Fliegen wie ein Vogel – der alte Menschheitstraum

Otto Lilienthal (1848 – 1896) – Erfinder eines Flugapparates für den Segel- und Ruderflug

Zunächst interessierte den Arbeitskreis „Brandenburger Erfinder“ des VBIW, ob Lilienthal wirklich der erste Mensch war, der geflogen ist. Möglich, dass sich schon die alten Chinesen an Drachen gehangen haben, vermuten die Mitglieder des AK, belegt ist das nicht. Den ersten bekundeten Flug eines Menschen unternahm der Gelehrte Abbas Ibn Firnas (810–887) in Cordoba, das damals unter arabischer Herrschaft stand. Firnas war Hofdichter der Umayyaden im Emirat von Cordoba. Er interessierte sich auch für Mathematik, Astronomie und Physik.

Eine weit verbreitete künstlerische Darstellung des Fluges von Firnas. Quelle unbekannt

Otto Lilienthal, 1848 in Anklam geboren, stürzte nach jahrelangen Flugversuchen 1896 in Stölln (Landkreis Havelland) ab und starb tags darauf an seinen Verletzungen in Berlin. Seitdem konzentriert sich das Gedenken an Lilienthal auf den Gollenberg in Stölln und das 2011 dort neu eingerichtete Lilienthal-Centrum, wobei auch an anderen Orten seiner gedacht wird.

Kontakt: Lilienthal-Centrum Stölln GmbH

Otto-Lilienthal-Straße 50 14728 Gollenberg / OT Stölln Tel.: 033875 - 90690

Skulptur „Windharfe“ an der Abflugstelle auf dem Gollenberg. Die

gespannten Drähte vermitteln bei Wind den Klang einer Windharfe.

Foto: Scheer (VBIW)

Firnas konstruierte im Jahr 852 einen Flugapparat, und es gelang ihm damit, mehre hundert Meter weit zu fliegen und wieder zum Ausgangspunkt zurückzukehren. Das geschah im Goldenen Zeitalter der arabischen Wissenschaft und Kultur. Der Flugapparat von Firnas bestand aus Geierflügeln und Holzstreben. Er stellte, soweit der AK aus den überlieferten Skizzen feststellen konnte, einen Gleiter dar, der zwar eine Art Höhenleitwerk, aber keinen „Schwanz“, also keinerlei seitliche Steuereinrichtung, besaß, worin Firnas selbst die Ursache für den Absturz sah. Auch besaß sein Apparat keine Vorrichtung für den Flügelschlag. Zuerst schwang er sich von einem Minarett in die Lüfte und erlitt bei der Landung nur geringfügige Verletzungen. Dann arbeitete er 20 Jahre lang an der Verbesserung des Flugapparats, erreichte größere Weite, aber wieder war es die Landung, die missglückte. Er brach sich beide Beine, der offene Bruch konnte aber dank des hohen Standes der arabischen Medizin geheilt werden. Lehrmeister der arabischen und europäischen Medizin war der persische Gelehrte Avicenna (lateinischer Name), dessen „Canon der Medizin“ Grundlage der mittelalterlichen medizinischen Ausbildung wurde.

Die Parallele zum Unglücksflug von Otto Lilienthal rund 1000 Jahre später in Brandenburg drängt sich auf. Zwar nutzte Lilienthal Leiteinrichtungen am Flugapparat, doch gelang die Stabilisierung seines letzten Landeanflugs nicht, und es kam wie bei Firnas zur Bruchlandung, an deren Folgen er am Tag darauf starb. 750 Jahre später erforschte Leonardo da Vinci den Flug der Vögel, Insekten und Fledermäuse, und baute auf dieser Grundlage ein muskelgetriebenes Flügelschlaggerät, das er „Vogel“ nannte, aber eher den Flügeln der Fledermäuse ähnelte.

