6. Flügelflieger.
Die Flügelflieger sind Flugapparate, welche ihre ganze motorische Kraft durch das Schlagen von eigenen Flächen (Flügeln) erzeugen. Das Charakteristische dabei ist das Wachsen der Geschwindigkeit von Null bis zur Maximalgröße und dann wieder ein Erheben, um den Schlag erneuert auszuführen.
Die meisten Vögel und ein Teil der Insekten bedienen sich mit großem Erfolge dieses Flugvorganges. Die Flügel der Tiere sind aber außerordentlich komplizierte Gebilde, teils von Muskeln, Adern, Nerven durchzogen, mit Tastorganen (Fledermäuse) ausgestattet, die sich jedem Lufthauche anschmiegen können, respektive jedem Winde accomodieren.
Fig. 159. Flügelfliegermodelle von Pichancourt 1889.
Ganz anders liegt die Sache bei von Menschen erzeugten Flügeln. Diese sind auf einem relativ ungelenkigen Gerüste mit starren Flächen bedeckt, ohne Gefühl ausgestattet. Deshalb ist es so schwer, wirklich praktisch verwendbare Flügel zu bauen.
Einen Motor samt dazugehörigem Übersetzungsmechanismus, welcher solche Flügel in Bewegung versetzt, stellt die Fig. 160 dar. An einem zweiarmigen Hebel sind die Flächen entsprechend montiert.
Modelle von kleinen Flügelfliegern haben u. A. Jobert (1871), Pénaud (1872), Hureau de Villeneuve (1872), Kreß gebaut. Größere Projekte stammen von Trouvé (1878), Frost (1890), Middleton etc.
Pichancourt hat die in der Figur 159 dargestellten Modelle angefertigt. Auch andere haben sich auf diesem Gebiete mit Erfolg versucht, so z. B. Stentzel in Hamburg, Hargrave in Australien, Moore in England; einen durchschlagenden Erfolg hat aber noch niemand erzielt, obwohl es eine bekannte Tatsache ist, daß der durch Schlagwirkung erzeugte Luftwiderstand viel mehr Auftriebskraft liefert, als wenn dieselbe Fläche mit stets gleicher Geschwindigkeit sich vorwärtsbewegt.
Fig. 160. Motor eines Flügelfliegers mit führenden Mechanismen.
Die von Stentzel konstruierte Flugmaschine gleicht äußerlich ziemlich genau einem riesigen Vogel. Die aus Stahlrippen mit Mosettig-Battist überzogenen Flügel, welche später durch seidene ersetzt wurden, hatten eine Spannweite von 6·36 m und 1·68 m Breite, waren im Verhältnis 1 : 12 gewölbt und besaßen inklusive Steuer 8·125 m2 Fläche. Sie konnten eine Schlagwirkung von einem Winkel von 90° ausführen. Ihr Gewicht betrug inklusive der starren Achse 10 kg. Leider mußte ihr Konstrukteur die Versuche wegen Geldmangels einstellen.
Der 17·5 kg schwere Motor von drei Pferdestärken bewegte den Apparat, welcher auf einem 18 m langen Stahlkabel auf Rädern lief. Die Versuche ergaben nach Stentzel folgendes Resultat: Um das Gesamtgewicht von 34 kg zum freien Fluge zu bringen, brauchte der Apparat 6·5 Atm. = 1·5 HP. Dabei machte er pro Sekunde 1·4 Flügelniederschläge, die so kräftig waren, daß eine Person von 75 kg Gewicht momentan in Schwebe gehalten wurde. Die Flügel drücken auf die Luft nach unten mit einer Kraft von 1·5, nach oben mit 0·5 derjenigen Kraft, mit der eine ebene Fläche von gleicher Größe und bei gleicher Geschwindigkeit auf die Luft drückt. Die zu erlangende Geschwindigkeit soll im Mittel 15 m pro Sekunde betragen = 54 km pro Stunde.
Stentzel schreibt seinem Apparate folgende Vorzüge zu: »Eine völlig willkürliche Anwendung des Apparates in Bezug auf motorische Kraft, Flügelgeschwindigkeit, Schlagwinkel, das beliebige Übergehen vom Arbeits- in den Ruhezustand, d. h. vom Fliegen zum Schweben und umgekehrt, die große Stabilität und Sicherheit der Konstruktion.«
Fig. 161. Flügelflieger. Modell von Major Moore.
Ein anderer Experimentator: Moore, hat sich den Flughund (Pteropos) als sein Vorbild genommen.
Das Durchschnittsgewicht eines Kalongs beträgt 1350 gr; die Flügelspannweite 1·20 m bei einer Leibeslänge von 40 cm, die Fläche der Flughäute 814·9 cm2; die Länge der einzelnen Flügel 52·1 cm.
