2. Juni 2016

DLR-Tests bestätigen Otto Lilienthal als Ahnherrn aller Flieger

Simulation von Lilienthals Flug im Windkanal
Simulation von Lilienthals Flug im Windkanal
Bild 1/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Simulation von Lilienthals Flug im Windkanal

Bei Untersuchungen im Windkanal wurden verschiedenste Szenarien nachgestellt, insbesondere Lilienthals verhängnisvoller Flug vom Gollenberg am 9. August 1896. In der unteren linken Bildecke ist der Winkel zu sehen, in dem der Gleiter frontal zum Wind ausgerichtet ist. Die CP-Skala am rechten Bildrand beschreibt den Luftwiderstand.

Handarbeit wie vor 125 Jahren
Bild 2/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Handarbeit wie vor 125 Jahren

Der Normalsegelapparat wird nach Originalbauplänen mit entsprechenden Materialien nachgebaut. In der Gleiter-Werkstatt des Otto-Lilienthal-Museums in Anklam bespannen Mitarbeiter des DLR und des Museums das Holzgerüst mit dem speziell nachempfundenen Stoff.

Strömungstest im Windkanal
Bild 3/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Strömungstest im Windkanal

Bei Strömungstests innerhalb des DNW-Windkanals im niederländischen Marknesse muss sich Lilienthals Konstruktion beweisen.

Strömungsmessung im Windkanal
Strömungsmessung im Windkanal
Bild 4/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Strömungsmessung im Windkanal

Die Messdaten verschiedener Windwinkel werden auf ein 3D-Modell übertragen. Anhand dieser Daten bestätigt das DLR die Flugfähigkeit und Stabilität von Lilienthals Gleiter. In der unteren linken Bildecke ist der Winkel zu sehen, in dem der Gleiter frontal zum Wind ausgerichtet ist. Die CP-Skala am rechten Bildrand beschreibt den Luftwiderstand.

Lilienthals-Gleiter als Highlight auf der ILA 2016
Bild 5/5, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Lilienthals-Gleiter als Highlight auf der ILA 2016

Mitten im Geschehen der ILA 2016 schwebt der Nachbau des Lilienthal-Gleiters in einer gläsernen Kuppel. Zwischen modernsten Fluggeräten steht der Normalsegelapparat für den Pioniergeist und die Lilienthal-Polare die bis heute Bestand haben.

Er flog tausende Male bis zu 250 Meter bei 50 Kilometern pro Stunde: Der deutsche Flugpionier Otto Lilienthal gilt zu Recht als erster belegter Flieger der Menschheit. Sein tödlicher Absturz geht nicht auf einen Konstruktionsfehler, sondern wahrscheinlich auf einen Pilotenfehler zurück. Das ist das Ergebnis der jetzt vorgestellten Untersuchungen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), das einen originalgetreuen Nachbau eines Lilienthal-Gleiters wissenschaftlich getestet hat.

Mit den Untersuchungen im Windkanal soll das Wirken des Luftfahrtpioniers Otto Lilienthal, der vor

Vor 125 Jahren - im Frühjahr 1891 - unternahm Otto Lilienthal in Derwitz bei Berlin die ersten erfolgreichen Flüge mit einem selbst entworfenen und gebauten Gleitflugzeug. Sein Erfolg beruhte dabei nicht nur auf der Beobachtung des Vogelflugs, sondern auch auf systematischen aerodynamischen Studien, die er ab 1866 mit Unterstützung seines Bruders Gustav unternahm. Seine Methoden werden bis heute in der Aerodynamik angewandt - zum Beispiel mit dem "Lilienthal Polar-Diagramm", das Auftrieb und Widerstand eines Flügels in Beziehung setzt.

Nach den ersten Flügen in Derwitz folgten hunderte weitere in Steglitz, in den Rhinower Bergen und am künstlich aufgeschütteten "Fliegeberg" in Lichterfelde. Mit dem in kleiner Serie gebauten "Normal-Segelapparat" war Lilienthal zudem der erste Flugzeugfabrikant der Welt. Am 9. August 1896 stürzte Otto Lilienthal bei Stölln in den Rhinower Bergen ab und erlag seinen schweren Verletzungen.