Offenbar war es seine fixe Idee, den Flügelschlag der Vögel imitieren zu müssen. Wie später auch Lilienthal erkennen musste, führt das aber in eine Sackgasse. Die Zukunft gehörte dem Gleitflug, der durch einen Propellerantrieb ergänzt werden konnte. Leonardo beließ es bei theoretischen Untersuchungen und einem Flugversuch von einer Brücke in Florenz, der 1496 mit einem Crash endete. Richtig geflogen war Leonardo nie. Er hatte aber entdeckt, dass es auf den Querschnitt eines Flügels ankam, eine Erkenntnis, die von Lilienthal später theoretisch untermauert wurde und zu den Tragflächen der heutigen Flugzeuge führte.

Modell eines Gleitfluggeräts nach Zeichnungen da Vincis. Ausstellung „Leonardo da Vinci“ des Instituts für Kulturaustausch. Foto: Miethig (VBIW)

Gedanklich entwickelte Leonardo auch eine Art Hubschrauber: ein Fluggerät mit Flügeln, die sich um eine senkrechte Achse drehen – nur waren die Verbrennungsmotoren noch nicht erfunden, die man für den Antrieb des Rotors benötigt. Da Vinci war eben seiner Zeit voraus.

Flugspirale Leonardo da Vincis in Ausstellung „Leonardo da Vinci“

des Instituts für Kulturaustausch. Foto: Miethig (VBIW)

Von den Vorläufern Lilienthals soll unbedingt auch der Brite Sir George Cayley (1773 – 1857) erwähnt werden. Er löste sich vom Schwingenflug und veröffentlichte 1809 bis 1810 den Entwurf eines Fluggeräts „mit angestellter Fläche und einem Vortriebsmechanismus”. Er beschreibt damit als erster den Grundaufbau des heutigen Starrflügelflugzeugs. Im Jahr 1849 baute er einen Dreidecker, der 1852 (oder 1853) eine kurze Strecke flog.

1881 gründete Lilienthal in Berlin eine Maschinenfabrik, in der er u.a. seine Flugapparate herstellte (Dampfkessel- und Maschinenfabrik Otto Lilienthal, Berlin, Köpenicker Straße 110/113). 8 Stück seines Eindeckers hatte er verkaufen können. Die Herstellung kostete 500 Mark.

Lilienthal wohnte seit 1886 in Groß-Lichterfelde, inzwischen der Berliner Stadtteil Lichterfelde. Er baute seine Gleiter aus mit Stoff bespannten Weidenruten. Dabei war der Weißstorch sein Vorbild. Die ersten Flugversuche unternahm er an einem Berghang bei Derwitz (nahe Werder/Havel), dann nutzte er die Hügel im nahegelegenen Steglitz. 1891 gelangen ihm die ersten reproduzierbar sicheren Gleitflüge. 1893 unternahm er vom Rhinower Hauptmannsberg und später vom Gollenberg bei Stölln Flüge von 250 Metern Weite. 1894 ließ er auf dem Gelände einer Ziegelei in Groß-Lichterfelde aus dem Abraum des Betriebes den 15 Meter hohen Fliegeberg aufschütten, von dem er tausende Flüge mit Flugweiten von bis zu 80 Metern durchführte. Bis zu seinem Absturz hatte er an die 2000 Flugversuche unternommen. Immer wieder erdachte er Verbesserungen an seinem Flugapparat. Er verlängerte den horizontalen Schweif (Höhenleitwerk) und fügte eine vertikale Steuerfläche hinzu (Seitenleitwerk).

Modell des Rundlaufapparats zur

Messung des Auftriebs, Lilienthal-Centrum Stölln.

Foto: Miethig (VBIW)

Zurück zu Otto Lilienthal. Ab 1867 baute er mit seinem Bruder in Anklam Prüfstände zur Erzeugung von Auftrieb durch Flügelschlag. Sie schafften es, eine Masse von 40 kg zu heben. Daraufhin konzentrierten sich ihre Untersuchungen auf gewölbte Flügel in der Luftströmung ohne Flügelschlag, und sie entdeckten, dass leicht nach oben gewölbte Flächen einen Auftrieb erzeugen. Für die Messung des Auftriebs bauten sie einen Rundlaufapparat, dessen Modell im Lilienthal-Centrum ausgestellt ist.

