Kaiserpreis-Wettbewerb für deutsche Flugzeugmotoren. Von Paul Béjeuhr in Berlin. BEJEUHR: Kaiserpreis-Wettbewerb für deutsche Flugzeugmotoren. Der große Wettbewerb ist vorüber und es drängt sich die Frage auf: „Sind alle Wünsche im Sinne des hohen Förderers der deutschen Flugtechnik in Erfüllung gegangen? Wenn nicht, in welcher Art ist dem deutschen Flugzeugmotorenbau weiter zu helfen?“ Der Kaiserliche Weckruf, der durch die hochherzige Stiftung von 50000 M noch weitere Behörden zur Ausschreibung von Preisen herbeizuziehen wußte, so daß der Motorenindustrie im ganzen 125000 M zur Verfügung standen, hatte die große Zahl von 44 verschiedenen Motorentypen, die von 26 Bewerbern angemeldet waren, auf den Kampfplatz gerufen, zu welcher hohen Zahl außerdem noch die 24 Ersatzmotoren kamen, die bei unverschuldetem Schaden für die Hauptmotoren in die Bresche treten konnten. Die Prüfung wurde nach reiflicher Rücksprache der Sachverständigen aus folgenden Einzelproben zusammengesetzt: 1. Dem Aufbau innerhalb drei Tagen. 2. Der Vorprobe: Halbstündiges Vollaufen in wagerechter Lage. Viertelstündiges Vollaufen bei 15° Steigung der Achse. Viertelstündiger Lauf mit 10° Neigung abwärts bei möglichst reduzierter Tourenzahl, dem Gleitfluge entsprechend; am Schluß außerdem noch ruckweises Anlassen mit Vollgas. 3. Dem siebenstündigen Dauerversuch. 4. Einem Nachversuch: Dreistündiger Vollauf in wagerechter Lage. Halbstündige Pause. Nochmals zweieinhalbstündiger Vollauf und halbstündiger Vollauf mit erhöhter Tourenzahl durch künstlich erzeugten Gegenwind. Von den zehn Motoren, die in die letzten Nachversuche hineinkamen, gruppierten sich die besten wie in folgender Preisverteilung angegeben ist: 1. Kaiserpreis für den besten deutschen Flugzeugmotor, 50000 M erhielt: Benz & Cie., Rheinische Automobil- und Motorenfabrik A.-G., Mannheim: 100 PS-Benz-Vierzylinder. Einheitsfaktor 3,55. 2. Preis des Reichskanzlers, 30000 M: Daimler-Motoren-Gesellschaft, Stuttgart-Untertürkheim: 90 PS-Mercedes- Sechszylinder mit Stahlzylindern. Einheitsfaktor 3,7. 3. Preis des Kriegsministeriums, 25000 M: Neue Automobil-Gesellschaft, A.-G., Oberschöneweide: 97 PS – N A G – Vierzylinder. Einheitsfaktor 4,02. 4. Preis des Reichsmarineamts, 10000 M: Daimler-Motoren-Gesellschaft, Stuttgart-Untertürkheim: 72 PS – Mercedes – Vierzylinder, hängender Motor. Einheitsfaktor 4,06. 5. Preis des Reichsamts des Innern, 10000 M: Argus-Motoren-Gesellschaft m. b. H., Reinickendorf: 98 PS-Argus-Vierzylinder. Einheitsfaktor 4,07. Ein paar Worte über die Preisträger: Der in allen Prüfungen siegreiche 100 PS-Benz-Flugmotor, der im letzten Entscheidungslauf der zehn besten Motoren seine Bewertungsziffer noch erheblich verbessern und so den Abstand vom nächsten Bewerber noch erhöhen konnte, ist ein vierzylindriger wassergekühlter Motor von 130 mm Bohrung und 180 mm Hub. Seine Leistung beträgt bei einer Tourenzahl von 1250 bis 1300 i. d. Min. etwa 100 PS; jedoch läßt sich die Tourenzahl bis auf etwa 1350 bis 1380 i. d. Min. steigern, wodurch die Leistung entsprechend wächst. Der größte Wert wurde bei der Konstruktion und Ausführung des Motors auf absolute Betriebssicherheit gelegt; wo irgend angängig, sind empfindliche Teile des Motors, deren Versagen ihn außer Betrieb setzen könnte, in doppelter Ausführung vorhanden. So arbeiten die zwei Magnetapparate mit getrennten Antriebsrädern auf je zwei getrennte Zündkerzen in jedem Zylinder gleichzeitig. Die