Die Internationale Luftschiffahrt-Ausstellung in Frankfurt a. Main 1909. Von August Bauschlicher, Zivilingenieur, Frankfurt a. Main. (Fortsetzung von S. 11 d. Bd.) Die Internationale Luftschiffahrt-Ausstellung in Frankfurt a. Main 1909. 2. Dynamische Flugapparate. Leider ist dieser Zweig des Flugfahrzeugbaues ungenügend beschickt. Obwohl Dr. Fritz Huth, Nolte, Grade, Jatho und einige Flugtechniker mit ausgeführten, flugfähigen Apparaten erscheinen wollten, sind als solche nur ein Wright- Flieger und ein nach den Konstruktionen von Voisin von Aug. Euler in Deutschland erbauter Apparat ausgestellt.Auf die ausführliche Beschreibung der ausgestellten Flugapparate von Aug. Euler und Wright kann verzichtet werden, da Ausbert Vorreiter in den Heften 9–16 diese Apparate bereits ausgiebig besprochen hat. Im übrigen ist man auf die Besichtigung zahlreicher Modelle von nicht immer einwandfreier Konstruktion angewiesen. Die große Menge der ausgestellten Modelle von oft recht phantastischer Form, schafft jedenfalls keinerlei Klarheit, ob Schraubenflieger, Schwingenflieger usw. ebenso brauchbar sein können, wie die erfolgreichen Gleitflugapparate. Ein interessantes Modell ist der Planetenschraubenflieger von J. B. Barnickel, Thurmsdorf, Bayern, bei dem 4 Flügelpaare sich drehen und gleichzeitig die Schraubenachsen ebenfalls eine kreisende Bewegung machen. Unter einigen interessanten Gleitflugapparaten ohne Motor sei erwähnt der Lilienthalsche Apparat, den man an den Schultern befestigte, ferner ein großes Schwingenfliegermodell von Schälke, das rotierende vierteilige Flügel besitzt. Ein Versuchsapparat, bei dem die rotierenden Flügel auf einem Gestell befestigt sind und durch einen Elektromotor angetrieben werden, gibt Aufschluß über die Wirkung derartiger Flügel. Leider machen derartige Modelle, auch das Gleitfliegermodell von Dr. Ganz-Fabrize noch einen recht problematischen Eindruck. Dies gilt auch von dem Schraubenflieger des technischen Bureaus Emil Neyen in Berlin infolge der etwa zwölf zur Anwendung gebrachten Luftschrauben. Schraubenflieger haben jedenfalls zu viele bewegte Maschinenteile, sie erfordern z.B. mindestens zwei senkrecht stehende Luftschrauben für den Auftrieb und eine wagerecht angeordnete Luftschraube für den Vortrieb, während Ruderflugapparate komplizierter Hubmechanismen für verschieden großen Hub bei gleichzeitiger Drehung der Flügel bedürfen. Ferner sind sowohl Ruderflugapparate, als auch Schraubenfliegerapparate noch aus dem Grunde gefährlich, weil nur kleine bewegte Flächen den Apparat in der Luft halten. Beim Versagen des Motors fehlt dann die bremsende Wirkung langer Gleitflächen, so daß Schraubenflieger oder Ruderflieger senkrecht zur Erde fallen, während Gleitflieger auch beim Versagen des Motores noch nicht unmittelbar herunterstürzten, sondern schräg zur Erde gleiten. Der Führer hat meist noch in der Hand, irgend einen ihm zur Landung des Fahrzeuges passenden Punkt zu erreichen, falls er in sehr große Höhen gegangen ist. Auch jene Apparate, bei denen eine wagerechte Schraube zum Vortrieb dient und Hilfsgleitflächen zur Verminderung der Sturzgefahr angeordnet sind, stellen keinen Fortschritt in der Lösung stabiler und betriebssicherer Flugapparate dar. Auf dem Gebiet der reinen Gleitflugapparatmodelle sind keine neuen aussichtsvollen Ideen verkörpert. Viele Konstrukteure haben recht viele Decke und allerlei kuriose Flächenformen geschaffen. Wieder andere