Den ursprünglich nur als Gleiter ausgerüsteten Flugapparat ergänzte Lilienthal ab etwa 1893 durch Bauelemente für den Flügelschlag, um die Reichweite zu verlängern. Das Deutsche Reichspatent 77916, das ihm 1893 erteilt wurde, enthielt die kombinierte Ausführung zum Gleiten und für den Anschub durch Flügelschlag. „Der vorliegende Flugapparat soll für die Ausübung des freien Fluges für den Menschen dienen und sowohl den Segelflug ohne Flügelschlag als auch den Ruderschlag mit bewegten Flügeln bewirken.“ Insgesamt baute Lilienthal mindestens 21 Flugapparate, einige als Flügelschlagapparate. Ab 1894 wurde eines dieser Gleitflugzeuge, der so genannte Normalsegelapparat, in seiner Berliner Fabrik in Serie produziert.

Der AK Brandenburger Erfinder vermutet, dass der Ruderschlag bei den Versuchen Lilienthals praktisch keine Rolle spielte. Auch seine Vorgänger und Nachfolger brachten kein Gerät für den Flügelschlag zustande, und es blieb bis heute bei Gleitern, die für Sportzwecke benutzt werden, sofern sie keinen Motorantrieb erhielten.

1889 hatte Lilienthal sein Buch „Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst - Ein Beitrag zur Systematik der Flugtechnik“ veröffentlicht. Es gilt als wichtigste flugtechnische Veröffentlichung des 19. Jahrhunderts.

Schweif (Höhenleitwerk) und vertikale Steuerfläche (Seitenleitwerk). Modell des Doppeldeckers, Lilienthal-Centrum Stölln. Foto: Miethig (VBIW)

Modell des Normal-Segelapparats (Eindeckers), Lilienthal-Centrum Stölln. Dieser wurde in Serie produziert, mit ihm ist Lilienthal abgestürzt. Foto: Miethig (VBIW)

Der Zusammenhang zwischen Luftströmung und Auftrieb war bis dato nicht wissenschaftlich untermauert. Lilienthal erforschte den Zusammenhang zwischen Flügelprofil und Auftrieb und ermittelte den kleinsten Gleitwinkel von Tragflächen, um die größtmögliche Weite im Gleitflug zu erzielen. Seine grafische Darstellung des Auftriebskoeffizienten ca über dem Widerstandskoeffizienten cw ging in die Aerodynamik als „Lilienthal-Polare“ ein.

Lilienthal hatte sogar einen maschinellen Antrieb der Flügel entworfen und in der Patentschrift dargestellt. Die Motoren sollten mit komprimiertem Kohlendioxid arbeiten und lediglich der Verlängerung der Gleitflüge dienen. Die praktische Ausführung des Antriebs wäre jedoch sehr kompliziert und störanfällig gewesen. Die Hauptlinie der weiteren Flugzeugentwicklung basierte folgerichtig auf Propellern bzw. Rotoren, die zunächst von Verbrennungsmotoren angetrieben wurden. Wie nahe Lilienthal schon am Motorflugzeug gewesen war, erahnt man, wenn man bedenkt, dass schon 7 Jahre nach Lilienthals Absturz die Gebrüder Wright in den USA mit Propellerflugzeugen zu experimentieren begannen. Sie bezogen sich ausdrücklich auf Lilienthals Arbeitsergebnisse. Erstaunt stellt der Erforscher der Technikgeschichte fest, dass der Grundaufbau der heutigen Flugzeuge den Gleitern Otto Lilienthals prinzipiell gleicht: Er besteht aus einem Traggestell, später Rumpf genannt, und trägt im mittleren Teil die Flügel (Tragflächen) und am Heck das Höhen- und Seitenleitwerk. Hätte Lilienthal ein wenig länger gelebt und über funktionsfähige Benzinmotoren verfügen können, hätte er bestimmt den nächsten Schritt unternommen und in seinen Gleiter einen Benzinmotor eingebaut, da ist sich der Arbeitskreis sicher. In den 1920-er Jahren hat sich auch die Version ohne Motor als reiner Segelflug entwickelt, und auch die Hängegleiter als Sportdisziplin stammen von Lilienthals Flugapparat ab.

Rudolf Miethig (VBIW, AK Brandenburger Erfinder)

Aus Lilienthal: Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst. Lizenz: Wikimedia Commons