Titel: Der gegenwärtige Stand der Motorluftschiffahrt.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1909, Band 324 (S. 265–268)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj324/ar324083

Der gegenwärtige Stand der Motorluftschiffahrt.

Von Ingenieur Ansbert Vorreiter.

(Fortsetzung von S. 251 d. Bd.)

II. Schraubenflieger.

Die zweite große Gruppe von dynamischen Flugapparaten ist die der Schraubenflieger.

Wie schon der Name sagt, erheben sich die Schraubenflieger durch die Wirkung von Schrauben in die Luft. Die Hub- oder Tragschrauben ermöglichen das Auffliegen direkt vom Stand, also ohne Anlauf, den die Drachenflieger zum Erheben unbedingt notwendig haben. Während die Drachenflieger namentlich zum schnellen Fortbewegen in der Luft in der Horizontalen dienen, sind die Schraubenflieger namentlich zum Vertikalflug |266| geeignet. Auch können Schraubenflieger in der Luft sozusagen Stehen, was zu Beobachtungszwecken von großer Wichtigkeit ist. Haben wir erst einmal vollkommene Schraubenflieger, so werden dieselben als Ersatz der Luftballons speziell des Fesselballons dienen können. Natürlich kann ein Schraubenflieger auch horizontal fliegen, entweder durch Veränderung der Schwerpunktslage, so daß die Wellen der Tragschrauben schräg in der Fahrrichtung nach vorn geneigt werden, oder durch Anwendung besonderer Treibschrauben mit horizontal gelagerter Welle.

Textabbildung Bd. 324, S. 266

Das einfachste Modell eines Schraubenfliegers ist das bekannte Spielzeug, bei welchem durch eine Feder ein schraubenförmig gewundenes Blechstück durch schnelle Rotation in die Luft geschleudert wird. Nach diesem Prinzip war einer der ersten Schraubenflieger konstruiert, welchen Ganswind vor etwa sechs Jahren in Berlin gebaut hat (Fig. 46). Nur eine zweiflügelige Schraube mit vertikaler Welle ist angewendet. Bei dem großen Durchmesser der Hubschraube wurde dieselbe durch flache Stahlbänder die von Seiten der Flügel nach der Welle führten versteift. Als Antrieb versuchte Ganswind seinen Tretmotor. Es ist ihm jedoch nicht gelungen, sich mit diesem Apparat in die freie Luft zu erheben.

Alle anderen Konstrukteure von Schraubenfliegern haben wenigstens zwei Tragschrauben angewandt. Zwei Schrauben, die im entgegengesetzten Sinne rotieren, müssen deshalb angewandt werden, um in sicherer Weise eine Gegendrehung des ganzen Flugapparates zu vermeiden.

Textabbildung Bd. 324, S. 266

Der erste Schraubenflieger, der sich wirklich mit einer Person in die Luft erhoben hat, wurde von den Brüdern Breguet & Richet in Rouen vor etwa zwei Jahren konstruiert. Wie Fig. 47 zeigt, hat dieser Schraubenflieger vier vertikale Schrauben, welche an den Enden eines Kreuzes aus Stahlrohren gelagert sind. In der Mitte ist der Achtzylinder-Antoinette-Motor montiert, der mittels Wellen mit konischen Zahnrädern die Schrauben antreibt. Auch Riemen wurden zum Antrieb versucht, aber wieder aufgegeben. Jede der Tragschrauben ist eine Doppelschraube, indem zwei vierflügelige Schrauben übereinander angeordnet sind. Der Apparat ruht auf vier Füßen, welche mit Laufrollen versehen sind. Unter dem Motor ist der Sitz für den Führer angeordnet. Bei diesem ersten Schraubenflieger, dem es gelungen war, sich mehrere Meter hoch zu erheben, sind keine Einrichtungen für den Horizontalflug vorgesehen, da es dem Erfinder zunächst darauf ankam, im Prinzip festzustellen, ob es möglich sei, sich durch Hubschrauben vom Erdboden zu erheben.