ersinnen neue Steuervorrichtungen und versuchen alle Steuerbewegungen durch Schrauben zu vollführen. Auch auf dem Stand der deutschen Flugtechniker sind wenig Modelle ausgestellt, die irgend einen besonderen Originalitätswert besitzen. Beachtung verdienen drei Schwingenfliegermodelle von Ludwig Jahreis, Frankfurt a. M., da sie flugfähig hergestellt sind. Als sehr gut durchgearbeitet ist ein Eindecker, gebaut und entworfen von dem Maschinentechniker Firtzlaff zu bezeichnen, der in dem Stand der Frankfurter Automobiltechnischen Gesellschaft als flugfähiges Modell ausgestellt ist. Er kennzeichnet sich dadurch, daß an einem langgestreckten Rahmen seitlich zwei Tragflügel, vorn an der Rahmenspitze eine Schraube und hinten am Schwanz des Apparates ein Seitensteuer und ein Höhensteuer angebracht ist. Auf Grund des ausgestellten hübschen Modells fand sich ein westfälischer Industrieller, der mit dem Herrn Firtzlaff zusammen unter der Firma Firtzlaff & Timmermann eine Werkstätte zum Bau von Flugapparaten errichtet. Es scheint nunmehr durch die Erfolge eines Latham, Bleriot, Santos Dumont sicher zu stehen, daß der Eindecker das rationellste und schnellste Fahrzeug ist, trotz der guten Resultate der Wrights mit ihrem fraglos gut durchstudierten Zweidecker. Allein der Wright-Flieger muß heute bereits als überholt gelten, da ihm besondere Laufräder fehlen und der Abflug seines Apparates von einem Abfluggestell abhängig ist Die Zweidecker von Voisin & Ferber wurden von Anfang an mit Laufrädern versehen, und wenn auch durchschlagende Erfolge durch die eingetretene Gewichtsvergrößerung etwas hinausgezogen wurden, so ist dies mehr der geringeren Flugkunst der französischen Luftschiffer gegenüber der der beiden Amerikaner zuzumessen. Der allgemein anerkannte Grundsatz im Maschinenbau, daß jene Maschine am besten ist, die am wenigsten bewegte Maschinenteile enthält, trifft auch im Flugmaschinenbau zu. Der Gleitflieger, insbesondere der Eindecker mit seinen starren Gleitflächen und seinen mit dem Motor direkt gekuppelten Schrauben ist, maschinentechnisch betrachtet, sehr einfach, viel einfacher wie das Automobil, so daß die Schraubenflieger und Schwingenflieger gar nicht dagegen aufkommen. Es dürfte sich vielleicht in kurzer Zeit folgende Standardtype aus den bestehenden Konstruktionen herausschälen. Monoplan mit 30–40 qm Tragflächen, vielleicht teilweise zusammenklappbar eingerichtet. Motoren mit 30–50 PS, Gesamtgewicht des Apparates 200–300 kg, langgestreckter Rahmen zur Aufnahme des Motores, von zwei Mann Besatzung, der Laufräder und der Steuerorgane, bestehend in einem Seitensteuer und Höhensteuer, am Schwanzende angebracht, einem Kippsteuer oder Quersteuer durch Verdrehen seitlicher Zusatzflächen, sowie der Stabilisierflossen zur Erhaltung der Lage. Als Konstruktionsmaterial für die Gestellteile einer Flugmaschine scheint Stahl sich durchzusetzen. Holz und Aluminiumgestelle werden aber nicht ganz verschwinden, da z.B. die Holzschrauben von Chauvière & Wright sich als recht gut gezeigt haben. Am wenigsten geklärt ist die Stabilitätsfrage und in dieser Richtung bringen auch die in der „IIa“ ausgestellten Modelle keine Lösung. Die Stabilität in bezug auf das seitliche Kippen des Apparates ist bekanntlich sehr wichtig. An der Lösung dieser Frage hat nur der Ing. Weisenburger aus Offenbach a. M. gearbeitet, der ein Zweideckermodell baute, bei dem die maschinellen Organe und der Personensitz an dem