Oelumlaufpumpe und die Frischölpumpe werden von zwei verschiedenen Stellen betätigt. Jede dieser beiden Oelpumpen drückt das Oel durch besondere Leitungen in die Hauptlager und von da aus durch die Kurbelwelle zu den Kurbelzapfen. Außerdem erhalten die letzteren noch das von den Hauptlagern abspritzende Oel unter Verwendung von Oelfangschalen. Selbst der sonst so gefürchtete Bruch einer Ventilfeder ist belanglos, da jedes Ventil von zwei um die gleiche Achse angeordneten Federn auf seinen Sitz gedrückt wird. Der 75/85 PS-Sechszylindermotor (Stahlzylindermotor) der Daimler-Motoren-Gesellschaft, Stuttgart-Untertürkheim, der zweite Preisträger, hat einen Zylinderdurchmesser von 105, einen Hub von 140 mm, Leistung bei 1350 Umdrehungen i. d. Min. etwa 87 PS, Motorgewicht etwa 142 kg (einschließlich zwei Magnetapparate, Kühlwasserpumpe, Schmierölpumpe und der am Motor befindlichen Leitungen). Je zwei der Stahlzylinder sind zusammengeschweißt und mit einem gemeinsamen Kühlmantel aus Stahlblech versehen. Die Gemischbildung wird durch einen mit Warmwasserheizung versehenen Mercedes-Doppeldrehschiebervergaser bewirkt, wovon je drei Zylinder von einem Vergaser mit Gemisch versehen werden. Das Benzinluftgemisch wird durch zwei getrennt arbeitende Hochspannungszündapparate mit mechanischer Zündmomentverstellung entzündet. Die Schmierung ist eine Zirkulationsölung mit Frischölzusatz, die durch eine an der tiefsten Stelle des Gehäuseunterteils eingebaute Druckpumpe bewirkt wird. Als weiterer Preisträger (vierter Preis) ist der 60/70 PS-Vierzylindermotor zu nennen; er hat keine aufrechtstehenden, sondern hängend angeordnete Zylinder. Die Daten sind folgende: Zylinderdurchmesser 120 mm, Hub 140 mm, Leistung bei 1400 Umdrehungen i. d. Min. etwa 70 PS, Motorgewicht etwa 148 kg. Die Zylinder dieses Motors sind paarweise zusammengegossen und mit Kühlwasserräumen versehen. Jeder Zylinder hat ein Ein- und ein Auslaßventil, welche in der Vertikalrichtung unter den Kolben eingebaut sind. Durch eine gemeinsame Steuerwelle wird unter Zwischenschaltung von Hubstangen und Schwinghebeln sowie einer unter jedem Ventil angeordneten Schraubenfeder die Betätigung der Ventile bewirkt. Die Steuerwelle wird durch ein Stirnräderpaar angetrieben, das zwischen die Zylinderpaare verlegt ist. Die Neue Automobil-Gesellschaft, Oberschöneweide-Berlin, welche den dritten Preis erhielt, hatte zwei Motoren von 60 und 95 PS gemeldet. Die Konstruktionsprinzipien des NAG-Flugmotors sind folgende: Die außerachsige Anordnung der Zylinder im Verhältnis zur Kurbelwelle erlaubt eine äußerst niedrige Bauart. Die einzelstehenden Zylinder sind bis zum Kopf allseitig bearbeitet, wodurch genaue Wandstärken erzielt und Gußspannungen vermieden werden. Der Verbrennungsraum und damit der Anbau der Ventile ist so durchgebildet, daß nur wenig Wärme auf das Kühlwasser übertragen wird, so daß man mit einem kleinen Kühler auskommt. Die Ventilfedern liegen oben über den Zylinderköpfen und werden vom Propellerwind gekühlt, zumal ihre Windungen groß gewählt sind. Die Kurbelwelle ist fünfmal gelagert, so daß jedes Pleuellager von dem rechts bzw. links neben ihm befindlichen Kurbelwellenlager Oel durch Oelschleuderringe bekommt, also eine doppelt so große Schmiersicherheit vorhanden ist, als wenn das Pleuellager lediglich von einem benachbarten Kugelwellenlager Oel erhält. Das Kurbelgehäuse faßt den gesamten Oelvorrat für 10 Stunden, so daß ein besonderer Oelbehälter