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| F_{1}). Hochgestellte Indizes sind mit einem führenden ^ |
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| (also etwa v^3). Brüche sind als 1/2 dargestellt, bei |
| Zahlenangaben bedeutet 2-1/2 soviel wie 2,5 (und nicht 1,5). |
| Die Subtraktion ist hingegen mit freistehendem Leerzeichen |
| geschrieben (wie 2 - 1/2 = 1-1/2). In mathematischen Formeln |
| wurden Klammern hinzugefügt, um die Operatorbindung zu |
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DIE
LUFTSCHIFFAHRT der GEGENWART.
DIE
LUFTSCHIFFAHRT
DER
GEGENWART.
Von
Hauptmann HERMANN HOERNES.
MIT EINER TAFEL UND 161 ABBILDUNGEN.
[Illustration]
WIEN, PEST, LEIPZIG.
÷A. HARTLEBEN'S VERLAG.÷
1903.
ALLE AUTOREN-RECHTE, INSBESONDERE DAS RECHT DER ÜBERSETZUNG
IN FREMDE SPRACHEN VORBEHALTEN.
DRUCK VON FRIEDRICH JASPER IN WIEN.
VORWORT.
Nimmt man verschiedene Zeitungsblätter zur Hand, so stößt man fast jeden
Tag auf irgend eine Notiz aëronautischen Inhaltes. Betrifft diese
»sportliche Fahrten mit Ballons« oder Berichte über »lenkbare Ballons«,
»Flugmaschinen« oder »simultane Ballonfahrten« u. dgl. m., stets wird
dem Leser zugemutet, auf einem Gebiete bewandert zu sein, das, nach
Ansicht des Laien, eigentlich noch gar keine Berechtigung hat, das
Tagesgespräch zu bilden, ist doch dem Menschen die Beherrschung des
Luftozeans noch immer nicht gelungen! Die rege Beteiligung der Presse an
einem Schmerzenskinde der Menschheit läßt uns aber erkennen, wie tief
das Interesse an der Sache der Luftschiffahrt trotzdem allenthalben ist.
Es äußert sich nicht nur in der Beteiligung an den zahlreichen
Luftschiffer-Vereinen und Aëro-Klubs, an den Auffahrten und
wissenschaftlichen Untersuchungen etc., sondern wird auch bestätigt
durch die zahlreichen, stets wiederkehrenden Projekte, Anfragen und
Nachrichten aus dem Laien-Publikum. Die Erfahrung lehrt, wie schwierig
es solchen Personen, welche nicht fachmännisch gebildet sind, wird, aus
dem großen Wuste der widersprechendsten Nachrichten sich zurecht zu
finden.
Es war daher meine Absicht, in einer allgemein verständlichen Weise den
Umfang und das Wesen der aëronautischen Bestrebungen der letzten Jahre
zu erläutern, den Leser mit den hervorragenderen Leistungen auf dem
Gebiete des sogenannten Kunstfahrens bekannt zu machen und ihn in
weiterer Folge über die Bestrebungen der Aëronautik (Ballontechnik) und
Aviatik (Flugtechnik) der allerletzten Jahre zu informieren.
Von einer Behandlung der Militär-Aëronautik wurde abgesehen, weil sie
später in einer eigenen Schrift erörtert werden soll.
Eine rein theoretische Behandlung des Stoffes schien demnach von
vorneherein ausgeschlossen.
Die vorliegende Schrift wendet sich somit nicht so sehr an die
Fach-Aëronauten, obwohl sie auch diesen, wegen der darin enthaltenen
Übersichtlichkeit des Stoffes und als Nachschlagebehelf nicht
unwillkommen sein dürfte, sondern an den großen Kreis jener, welche den
Bestrebungen der Luftschiffahrt überhaupt sympathisch gegenüberstehen.
Entschieden hat bis jetzt ein in deutscher Sprache abgefaßtes Werk,
welches die vielen Gebiete der Luftschiffahrt in einer auch dem Laien
verständlichen Weise erörtert, gefehlt. Diese Lücke soll durch die
Herausgabe dieses Buches nach Möglichkeit ausgefüllt werden.
Als hauptsächlichste Quellen wurden benützt: vor allen die
»Illustrierten, aëronautischen Mitteilungen«, dann die »Zeitschrift für
Luftschiffahrt«, »Velo«, »l'Auto-Velo«, »Allgemeine Sportzeitung«,
»l'Aérophile«, »Aeronautics«, »The Aeronautical Annual« und meine
eigenen Schriften.
Der sehr rührigen Verlagsbuchhandlung danke ich bestens für ihre warme
Unterstützung.
So möge denn dieses Werk hinaus in alle Welten wandern und dem Leser
verkünden, was die Luftschiffer treiben, wie sie den Gelehrten nützen
und was die Flugtechniker arbeiten, um einst dem entzückten, nimmer
ruhenden Menschen freibestimmend das Antlitz der Erde aus dem Reiche der
Lüfte zu zeigen.
÷Korneuburg.÷
DER VERFASSER.
INHALTS-VERZEICHNIS.
I. Kapitel.
$Vorbegriffe.$ Seite
1. Die Luft 1
2. Der Wind 2
3. Der Luftwiderstand 3
¯A)¯ Allgemeines 3
¯B)¯ Experimente 5
¯C)¯ Resultate 6
¯D)¯ Folgerungen aus dem Luftwiderstandsgesetze 7
4. Motoren 8
5. Luftschrauben 14
6. Materialien 18
II. Kapitel.
$Interessante Fahrten mit Kugelballons.$
1. Einleitendes 21
2. Zielfahrten 22
3. Hochfahrten 26
4. Weitfahrten 35
5. Dauerfahrten 43
6. Fahrten bei Windstille 49
III. Kapitel.
$Besonders interessante Ballonfahrten.$
1. Die Andréesche Nordpol-Ballonexpedition 50
2. Ballonfahrten über die Alpen 63
3. Bersons Hochfahrt in England 68
4. Graf de la Vaulx' Fahrt über das Mittelländische Meer 74
5. Fahrt über die Sahara 82
6. Fahrt über den Großen Ozean 83
7. Jagd nach dem Ballon 86
IV. Kapitel.
$Meteorologische Ballonfahrten.$
1. Einleitendes 90
2. Beobachtungen vom Fesselballon aus 91
3. Registrierballons (Ballons sondés) 94
4. Die Instrumentenfrage 101
5. Simultane Ballonfahrten 107
V. Kapitel.
$Der lenkbare Luftballon.$
1. Einleitendes 116
2. Wesen und Theorie des lenkbaren Ballons 125
3. Parallelballons 130
4. Überlastete Ballons 133
5. Die lenkbaren Ballons von Zeppelin, Severo, Dumont etc. 136
6. Neueste Ballonprojekte 145
7. Schlußwort zu den lenkbaren Ballons 150
VI. Kapitel.
$Drachen.$
1. Einleitendes 154
2. Verschiedene Drachenkonstruktionen 155
Eddy-Drache 155
Hargrave-Drache 158
Lamson-Drache 162
Zimmermann-Drache 166
Russische Drachen 167
Nickelscher Drache 167
Kabel und Kabelwinde 171
3. Drachenaufstiege 172
4. Drachen-Observatorien 176
5. Drachenaufstiege mit Menschen 176
VII. Kapitel.
$Der persönliche Kunstflug.$
1. Lilienthals Versuche 174
2. Der Leiterdrache 181
3. Die vielflügelige Gleitmaschine 184
4. Die Doppelflächen-Gleitmaschine 194
5. Die Doppeldeck-Gleitmaschine 198
6. Wrights Grundsätze für den Gleitflug 199
7. Weitere Entwicklung des persönlichen Kunstfluges 201
VIII. Kapitel.
$Flugmaschinen.$
1. Allgemeines 203
2. Drachenflieger 208
Die Kreßschen Drachenflieger 228
3. Schraubenflieger 237
4. Schaufelradflieger 240
5. Segelradflieger 244
6. Flügelflieger 246
$Schlußwort$ 250
$Sachregister$ 256
FIGURENVERZEICHNIS.
