[Illustration: Kreisende Storchfamilie.]
Der Vogelflug
als Grundlage der Fliegekunst.
Ein Beitrag
zur
Systematik der Flugtechnik.
Auf Grund
zahlreicher von O. und G. _Lilienthal_ ausgeführter Versuche
bearbeitet von
Otto Lilienthal,
Ingenieur und Maschinenfabrikant in Berlin.
Mit 80 Holzschnitten, 8 lithographierten Tafeln und 1 Titelbild in
Farbendruck.
Berlin 1889.
R. Gaertners Verlagsbuchhandlung
Hermann Heyfelder.
SW. Schönebergerstraße 26.
Alle Rechte vorbehalten.
Vorwort.
Die Kenntnis der mechanischen Vorgänge beim Vogelfluge steht gegenwärtig
noch auf einer Stufe, welche dem jetzigen allgemeinen Standpunkt der
Wissenschaft offenbar nicht entspricht.
Es scheint, als ob die Forschung auf dem Gebiete des aktiven Fliegens
durch ungünstige Umstände in Bahnen gelenkt worden sei, welche fast
resultatlos verlaufen, indem die Ergebnisse dieser Forschung die
wirkliche Förderung und Verbreitung einer positiven Kenntnis der
Grundlagen der Fliegekunst bei weitem nicht in dem Maße herbeiführten,
als es wünschenswert wäre. Wenigstens ist unser Wissen über die Gesetze
des Luftwiderstandes noch so mangelhaft geblieben, daß es der
rechnungsmäßigen Behandlung des Fliegeproblems unbedingt an den
erforderlichen Unterlagen fehlt.
Um nun einen Beitrag zu liefern, die Eigentümlichkeiten der
Luftwiderstandserscheinungen näher kennen zu lernen, und dadurch zur
weiteren Forschung in der Ergründung der für die Flugtechnik wichtigsten
Fundamentalsätze anzuregen, veröffentliche ich hiermit eine Reihe von
Versuchen und an diese geknüpfter Betrachtungen, welche von mir
gemeinschaftlich mit meinem Bruder Gustav Lilienthal angestellt wurden.
Diese Versuche, über einen Zeitraum von 23 Jahren sich erstreckend,
konnten jetzt zu einem gewissen Abschluß gebracht werden, indem durch
die Aneinanderreihung der Ergebnisse ein geschlossener Gedankengang sich
herstellen ließ, welcher die Vorgänge beim Vogelfluge einer
Zergliederung unterwirft, und dadurch eine Erklärung derselben, wenn
auch nicht erschöpfend behandelt, so doch anbahnen hilft.
Ohne daher der Anmaßung Raum zu geben, daß das in diesem Werke Gebotene
für eine endgültige Theorie des Vogelfluges gehalten werden soll, hoffe
ich doch, daß für jedermann genug des Anregenden darin sich bieten möge,
um das schon so verbreitete Interesse für die Kunst des freien Fliegens
noch mehr zu heben. Besonders geht aber mein Wunsch dahin, daß eine
große Zahl von Fachleuten Veranlassung nehmen möchte, das Gebotene genau
zu prüfen und womöglich durch parallele Versuche zur Läuterung des
bereits Gefundenen beizutragen.
Ich habe die Absicht gehabt, nicht nur für Fachleute, sondern für jeden
Gebildeten ein Werk zu schaffen, dessen Durcharbeitung die Überzeugung
verbreiten soll, daß wirklich kein Naturgesetz vorhanden ist, welches
wie ein unüberwindlicher Riegel sich der Lösung des Fliegeproblems
vorschiebt. Ich habe an der Hand von Thatsachen und Schlüssen, die sich
aus den angestellten Messungen ergaben, die Hoffnung aller Nachdenkenden
beleben wollen, daß es vom Standpunkt der Mechanik aus wohl gelingen
kann, diese höchste Aufgabe der Technik einmal zu lösen.
Um mich auch denen verständlich zu machen, welchen das Studium der
Mathematik und Mechanik ferner liegt, also um den Leserkreis nicht auf
die Fachleute allein zu beschränken, war ich bemüht, in der
Hauptdarstellung mich so auszudrücken, daß jeder gebildete Laie den
Ausführungen ohne Schwierigkeiten folgen kann, indem nur die
elementarsten Begriffe der Mechanik zur Erläuterung herangezogen wurden,
welche außerdem soviel als möglich ihre Erklärung im Texte selbst
fanden. Weitergehende, dem Laien schwer verständliche Berechnungen sind
darin so behandelt, daß das allgemeine Verständnis dadurch nicht
beeinträchtigt wird.