fortfällt. Hierdurch ist gleichzeitig eine bequemere Platzverteilung im Flugzeug gegeben, die häufigen Brüche und das Leckwerden der Leitung sind fast ausgeschlossen, das Oel kann nicht einfrieren, wie dies im letzten Winter bei Flugzeugen in Döberitz öfter auftrat. Die umlaufende Oelmenge ist sehr groß und die Abkühlung der zu schmierenden Teile infolgedessen reichlich. Der mit 95 PS gemeldete Motor hatte eine Bohrung von 135 mm und einen Hub von 106 mm, er ergab während der Dauerprobe 97 PS und hatte einen Benzinverbrauch von 214 g f. d. PS und Stunde, was als ein außerordentlich gutes Resultat angesehen werden muß. Endlich noch der Vierzylindermotor, mit dem die Argus-Motoren-Gesellschaft m. b. H., Reinickendorf b. Berlin, den fünften Preis erhielt, hatte 140 mm Bohrung und Hub. Der Motor besaß Wasserkühlung mittels Wasserpumpe, automatische Oelung mittels Oelpumpe unter Druck sowie einen sich automatisch regulierenden Vergaser. Er bestand sämtliche Prüfungen anstandslos, wobei besonders zu beachten ist, daß der geprüfte Motor ein der Serienherstellung entnommenes Produkt war, das also nicht besonders für den Wettbewerb konstruiert wurde. Und nun die Versuchsanlage. Bei allen Versuchen war es vor allen Dingen nötig, in einwandfreier Weise das Drehmoment der betreffenden Motoren zu messen und für diese Messung ergab sich als zweckmäßigste Einrichtung der Pendelrahmen.Vergl. D. p. J. 1912, Heft 14. Hierbei muß der Motor so aufgehängt werden, daß sich seine Drehachse in der Pendelachse befindet; soll nun die Arbeit des Motors durch eine Luftschraube aufgenommen werden, so muß die Motorenwelle durch die hohle Pendelachse hindurchgeführt werden und kann erst hinter der Unterstützung des Pendelrahmens den Propeller tragen. Das führt zu so langen Kurbelwellen, wie sie für Flugmotoren im allgemeinen nicht üblich sind. Würde man derartige Bestimmungen in einem Wettbewerb treffen, so hieße es Spezialkurbelwellen anfertigen, die für den Motoren-Verkauf nicht in Frage kommen. Die lange, eventl. freitragende Kurbelwelle würde außerdem leicht die Neigung zu Drehschwingungen ergeben, die wiederum außerordentliche zusätzliche Material-Beanspruchungen des Motors mit sich bringen. Das alles wollte die Ausschreibung nicht, im Gegenteil sollte die Prüfeinrichtung so konstruiert werden, daß man jeden beliebigen Motor aus seinem Flugzeug herausnehmen und auf die Bremse setzen konnte. Dies ließ sich durchführen mittels der gleichachsig, aber freigelegten Lagerung der Schraubenwelle, indem das Motorfundament durch eine Parallelogramm-Führung mit dem Wagebalken verbunden wird. Der den Motor aufnehmende Rahmen hängt mittels zweier Stangenpaare gelenkig an zwei hoch darüber liegenden, aber fest untereinander verbundenen gleicharmigen Hebeln, wovon der vordere gleichzeitig als Wage ausgebildet ist. Seitliche Pendelausschläge werden durch Querhalter verhindert (seitlich gelagerte doppelarmige Hebel und Zugverbindungen); auf diese Weise kann der Rahmen nur noch eine Drehung um seine Achse ausführen, kann also lediglich Drehkräfte übertragen. Es wurde ferner von Anfang an in den Wettbewerbbestimmungen davon abgesehen, die wassergekühlten Motoren mit dem eigenen Kühler zu prüfen, weil der Kühler durchaus nicht so eng mit dem Motor verwachsen ist wie etwa Vergaser und Zündung. Seine Bauart ist mehr oder weniger unabhängig von der des Motors, denn dieser verlangt nur eine ganz bestimmte Kühlfähigkeit. Die Tourenzahl