Figur Seite
1 Friedrich Ritter von ÷Loessl÷, der bis jetzt erfolgreichste
Experimentator auf dem Gebiete des Luftwiderstandes 5
2 Der Röhrenkessel von Maxims Drachenflieger 9
3 Hiram ÷Maxim÷, seinen leichten, 170 pferdestarken Dampfmotor
hebend 10
4 Herrings leichter Motor für Flugmaschinen 12
5 ÷Santos-Dumont÷, den Buchet-Motor seines Ballons betrachtend 13
6 Schrauben- und Drachenfliegermodell von Hargrave 16
7 Blick in die aëronautische Werkstatt von ÷Lachambre÷ in
Vaugirard 18
8 Schematische Skizze des Wasserstofferzeugungs-Apparates von
÷Tissandier÷ 20
9 und 10, Plaquette für die Sieger der aëronautischen Wettflüge in
Paris 1900. Besitzer Graf Henry de la Vaulx 22
11 Auffahrt im Park von Vincennes. Abfahrt des Herrn ÷Nirolleau÷ 25
12 Ballonfüllung im aëronautischen Park von Vincennes am 24. Juni
1900, 8 Uhr früh 28
13 Gefüllte Ballons zum Aufstiege bereit im aëronautischen Park von
Vincennes, am 24. Juni 1900, 3 Uhr nachmittags 29
14 Gaston ÷Tissandier÷, berühmter französischer, aëronautischer
Schriftsteller 30
15 Gefüllte Kugelballons im aëronautischen Park von Vincennes zur
Hochfahrt bereit 32
16 Dr. ÷Süring÷ erreichte am 31. Juli 1901 mit ÷Berson÷ zusammen die
bis jetzt größte erstiegene Höhe von 10.500 ¯m¯ 34
17 Ansicht der Encinte von Paris mit der Ballonhalle und einem
gefüllten Ballon im Park von Vincennes aus einer Höhe von etwa
600 ¯m¯ 36
18 Blick aus 200 ¯m¯ Höhe von einem auffahrenden Ballon aus auf dem
Auffahrtsplatz, wo noch acht gefüllte Ballons zur Fahrt bereit
stehen 40
19 Bilder der berühmtesten, französischen Kugelballons-Luftschiffer
der Gegenwart und zwar von links nach rechts: Graf ÷Castillon de
St. Victor÷, ÷Hervieu÷, ÷Balsan÷, ÷Faure÷, Graf ÷de la Vaulx÷,
÷Juchmès÷, ÷Maison÷ 44
20 Halbgefüllte Ballons im aëronautischen Park von Vincennes am
17. Juni 1900, 9 Uhr früh 46
21 Füllung der Ballons im aërostatischen Park zu Vincennes am
17. Juni 1900, 9 Uhr früh 47
22 ÷Andrée÷, der Führer der ersten Luftballon-Nordpolexpedition 52
23 ÷Fränkel÷, Teilnehmer an der Andrée-Expedition 53
24 ÷Strindberg÷, Teilnehmer an der Andrée-Expedition 54
25 ÷Niels Ekholm÷, ist von der Andréeschen Luftballon-Nordpolexpedition
zurückgetreten 56
26 Ballonhalle mit gefülltem Ballon im Viragohafen 57
27 Viragohafen mit Umgebung. Auffahrtsstelle der
Andrée-Expedition 59
28 Der Ballonkorb des Andréeschen Ballons 60
29 Der Ballon »÷Wega÷« zur Abfahrt über die Alpen bereitgestellt 63
30 Blick vom Ballon »÷Wega÷« aus einer Höhe von 4100 ¯m¯ bei seiner
Fahrt über die Alpen 1899 auf die Rhonetalgletscher 65
31 Blick vom Ballon »÷Wega÷« aus auf den Genfer See und dessen
Umgebung 66
32 ÷Spelterinis÷ Auffahrt vom Rigi aus 67
33 Ballonauffahrt von Turin aus 68
34 Porträt von ÷Berson÷ 70
35 Gefüllter Ballon an Bord eines französischen Schiffes 75
36 Die Ausrüstung des Ballonkorbes des »Méditerranéen Nr. I«,
am Vorabend der Auffahrt 77
37 Der »Méditerranéen« auf seiner Fahrt über dem Mittelländischen
Meere 79
38 Weg einiger Ballons über den Ärmel-Kanal 84
39 Fallschirmballon von Louis ÷Capazza÷ 88
40 Ballon mit Drachenflächen 92
41 Drachenballon aus der Ballonfabrik A. Riedinger in Augsburg auf
der Jubiläums-Ausstellung in Wien. Konstruktion von Parseval und
Bartsch von Sigsfeld 93
42 Wilfrid de ÷Fonvielle÷, berühmter, aëronautischer
Schriftsteller 95
43 Instrument zum Messen der Temperatur in großen Höhen
(Thermophore) 102
44 Enveloppe meteorologischer Instrumente für Ballons sondées 103
45 Instrument zum Messen des Luftdruckes in großen Höhen
(Barograph) 104
46 Enveloppe meteorologischer Instrumente für Ballons sondées 105
47 Originalkurven von den selbstregistrierenden Instrumenten vom
19. September 1897 aufgenommen 106
48 Major ÷Moedebeck÷ 111
49 Hauptmann ÷Groß÷ 112
50 Henry ÷Giffard÷, der Erbauer des ersten
»lenkbaren Dampf-Luftballons« (1852) 116
51 Drei berühmte, französische Ballon-Konstrukteure (÷Dupuy de Lôme÷,
÷Renard÷, ÷Krebs÷) 117
52 Porträt von Charles ÷Renard÷ 118
53 Renard-Krebsscher Ballon vom Jahre 1884, erreichte 6 ¯m¯
Geschwindigkeit pro Sekunde und kam unter sieben Fahrten fünfmal
wieder auf seinen Auffahrtsplatz zurück 119
54 Die Gondel des »lenkbaren Ballons« Schwarz von vorne gesehen 120
55 Die Gondel des »lenkbaren Ballons« Schwarz von rückwärts
gesehen 122
56 Graf von ÷Zeppelin÷ 123
57 Das Luftschiff des ÷Grafen von Zeppelin÷ in der Luft 124
58 Querschnitt durch die schwimmende Ballonhalle des Grafen von
Zeppelin mit ausziehbarem Floß, auf dem der Ballon montiert war 125
59 Verschiedene Typen »lenkbarer Ballons«, und zwar: 1. sphäroidaler
Ballon von Giffard mit Tragstange, 2. zylindrischer Ballon von
Haenlein, 3. fischförmiger Ballon von Renard-Krebs 126
60 Lenkbarer Ballon von Campbell aus dem Jahre 1889 127
61 Lenkbarer Ballon von Debayeux 128
62 Der Doppelballon von Rozé 131
63 Blick in den Zwischenraum des »lenkbaren Ballons« Rozé 132
64 ÷Santos-Dumont÷, der Gewinner des Deutsch-Preises 137
65 ÷Santos-Dumont÷ auf seiner Fahrt zum Eiffelturm 138
66 ÷Santos-Dumont÷ in seinem Ballontraggerüste des Ballons Nr. 5,
aus seiner Ballonhalle im Aëro-Klub ausfahrend 139
67 Landung des »Santos-Dumont« Nr. 2 im Jardin d'Acclimation in