Auf Grund zahlreicher Messungen hat Major Moore Formeln entwickelt, welche die Veränderungen der Werte für Fläche und Länge der Flügel bei verändertem Gewichte ergeben.
Für ein dem Flughund gleiches Tier von 90 kg Gewicht erhalten wir eine Länge der Flügel von circa 2·30 m und eine Fläche von je 1·60 m2.
Die Beobachtungen eines gefesselten Kalongs in Bezug auf die Schnelligkeit, mit der die Flügelschläge ausgeführt wurden, ergaben drei Schläge pro Sekunde, wobei ein Weg von 6·3 m zurückgelegt wurde; bei einmaligem Auf- und Abwärtsschlagen demnach 2·1 m. Ungefesselt in freier Luft ist die Geschwindigkeit eines Kalongs natürlich eine weit größere.
Auf Grund eingehender Studien der Flugwerkzeuge fliegender Tiere entwarf Moore mehrere Apparate. Bei seinem ersten Modelle hatten die Flügel eine Neigung von 11° gegen den Horizont. Mit einem Elektromotor erzielte er 144 Flügelschläge. Der von ihm gebaute Flügelflieger soll vier Flügel besitzen und je ein horizontales und ein vertikales Steuer.
Das Gesamtgewicht berechnet er auf ca. 113 kg, die Fläche der vier Flügel auf 9 m2; demnach kommen 12 1/2 kg Gewicht auf 1 m2. Die Geschwindigkeit der ersten Flugapparate sei auf 23 km pro Stunde zu veranschlagen.
Nach diesen Ausführungen erübrigt es mir nur mehr, auf die Frage einzugehen, ob es dem Menschen je gelingen wird, ohne Zuhilfenahme eines Motors wirklich zu fliegen. Dies glaube ich nach meinen Studienergebnissen mit einem bedingungslosen »Nein« beantworten zu müssen. Ich befinde mich damit in voller Übereinstimmung mit vielen Aviatikern, wie z. B. Jarolimek, von Loessl, Popper etc. Allerdings gibt es auch Vertreter der gegenteiligen Ansicht, so z. B. Freiherr von Wechmar und andere, welche behaupten, der Mensch könne mit Hilfe seiner Arm- und Fußmuskeln allein künstliche Flügel in Bewegung setzen.
Eine ziemlich einfache Vergleichsrechnung zeigt, daß die Flügel in einer Größe von 10 bis 15 m2 hergestellt und mit einer Geschwindigkeit von circa 12 m per Sekunde bewegt werden müßten. Die hierzu nötige Arbeit könnte selbst von einzelnen, besonders starken Individuen auch nur wenige Sekunden lang nicht aufgebracht werden. Die hierbei zu leistende Arbeit betrüge etwa 200 Sekunden Kilogrammeter. Dies wäre selbst die Muskelkraft des stärksten Athleten nicht zu leisten imstande. Der Mensch ist eben von der Natur genetisch nicht zum Fliegen vorbereitet.
Es folgt daraus in klarster Weise, daß ein persönlicher Kunstflug, wie ihn der Vogel und die Fledermaus ausüben, dem Menschen mit Hilfe eines einfachen, durch keine besonderen Kräfte bewegten Flugapparates, nicht auszuführen möglich ist, weil kein Mensch imstande ist, auch nur Flügel von 10 kg Gewicht — und diese wären schon ein Meisterwerk der Technik — mit der nötigen Kraft, Schnelligkeit und Ausdauer zu bewegen.
[Schlußwort.]
Wer sich für Aviatik interessiert, wird unzählige Male die Klage hören, es sei seit hundert Jahren kein nennenswerter Fortschritt auf dem Gebiete der Luftschiffahrt und auf dem der Flugtechnik zu verzeichnen. Dem oberflächlichen Beobachter erscheint dieser Ausspruch auch berechtigt, denn tatsächlich war bis heute, die in bescheidenen Grenzen gehaltenen »lenkbaren Ballons« ausgenommen, noch niemand imstande, ein großes Luftfahrzeug durch mehrere Stunden frei und nach eigenem Willen in einer vorher bestimmten Richtung im Luftozeane zu lenken.
Und dennoch wird der geschätzte Leser, nachdem er den Inhalt dieses Büchleins sich zu eigen gemacht hat, sich gestehen müssen: auf dem Gebiete der Luftschiffahrt sei gerade in der letzten Zeit ganz außerordentlich viel gearbeitet und auch vieles erreicht worden.
Freilich, der unlenkbare Ballon weist noch immer seine alte Gestalt, die so sehr an eine Kugel erinnert, auf. Doch ist an Material und Ausgestaltung unzweifelhaft ein großer Fortschritt zu verzeichnen.
Die Wissenschaft, insbesondere die Physik der Atmosphäre, hat sich seiner bemächtigt und groß, ja im gegenwärtigen Momente überhaupt nicht absehbar groß, ist der Nutzen, welchen er ihr brachte. Mit seiner Hilfe ist es uns gelungen, den Schleier der Geheimnisse über die Vorgänge in den hohen Regionen zu lüften.