der Motoren wurde einerseits durch einen Fahrtschreiber (Bauart Professor Lynen, München) festgestellt, andererseits durch ein gewöhnliches Tachometer und einen Umlaufzähler, der die gesamten Umläufe während des ganzen Versuchs zählt. Endlich fand noch eine Kontrolle mittels einer entfernt aufgestellten gleich schnell rotierenden Schlitzscheibe statt. Die Wassertemperatur wurde durch Glasthermometer gemessen, der Achsialschub des Propellers am Pendelrahmen durch Federwagen. Um den Drehwiderstand der Schraube vom Drehmoment des Motors zu trennen, mußte ersterer genau festgestellt werden und zwar ohne daß die Schraube eine wesentlich andere Lage zum Motor erhielt, als sie während des Motorversuches auf der Achse einnahm. Zu diesem Zweck wurde sie auf die Welle einer Bremsdynamo aufgekeilt und lediglich achsial so weit vom Motor abgeschoben, daß eine Berührung mit dem Motor nicht mehr stattfand. Diese Bremsdynamo lief mit drehbar gelagertem Magnetgestell durch Stromzuführung als Motor, so daß das wirksame Drehmoment ebenso wie beim Pendelrahmen an einer ruhenden Wägevorrichtung festzustellen war, was sich außerordentlich bewährt hat. Endlich war noch ein besonderes Zusatzgebläse im Motorenprüfraum vorgesehen, um den natürlichen Wind während des Fliegens zu ersetzen. Diese Vorrichtung kam hauptsächlich für Umlaufmotoren in Betracht, die ja zur Wärmeabfuhr der hohen Zylindertemperaturen unbedingt dieses kühlenden Windes bedurften; (auch sonst noch für außergewöhnliche Erhöhung der Tourenzahl). Weil aus Platzmangel ein besonderes Gebläse nicht aufgestellt werden konnte, begnügte man sich mit einem starken Luftpropeller, der gleichachsig mit der Schraube des Versuchmotors angeordnet war und einen Luftstrom bis zu 20 m/Sek. Geschwindigkeit gegen den Versuchsmotor werfen konnte. Unmittelbar nach dem Wettbewerb haben sich Stimmen erhoben, die den Wert der Ergebnisse zu beanstanden suchten. Es möge hier gleich betont werden, daß eine Reihe dieser Kritiker doch wesentlich über das Ziel hinausgeschossen haben, denn selbstverständlich läßt sich kein Wettbewerb so ausschreiben, daß nicht noch irgendwelche Wünsche offen bleiben. Man muß bei jedem Wettbewerb zwei Dinge völlig trennen: einmal soll die Prüfung einen Vergleich ermöglichen und dadurch einen Ueberblick über den derzeitigen Stand des betreffenden Gebietes geben, ferner aber sollen der betreffenden Industrie direkt oder indirekt durch die Wettbewerbe möglichst große Zuwendungen zufließen. Sofern hier das letztere in Frage kommt, gilt es also, die für die Wettbewerbe gestifteten Summen tunlichst auch an die Industrie abzuführen, und sie nicht durch große Prüfungseinrichtungen zu schmälern. Die Forderung steht also dem ersten Grundsatz direkt entgegen, denn ein genauer Vergleich wird nur möglich sein, wenn die Prüfungsvorrichtung tunlichst vollkommen ist, was natürlich nur durch teuere Einrichtungen möglich wird. Immerhin ließe sich die Frage diskutieren, von den Motoren einfach bestimmte Leistungen zu verlangen und diese Leistungen in ihrem wirklichen Arbeitsfeld abzunehmen, d.h. ein Flugmotor müßte einfach in sein Flugzeug gesetzt werden und nun einen möglichst langen regelmäßigen Flug in bestimmter Höhenlage absolvieren. Verlangt man z.B., daß der Motor drei bis vier Stunden in 2000 bis 3000 m Höhe fliegt, so hat man dadurch sicher eine bestimmte Vergleichsbasis, denn der Flug wird sich nur ermöglichen lassen, wenn der Motor regelmäßig und