Paris, am 18. März 1899 141
68 Aufstieg des lenkbaren Ballons von Santos-Dumont 142
69 Santos-Dumonts lenkbarer Ballon Nr. 5 auf der Fahrt über dem Bois
de Boulogne 143
70 Lenkbarer Ballon von Santos-Dumont von unten gesehen 144
71 Der Ballon von Santos-Dumont in der Bucht von Monte Carlo
manövrierend 145
72 Lenkbarer Ballon »Bartolomeu de Gusmão« von Severo 146
73 ÷Severo÷ 147
74 Generelle Längs- und Querschnitte von Severos Ballon »Pax« 148
75 ÷Deutsch de la Meurthe÷ 149
76 ÷L'Hoste÷, französischer Luftschiffer, welcher den Kanal La Manche
mehrmals mit seinem Ballon überflogen hat 150
77 Schematische Skizze von L'Hostes »Lenkbarem Ballon« 151
78 Lenkbarer Ballon Cuyer 151
79 P. J. ÷Janssen÷, Direktor des physikalisch-aëronautischen
Observatoriums zu Meudon 152
80 Eddy-Drache, wie er von Baden-Powell zum Aufheben von Menschen
Verwendung findet 156
81 Dom- oder Haubendrache 158
82 Hargrave-Drache 158
83 Hargrave-Drache 159
84 Hargrave-Drache 159
85 Hargrave Zellen-Drache 159
86 Hargrave-Drache 160
87 Zwei Hargrave-Drachen neuesten Modells 161
88 Hargrave-Drache 162
89 Chanutes System von gewölbten Schachteldrachen 162
90 Vielzelliger Drache von Lecornu 163
91 ÷Hargrave÷, australischer Flugtechniker 164
92 Lamsons Multiple Folding-Drache 165
93 Lamsonscher Drache 165
94 Lamsonscher Drache in der Luft 166
95 Seitenansicht von Zimmermanns Drachen 166
96 Russischer Drache 167
97 Nickels Registrier-Drache. Ansicht von unten 168
98 Vorbereitungen zum Aufstieg vom Nickelschen Drachen 169
99 Der Nickelsche Drache im Aufsteigen begriffen. Links vor dem
Drachen steht Offizial Hugo Nickel 171
100 Kurven, welche von an Drachen befestigten Apparaten aufgenommen
werden 174
101 Aufstieg eines Beobachters mit Hilfe von Hargrave-Drachen 180
102 Drache von Millet mit Korb für einen Beobachter 181
103 Ingenieur Otto ÷Lilienthal÷ 183
104 ÷Lilienthal÷ mit seinem Fächerfallschirmapparate 184
105 ÷Lilienthal÷ im Momente des Abspringens mit seinem
Fallschirmapparate 184
106 ÷Lilienthal÷ mit einem seiner ersten Fallschirmapparate in den
Lüften 185
107 ÷Lilienthal÷ mit seinem Fallschirmflieger im absteigenden Aste
seiner Flugkurve von unten gesehen 187
108 ÷Lilienthal÷ mit seinem Doppelsegelapparate in den Lüften 187
109 ÷Percy S. Pilcher÷ 188
110 Der amerikanische Flugtechniker Octave ÷Chanute÷ 190
111 Leiterdrache von Chanute (Ladder Kite) 191
112 ÷Chanute÷ macht im Jahre 1896 den Absprung 192
113 Die vielflügelige Gleitmaschine 193
114 Fallschirmflieger von Chanute aus dem Jahre 1896 194
115 Die Doppelflächen-Gleitmaschine 195
116 Querschnitt durch eine Gleitmaschine 196
117 Flugapparat von Butusow 197
118 Kochs Flügelflieger 198
119 Wilbur Wrights Flugdrache 198
120 Lamsonscher Flieger 199
121 Patrick ÷Alexander÷, aëronautischer Schriftsteller 204
122 Aëroplan von Pénaud aus dem Jahre 1872 215
123 Drachenflieger von Henson 216
124 Hiram ÷Maxim÷ 218
125 Maxims Drachenflieger aus dem Jahre 1889 219
126 Maxims Drachenflieger, Querschnitt-Modell 1889 219
127 Landungsvorrichtung bei Maxims Drachenflieger 220
128 Die Unterseite des Maximschen Drachenfliegers mit einer Gruppe
von Besuchern 220
129 Maxims Drachenflieger auf der Rollbahn 221
130 Maxims Drachenflieger, letzte Type 221
131 Flugapparat von Ader 222
132 ÷Langley÷, amerikanischer Flugtechniker und Mitglied des
Smithsonian-Institutes in Washington 223
133 Langleys Aërodrom 224
134 Drachenflieger von Carelli, Seitenansicht 225
135 Draufsicht auf den Drachenflieger von Carelli 225
136 Carellis Drachenflieger, von unten gesehen 226
137 Drachenflieger von Karos, von der Seite gesehen 227
138 Drachenflieger von Karos, von oben gesehen 227
139 Die drei Ansichten des von Samuelson ausgeführten
Modelldrachenfliegers 227
140 Hofmanns Drachenflieger mit Stelzenapparat 228
141 Flugtechniker Wilhelm ÷Kreß÷ 229
142 Von Kreß projektierter Drache 229
143 Von Kreß projektierter Drache, im zusammengelegten Zustande 230
144 Kreßscher Drachenflieger, Projekt aus dem Jahre 1894 230
145 Kreßscher Drachenflieger 230
146 Kreßscher Drachenflieger, Modell 1899-1901. Von der Seite
gesehen 231
147 Kreßscher Drachenflieger, Modell 1900-1901. Von oben und
rückwärts gesehen 232
148 Seitenansicht des Kreßschen Drachenfliegers. Die Tragflächen sind
noch nicht montiert. Modell 1902 233
149 Ansicht des Kreßschen Drachenfliegers, Modell 1902. Von rückwärts
gesehen 234
150 Ansicht des Kreßschen Drachenfliegers und seiner Bauhütte. Modell
1902. Von vorne gesehen 235
151 Perspektive Ansicht des projektierten Drachenfliegers von Rosborg
und Nyberg mit Eiskufen 236
152 Drachenflieger von Whitehead (Weißkopf) 236
153 Schaufelflieger von Koch 240
154 Kochs Schaufelrad-Flugmaschine. Seitenansichten und
Vorderansicht 241
155 Schaufelrad von Kochs Schaufelrad-Flugmaschine 241
156 Stahldrahtgerüste des Schaufelradfliegers von Koch, nach
einer Originalphotographie 242
157 Kochs Schaufelrad-Flugmaschine. Draufsicht 243
158 Längs- und Querschnitt des Segelradfliegers von Wellner 245
159 Flügel-Fliegermodelle von Pichancourt 1889 246
160 Motor eines Flügelfliegers mit führenden Mechanismen 247
161 Flügelradflieger. Modell von Major Moore 248
I. Kapitel.
Vorbegriffe.