Oberdeck pendelnd aufgehängt sind, derart, daß die Pendelbewegungen auf zwei Schrauben übertragen werden. Die Schraubenachsen werden in ihrer Winkelstellung derart geändert, daß die Schraube dem Kippen des Apparates, je nachdem er nach der einen oder anderen Seite abgelenkt wird, selbsttätig entgegenwirkt. Daß die Zugkraft einer Luftschraube auch für andere Sportsfahrzeuge von Bedeutung sein kann, beweist ein ausgestellter Motorschlitten von Etrich, Wien, mit einer an der Rückseite des Schlittens angeordneten Schraube. 3. Motoren für Luftschiffe. Es ist bekannt, daß Flugapparate und Luftschiffe erst dann befriedigende Leistungen entwickelten, nachdem der Automobilbau den Weg im Bau leichter Motore gezeigt hatte. Ein gewerblicher Gasmotor mit etwa 300 kg Gewicht f. d. PS kam als Ballonmotor nie in Frage; erst als die Motorgewichte auf etwa 5 kg f. d. PS sanken (ein normaler Automobilmotor wiegt 8–10 kg f. d. PS), konnten genügend starke Motoren in Lenkballons eingebaut werden. Für Flugapparate ist aber auch ein Motorgewicht von 5 kg f. d. PS noch zu schwer und Levavasseur in Paris war der erste, der vor etwa 4 Jahren das Gewicht eines 100 pferdigen Benzinmotors auf 1 kg f. d. PS herabdrückte. Inzwischen hat man aber eingesehen, daß die zu leichte Bauart die Betriebssicherheit eines Motors gefährdet, und man geht neuerdings nicht unter 1,5 kg f. d. PS und läßt für Ballonmotore sogar 3–4 kg zu, obwohl kein Grund vorliegt für Flugapparate und Lenkballons Unterschiede zu machen und nicht auf der Basis von 1,5–2 kg f. d. PS genügend betriebssichere Motoren für beide Fahrzeuggattungen zu schaffen. Die in der Tab. 2 gegebenen Abmessungen einiger bekannten leichten Motoren zeigen jedenfalls, daß man bestrebt ist, vielzylindrige, schnellaufende Maschinen zu bauen. In Frankreich befassen sich hiermit bereits einige Sonderfabriken, wie die Société Antoinette, Levavasseur, Farcot, Esnault-Pelterie, Anzani usw., weniger stark die Automobilfabriken. Nur die französischen Automobilfabriken Clement-Bayard und Gobron Brillié sind mit leichten Motoren hervorgetreten. In Deutschland war das Interesse der Automobilfabriken für leichte Motoren größer. Werke, wie die Fahrzeugfabrik Eisenach, Daimler Motorengesellschaft, Untertürkheim, Neue Automobilgesellschaft, Berlin, Süddeutsche Automobilfabrik Gaggenau, Automobilwerke Dürrkopp, Bielefeld, Adlerwerke vorm. Heinrich Kleyer, Frankfurt a. M., haben den Bau leichter Motoren aufgenommen. Die Adlerwerke hatten zwei Motoren, einen Vierzylinder und einen Sechszylindermotor, ausgestellt, und ein Sechszylindermotor befindet sich im Betrieb. Er war mit einer Lichtdynamo gekuppelt und sei in folgendem etwas näher beschrieben. Textabbildung Bd. 325, S. 26 Fig. 5. Ein besonders bemerkenswertes Konstruktionselement des Adlermotores bildet zunächst der Zylinder. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist der Zylinder samt Zylinderkopf und Ventilkammern B–B aus geschmiedetem Stahl hergestellt. Durch zweckmäßige Ventilanordnung ist diese Ausbildung aus einem Stück möglich geworden. Tabelle 2. Erbauer PSnominell AnzahlderZylinder Zylind.