Dem Ballon getreulich zur Seite steht der Drache, welcher über alle Erwartungen in der kurzen Zeit von circa 10 Jahren sich zu einem außerordentlich wichtigen Instrumentarium meteorologischer Forschungen entwickelt hat und selbstregistrierende Instrumente in Höhen von mehr als 5000 m nahm. Eben ist er daran, auch unsere Kenntnisse bezüglich der atmosphärischen Vorgänge über den Ozeanen in ausgiebiger Weise zu bereichern.
So sehen wir Ballon und Drachen im edlen Wettstreite miteinander verbunden, um uns Kunde von den Veränderungen in der hohen Atmosphäre zu bringen, deren Wichtigkeit heute wohl der Meteorologe allein ganz zu beurteilen vermag. In ihren Endresultaten kommen sie aber zweifellos allen Menschen zugute.
Was die lenkbaren Ballons anbelangt, so ist durch die Fortschritte der mechanischen Technologie und jene auf dem Gebiete des Motorbaues die Aussicht, endlich praktisch verwendbare Geschwindigkeiten zu erzielen, recht nahe gerückt.
In meinem Buche: »Lenkbare Ballons, Rückblicke und Aussichten«, erschienen bei Wilhelm Engelmann in Leipzig, habe ich auf Grund von über 20.000 Rechnungen, vielen Konstruktionen und eingehenden Detailstudien dargetan, welcher großen Zukunft auf diesem Gebiete die Luftschiffahrt entgegengehe. Alle unsere Studien ermuntern uns, auf den betretenen Pfaden fortzuschreiten und nicht zu ruhen, bis das ersehnte Ziel erreicht ist.
Ein anderes Gebiet, welches auch unsere Aufmerksamkeit in Anspruch nahm, sind die Flugmaschinen.
Die an Enttäuschungen reiche Geschichte der Luftschiffahrt berichtet getreulich von allen Arten dieser Flieger. Die Namen ihrer Projektanten und »Erfinder« sind zahllos wie der Sand am Meere, und dabei tauchen diese, meist abenteuerlichen Projekte nur auf, um alsbald wieder im Dunkel zu verschwinden.
So wie in der Natur wenige der im Frühlinge geborenen Blüten der Frucht entgegenreifen, so gelangen auch nur wenige, der voll idealer Hoffnungen und kühner Erwartungen entstandenen Pläne zur Ausführung.
Eine Unmasse von Laien hatte sich seit jeher diesem phantastischesten aller Gebiete, welchem ein eigener Zauber innewohnt, zugewendet, und vielleicht war eben die Hingebung dieser Unberufenen und die daraus resultierende Aussichtslosigkeit des Gelingens schuld daran, daß, mit wenigen Ausnahmen, Männer der Wissenschaft sich ferne hielten. Seit einigen Jahren ist hierin ein unleugbarer Fortschritt zu verzeichnen. Man kann dermalen auch schon von einer beachtenswerten Entwickelung im Baue von Flugmodellen sprechen.
Von den nur 0·2 kg schweren, mit Kautschukschnüren betriebenen Spielzeugen ausgehend (1871), ist man heute bis zu sechzigfach schwereren, mittels Dampf betriebenen Modellen gekommen, deren zurückgelegte Weglänge und Zeitdauer sich verhundertfachten.
Gedenken wir noch jener rapiden Vervollkommnung der Technik, welche unserem Jahrhundert den Stempel aufdrückt, so läßt sich auch daraus für die Flugtechnik ein günstiger Schluß ziehen. Alljährlich gelingt es, kräftigere und dabei leichtere Motoren zu erzeugen, Baumaterialien ohne größere Gewichtszunahme fester zu gestalten. Die Gesetze der Stabilität und des Luftwiderstandes werden immer eingehenderen Forschungen unterzogen. In nicht mehr ferner Zeit werden alle Vorbedingungen geschaffen sein, um den Triumph der Flug- und Ballontechnik zu vollenden.
Noch hält die Finanzwelt sich im allgemeinen ferne und abwartend, ehe sie fördernd eingreift, denn noch erscheinen die reellen Erfolge gering im Vergleiche zu den Summen, welche die Versuche verschlingen. Aber auch hierin beginnt ein gedeihlicher Umschwung einzutreten, weil die Erkenntnis reifte, ohne pekuniäre Opfer sei kein Fortschritt erzielbar. Die Technik verlangt vor allem grundlegende Experimente. Die hiefür aufgewendeten Mittel werden sich, wenn richtig verwendet, bald reichlich verzinsen. Excelsior!
[ANHANG.]
Die gebräuchlichsten Formeln zur Berechnung von lenkbaren Ballons und Drachenfliegern.