m, Breite 1·1, respektive 0·4 m, Zwischenraum zwischen den beiden Teildrachen 0·6 m. Auf dem Blue Hill-Observatorium kamen bis 1897 folgende Hargrave-Drachen in Verwendung:

Fig. 87. Zwei Hargrave-Drachen neuesten Modells.

Weite des Drachen in MeternLänge des Drachen in MeternTiefe der Zellen in MeternWeite der Zellen in MeternHubfläche in QuadratmeternQuer-Abteilung der Stangen in MillimeternTotalgewicht des Drachen in KilogrammenGewicht pro Quadratmeter der Hubfläche in Kilogr.

laterallongitudinal

1·521·800·570·583·582403202·470·69
1·121·320·460·411·842002001·560·85
0·911·220·410·411·49 40 800·820·55
1·221·820·460·462·131101101·640·77

Solche Schachteldrachen verband Chanute zu einem ganzen Drachensystem (Fig. 89). Es war nur 0·76 m breit und bestand aus zwölf einzelnen Hargrave-Drachen zu einem Ganzen verbunden. Seine Oberfläche hatte etwas mehr als 0·9 m2. Trotzdem betrug das gehobene Gewicht bei einem Winde von circa 56 km pro Stunde, das ist circa 16·5 m pro Sekunde rund 24·5 kg inklusive des Eigengewichtes des Drachen von 1·8 kg.

Fig. 88. Drache von Hargrave.
Breite: 76 cm, Höhe: 38 cm, Länge (28+20+28) = 76 cm.

Der in der Figur 90, abgebildete vielzellige Drache von Lecornu erhielt im Jahre 1900, gelegentlich des aëronautischen, internationalen Kongresses den ersten Preis. Er maß etwa 1·2 m im Gevierte und hatte 16 Zellen.

C. Lamsonsche Drachen.

Der Hargrave-Drache ist gelegentlich seiner Versuche, welche den persönlichen Kunstflug betrafen, von Clayton noch vereinfacht und an ihm eine Vorrichtung angebracht worden, durch welche bei zunehmendem Winde die Oberfläche des Drachen erheblich verkleinert werden konnte. So wurde er stabiler und eignet sich vorzüglich dort, wo häufige Wirbelwinde auftreten. Er kommt daher wegen dieser seiner größeren Stabilität von nun an als Gipfeldrache in Verwendung.

Fig. 89. Chanutes System von gewölbten Schachteldrachen.

Der Kieldrache ist ein verbesserter malayischer Drache, mit einem an der Vorderseite in der Längsachse angebrachten Kiel; der Lamsonsche Drache besitzt Rippen und eine gekrümmte Oberfläche. Die Zahl der Drachen und die Wahl ihres Systems muß jederzeit von der zu erreichenden Höhe und der Art des Windes abhängig gemacht werden, erfordert daher schon bedeutende Fachkenntnis. Das Gewicht des Drachen betrug etwa 760 g für den Quadratmeter hebende Oberfläche.

Fig. 90. Vielzelliger Drache von Lecornu.

Von den genannten Experimentatoren wurden zahlreiche Versuche über Vorzüge der einzelnen Drachentypen angestellt. Sie bezogen sich auf deren Größe, Stabilität, Steighöhe und Tragfähigkeit. Um nur eines ihrer Resultate herauszugreifen, sei erwähnt, daß bei einer Windstärke von 10 m per Sekunde per Quadratmeter Drachenfläche ein Zug von durchschnittlich 5 kg ausgeübt wird.

Der Lamsonsche Drache ist eine aus dem Hargrave-Drachen hervorgegangene Konstruktion. Ihre Form ist aus der Figur 93 zu ersehen. Diese Lamsonschen Drachen sollen sich nach Berichten von Direktor Rotch als die tragfähigsten erwiesen haben.

Die Abmessungen des in der Figur 93 dargestellten Drachens sind folgende: Weite oder Flügelspannung 3·35 m, ganze Länge 3·50 m, Breite der Stirntragefläche vorn und hinten etwa 0·77 m, Abstand zwischen den oberen und unteren Flächen 0·72 m und der Raum zwischen der Stirn- und der hinteren Fläche 1·25 m. Die Tragfläche beträgt etwa 6·5 m2, das Gewicht 6·3 kg.