-Durchm.in mm Hubmm Umdreh.i. d. Min. Gewichtkg Gaggenau 200 8 165 160 12/1400 – Körung   72 8 116 126 1400 200 Antoinette 40/50 8 105 105 1500 280 Farcot 8/10 2   80   90 1500   25 Farcot 8/15 2 105 120 1400   32 Farcot   30 8   80   90 1500   65 Clement-Bayard 180 6 155 185 – – Adler 100 6 115 135 12/1400 220 Palous & Beuse 301 4 100 130 1500   60 Durch die Anordnung beider Ventile in dem Zylinderkopf wird jegliche Zerklüftung und Unterteilung des Explosionsraumes vermieden, wodurch die Leistung der Maschine eine entsprechende Steigerung erfährt. Der Stahlzylinder ist mit dem Kühlmantel C aus Kupferblech umgeben, der in der Mitte Ausgleichwellen gegen Wärmeausdehnungen besitzt. Das Wasser umspült den ganzen oberen Teil des Zylinders und die beiden in dem Zylinderkopf befindlichen Ventilkammern B–B. Der Wassereintritt erfolgt unten am Kühlmantel, während der Austritt an der höchsten Stelle des Zylinderbodens liegt, wodurch jede schädliche Dampfbildung innerhalb des Wasserraumes vermieden wird. Die Anschlußstutzen D sind zugleich als Lagerböcke für eine über die ganze Zylinderreihe sich erstreckende Welle E ausgebildet, auf der die Balanzierhebel F zur Betätigung der Ventile G schwingen. Beide Ventile sitzen in besonderen Ventilkörben H, die durch die Mutter J verschraubt sind. Durch Abnahme der Mutter J kann das Ventil samt Ventilkorb herausgenommen und ausgetauscht werden; diese Ventilauswechslung ist deshalb in sehr kurzer Zeit möglich. Der Zylinder ist so gestaltet, daß bei einem eventuellen Ventilbruch das Bruchstück nicht in den Zylinder fallen kann. Die Bewegung sämtlicher Ventile erfolgt von der Nockenwelle K aus, und zwar wird die Bewegung auf Stössel L, Stange M und Balancier J übertragen; der doppelarmige Balancierhebel wirkt auf das Ventil G. Um den Ventilkorb mit Ventil herausnehmen zu können, wird der Balancier im Scharnier von der Stoßstange M gelöst und nach Abnahme eines federnden Stahlringes, der den Balancierhebel auf der Welle achsial sichert, zur Seite geschoben. Das Motorengehäuse besteht aus dem Oberteil N und dem Unterteil O: das Oberteil bildet den eigentlichen Tragkörper und trägt die Hauptlager P für die Kurbelwelle; sie ist siebenfach gelagert. Im Vorderteil sind in einem Räderkasten die Antriebsräder untergebracht. Die Kurbelwelle überträgt durch Zahnräder die Bewegung auf die Steuerwelle, mit der die Wasserpumpe direkt gekuppelt ist. Eine von der Steuerwelle ebenfalls angetriebene Parallelwelle dient zum Antrieb des Magnetapparates. Der Räderkasten ist nach vorn durch einen Deckel abgeschlossen, an dem die Wasserpumpe Q montiert ist. Sämtliche Räder sind eingekapselt und arbeiten ständig in einem Oelbad, was einen ruhigen Gang und geringsten Verschleiß zur Folge hat. Zur Zündung dient ein Bosch-Magnetapparat, Type HD für Sechszylindermotoren, der mit ¾ Umdrehungszahl der Kurbelwelle läuft. Der für Luftschiffzwecke besonders leicht gebaute Apparat ist mit dem Verteiler R versehen; dieser Verteiler ist mit der Oelpumpe S auf gemeinsamer Welle montiert und wird durch Schraubenräder von der Steuerwelle aus getrieben. Die Zündleitung ist übersichtlich verlegt, alle Anschlußklemmen sind isoliert; auch die Zündkerzen sind mit Schutzkapseln umgeben, um jede Funkenbildung zu vermeiden. Es kommt die von den Adler-Automobilmotoren übernommene patentierte Zirkulationsschmierung zur Anwendung. Das Motorgehäuseunterteil ist in der bekannten Weise als Oelbehälter ausgebildet. Das untere Räderpaar der Doppelpumpe S entnimmt das Oel dem Siebraum des Motorunterteiles und preßt es nach einem Verteilerrohr, von wo aus es den einzelnen Schmierstellen des Motors unter Druck zugeführt wird. Von dem oberen kleineren Zahnradpaar fließt das Oel nach dem Schauglas, wo sein Stand jederzeit