Breguet & Richet haben jetzt einen neuen Schraubenflieger gebaut, bei welchem nur zwei in entgegengesetztem Sinne rotierende Schrauben angewendet sind. DieWellen dieser Schrauben stehen nicht genau vertikal, sondern etwa um 15 Grad nach vorn geneigt. Hinter diesen Hubschrauben, die durch ihre Neigung gleichzeitig einen Vortrieb erzeugen, sind Tragflächen angebracht; dieser Schraubenflieger ist also eine Kombination von Drachen- und Schraubenflieger. Schon bei den ersten Versuchen im Februar 1909 gelang den Konstrukteuren ein Erheben und Flüge bis über 1 km. Bemerkenswert ist noch, daß die Flügel der Schrauben elastisch sind, dadurch wollen die Erfinder ein selbsttägiges Einstellen des günstigten Steigungswinkels erreichen. Da dies der beste bisher ausgeführte Schraubenflieger ist, soll derselbe an Hand von Zeichnungen in einem späteren Aufsatze eingehend beschrieben werden.

Einen ähnlichen Apparat hat vor kurzem Bertin in Paris konstruiert. Er wendet zwei Hubschrauben an und eine besondere Schraube mit horizontaler Welle für die Fortbewegung. Nur sprungweise Erhebungen sind mit diesem Apparat geglückt.

Ebenfalls mit zwei Tragschrauben ist der Schraubenflieger von Paul Cornu konstruiert (Fig. 48), der bessere Resultate bei seinen Versuchen ergeben hat, als der Apparat von Bertin.

Textabbildung Bd. 324, S. 266

Cornu sind bereits kürze Flüge gelungen, und es war ihm verhältnismäßig leicht, sich mit seinem Apparat minutenlang ununterbrochen in der Luft zu halten. Ein Vorteil gegenüber den vorher beschriebenen Schraubenfliegern ist das geringe Gewicht des Apparates von Cornu; sein Schraubenflieger wiegt |267| betriebsfertig nur 190 kg. Dieser Schraubenflieger hat wie die Drachenflieger ein Anfahrgestell mit vier Rädern. Zum Antrieb dient ein Antoinette-Motor von 24 PS.

Vuitton-Huber konstruierte einen Schraubenflieger, bei weichem zwei übereinander angeordnete Hubschrauben angewendet werden. (Fig. 49.) Die beiden Schrauben drehen sich in verschiedener Richtung; zu diesem Zwecke ist die Welle der unteren Schraube als Hohlwelle ausgeführt, in welcher die Welle für die obere Schraube gelagert ist. Der Antrieb erfolgt durch einen unten am Fuße des Flugapparates montierten Achtzylinder Farcot-Motor, bei 1600 Touren i.d. Min. etwa 50 PS leistet Durch ein Planetengetriebe wird die Tourenzahl des Motors ins Langsame übersetzt, so daß die Hubschrauben max. 800 Touren machen. Die Welle des Motors steht vertikal und trägt einen Schraubenventilator, dessen Luftstrom, verstärkt durch den Luftstrom der Hubschrauben, die Zylinder kühlt. Zur horizontalen Fortbewegung ist eine dritte Schraube mit horizontaler Welle vorhanden, die mittels konischer Zahnräder angetrieben wird. Mittels einer Kupplung läßt sich diese Schraube ein- und ausschalten. Zum Auffliegen und Landen ist der Schraubenflieger mit drei Rädern versehen, die in federnden Gabeln gelagert sind. Unter der Treibschraube befindet sich hinten ein Seitensteuer. Vorn über dem Motor ist der Sitz des Führers angebracht, der mittels eines Hebels das Seitensteuer und mit einem zweiten Hebel die Kupplung bedient, um den Vortrieb beliebig regeln zu können. Das Auf- und Absteigen wird durch Regelung der Tourenzahl des Motors erreicht.