Fig. 91. Hargrave, australischer Flugtechniker.

Die Stirnflächen sind vermittelst der 12 Längsrippen scharf gekrümmt und so gesetzt, daß sie der Oberfläche eine leichte Drehung oder Schraubenform geben, ähnlich wie die Flügel eines Vogels sie haben. Die Kurvenhöhe beträgt etwa 3·7 cm, sie nimmt nach den Spitzen hin ab. Die Leine ist etwa in der Mitte zwischen der Spitze und dem Hauptarm befestigt.

Das Gestell ist aus amerikanischem Tannenholze gefertigt und wird durch Klaviersaitendrähte in seiner Form gehalten und gespannt. Überzogen ist es mit dicht gewebtem, baumwollenem Battist.

Fig. 92. Lamsons Multiplan-folding-Drachen. Länge etwa 4 m, Breite 2 1/4 m.

Fig. 93. Lamsonscher Drache.

Lamson versendet solche Drachen zu einem Preise von 40 Dollars.

Fig. 94. Lamsonscher Drache in der Luft.

D. Zimmermann-Drachen.

Außer den vorbeschriebenen Drachen gibt es noch eine große Anzahl, auf die wir leider aus Mangel an Platz nicht näher eingehen können.

Interessant sind auch die Kiel-Drachen, so genannt nach ihrem in der Mitte befindlichen, flächenartigen Kiele, wodurch der Drache eine bedeutende Stabilität erhält.

Fig. 95. Seitenansicht von Zimmermanns Drachen.

Oft sind diese Drachen auch recht abenteuerlich gestaltet. Man betrachte z. B. die Figur 95.

Gewiß ist es aber erstaunlich, wieviel in der kurzen Zeit auf dem Gebiete der Drachen geleistet wurde.

E. Russische Drachen.

Eine von der vorhergehend beschriebenen, ganz verschiedene Art von Drachen sind die russischen. Ein solcher ist in der Figur 96 abgebildet. Sie sollen sich als sehr stabil und tragfähig erwiesen haben. Nach einem aus dem Russischen von Huther übersetzten Berichte, wird er in zwei verschiedenen Größen gebaut. Die erste Art dient Aufstiegen bei einem Winde von 7 bis 9 m, die zweite Art solchen, bei denen der Wind größer als 9 m ist. Letzterer ist natürlich schwer gehalten. Die in der Figur 96 bemerkbaren Stäbe sind in eine Hülse von Perkal oder Schirting eingesteckt. Eine genaue Beschreibung zweier solcher Drachen findet man auf den Seiten 15-16 des Jahrganges 1899 der »Illustrierten aëronautischen Mitteilungen«.

Fig. 96. Russischer Drache.

Der Drache besitzt einen Schwanz aus mehreren Winddüten. Die Leine greift an einem Haltestrick an, welcher an einem unterhalb des Drachen situierten Querstabe (einem Zaum) angebracht ist.

F. Die Nickelschen Drachen.

Eine eigene Kategorie unter den Drachen bilden die Nickel-Drachen (Wien).

Der Nickelsche Drache, von welchem die Figuren 97 bis 99 ein deutliches Bild geben, sind nach dem Prinzipe der Flächenteilung konstruiert und mit einem Doppelsteuer, d. h. einem horizontalen und einem vertikalen Steuer versehen.

Dimensionen der Type A sind folgende: Länge 8 m, Breite 4 m, Gesamtfläche 12·2 m2. Das Hauptgestell besteht aus zwei mäßig in der Drachenebene gebogenen Fichtenstäben und senkrecht darauf, beiderseits befestigten Querstäbchen, welche (untereinander und mit den beiden Stäben durch ein brückenartiges Gitterwerk aus Stahldraht verbunden) die Achse bilden und ihr eine große Steifheit verleihen. Auf der Achse sind in bestimmten Abständen 6 Paar flügelförmige, aus Schirting und Weidenruten hergestellte Drachenflächen angebracht, welche wieder untereinander mit der Achse und mit den beiden Steuern fest verbunden sind. Das Gewicht dieses Drachen beträgt bloß 7 1/2 kg. Trotz dieses geringen Gewichtes ist er verhältnismäßig fest und widerstandsfähig.

Fig. 97. Nickels Registrier-Drache. Ansicht von unten.