das richtige Funktionieren der Schmierung anzeigt. Sobald der Oelspiegel unter das Niveau der oberen Oelpumpe gesunken ist, bleibt der Oelstrahl im Schauglas aus und zeigt damit den Zeitpunkt zur Nachfüllung an. Textabbildung Bd. 325, S. 27 Fig. 6. Die Zirkulation des Wassers wird durch die am vorderen Gehäusedeckel angebrachte Zentrifugalpumpe Q bewirkt. Der Kühler ist auch hier nach der Konstruktion der Adler-Automobilkühler ausgebildet und besteht aus flachen, vertikalen Rohren von sehr geringer Wandstärke, die durch Querrippen versteift werden. Die Kühlung wird durch einen kräftigen Ventilator, der von der Kurbelwelle aus mittels eines Flachriemens angetrieben wird, unterstützt. Durch exzentrische Lagerung des Ventilators ist der Ventilatorriemen nachstellbar. An den Auspuffstutzen ist der Auspufftopf direkt mit kurzen Anschlußrohren angebracht. Er ist mit einem Kühlmantel versehen, so daß keine schädliche Erhitzung des Auspufftopfes entstehen kann. Der Vergaser ist als Zentralvergaser ausgebildet und direkt an das Saugrohr angehängt (s. Fig. 6). Die Zuführung der Hauptluft und der Zusatzluft erfolgt zentral, so daß infolge der geringen Saugwiderstände eine gute Motorleistung erzielt wird. Die Regulierung des ganzen Motors wird von einem Regulatorbock aus bewirkt, an dem sich die verschiedenen Regulierorgane befinden und zwar die Hebel zur Einstellung der Vergaserdrossel, zur Verstellung der Zusatzluft und zur Verstellung der Zündung. An der Säule des Regulierbockes ist außerdem das Schauglas zur Oelkontrolle angebracht. Nicht allein Automobilfabriken, sondern auch einige andere deutsche Firmen befassen sich mit dem Bau von leichten Luftschiffmotoren, so Ing. Schneeweis, Frankfurt, Ing. Bucherer, Köln, Palous & Beuse, Berlin, ferner stellte auch die belgische Firma, Pipewerke Brüssel, einen leichten Motor aus. Man kann im großen und ganzen sagen, daß sich die deutschen Konstrukteure bei dem Bau leichter Motoren vor Entgleisungen hüteten. Sogenannte Sternmotoren, wie sie E. Rumpler in D. p. J. 1909, Bd. 324 S. 7 beschrieb, sind auf der „IIa“ nicht ausgestellt. Es soll davon abgesehen werden, alle auf der „IIa“ ausgestellten Motoren zu beschreiben, besonders weil die Motoren einander sehr ähnlich sehen; nur die Leitsätze sollen kurz bezeichnet werden, die von unseren deutschen Konstrukteuren im Bau von Flugschiffmotoren befolgt wurden. Die auf der „IIa“ ausgestellten deutschen Luftschiffmotoren unterscheiden sich meist dadurch von Automobilmotoren, daß man die Umlaufzahlen gesteigert hat. Umdrehungen von 14–1800 i. d. Min. und Kolbengeschwindigkeiten bis zu 6 und 7 m i. d. Sek. gelten als zulässig. Es werden viele kleinere Zylinder an Stelle eines oder mehrerer großer Zylinder angewendet (vielfach acht Zylinder statt vier Zylinder) und bei Körting-Motoren je vier Zylinder einander gegenübergesetzt. Durch entsprechende Zündungsreihenfolge erhält man z.B. bei acht Zylindermotoren ein konstantes Drehmoment und ein schweres Schwungrad wird entbehrlich. Die Luftschiffmotoren sind gewöhnlich mit den Luftschrauben starr gekuppelt, und der Motor ist gewöhnlich voll belastet, im Gegensatz zum Automobilmotor, der vorübergehend beim Bergfahren gänzlich entlastet arbeitet. Bei der von Levavasseur mit Erfolg angewendeten Bauweise, vier Zylinder einander gegenüber anzuordnen, ergeben sich kleine Kurbelgehäuseabmessungen. Die Steuerung der Saugventile und Auspuffventile wird hierbei meist