Textabbildung Bd. 324, S. 267

Auch Philippi in Paris konstruierte einen Schraubenflieger mit zwei Hubschrauben. Während bei Cornu und Bertin die Tragschrauben vorn und hinten montiert sind, sind dieselben bei dem Flugapparat von Philippi in der Fahrrichtung zu beiden Seiten angebracht, an den Enden eines Tragarmes, der quer zur Längsrichtung des ganzen Flugapparates gelagert ist. Weiter ist bemerkenswert, daß zum Zwecke der horizontalen Fortbewegung die Lagerböcke der Schrauben schwingbar montiert sind, so daß die Schrauben schräg zum Flugapparat eingestellt werden können. Auch Philippi verwendet ein Fahrgestell zum Anlauf des Flugapparates, und zwar sind zwei Räder vorn, eins hinten angebracht. Ueber dem hinteren Rade befindet sich auf einem Fahrradsattel der Sitz des Führers, zwischen den beiden Vorderrädern der Motor, der mittels konischer Zahnräder und einer vertikalen Welle eine im Tragarm für die Schrauben horizontal gelagerte Welle antreibt. Diese Welle hat an ihren beiden Enden wieder konische Zahnräder, die mit gleichen Zahnrädern auf den beiden Schraubenwellen im Eingriff stehen.

Mit dem Schraubenflieger von Philippi ist es noch nicht gelungen, sich vom Erdboden zu erheben. Es ist auch anzunehmen, daß dieser Schraubenflieger weniger stabil sein wird als die vorher beschriebenen, namentlich dürfte er durch die Nebeneinanderordnung der Schrauben in der Fahrrichtung pendeln.

Textabbildung Bd. 324, S. 267

Zu den Schraubenfliegern ist auch der neue kombinierte Drachen- und Schraubenflieger zuzuzählen, den Bertin in Paris vor kurzem konstruierte, nachdem ihn die Versuche mit seinem vorbeschriebenen Schraubenflieger wenig befriedigten. Es ist dies ein Drachenflieger mit einer vertikalen Hubschraube, der Motor ist derselbe, den Bertin an seinem Schraubenflieger benutzte. Wie Fig. 50 zeigt, ist über dem Motor und den Tragflächen eine Hubschraube angebracht. Dieser kombinierte Drachen- und Schraubenflieger hat bisher nur kurze Luftsprünge erreicht.

Aus dem Vorstehenden ist zu ersehen, daß die Resultate mit Schraubenfliegern abgesehen von Bregnet & Richet noch sehr wenig befriedigend, sind und hinter den Flugleistungen der Drachenflieger noch sehr weit zurückstehen. Es ist unstreitig schwieriger, einen guten Schraubenflieger zu konstruieren als einen Drachenflieger. Die Schwierigkeit liegt vor allem in der Konstruktion leichter und dabei sehr kräftiger Schrauben. Auch für Drachenflieger ist. diese Schwierigkeit vorhanden, da dieselben zur Fortbewegung eine horizontal gelagerte Schraube notwendig haben. Der Unterschied zwischen der horizontalen Treibschraube des Drachenfliegers und der vertikalen Hubschraube des Schraubenfliegers liegt im wesentlichen nur in der verschiedenen Steigung der Schraubenflügel. Die Treibschrauben der Drachenflieger haben eine größere Steigung, und zwar meistens von 1 m bis 1,50 m, während die Hubschrauben der Schraubenflieger bei der Tourenzahl des Motors nur eine geringe Steigung haben, etwa ein Fünftel von den Treibschrauben. Bei |268| geringer Tourenzahl und großen Durchmesser der Hubschrauben muß natürlich die Steigung größer sein. Im übrigen ist die Beanspruchung der Schrauben bei beiden Flugapparaten im wesentlichen dieselbe.