Wenn hierdurch denjenigen, welche an den täglichen Gebrauch der
Mathematik und Mechanik gewöhnt sind, die Darstellung vielfach etwas
breit und umständlich erscheinen wird, und diesen Lesern eine knappere
Form wünschenswert wäre, so bitte ich im Interesse der Allgemeinheit um
Nachsicht.
Somit übergebe ich denn dieses Werk der Öffentlichkeit und bitte, bei
der Beurteilung die hier erwähnten Gesichtspunkte freundlichst zu
berücksichtigen.
Otto Lilienthal.
Inhalt.
Seite
1. Einleitung 1
2. Das Grundprincip des freien Fluges 3
3. Die Fliegekunst und die Mechanik 7
4. Die Kraft, durch welche der fliegende Vogel gehoben wird 15
5. Allgemeines über den Luftwiderstand 17
6. Die Flügel als Hebel 19
7. Über den Kraftaufwand zur Flügelbewegung 20
8. Der wirkliche Flügelweg und die fühlbare 21
Flügelgeschwindigkeit
9. Der sichtbare Kraftaufwand der Vögel 22
10. Die Überschätzung der zum Fliegen erforderlichen Arbeit 25
11. Die Kraftleistungen für die verschiedenen Arten des 26
Fluges
12. Die Fundamente der Flugtechnik 32
13. Der Luftwiderstand der ebenen, normal und gleichmäßig 34
bewegten Fläche
14. Der Luftwiderstand der ebenen, rotierenden Fläche 35
15. Der Angriffspunkt des Luftwiderstandes beim abwärts 38
geschlagenen Vogelflügel
16. Vergrößerung des Luftwiderstandes durch Schlagbewegungen 40
17. Kraftersparnis durch schnellere Flügelhebung 52
18. Der Kraftaufwand beim Fliegen auf der Stelle 56
19. Der Luftwiderstand der ebenen Fläche bei schräger 58
Bewegung
20. Die Arbeit beim Vorwärtsfliegen mit ebenen Flügeln 66
21. Überlegenheit der natürlichen Flügel gegen ebene 70
Flügelflächen
22. Wertbestimmung der Flügelformen 74
23. Der vorteilhafteste Flügelquerschnitt 76
24. Die Vorzüge des gewölbten Flügels gegen die ebene 77
Flugfläche
25. Unterschied in den Luftwiderstandserscheinungen der 80
ebenen und gewölbten Flächen
26. Der Einfluß der Flügelkontur 86
27. Über die Messung des Luftwiderstandes der 90
vogelflügelartigen Flächen
28. Luftwiderstand des Vogelflügels, gemessen an rotierenden 93
Flächen
29. Vergleich der Luftwiderstandsrichtungen 99
30. Über die Arbeit beim Vorwärtsfliegen mit gewölbten 100
Flügeln
31. Die Vögel und der Wind 102
32. Der Luftwiderstand des Vogelflügels im Winde gemessen 107
33. Die Vermehrung des Auftriebes durch den Wind 112
34. Der Luftwiderstand des Vogelflügels in ruhender Luft nach 119
den Messungen im Winde
35. Der Kraftaufwand beim Fluge in ruhiger Luft nach den 120
Messungen im Winde
36. Überraschende Erscheinungen beim Experimentieren mit 121
gewölbten Flügelflächen im Winde
37. Über die Möglichkeit des Segelfluges 130
38. Der Vogel als Vorbild 136
39. Der Ballon als Hindernis 155
40. Berechnung der Flugarbeit 158
41. Die Konstruktion der Flugapparate 177
42. Schlußwort 182
1. Einleitung.
Alljährlich, wenn der Frühling kommt, und die Luft sich wieder bevölkert
mit unzähligen frohen Geschöpfen, wenn die Störche, zu ihren alten
nordischen Wohnsitzen zurückgekehrt, ihren stattlichen Flugapparat, der
sie schon viele Tausende von Meilen weit getragen, zusammenfalten, den
Kopf auf den Rücken legen und durch ein Freudengeklapper ihre Ankunft
anzeigen, wenn die Schwalben ihren Einzug gehalten, und wieder in
segelndem Fluge Straße auf und Straße ab mit glattem Flügelschlag an