Anlässlich des 125 Jubiläums des ersten Menschenflugs würdigt die Koordinatorin der Bundesregierung für die Deutsche Luft- und Raumfahrt, Parlamentarische Staatssekretärin Brigitte Zypries, die Verdiente Lilienthals:

"Mit Otto Lilienthal brach ein neues Zeitalter an. Fliegen ist heute für Viele selbstverständlich. Das Jubiläum macht uns bewusst: So war es nicht immer. Auch wenn seine Geschichte tragisch endete, hat Otto Lilienthal den Weg geebnet, der ins Zeitalter der modernen Luftfahrt führt. Dass wir heute so selbstverständlich Fliegen, verdanken wir Otto Lilienthal als mutigem Luftfahrtpionier. Wir verdanken es aber ebenso dem Wissenschaftler Otto Lilienthal, der mit seinen systematischen Studien erst die Grundlagen für seinen Erfolg gelegt hat."

Das Jubiläum des ersten Menschenflugs wird auch vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit einem besonderen Projekt begangen. Das DLR hat einen der damaligen Lilienthal-Gleiter nach Originalplänen nachbauen lassen, um ihn im Windkanal mit modernsten wissenschaftlichen Methoden zu untersuchen. Die ersten Versuche beginnen heute im Deutsch-Niederländischen Windkanal in Marknesse in Holland.

Dabei soll quasi die Visitenkarte des Gleiters ermittelt werden: wie weit konnte man damit fliegen? Welche Flugmanöver waren möglich? Die wissenschaftlichen Untersuchungen werden vom DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik in Göttingen durchgeführt.

Mit den Untersuchungen soll der Nachweis erfolgen, dass Lilienthal ein Flugzeug gebaut hat, das um alle drei Achsen stabil ist. Ferner soll das Flügelprofil genau untersucht werden: wie vergleichbar ist es mit den heutigen? Nicht zuletzt sollen die Ursachen für den tödlichen Absturz Lilienthals geklärt werden. Er stürzte am 9. August 1896 bei Stölln am Gollenberg tödlich ab.

Nachgebaut wird von den vielen Entwürfen Lilienthals der sogenannte Normalsegelapparat. Dieser war das erste in Serie gebaute Flugzeug der Welt und wurde mindestens neunmal weltweit verkauft. In einem solchen Fluggerät ist Lilienthal tödlich verunglückt.

Professor Rolf Henke, Vorstandmitglied des DLR: "Mit dem Projekt wollen wir nicht nur die Wurzeln der Luftfahrt wissenschaftlich analysieren, sondern auch einen der größten Luftfahrtpioniere der Welt würdigen."

Otto Lilienthal wurde am 23. Mai 1848 in Anklam geboren. Nach Stationen in Berlin und Potsdam begann Lilienthal im November 1867 ein Studium an der Gewerbeakademie Berlin. In seinen Forschungsarbeiten wies er erstmals wissenschaftlich nach, dass gewölbte Flügelquerschnitte einen größeren Auftrieb liefern als ebene Flächen. Otto Lilienthal publizierte seine Ergebnisse 1889 in dem Buch "Vom Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst", das auch im Ausland viel beachtet wurde. Für die Brüder Orville und Wilbur Wright war es der Ansporn für ihre eigenen Arbeiten, die zum ersten Motorflug der Welt am 17. Dezember 1903 führten. Wilbur Wright schrieb später: "Von allen, die das Problem des Fliegens im 19. Jahrhundert behandelten, war Otto Lilienthal zweifelsfrei der Bedeutendste. […] Er war ohne Zweifel der Größte der Vorläufer, und die Welt steht tief in seiner Schuld."