1. Die Luft.
Das Studium der Eigenschaften der atmosphärischen Luft bildet die
÷Basis÷ aller flugtechnischen Betrachtungen.
Im gewöhnlichen Leben nimmt man von der Existenz der Luft nicht viel
Notiz. Sie als einen wirklichen ÷Körper÷ zu betrachten, fällt uns in der
Regel nicht ein und doch muß man dies, denn die einzelnen Flugobjekte
÷durchfliegen÷ nicht nur die Luft, sondern diese ist auch jenes wichtige
und gewichtige Medium, welches einerseits die erforderliche Tragkraft
liefert, anderseits den zu überwindenden Widerstand leistet.
Es kann nicht Aufgabe dieser Zeilen sein, die für die Flugtechnik so
wichtigen Eigenschaften der Luft alle detailliert zu besprechen. Ihre
eingehende Behandlung fällt teils in das Gebiet der Physik, teils in
jenes der Meteorologie und würde für sich allein einen stattlichen Band
ausmachen. Nur flüchtig soll daher auf das weite Gebiet dieses Themas
hingewiesen und jedem ernsten Flugtechniker ans Herz gelegt werden, sich
wohl vertraut zu machen, nicht nur mit der Zusammensetzung der Luft,
sondern auch mit den so variierenden Temperaturverhältnissen, der
Abnahme der Wärme mit der Höhe, den Vorsichten bei der Messung der
Temperaturen, dem Drucke und dem Gewichte der Luft, dem Einflusse der
einzelnen Faktoren auf die verschiedenen Eigenschaften der Luft, der
Feuchtigkeit, respektive dem Wassergehalte der Luft, der Bildung der
Niederschläge, der Bewölkung etc. Auch die akustischen, optischen und
elektrischen Erscheinungen der Atmosphäre, sowie insbesondere die
Elastizität der Luft, sind Eigenschaften, welche den Luftschiffer
intensiv interessieren.
Man nahm einst an, die Verhältnisse zwischen Luft und Wasser seien sehr
ähnlich, was jedoch nicht in dem Maße der Fall ist, als man, besonders
früher, glaubte. Abgesehen davon, daß ja die Luft circa 777mal leichter
als das Wasser ist, ist sie weit leichter zusammendrückbar als letzteres
und ihm an Elastizität unendlich überlegen. Deshalb sind, wie neuere
Forschungen immer mehr dartun, die von Experimenten mit Wasser
herrührenden Erfahrungsresultate keineswegs so ohne weiteres auch auf
die Luft zu übertragen.
Von besonderer Bedeutung ist das mit der Höhe abnehmende spezifische
÷Gewicht÷ der Luft. Dieses ist sehr variabel, also bei weitem kein
konstanter Wert, sondern abhängig von der jeweilig herrschenden
Temperatur und dem Barometerstande, in geringem Maße auch von dem
vorhandenen Grade der Feuchtigkeit.
2. Der Wind.
Ein weiteres, sehr beachtenswertes Element, mit dem die Flugtechnik
rechnen muß, ist der Wind.
Dieser ist nichts anderes, als in Bewegung begriffene Luft. Er entsteht
durch Druckunterschiede in der Atmosphäre, indem Luft aus den Bereichen
höheren, in die niederen Druckes fließt.
Während die ÷Meteorologie÷ sich zumeist mit der Ermittlung der
Hauptwindrichtung und der durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten,
deren täglichen Perioden, der Verteilung des Windes auf der Erde und dem
gesetzmäßigen Auftreten beider, den Schwankungen u. dgl. befaßt,
studiert die ÷Flugtechnik÷ außerdem noch die Einwirkung des Windes auf
die Flugobjekte, die in kleinen Intervallen auftretenden primären und
sekundären Schwankungen des Windes, der vertikalen und horizontalen
Richtung und der Geschwindigkeit nach.
Bezüglich der ÷Windarten÷ unterscheiden wir zwischen ÷gleichmäßig÷
wehendem Wind, welcher in der Natur zumeist nur für wenige Augenblicke
vorkommt und zwischen ÷stoßweisem÷ Wind, welcher, wenigstens in der Nähe
der Erdoberfläche, als die Regel angenommen werden muß.
Alle Berechnungen können sich nur auf die erstere Gattung des Windes
beziehen; jedoch muß man sich die letztere Eigenschaft des Windes dabei
stets vor Augen halten. Die ÷Unbeständigkeit der Luftströmungen÷ zeigen
uns (in größeren Höhen) nicht nur die Wolken und die Ballonfahrten an,
sondern auch (in den niederen Schichten der Atmosphäre) der aus den
Schornsteinen aufsteigende Rauch, die wirbelnden Blätter, der Staub, das
Treiben des Schnees, das Wogen der Saatenfelder, das Rauschen der Wälder
etc.
Zum ÷Messen der Windgeschwindigkeiten÷ hat man in neuester Zeit
besonders sinnreiche Apparate konstruiert, welche auch die in kleinen
Zeiträumen wiederkehrenden Fluktuationen des Windes zu beobachten
gestatten. Es sei hier unter anderem auf die Apparate von Lilienthal,
Wellner und Langley kurz verwiesen, sowie auf meine in der Broschüre
»Ballonbeobachtungen und deren graphische Darstellung« enthaltenen
Anweisungen darüber.
Versuche und Messungen ergeben, daß die Windgeschwindigkeiten innerhalb
nur weniger Sekunden sehr bedeutend differieren, so daß (wenn man sich
die Zeiten auf einer Abszissenachse, die Geschwindigkeiten auf einer
Ordinatenachse aufträgt) selbe durch größere oder kleinere Wellenlinien
wiedergegeben werden, in deren auf- und absteigenden Ästen wieder
sekundäre Schwankungen auftreten.
Die bisherigen Versuche zeigten, daß der Ablenkungswinkel gegen die
mittlere Windrichtung oft 10-20 und mehr Grade beträgt, die Differenzen
des Neigungswinkels der jeweiligen Windstriche gegen die Horizontale
übersteigen nicht selten selbst im ebenen Terrain 5-6 Grade. Eine
mechanische Ausnützung dieses Umstandes durch Flugobjekte ist schwer
denkbar. Trotzdem muß man diese Eigentümlichkeit des Windes sich stets
gegenwärtig halten. Wer weiß übrigens, ob diese ÷sekundären÷
Schwankungen für schnell fliegende Luftschiffe wirklich von Belang sind?
Von besonderer Wichtigkeit ist die Geschwindigkeit und die ÷Richtung des
Windes÷, welche für die Bahn des Luftschiffes über der Erde von
entscheidendem Einflusse wird.
Gleichmäßig wehender Wind ist wohl auf die vertikale Bahn des
Flugobjektes ohne Einfluß, weil letzteres die Geschwindigkeit des Windes
annimmt und alle Rechnungen bezüglich der Tragfähigkeit, Bahn etc. so
auszuführen sind, als ob gänzliche Windstille herrschen würde, doch
variiert die Geschwindigkeit des zurückgelegten Weges sehr bedeutend, je
nachdem Mit- oder Gegenwind weht. Es ist ein alter Erfahrungssatz, daß
gerade für Anfänger die sogenannte ÷Windfrage÷ meist eine Klippe bildet,
über die zu kommen, bei der großen Zahl der auf diesem Gebiete
existierenden Schriften höchst fraglichen wissenschaftlichen Wertes,
oft recht schwer fällt.