durch eine einzige Welle bewirkt, und bei manchen Motoren (von Farcot, Esnault-Pelterie) wird sogar das Auspuff- und Saugventil eines jeden Zylinders von einem gemeinsamen Stössel gesteuert. Man beansprucht alle Motorenorgane etwas höher als bei Automobilmotoren und verwendet Baustoffe, die diesen höheren Beanspruchungen gewachsen sind. Pleuelstangen, Kurbelwellen, Steuerwellen, Zahnräder, Ventile und Stoßstangen sind gewöhnlich aus einem hochwertigen Chromnickelstahl, wie er von mehreren Stahlwerken, insbesondere von der Bismarckhütte in Oberschlesien, erzeugt wird. Bei leichten Motoren sieht man möglichst von Gußteilen ab und fertigt tunlichst alle Teile aus dem Vollen. Die etwas teuere Bearbeitung, wie Ausbohren von Kurbelwellen und Erleichterungslöcher an Pleuelstangen usw., wird dabei in Kauf genommen, soweit man dadurch in der Lage ist, mit Sicherheit dünnwandige Werkstücke zu erzeugen. An Stelle gegossener Zylinder verwendet man vielfach einen oben geschlossenen Zylinder, den man innen und außen bearbeitet, und setzt besondere Kühlmäntel aus Kupferblech auf (s. Adler-Motor). An Stelle der Gleitlager mit ihrer hohen Reibungsarbeit treten möglichst Kugellager, die nicht allein den mechanischen Wirkungsgrad verbessern, sondern auch weniger Schmiermittel bedürfen und nicht warm laufen. Vielfach wird der Zylinder nicht durch Wasser, sondern auch durch Luft gekühlt, wodurch sich besondere Kühlapparate erübrigen, obwohl im allgemeinen die Wasserkühlung besser ist. Die Betriebsbedingungen bei Flugschiffmotoren sind etwas anders als bei Automobilmotoren, da die Flugschiffmotoren mit starr gekuppelten Schrauben stark belastet sind und ferner die Leistung der Motore schwankt. In einer Höhe von 5000 m leistet z.B. ein 33 PS-Motor nur noch die Hälfte, außerdem herrscht in großen Höhen eine starke Kälte und das Wasser in wassergekühlten Motoren sowie das Oel in den Oelleitungen kann leicht gefrieren. Ein Luftschiffmotor muß so gebaut sein, daß er auch in stark geneigter Lage noch arbeitet. Die Militär-Luftschiffabteilung schreibt vor, daß der Motor bei 20° Neigung noch tadellos arbeitet, weshalb das Untergehäuse eines Motors entsprechend auszubilden ist. Wenn das Oel durch Pumpen unten abgepumpt, in eine tiefer gelegene Sammelschale geleitet und von da wieder in den Zylinderraum geführt wird, kann es bei geneigter Lage des Gehäuses nicht den einen oder anderen Zylinder überschwemmen. Die Konstruktion von leichten Flugschiffmotoren kann noch nicht als abgeschlossen gelten, da einerseits durch hochwertige und doch leichte Baustoffe, wie Aluminium-Magnesiumlegierungen, durch explosionskräftigere Brennstoffe, vielleicht auch durch Verbesserungen der Triebwerke noch mancher Fortschritt zu erhoffen ist. Im allgemeinen hat man keine Neigung, den Viertaktmotor zu verlassen und den Zweitaktmotor zu pflegen, und auch von Gasturbinen kann zurzeit noch nichts erwartet werden. Es ist aber nicht ausgeschlossen, daß man den Wirkungsgrad der leichten Viertaktmotoren, bei denen heute 22 v. H. der Kalorien, die bei Anwendung von Leuchtbenzin von 680–700 spez. Gewicht gewonnen werden, weiter verbessert. Es gehen heute etwa 78 v. H. (38 v. H. durch die Auspuffgase und 38 v. H. durch die Wasserkühlung) verloren. Es ist wohl noch möglich, die Kühlungsverluste zu reduzieren und durch gute Zündapparate und verbesserte Vergaser eine bessere Verbrennung der flüssigen Brennstoffe zu erzielen. (Fortsetzung folgt.)