Das Jubiläum "125 Jahre Otto Lilienthal" wird mit einer von der "Gesellschaft zur Bewahrung von Stätten deutscher Luftfahrtgeschichte e.V." (GBSL) konzipierten Wanderausstellung in mehreren deutschen Städten gewürdigt, unter anderem auch auf der ILA Berlin Air Show 2016 vom 1.-4. Juni. Großen Anteil an der internationalen Aufmerksamkeit, die Lilienthal genoss, hatten die Fotografien, die ihn im Flug zeigen. Diese waren selbst eine Pionierleistung. Ab 22. Mai widmet sich das Anklamer Otto-Lilienthal-Museum diesem Thema mit der Sonderausstellung "Lilienthal auf Fotografien".

Der Nachbau des Lilienthal-Gleiters wird im Rahmen der ILA der Öffentlichkeit präsentiert.

in einem Flugzeug geflogen ist, gewürdigt werden. In einem der größten und modernsten Windkanäle der Welt, dem DNW-LLF im niederländischen Emmeloord, wurde die aerodynamische Güte des nur 20 Kilogramm schweren Gleiters mit einer Spannweite von 6,70 Metern getestet. Im DLR Göttingen fanden Schwerpunktversuche statt, um die Manövrierfähigkeit zu bestimmen. Das DLR Braunschweig hat den Gleiter am Computer simuliert.

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Quelle: DLR

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Lilienthals Konstruktion war der Zeit weit voraus

Von den Ergebnissen waren die Forscher selbst überrascht. "Es ist erstaunlich, ein wie gutes Flugzeug Lilienthal vor über 100 Jahren ohne die modernen Mittel, die wir heute einsetzen können, gebaut hat", sagte DLR-Luftfahrtvorstand Prof. Rolf Henke. "Ihm standen weder Windkanal noch Computersimulation zur Verfügung, aber er wusste, worauf es beim Fliegen ankommt", so Henke. Lilienthal hatte systematisch den Vogelflug studiert und als erster die Vorteile eines gewölbten Flügels erkannt. Bis heute werden Flugzeuge nach von Lilienthal erkannten Kriterien wie Luftwiderstand und Auftrieb bewertet. "Lilienthal war der erste Flugwissenschaftler, als dessen Erben wir uns sehen", so Henke. Außerdem war Lilienthal auch der erste Flugzeugfabrikant - das vom DLR nachgebaute Model ist das erste Serienflugzeug der Welt, der sogenannte Normalsegelapparat, und wurde mindestens neun Mal weltweit verkauft.

Prof. Andreas Dillmann, Leiter des DLR-Institutes für Aerodynamik und Strömungstechnik, der die wissenschaftliche Ausarbeitung vornahm, ist geradezu begeistert. "Die Ergebnisse unserer Untersuchungen haben Lehrbuchcharakter. Alles, was wir gemessen haben, passt hervorragend zu den historischen Angaben: wie weit er geflogen ist, wie schnell."

So beträgt die ermittelte Gleitzahl 3,6. Dass bedeutet, dass ein Flugzeug aus einer bestimmten Starthöhe 3,6 mal so weit gleiten kann. "Das stimmt mit den historischen Angaben überein, dass Lilienthal vom 70 Meter hohen Gollenberg 250 Meter weit geflogen sei", sagte Dillmann.

"Es handelt sich um eine aerodynamisch absolut saubere Konstruktion, die in allen Flugbereichen eigenstabil war", so Dillmann. Eigenstabil nennen Luftfahrtingenieure das Verhalten von Flugzeugen, wenn sie sich von selbst bei einer Kursabweichung durch Wind oder Steuerfehler wieder ins aerodynamische Gleichgewicht bringen. Dies ist Voraussetzung für sicheres Fliegen. In dieser Hinsicht sei Lilienthals Konstruktion sogar dem Flugapparat der Brüder Wright voraus gewesen: "Der Wright-Flyer stellte sich bei Windkanaltests der Nasa als instabil bei allen Fluggeschwindigkeiten heraus", sagte der DLR-Forscher.