Detaillierte Angaben über Richtung und Geschwindigkeit des Windes,
dessen Häufigkeit und Wechsel, respektive Zunahme mit der Höhe und alle
für Luftschiffahrt in Betracht kommenden Faktoren findet man in meinem
Buche »Lenkbare Ballons« auf den Seiten: 59-93, ferner auf den Seiten
188-203.
3. Der Luftwiderstand.
¯A.¯ Allgemeines.
Der ÷Luftwiderstand÷ ist die Ursache der in der Luft verzögerten
Bewegung von Flugobjekten im Gegensatze zur Bewegung im luftleeren
Raume.
Das ÷Luftwiderstandsgesetz÷ ist jener analytische Ausdruck, welcher den
Einfluß sämtlicher, die absolute Größe des Luftwiderstandes bestimmenden
Elemente rechnungsmäßig darstellt.
÷Hervorgerufen÷ wird der Luftwiderstand dadurch, daß das Flugobjekt an
die Luft eine bestimmte Menge Energie überträgt.
Wie aus Obigem hervorgeht, ist der Luftwiderstand eine ÷Kraft÷, welcher
bei Bewegung des Flugobjektes an demselben wirkt und einen Verlust an
Energie hervorbringt. Dieser Verlust muß, nach dem bekannten Satze von
der Arbeit, wonach die Aktion stets dasselbe Maß an Reaktion
hervorbringt, gleich sein der auf die Luft übertragenen Energie-Menge.
Wie an jeder Kraft, ist auch an dem Luftwiderstande zu unterscheiden
zwischen der ÷Größe÷ und der ÷Richtung÷ derselben. Diese Elemente
hängen, wie eine einfache Überlegung lehrt, ab von:
¯a)¯ der Geschwindigkeit der Bewegung;
¯b)¯ den Dimensionen des Körpers;
¯c)¯ der Gestalt des Körpers;
¯d)¯ der Lage der jeweiligen Achse;
¯e)¯ dem Zustande der Luft.
In der Flugtechnik befassen wir uns im allgemeinen nur mit
Geschwindigkeiten bis zu 50, eventuell 80, im Maximum 100 Meter per
Sekunde, also mit geringen Größen im Gegensatze zur Ballistik.
Die Gestalt der zu betrachtenden Körper ist meist eine flächenartige
oder doch eine aus einer Kombination von Flächen zusammengesetzte. Nur
selten werden Rotationskörper in Anwendung kommen.
¯B.¯ Experimente.
Zur Ermittlung des Luftwiderstandsgesetzes wird ausschließlich der
experimentelle Weg eingeschlagen. Es würde zu weit führen, alle Methoden
und darauf bezügliche Daten hier auch nur auszugsweise wiederzugeben.
Die Vornahme dieser Experimente soll stets in großen, geschlossenen
Räumlichkeiten geschehen. Die Resultate der in der freien Atmosphäre
veranstalteten Experimente sind infolge von Wind und sonstigen
Witterungserscheinungen so voll von Fehlerquellen, daß sie wenig
brauchbar werden. In diese Kategorie gehören Versuche von Langley,
Wellner, Cailletet, Collardeau, Touche, Lilienthal u. a. Die Experimente
selbst teilen sich in solche mit Rundlauf- und in solche mit
Wageapparaten gemachte ein, über deren Gebrauch und Verwendung man in
÷von Loessls÷ ausgezeichneten Schriften, besonders in seinem Hauptwerke:
»Die Luftwiderstandsgesetze, der Fall durch die Luft und der Vogelflug«,
Wien 1896, die Seiten 3-23 nachlesen wolle.
[Illustration: Fig. 1. Friedrich Ritter von ÷Loessl÷, der bis jetzt
erfolgreichste Experimentator auf dem Gebiete des Luftwiderstandes.]
Bei allen werden ebene, dünne Flächen in gleichmäßige Bewegung gesetzt
und die sich hierbei ergebenden Widerstände ihrer Größe nach durch
wiederholt angestellte Versuche ermittelt. Diese Messungen erfordern
einen großen Aufwand von Zeit, Mühe, Geduld, Fleiß, Accuratesse, Geld u.
dgl. mehr und sind viele Jahre hindurch in geradezu mustergiltiger Weise
von Loessl ausgeführt worden.
Ein Blick auf die hier beigefügte Tafel, welche eine Anzahl von diesem
hervorragenden Experimentator verfertigter Versuchsmodelle im Bilde
enthält, läßt die aufgewendete Arbeitsleistung ahnen.
¯C.¯ Resultate.
Infolge der oben besprochenen Gründe anerkennt man heute als einwandfrei
nur jene Resultate, welche ÷von Loessl÷ bei seinen minutiösen
Luftwiderstandsmessungen gefunden hat.
Um die Ergründung dieses Luftwiderstandsgesetzes machten sich außerdem
noch folgende Experimentatoren verdient:
Newton, Bernoulli, Euler, Borda, Robins, Thibault, du Buat, Poncelet,
Kummer, Didion, Piobert, Robin, Rouse, Hutton, Vince, Helie, Virlet,
Majewski, Bashfort, Krupp, Wellner, Lilienthal, Langley, Maxim,
Weisbach, Renard, Eytelwein, Gerlach, Lord Raleigh, Smeaton etc. etc.
Aus dieser Aufzählung allein kann man schon ermessen, wieviel auf diesem
Gebiete experimentiert wurde; trotzdem sind noch bei weitem nicht alle
Fragen einspruchsfrei beantwortet.
Die Größe des Luftwiderstandes ist innerhalb jener
Geschwindigkeitsgrenzen, welche uns interessieren, gleich groß, ob sich
nun eine Fläche mit einer bestimmten Geschwindigkeit in ruhender Luft
vorwärts bewege, oder ob dieselbe Fläche im Raume feststehend, von immer
gleichförmig bewegter Luft mit derselben Geschwindigkeit getroffen
werde. Stets kommt es auf die relative Bewegung zwischen Luft und
Flugobjekt an.
Mit Hilfe von Experimenten, indem man Flächen von bekannter Größe mit
variablen Geschwindigkeiten umlaufen ließ, hat man gefunden, daß der
Luftwiderstand proportional der Größe der bewegten Fläche sei und mit
dem Quadrate der Geschwindigkeit der Luft wachse.
Von einem gewissen Einflusse ist auch das Gewicht der Luft, in dem die
Flächen- oder Körperbewegungen vor sich gehen. Hierbei muß man sich
gegenwärtig halten, daß das Gewicht der Luft von der Temperatur und dem
Luftdrucke abhängig ist.
Die geometrische Figur der Experimentalfläche hat einen mehr
untergeordneten Einfluß.
[Illustration: Kleine Versuchsobjekte in dem Loesslschen Laboratorium
für Luftwiderstands-Messung.
September 1902.]
Vor der Fläche bildet sich ein sogenannter ÷Luftkegel÷, das ist ein
Kegel ruhender komprimierter Luft, welche sich im Zustande des
statischen Gleichgewichtes befindet und der die bewegte Luft gleichsam
keilförmig ablenkt.
Über die äußere ÷Luftreibung÷ liegen noch sehr wenige Daten vor, im
allgemeinen vernachlässigt man sie.
Überhaupt ist dieses Gebiet, so grundlegend das Luftwiderstandsgesetz
für die theoretische Behandlung des Gegenstandes genannt werden muß,
noch ein viel zu wenig durchforschtes.
Allgemein ausgedrückt, ist der Luftwiderstand direkt proportioniert
einem Produkte, bestehend aus dem spezifischen Gewichte der Luft, der
Fläche, einem dieser entsprechenden Koeffizienten, dem Quadrate der
Geschwindigkeit und umgekehrt proportioniert der Accelleration der
Schwere.