Textabbildung Bd. 324, S. 268

Fig. 51 läßt die Kräfte erkennen, welchen ein Schraubenflügel bei seiner Rotation ausgesetzt ist. Auf der Welle Z ist mittels des Armes Q die Schraubenfläche 8 befestigt. Auf diese Schraubenfläche wirkt zunächst eine Kraft A parallel der Antriebswelle infolge des Druckes der schrägen Fläche auf die Luft. Diese Kraft A sucht also den Arm Q in entgegengesetzter Richtung zu biegen. Eine zweite Kraft B wirkt in der Tangente des Rotationskreises, jedoch umgekehrt als der Sinn der Rotation. Während also die Kraft A den Arm Q in der Ebene SOZ zu biegen sucht, will die Kraft B den Arm Q in der Ebene BSO biegen; auch diese Kraft entsteht durch den Druck der schrägen Flächen auf die Luft, doch ist sie bedeutend geringer als die Kraft A. Eine dritte Kraft G wirkt in Richtung des Armes Q und entspricht der Zentrifugalkraft. Die Biegungsbeanspruchung durch die Kräfte A und B läßt sich zum größten Teil verhindern, wie folgende Ueberlegung zeigt: Denken wir uns den Arm Q etwa in Punkt M gelenkig mit der treibenden Welle Z verbunden, so wird sich der Arm Q bei der Rotation in die Richtung der Resultierenden der Kräfte A und B einstellen und der Arm wird dann nicht mehr auf Biegung beansprucht, sondern nur noch auf Zug durch die Zentrifugalkraft C. Diese schräge Stellung des Armes Q läßt sich auch durch Rechnung bestimmen, so daß man dem Schraubenarm von vornherein die günstigte Lage geben kann; es bleibt dann noch die Beanspruchung durch die Zentrifugalkraft und diejenigen Biegungsbeanspruchungen, welche durch Aenderung in der Umdrehungsgeschwindigkeit entstehen. Diese treten namentlich beim Versagen einzelner Zylinder auf, in stärkerem Maße aber beim Versagen der Zündung des Motors und gerade diese Beanspruchung ist es, die sehr häufig einen Bruch des Schaftes der Schraubenflügel Q herbeiführt.

Bemerkenswert ist, daß die meisten Schraubenbrüche während des Anlaufs vorkommen, also bevor der Flugapparat den Erdboden verläßt. Dies läßt sich nach meiner Meinung wohl folgendermaßen erklären: Bei der hohen Umdrehungszahl, die die Luftschrauben haben, sind dieselben nach dem gyroskopischen Prinzip bestrebt, die Richtung ihrer Achse beizubehalten und nur widerstrebend und allmählich läßt sich die Achse der Schraube aus ihrer Richtung bringen. Fährt nun der Flugapparat beim Anlauf über Unebenheiten z.B. einen Stein, so erhält der ganze Flugapparat einen Stoß, der sich auch der Schraubenwelle mitteilt. Diese wird somit plötzlich aus ihrer Lage verschoben, eine Lageveränderung, die die schnell rotierenden Massen der Schraubenschäfte und Flügel nicht sofort mitmachen können. Hierdurch treten plötzliche Biegungsbeanspruchungen in den Schäften auf, wodurch diese öfter brechen. Auch die Verspannung der Schraubenflügel durch Spanndrähte zur Erzielung einer größeren Festigkeit hat diesen Mangel der Luftschrauben noch nicht beseitigen können.

Zu beachten ist, daß der Drachenflieger bei einem Bruch der Schraube nicht so gefährdet ist wie der Schraubenflieger; der Drachenflieger kann dann als Gleitflieger auf seinen Tragflächen allmählich heruntergleiten, während der Schraubenflieger dann keine Unterstützung in der Luft findet und beim Bruch seiner Schrauben oder sonstiger Störungen weit schneller zur Erde fällt.

Um einen guten Schraubenflieger zu konstruieren, müssen daher zunächst zuverlässige Tragschrauben konstruiert werden und ist es hier noch ein dankbares Feld für Versuche. Bemerken möchte ich noch, daß die bisher konstruierten Tragschrauben einen viel schlechteren Wirkungsgrad ergeben haben als die besten Treibschrauben. Bei diesen hat man bereits einen Wirkungsgrad von 76% erreicht. Im aeronautischen Institut in Lindenberg, das unter Leitung des Herrn Geheimrat Assmann steht, werden jetzt Versuche mit Luftschrauben ausgeführt.

(Fortsetzung folgt.)

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