"Die Flugeigenschaften des Lilienthal-Gleiters gleichen denen eines typischen Schul-Segelflugzeuges der 20er und 30er Jahre - Konstruktionen, die Jahrzehnte nach Lilienthal flogen", so Dillmann.

Ungünstige Thermik wurde zum Verhängnis

Die Untersuchungen der Forscher zeigten aber auch, wo die Grenzen des Gleiters lagen. Er konnte nur bei bestimmten Bedingungen sicher geflogen werden. "Wenn die Nase des Gleiters zu hoch kommt, bäumt er sich auf und wird unbeherrschbar." Genau das könnte bei Lilienthals tödlichem Absturz am 9. August 1896 bei Stölln am Gollenberg passiert sein. Von Lilienthals Absturz wird berichtet, dass sich sein Gleiter bei einem Sonnenbö genanntem Aufwind aufrichtete, in der Luft kurz stehenblieb und dann seitlich abstürzte. Der Flugpionier hatte nur begrenzte Möglichkeiten, den Gleiter durch Beinbewegungen zu steuern. "Lilienthals Gleiter konnte gut und sicher bei Windstille oder Gegenwind fliegen. Für andere Windverhältnisse wie der Thermik an seinem Absturztag reichte die Manövrierfähigkeit einfach nicht aus. Lilienthal hätte am Unglückstag nicht fliegen dürfen."

Die Leistungen Lilienthals wurden praktisch von allen nachfolgenden Pionieren der Luftfahrt anerkannt und aufgegriffen, wie Dr. Bernd Lukasch, Leiter des Otto-Lilienthal-Museums Anklam, das den Nachbau des Gleiters im Auftrag des DLR durchführte, mitteilte. "Der Franzose Ferdinand Ferber nannte schon 1905 das Jahr 1891 als das Jahr, in dem die Geschichte des Flugzeuges begann", so Lukasch. Und die Brüder Wright, denen 1903 der erste Motorflug gelang, bezeichneten Lilienthal als "ohne Zweifel größten unserer Vorgänger".

Hinweis an die Redaktionen:
Sendetaugliches TV-Footage kann beim DLR-Filmarchiv heruntergeladen werden.

Kontakt
  • Dr. Bernd Lukasch
    Museumsleiter
    Otto-Lilienthal-Museum
    Telefon: +49 3971 245500
    Telefax: +49 3971 245580
    Ellbogenstraße  1
    17389 Anklam
    Kontaktieren
  • Jens Wucherpfennig
    Kommunikation Göttingen und Hannover
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

    "Politikbeziehungen und Kommunikation"
    Telefon: +49 551 709-2108
    Telefax: +49 551 709-12108
    Bunsenstr.  10
    37073 Göttingen
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  • Prof. Dr. Andreas Dillmann
    Institutsleitung - Göttingen - Köln
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
    Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
    Telefon: +49 551 709-2177
    Telefax: +49 551 709-2889
    Bunsenstraße 10
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  • Simulation von Lilienthals Flug im Windkanal

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  • Handarbeit wie vor 125 Jahren

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  • Strömungsmessung im Windkanal

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    Die Messdaten verschiedener Windwinkel werden auf ein 3D-Modell übertragen. Anhand dieser Daten bestätigt das DLR die Flugfähigkeit und Stabilität von Lilienthals Gleiter. In der unteren linken Bildecke ist der Winkel zu sehen, in dem der Gleiter frontal zum Wind ausgerichtet ist. Die CP-Skala am rechten Bildrand beschreibt den Luftwiderstand.
  • Lilienthals-Gleiter als Highlight auf der ILA 2016

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    Mitten im Geschehen der ILA 2016 schwebt der Nachbau des Lilienthal-Gleiters in einer gläsernen Kuppel. Zwischen modernsten Fluggeräten steht der Normalsegelapparat für den Pioniergeist und die Lilienthal-Polare die bis heute Bestand haben.

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