Im algebraischen Gewande lautet diese Formel:
R = γ/g ξ F v^2, worin bedeuten:
R = den Luftwiderstand in ¯kg¯ einer Fläche von beliebiger Gestalt;
γ = das spezifische Gewicht der Luft in ¯kg¯, bei der jeweilig
herrschenden Temperatur und dem betreffenden Barometerstande;
g = die Accelleration der Schwere;
F = die Fläche in ¯m^2¯;
ξ = einen von der Form und Lage der Fläche abhängigen Koeffizienten.
Bei ebenen Flächen, welche geneigt sind, ist ξ = sin α, d. h.
gleich dem Sinus des Neigungswinkels;
v = die relative Bewegung zwischen Luft und Fläche in Meter per
Sekunde.
¯D.¯ Folgerungen aus dem Luftwiderstandsgesetze.
Die Arbeitsgleichung des Luftwiderstandsgesetzes gibt uns wertvollen
Aufschluß über die für flugtechnische Probleme so wichtigen
Arbeitsleistungen. Die Experimente lehren uns, daß die Arbeit mit der
dritten Potenz der Geschwindigkeit wächst, was wohl zu beherzigen ist.
Aus den einzelnen, hier nicht wieder gegebenen Formeln lassen sich eine
ganze Reihe höchst wichtiger Gleichungen entwickeln, welche nicht nur
über die Natur des Luftwiderstandsgesetzes vieler einschlägiger
flugtechnischer Fragen Aufklärung geben, sondern uns überhaupt neue
Bahnen bei Behandlung dieses Gegenstandes eröffnen.
Wer sich für dieses Kapitel intensiv interessiert, den verweise ich auf
das ÷Loessl÷sche Werk über die Luftwiderstandsgesetze pag. 149-178 und
auf meine Schrift: »÷Das Loesslsche Luftwiderstandsgesetz und dessen
Anwendung auf die Flugtechnik÷«, Sonderabdruck aus den »Technischen
Blättern« in Prag.
4. Motoren.
Wir wollen nun eine kurze Umschau über die für ballon- und
flugtechnische Zwecke brauchbaren Motoren halten. Die Motoren müssen die
Widerstandsarbeit leisten. Um ein Gutachten über die verschiedenen
Kraftspender abgeben zu können, und die richtige Wahl zwischen
verschiedenen zu treffen, muß man Maschinentechniker sein. Aber selbst
diesem fällt die Abgabe eines Urteiles bezüglich der Brauchbarkeit des
einen oder des anderen Motors oft recht schwer.
Die ÷Bedingungen÷, welche ein solcher erfüllen muß, sind meist recht
komplizierter Natur, oft bis knapp an die Grenze des Erreichbaren
gehend. Bekanntlich unterscheiden wir zwei Hauptgruppen von Motoren, es
sind dies:
1. ÷die Accumulatoren,÷
2. ÷die eigentlichen Motoren.÷
In erstere legen wir künstlich Energie hinein, (wir laden sie), die
theoretisch gleich der zu leistenden Arbeit, praktisch infolge der
zahlreichen Effektsverluste natürlich stets bedeutend größer sein muß.
Dies sind künstliche Accumulatoren. Die zweite Gattung leistet eine
Arbeit infolge Verwertung von natürlichen Accumulatoren, wie z. B. von
Kohle, Gas, brennbaren Ölen etc.
Für Zwecke der Luftschiffahrt kommen von ÷künstlichen Accumulatoren÷ in
Betracht:
Maschinen mit komprimiertem Gas,
Natronlaugenmaschinen,
Dynamos mit elektrischen Accumulatoren.
Von ÷eigentlichen Motoren÷:
die Dampfmaschinen,
die Gas-, Petroleum- oder Benzin-Motoren,
Dynamos mit Primärbatterien,
Dampfturbinen.
Welchen Bedingungen sollen die für flugtechnische Zwecke gebauten
Maschinen entsprechen?
Diese Frage ist sehr schwer zu beantworten; ich will versuchen, die
Hauptbedingungen aufzuzählen.
1. Soll das Gewicht der Maschine im Verhältnis zur Leistung, 2. der
Verbrauch an Material ein Minimum sein, 3. sollen dieselben frei von
verschiedenen Stößen sein, 4. mit variabler Geschwindigkeit arbeiten
können, 5. kompendiös sein, 6. wenig Reparaturen und Bedienung
erheischen, 7. ein Versagen nahezu ausschließen, 8. einfach
übersichtlich und leicht zugänglich disponiert, 9. leicht
auswechselbar und leicht reparierbar sein, 10. durch eine längere
Zeitdauer absolut sicher funktionieren, 11. verhältnismäßig wenig
Gewicht an Speisematerial benötigen.
[Illustration: Fig. 2. Der Röhrenkessel von Maxims Drachenflieger.]
Die Punkte 1 und 2 lassen sich so zusammenfassen, daß man sagen
kann: Eine Flugmaschine soll pro effektiver Ballon- oder
Flugmaschinen-Stundenpferdestärke ein Minimum an Gewicht erfordern.
Da es zu weit führen und dem Zwecke dieser Zeilen nicht entsprechen
würde, wenn ich hier diese ganze Frage eingehend behandeln wollte, was
einer anderen Arbeit vorbehalten sein soll, so will ich dieses Thema nur
in großen Zügen besprechen.
Bei der Verwendung von ÷Dampfmaschinen÷ müssen auf dem Luftschiffe Platz
finden:
¯a)¯ der Dampferzeuger, (Dampfkessel),
¯b)¯ die Speisung für ¯a¯ u. zw.:
α) Heizmaterial (Kohle, Gas), β) Wasser,
¯c)¯ der eigentliche Dampfmotor (die Maschine),
¯d)¯ die diversen Nebenbestandteile, wie Armatur, Pumpen,
Injektoren etc. etc.
¯e)¯ der Kondensator.
Diese Unterabteilungen zeigen, wo man bei den einzelnen Bestandteilen an
Gewicht sparen kann.
Derzeit sind wohl die Wasserrohrkessel die relativ leichtesten; Maxim
hat eine geradezu brillante Form derselben in die Flugtechnik
eingeführt.
Zu brauchen sind auch Serpollets Generatoren, vielleicht werden sich
auch die Wärmetransmissionskessel von Herz für unsere Zwecke verwenden
lassen. Der Tätigkeit des Kesselbauers eröffnet sich da ein neues und
weites Feld.
[Illustration: Fig. 3. Hiram ÷Maxim÷, seinen leichten 180pferdestarken
Dampfmotor hebend.]
Das Wasser wird nur im chemisch reinen Zustande mitgenommen werden
dürfen. Kohle oder Kohlenstaub wird man nicht verwenden, vielleicht
dagegen Heizölfeuerung. In ausgiebigster Weise wird man aber von
Petroleum und Benzinfeuerung Gebrauch machen. Die Verbrennungen müssen
vollkommene sein. Dem Leichterwerden des Luftschiffes durch Verbrauch an
Brennmaterial ist Rechnung zu tragen.
Außer den vorbenannten natürlichen Accumulatoren kommen noch die
Gasfeuerungen in Betracht, u. zw. dies besonders dann, wenn es sich um
lenkbare Ballons handelt, die ihren Gasvorrat mit sich führen.
Besonders großen Heizwert besitzt das Wasserstoffgas mit 34460
Wärmeeinheiten.