zuverlässig arbeitet, weil sonst sofort bei der geringeren Tragfähigkeit der Luft in dieser Höhe ein Abfall in der Barographenkurve ersichtlich ist. Diese Vergleichsflüge sind aber heutzutage noch gar nicht möglich, denn einen derartigen Flug könnten nur sehr wenige routinierte Flugzeugführer unternehmen. Natürlich müßte außer dem Flieger noch ein Beobachter der betreffenden Motorenfabrik mitfliegen und endlich, wenn möglich, noch ein Unparteiischer. Das ist aber bei dem heutigen Stand der Flugtechnik noch keineswegs durchführbar. Allerdings würden derartige Vergleichsflüge zum größten Teil beide Forderungen erfüllen. Weil Versuchseinrichtungen kaum nötig sind, (denn das benötigte Flugzeug wird ja durch die Flüge nicht weiter abgenutzt), so fließt das ganze zur Verfügung stehende Geld als Preise der Industrie zu. Die Prüfung ließe sich andererseits so scharf gestalten, daß sicher die Abstände zwischen den einzelnen Preisträgern groß genug wären, um eine gerechte Verteilung zu ermöglichen. Sehen wir nun zunächst von derartigen Prüfungen ganz ab, so muß versucht werden, auf dem Prüfstand weitestgehend die Wirklichkeit nachzuahmen. Das ist nun schon in Adlershof in hohem Maße erreicht, wenngleich sich noch Verbesserungen anbringen lassen. Erstens hat sich die Zeitdauer der Prüfung von sieben Stunden außerordentlich bewährt, denn nach etwa drei Stunden ist der ganze Motor bis in seine kleinsten Details betriebswarm, so daß sich irgendwelche Fehler nunmehr unbedingt herausstellen müssen. Die Versuche erstreckten sich wie vorher angegeben auf etwa 15 Stunden insgesamt, ohne daß der Motor einer größeren Revision unterzogen werden durfte. Hat er diese Leistung hinter sich, so ist er ohne Frage betriebsfähig und in der Praxis würde nunmehr bei jeder sorgfältigen Flugzeugfirma eine gründliche Revision stattfinden. So weit ist also die Bestimmung einwandfrei. Die Messung des Drehmoments, der Tourenzahl, die Wägung der Betriebsstoffe und der zum Motor gehörigen Teile geschah ebenfalls in durchaus richtiger Weise, so daß kaum eine Verbesserung möglich ist. Anders ist es jedoch mit dem Messen der freien, nicht ausgeglichenen Massenkräfte. Hierfür war einfach der Maßstab angegeben: ob der Motor ruhig auf seinem Fundament steht bzw. wie groß etwa die Erschütterungen nach dem Augenmaß sind. Das ist für ein derartig empfindliches Fundament, wie es der Flugzeugkörper dem Motor bietet, durchaus verfehlt, und hier muß entschieden eine Revision eintreten. In die Aufhängestangen des Fundaments gehören irgendwelche registrierenden Dynamometer, welche die hier auftretenden Kräfte genau aufschreiben, so daß über die Größe ein richtiges Bild zu erhalten ist. Diese Aufschreibungen brauchen ja nicht fortwährend stattzufinden, vielmehr ließe sich hier ein Ein- und Ausschalten der immerhin empfindlichen Instrumente einführen. Daß derartige Messungen nötig sind, ergibt sich ohne weiteres aus der Ueberlegung, daß bei diesem Wettbewerb ein verhältnismäßig langhubiger Vierzylindermotor den ersten Preis erhielt, wohingegen es natürlich für den Flieger wesentlich angenehmer ist, einen besser ausgeglichenen Sechszylindermotor mit geringeren Kräften im einzelnen Zylinder im Flugzeug zu haben, welcher Motor jedoch in der Konkurrenz ohne weiteres seines größeren Gewichtes wegen zurückbleiben mußte. Dann ist es auch nötig, die Betriebsverhältnisse der einzelnen Motoren, die natürlich nicht alle gleichzeitig geprüft werden