Die ersten Versuche mit diesem Drachen wurden am 19. August 1899 auf dem nächst Krzeszowice (in Galizien) östlich gelegenen Hügel Vinica vorgenommen. Es wehte ein mäßiger Nordost, dessen Geschwindigkeit zwischen 3-5 m schwankte. Schon beim Transporte konnte man die ganz bedeutende Hebekraft des Drachen wahrnehmen. Auf dem Hügel angelangt, wurde der horizontal bewegliche und mit einer Bandbremse versehene Haspel an einem in die Erde getriebenen Pfahl befestigt und von der auf 100 kg Zug erprobten Leine in der Windrichtung circa 100 m abgewickelt. Nachdem der Drache angebunden und die Leine straff gespannt war, wurde er langsam mit der Spitze von der Erde gehoben. Schon bei einem Neigungswinkel von 45° erhob er sich rauschend in die Höhe und blieb bei steiler Leine vollkommen ruhig stehen. Nun konnte die Leine bei kontinuierlichem Höhersteigen des Drachen langsam bis auf ihre ganze Länge von 340 m nachgelassen werden.

Überraschend war, wie Nickel berichtet, der erste Aufstieg hauptsächlich deshalb, weil die sogenannte Wage sich selbst unter den günstigsten Winkel einstellte, was er einfach auf die Art erzielte, daß der Knoten der rückwärtigen Wageschnur nicht festgeknüpft, sondern verschiebbar befestigt wurde. Mehrfach vorgenommene Ballastproben ergaben bei einem Winde von circa 5 m eine Tragfähigkeit von 8 bis 10 kg, wobei die Leine mit 45 kg nicht mitgerechnet erscheint.

Fig. 98. Vorbereitungen zum Aufstiege von Nickels Drachen.

Der Nickelsche Drache Type C ist ähnlich wie das oben beschriebene System der Type A konstruiert, hat aber etwas größere Ausmaße u. zw. 8·2 m Länge, 4·5 m Breite, 16 m2 Tragfläche und 15 kg Gewicht.

Das Gerippe besteht aus einer zweiteiligen, aus oblonggekrümmten, überkantigen Stangen gebildeten Achse, welche mittels bikonvex profilierten Traversen und darin eingelassenen Stützen eine gitterartige Stahlverspannung trägt, wodurch sie steif und torsionsfest erhalten wird. Auf dieser Achse sind nebst dem Horizontal- und Vertikalsteuer mittels Schrauben sechs Armträger befestigt, welche beiderseits je drei parabolisch nach abwärts gekrümmte Rippen tragen, auf deren Enden die mit Ledertaschen versehenen Flächenüberzüge aus mit Wachs imprägniertem Marzellin aufgesteckt werden können. Das Horizontalsteuer ist 10° zur Drachenebene geneigt. Auf der Spitze ist noch ein kleines, dreieckiges Segel angebracht. Mittels aushängbarer Stahldrähte sind die Flächen und beide Steuer so mit der Achse fixiert, daß eine Verschiebung in der Drachenebene vermieden wird.

Der Drache ist leicht zerlegbar und kann von drei Mann in zehn Minuten montiert werden.

Einen der subtilsten Teile bildet die sogenannte Wage, richtiger das Gehänge. Dieses ist dreiteilig und so eingerichtet, daß sich der hintere Teil durch eine eingeschaltete Federwage bei Windüberdruck verlängert, wodurch der Neigungswinkel verkleinert wird.

Das Hochlassen erfolgte ursprünglich durch einfaches Hochheben der Spitze bis zu circa 45° gegen den Wind. Bei dem größeren Gewichte, der Länge der Achse und der Steifheit der Tragflächen war dies nur schwer möglich und konnten namentlich Seitenstöße des Windes gar nicht pariert werden, was bei der Unstetigkeit der Windrichtung wiederholt ein Kentern und in den meisten Fällen eine Beschädigung des Drachen nach sich zog.

Aus diesem Grunde befestigte Nickel auf der Spitze der Achse eine kleine Aluminiumfahne, so daß sich deren Stange stets vertikal stellen konnte, wodurch es ermöglicht war, in jedem Augenblicke die Windrichtung wahrzunehmen und die Korrektion des Standes zu bewirken.

Um weiters das unheilvolle Kentern zu verhindern, wurden nahe der Spitze zwei circa 10 m lange Sturmleinen befestigt und zum Hochheben des Drachen eine 5 m lange, mit einer Gabel versehene Bambusstange verwendet. Am Steuerhals ist überdies eine 20 m lange Landungsleine angebracht.

Das Hochlassen erfolgt nunmehr in folgender Weise. Nachdem vom Haspel ein genügendes Stück Stahldraht in der Windrichtung abgewickelt wurde, kann das Drahtende mittels Karabiner an dem Gehänge befestigt werden. Sodann wird der Meteorograph daran gehängt und mittels der Stange die Spitze gehoben. Der Steuermann hält das Vertikalsteuer am Boden fest und je ein Mann ergreifen die Sturmleinen. Auf das Kommando: »Einrichten!« visiert der Steuermann über die Windfahne und läßt so lange den Drachen rechts oder links bewegen, bis die Drachenachse und der Stahldraht mit dem Haspel in der Richtung der Windfahne stehen, worauf er »Fertig!« ruft. — Darauf läßt man die Sturmleinen solange nach, bis der Drache freischwebt. Ist der Wind günstig, wird »Los!« kommandiert, wobei die Sturmleinen gleichzeitig freigelassen werden, und der Drache ruhig in die Höhe steigt.

Mit dem Nickelschen Drachen wurden bei Windstille, von einer acht Meter hohen Terrainwelle abspringend, Gleitflüge bis auf 30 Meter Entfernung gemacht.

Fig. 99. Der Nickelsche Drache im Aufsteigen begriffen. Links vor dem Drachen steht Offizial Hugo Nickel.

G. Kabel und Kabelwinde.

Bis zum Jahre 1896 verwendete man hanfene Drachenleinen. Diese besaßen aber viele Nachteile; sie rissen bei größeren Windstößen ab, waren teuer und boten durch ihre verhältnismäßige Dicke dem Winde eine sehr große Angriffsfläche. Dies führte zur Verwendung von Klaviersaitendraht. Dieser ist doppelt so fest und außerdem um die Hälfte billiger als Hanfleinen von demselben Gewichte. Dadurch, daß der Durchmesser der Saite nur etwa 1/6 so groß ist als derjenige der Hanfleine, wurde die dem Winddrucke ausgesetzte Oberfläche auch bedeutend reduziert.

Ein solcher Stahldraht besitzt einen Durchmesser von 3/4 mm und etwa 130 kg absoluter Festigkeit — eine horrende Ziffer — dabei wägt ein Kilometer nur 4 1/2 kg. Gegen eine gleich tragfähige 3000 m lange Hanfleine ist bei diesem Stahldraht um 11 1/4 m2 weniger Fläche dem auf sie einwirkenden Winde ausgesetzt.

Der praktische Erfolg bei Anwendung dieses Stahldrahtes zeigte sich dadurch, daß bei der gleichen Anzahl von Drachen nunmehr doppelt so große Höhen erreicht wurden.

Hier sei noch eines elektrischen Phänomens Erwähnung getan, welches sich anläßlich dieser Versuche zeigte. Sobald die als Leine dienende Klaviersaite auf circa 1000 m aufgelassen war, bemerkte man elektrische Funken, die von ihr ausgingen und unliebsame Schläge erzeugten, weshalb man die Drahtleine mit der Erde in leitende Verbindung setzen mußte. Diese Funken waren bei Schneestürmen besonders stark, zeigten sich aber auch bei klarem und bei bedecktem Himmel.

Von großer praktischer Bedeutung war endlich die Verwendung einer Dampfwinde an Stelle der bisher gebrauchten von zwei Mann bedienten Handwinde. Das Auflassen und Einholen der Drachen ist infolge der sich in der langen Leinenleitung progressiv fortsetzenden Stöße mit Schwierigkeiten verbunden und erfordert große Vorsicht. Es darf nur ganz allmählich geschehen, um den Erschütterungen Zeit zu lassen, sich auszugleichen. Mit Hilfe der Dampfwinde wird diese Manipulation gleichmäßiger, wesentlich erleichtert und das Material geschont. Hierzu trägt auch ein an der Winde angebrachter Apparat bei, der ohne weiteres die Länge des abgelaufenen Kabels und die Höhe des Drachen unter Berücksichtigung der Seildurchhängung abzulesen gestattet.