Wasserstoffgas im komprimierten Zustande für Heizzwecke mit sich zu
führen, ist einerseits wegen der doch immer nicht ausgeschlossenen
Explosionsmöglichkeit gefährlich und anderseits wegen des Gewichtes der
Umhüllung nicht rentabel.
Für flug- oder ballontechnische Zwecke wird man Dampfmaschinen nicht für
kleine Betriebe bauen, sondern nur von ca. 30-50 Pferdestärken
angefangen.
Eine eingehende Betrachtung der Gewichtsverhältnisse lehrt nämlich, daß
eine Dampfmaschine pro effektive Stundenpferdestärke gemessen, um desto
leichter ist, je größer sie wird. Man hat bei derselben auf schnelle
Gangart, möglichste Ökonomie des Dampfverbrauches, Freisein von Stößen,
Vibration, und einfache Konstruktion zu sehen.
Dies führt auf die Verwendung von ÷Compoundmaschinen÷. Ein
Hauptaugenmerk wird auf die Anordnung einer entsprechenden Kondensation
und zwar einer Oberflächenkondensation mit Luftkühlung zu richten sein.
Ein sehr interessantes und lehrreiches Beispiel eines
Flugmaschinenmotors bietet der von ÷Maxim÷ konstruierte.
Die Röhrenkesselanlage samt Wasserinhalt soll 545 ¯kg¯, die der
zugehörigen Compoundmaschine 272 ¯kg¯ betragen, und einen Effekt von 363
HP geliefert haben.
Der Dampf- und Kohlenbedarf beträgt nach meiner Quelle »North American
Review« pro Pferdestärke und Stunde 11·3 ¯kg¯.
Es würde sich somit das Gewicht des ganzen Motors samt Brennmaterial und
Wasserbedarf für eine ganze Stunde auf circa 15-17 ¯kg¯ belaufen.
Einen anderen ebenfalls sehr leichten Dampfmotor hat Herring gebaut. Er
wiegt nur etwa 1·2 ¯kg¯ und soll 7 gebremste Pferdestärken leisten.
Seine Admissionsspannung beträgt dabei 16 Atmosphären und die Tourenzahl
40 Umdrehungen pro Sekunde.
Eine andere Serie Motoren bilden die $Dampfturbinen$. Sie haben den
großen Vorteil, rotierende Dampfmotoren und äußerst kompendiös zu sein.
In neuester Zeit hat besonders ÷De Lavals÷ Dampfturbine sehr gute
Resultate aufzuweisen.
Als ein Übelstand muß die große Anzahl von Umlaufszahlen (20.000-30.000
pro Minute) angesehen werden.
Dies verlangt ausgiebige Übersetzungen ins Langsame und dadurch
hervorgerufene große Effektsverluste.
Auch ist der Dampfbedarf ein etwas größerer, als bei normalen
Dampfmaschinen. Es soll aber schon gelungen sein, ihn gegenwärtig auf
11·6 ¯kg¯ herabzubringen. Immerhin ist durch den Entfall der hin- und
hergehenden Massen und dadurch, daß das Eigengewicht des Motors auf ein
Minimum reduziert werden kann, diese Dampfturbine für flugtechnische
Zwecke beachtenswert.
Ein 20pferdiger De Laval-Motor wiegt z. B. nur 340 ¯kg¯ und nimmt samt
dem Übersetzungsgetriebe einen Flächenraum von 75/55 ¯cm¯ ein.
[Illustration: Fig. 4. Herrings leichter Motor für Flugmaschinen.]
Das Turbinenrad besitzt hierbei nur 15 ¯cm¯ Durchmesser. Die 8·8 ¯mm¯
dicke Welle macht 22.000 Umdrehungen, die auf 2200 Touren zum Betriebe
von Dynamomaschinen heruntergebracht wird.
Nur kurz sei der ÷Natrondampfkessel÷ gedacht; sie erzeugen weder Gase
noch Rauch und haben den Vorteil, stets eine gleiche Gewichtsquantität
zu besitzen.
Die Wärmequelle bildet die konzentrierte Natronlauge. Die Natronlösungen
besitzen die Eigenschaft bei gewisser Konzentration und dadurch
bestimmtem Siedepunkt Wasserdampf unter Wärmeentwicklung aufzunehmen,
sie können mithin benützt werden, den Auspuffdampf einer Maschine zu
kondensieren und durch die dabei entstehende Erhitzung Wasser zu
verdampfen. Demnach findet bei dem Natronkessel ein Kreislauf statt, der
solange fortgesetzt werden kann, bis die Lauge bei einer bestimmten
Verdünnung ihren Siedepunkt erreicht hat und aufhört, den Auspuffdampf
aufzunehmen.
Durch Verbindung mit Wärmetransmissionskesseln dürften sich, wie ich
glaube, günstige Resultate erzielen lassen.
Eine andere Art von für flugtechnische Zwecke ins Auge zu fassenden
Motoren sind die $Gas-, Petroleum- und Benzinmotoren$, welche in die
Gruppe der $Explosionsmotoren$ rangieren. Sie haben den Vorteil, keinen
eigenen Kessel und ein sehr geringes Gewicht an Betriebsstoff (circa 0·5
¯kg¯ pro Pferd und Stunde) zu benötigen.
Auch kann der Luftkondensator, der einen geringen Vorrat von Kühlwasser
hält, circa drei- bis viermal so leicht sein, als bei einer gleich
starken Dampfmaschine.
[Illustration: Fig. 5. ÷Santos Dumont÷ den Buchet-Motor seines Ballons
betrachtend.]
Da aber, entweder im Vier- oder im Zweitakt, nie doppelwirkend,
gearbeitet wird, so fällt der eigentliche Motor schwerer aus, als die
analoge Dampfmaschine.
Nachteilig erscheint die komplizierte Steuerung, die Mischung mit
Luftzündung und der Bedarf an Kühlwasser.
Sie sind die ausgesprochenen Luftschiffmotoren der Zukunft. Ihre
dermalige Ausgestaltung verdanken sie unstreitig ihrer Verwendung im
Automobilbau. Liest man ihre Eigengewichte, wie sie die einzelnen
Maschinenwerkstätten angeben, so glaubt man, der jahrelange Traum der
Luftschiffer nach dem leichten Motor habe sich endlich verwirklicht. So
finden wir z. B. das Gewicht einer Pferdestärke von Buchet-Motoren von
6·3-7·8 ¯kg¯ differierend angegeben, je nachdem man eine 20, 30 oder 40
pferdestarke Maschine in Betracht zieht. Mors liefert die Pferdestärke
zu einem Gewichte von 3·2 bis 6·2 ¯kg¯ bei Motoren von 90-200 Pferden.
Bourdiaux und Delalande gar zu 2·1-3·3 ¯kg¯ bei Motoren von 50,
respektive 20 Pferden. Es schwindelt einem förmlich bei diesen Zahlen.
In der Wirklichkeit jedoch stellen sich die Verhältnisse etwas anders.
Zu dem Gewichte des eigentlichen Motors kommen nämlich noch die Gewichte
all der Nebenbestandteile etc. etc., ohne welche der Motor nicht
funktioniert, so daß wir heute noch mit Gewichten von 17-20 ¯kg¯ pro 1
Luftschiffpferdestärke rechnen müssen. Immerhin schon ein ungeheuerer
Fortschritt gegen frühere Jahre, wo eine solche Pferdestärke z. B. bei
Giffards Ballon (1852) noch 290 ¯kg¯, bei Tissandiers Ballon (1883) noch
186 ¯kg¯, bei Renard-Krebs (1884) 77 ¯kg¯ und bei Zeppelin, Daimler
(1900) 30 ¯kg¯ wog.