können, in bezug auf Temperatur und Luftdruck gleichmäßiger zu gestalten. Es wäre sehr wünschenswert, wenn man den ganzen Prüfraum so evakuieren könnte, daß der Vergaser schnelle Temperatur- und Druckwechsel der von ihm verwendeten Luft zu verarbeiten hat. Auch die künstliche Durchfeuchtung der Luft bis zur Sättigung wäre nötig, um zu sehen, ob der Vergaser Reifbildung vermeidet, die unbedingt ein Aussetzen des Motors nach sich zieht. Erst wenn hier eine gewisse Regelmäßigkeit bei allen Bewerbern eingeführt werden kann, läßt sich der Vergleich einwandfrei gestalten. Bei den jetzigen Prüfungen, bei denen sehr viele Motoren in den Nachtstunden mit ihren gleichmäßigen Temperaturverhältnissen erprobt wurden, während andere wieder die großen Unterschiede der Mittagsstunden zu bewältigen hatten, ist ein Vergleich nicht möglich. Es muß allerdings zugegeben werden, daß besonders die letzte Forderung eine recht komplizierte Prüfanlage voraussetzt, deren Einrichtungen erhebliche Summen verschlingen. Es müßte ein völlig geschlossener Raum vorgesehen werden, dessen Luftdruck durch einen großen Ventilator auf einer bestimmten Höhe gehalten wird, während andererseits die Feuchtigkeit und Gesamttemperatur sich (entsprechend dem Luftdruck oder willkürlich) verändern läßt, wobei natürlich stets eine registrierende Kontrolle stattfinden muß. Soviel mir bekannt, beabsichtigt die große Versuchsanstalt des Physical Laboratory in Teddington die dem Advisory Committee untersteht, eine derartige Anlage, und es wäre vielleicht ganz interessant, wenn über die dortigen Erfahrungen etwas bekannt würde. Dann ist an den Ergebnissen zweierlei gerügt worden: einmal, daß eine völlige Neukonstruktion den Sieg errang; dann, daß kein Umlaufmotor unter den Preisträgern war. Beide Bemängelungen sind nicht ganz logisch. Ein Wettbewerb hat gerade den Zweck, einer Neukonstruktion, wenn sie es verdient, ihren Weg zu ebnen, und es könnte höchstens als Krönung des Resultats verlangt werden, daß nunmehr der Preisträger auch im Flugzeug seine Befähigung nachweist. Ob später bei der Serienherstellung wirklich noch die eine oder andere Aenderung vorgenommen wird, kann für die jetzige Bewertung nicht ausschlaggebend sein. Und der Umlaufmotor? Wenn er sich unter den Preisträgern befunden hätte, so wäre es sicher eine Neukonstruktion gewesen. Das wird auch noch für den nächsten deutschen Wettbewerb zutreffen. Daß diesmal nicht auf ihn zu rechnen war, darüber herrschte eigentlich in Fachkreisen kein Zweifel, denn bewußt hat sich die deutsche Motorenindustrie dem wassergekühlten Motor und seiner Verbesserung zugewendet, weil seine Nachteile zunächst geringer sind als die des luftgekühlten Rotationsmotors. Letzterer nutzt nämlich vor allen Dingen sein Zylindervolumen nicht aus, weil die erhitzten Wandungen doch nur ein verhältnismäßig gasarmes Gemisch aufnehmen können; er kann infolgedessen auch den Brennstoff nicht voll ausnutzen und dadurch steigt durch den hohen Betriebsstoffverbrauch sein an sich geringes Eigengewicht zu einem erheblichen Einheitsgewicht f. d. PS. Wir können daher mit dem Ergebnis des Wettbewerbs recht zufrieden sein, zumal zwei sehr interessante Neukonstruktionen der Daimler- Werke sich gut bewährt haben, über die vielleicht in nächster Zeit noch weiter zu berichten ist. Eine Reihe obiger Vorschläge ist jedenfalls für den nächsten Wettbewerb als wünschenswerte, ein Teil jedoch als notwendige Aenderung zu berücksichtigen.