unseren Häusern entlang und an unseren Fenstern vorbei eilen, wenn die
Lerche als Punkt im Äther steht, und mit lautem Jubelgesang ihre Freude
am Dasein verkündet, dann ergreift auch den Menschen eine gewisse
Sehnsucht, sich hinaufzuschwingen, und frei wie der Vogel über lachende
Gefilde, schattige Wälder und spiegelnde Seen dahinzugleiten, und die
Landschaft so voll und ganz zu genießen, wie es sonst nur der Vogel
vermag.
Wer hätte wenigstens um diese Zeit niemals bedauert, daß der Mensch bis
jetzt der Kunst des freien Fliegens entbehren muß, und nicht auch wie
der Vogel wirkungsvoll seine Schwingen entfalten kann, um seiner
Wanderlust den höchsten Ausdruck zu verleihen?
Sollen wir denn diese Kunst immer noch nicht die unsere nennen, und nur
begeistert aufschauen zu niederen Wesen, die dort oben im blauen Äther
ihre schönen Kreise ziehen?
Soll dieses schmerzliche Bewußtsein durch die traurige Gewißheit noch
vermehrt werden, daß es uns nie und nimmer gelingen wird, dem Vogel
seine Fliegekunst abzulauschen? Oder wird es in der Macht des
menschlichen Verstandes liegen, jene Mittel zu ergründen, welche uns zu
ersetzen vermögen, was die Natur uns versagte?
Bewiesen ist bis jetzt weder das Eine noch das Andere, aber wir nehmen
mit Genugthuung wahr, daß die Zahl derjenigen Männer stetig wächst,
welche es sich zur ernsten Aufgabe gemacht haben, mehr Licht über dieses
noch so dunkle Gebiet unseres Wissens zu verbreiten.
Die Beobachtung der Natur ist es, welche immer und immer wieder _dem_
Gedanken Nahrung giebt: »Es kann und darf die Fliegekunst nicht für ewig
dem Menschen versagt sein.«
Wer Gelegenheit hatte, seine Naturbeobachtung auch auf jene großen Vögel
auszudehnen, welche mit langsamen Flügelschlägen und oft mit nur
ausgebreiteten Schwingen segelnd das Luftreich durchmessen, wem es gar
vergönnt war, die großen Flieger des hohen Meeres aus unmittelbarer Nähe
bei ihrem Fluge zu betrachten, sich an der Schönheit und Vollendung
ihrer Bewegungen zu weiden, über die Sicherheit in der Wirkung ihres
Flugapparates zu staunen, wer endlich aus der Ruhe dieser Bewegungen die
mäßige Anstrengung zu erkennen und aus der helfenden Wirkung des Windes
auf den für solches Fliegen erforderlichen geringen Kraftaufwand zu
schließen vermag, der wird auch die Zeit nicht mehr fern wähnen, wo
unsere Erkenntnis die nötige Reife erlangt haben wird, auch jene
Vorgänge richtig zu erklären, und dadurch den Bann zu brechen, welcher
uns bis jetzt hinderte, auch nur ein einziges Mal zu freiem Fluge
unseren Fuß von der Erde zu lösen.
Aber nicht unser Wunsch allein soll es sein, den Vögeln ihre Kunst
abzulauschen, nein, unsere Pflicht ist es, nicht eher zu ruhen, als bis
wir die volle wissenschaftliche Klarheit über die Vorgänge des Fliegens
erlangt haben. Sei es nun, daß aus ihr der Nachweis hervorgehe: »Es wird
uns nimmer gelingen, unsere Verkehrsstraße zur freien willkürlichen
Bewegung in die Luft zu verlegen,« oder daß wir an der Hand des
Erforschten thatsächlich dasjenige künstlich ausführen lernen, was uns
die Natur im Vogelfluge täglich vor Augen führt.
So wollen wir denn redlich bemüht sein, wie es die Wissenschaft
erheischt, ohne alle Voreingenommenheit zu untersuchen, was der
Vogelflug ist, wie er vor sich geht, und welche Schlüsse sich aus ihm
ziehen lassen.