Auf dem Gebiete der Explosivmotoren wird erst seit circa 30 Jahren
intensiver gearbeitet und lassen die bis nun erzielten großen Erfolge
wohl noch eine weitere ersprießliche Entwicklung erwarten.
Von den $elektrischen Motoren$ dürften in erster Linie die Accumulatoren
in Betracht kommen, doch sind sie gegenwärtig noch ziemlich schwer.
Das Gewicht der elektrischen Motoren setzt sich zusammen aus dem der
Dynamos, Getriebe, Accumulatoren, Regulatoren und Schaltern.
Aus diesen wenigen Andeutungen geht klar hervor, daß die Luftschiffahrt
und die Flugtechnik an die Motoren zum Teile mit ganz neuen, bis jetzt
fast bei keinen anderen Betrieben (Torpedoboote und Automobile
ausgenommen) gestellten Anforderungen herantritt, welche ein intensives
Studium, eigene Versuche und separate Erprobungen erfordern. Schon jetzt
ist Aussicht vorhanden, daß die Maschinentechnik die ihr hier gestellten
Aufgaben mit Erfolg lösen wird.
5. Luftschrauben.
Die Luftschrauben gehören strenge genommen auch zu den Motoren, sie
haben den Zweck, die eigentliche Energieabgabe an die Luft zu
veranlassen und bewirken so die Fortbewegung des Fahrzeuges.
Bei den Luftschrauben dient die Luft als Schraubenmutter, ähnlich wie
das Wasser bei den Wasserschrauben.
Die Luftschrauben erhalten von den sie betreibenden Motoren die Kraft,
das Luftschiff entweder zu heben oder zu ziehen, respektive vorwärts zu
treiben, oder beides zugleich.
Diese Wirkungsweise erfolgt je nachdem die Achse der Luftschraube
entweder vertikal, horizontal oder schief gestellt ist.
Demnach läßt sich die Einteilung treffen in:
¯a)¯ Hubschrauben mit vertikaler Achse,
¯b)¯ Zugschrauben mit horizontaler Achse,
¯c)¯ Druckschrauben mit horizontaler Achse,
¯d)¯ Universalschrauben mit geneigter Achse.
Die Gattungen ¯b)¯ und ¯c)¯ lassen sich auch als Vortrieb oder
Triebschrauben kurzweg zusammenfassen.
Entscheidend für die Arbeitsleistung ist neben der wirkenden ÷Kraft÷
auch die ÷Geschwindigkeit÷ der Schrauben.
Als Maß derselben gilt einerseits die minutliche Zahl der Umdrehungen,
anderseits die Größe der Geschwindigkeit des Druckmittelpunktes.
Wenn sich eine Schraube bewegt, so ist klar, daß die Bewegung im
Mittelpunkte Null, die an der Peripherie am größten sein wird.
Zur rechnungsmäßigen Verwertung aber ist allein jene Geschwindigkeit
geeignet, welche dem Druckmittelpunkte zukommt.
Es sollen hier nur kurz jene Punkte angeführt werden, welche bei der
Konstruktion von Schrauben hauptsächlich Beachtung finden müssen.
Es sind dies vor allen jene Elemente, die auf die ÷Entstehung der
Schrauben÷ Bezug haben, wie die ÷Schraubenlinie÷, die ÷Schraubenfläche÷,
der ÷Schraubengang÷, die ÷Erzeugungslinie÷ und die ÷Richtlinie÷.
Hiervon ist die ÷Erzeugungslinie÷ von besonderer Wichtigkeit; einige
empfehlen flachgewölbte, dem Vogelflügel ähnlich gebaute zu verwenden,
andere hingegen ebene. Wie sie auf die Achse aufzusetzen sind, ob
senkrecht oder unter welchen anderen Winkel, ist ebenfalls eine offene
Frage.
Bezüglich des ÷Schraubenflügels÷ unterscheidet man die Art und Zahl der
Gänge, die günstigste Flügelzahl, die Fläche, Lage, das Material und die
Stärke der Flügel, sowie die Schraubennabe und die Befestigung der
Flügel.
Meist wird es wohl ziemlich einerlei sein, ob man ÷rechts÷- oder
÷links÷gängige Schrauben verwendet, oft und besonders bei Hub- und
Universalschrauben werden beide Gattungen gewählt werden müssen.
Die ÷Zahl der Gänge÷ darf zwei nicht überschreiten. Eigene Versuche
ergaben das mich anfangs überraschende, aber sehr wohl erklärliche
Resultat, daß auch ÷ein÷flügelige, gehörig ausbalanzierte Schrauben mit
Erfolg zu verwenden sind.
Bezüglich der günstigsten ÷Flächen÷ der Flügel, der Flügelkreisflächen,
der abgewickelten Flügelfläche, der projizierten Flügelfläche und dem
Bruchteil der Ganghöhe liegen bei Luftschrauben noch gar keine
Erfahrungen vor.
[Illustration: Fig. 6. Schrauben und Drachenfliegermodell von Hargrave.]
Die ÷abgewickelte Flügelfläche÷ soll in der Nähe der Achse möglichst
wenig Fläche besitzen, desto mehr gegen das Ende der Flügel zu, um den
Trägheitshalbmesser möglichst groß zu bekommen. Sie kann Dreiecks- oder
Trapezform erhalten, meist wird sie länger als breit ausfallen.
Sehr empfehlenswert sind nachstehend abgebildete Schraubenformen, welche
für große Tourenzahlen berechnet sind.
Entschieden ist auch noch nicht die Frage, ob viele ÷kleine÷ Flügel,
oder wenige, ÷große÷ Flügelflächen vorteilhafter sind. Beide Arten haben
ihren Vertreter.
Auch bezüglich des ÷Schraubendurchmessers÷ sind sehr geteilte Meinungen
vorhanden.
Während z. B. ÷Pichault÷ und ÷Jarolimek÷ nur solche von höchstens bis zu
0·5 ¯m¯ Durchmesser empfehlen, hatten nachfolgende ausgeführte Schrauben
folgenden Durchmesser:
Giffard 3.5 ¯m¯
Dupuy de Lôme 9.0 ¯m¯
Haenlein 4.6 ¯m¯
Tissandier 2.9 ¯m¯
Renard, Krebs 7.0 ¯m¯
Maxim 5.43 ¯m¯
was einem tatsächlichen Mittel von 5.4 ¯m¯ entspricht.
Auf einer Achse kann endlich entweder nur ÷eine÷ Schraube oder ein
System unter sich versetzter Schrauben aufgebracht werden. Auch darüber
fehlen leider Versuche, obgleich dies eine der allerwichtigsten
flugtechnischen Fragen ist.
Es ist besonders zu bestimmen, wie groß die Entfernung der einzelnen
Flügel voneinander sein soll, und wie viele man auf eine Achse überhaupt
aufsetzen kann.
Sehr verschieden ist der ÷Wirkungsgrad÷ einzelner Schrauben; die besten
bis nun konstruierten hatten circa 50-60%.
Hervorzuheben ist die vermehrte Hebewirkung der Hub- und
Universalschrauben bei Wind.
Die einzelnen Umlauf-Geschwindigkeiten betrugen bei den bis jetzt
ausgeführten Schrauben bei: