Seite 2: Der Stand der Theo­rie­bil­dung 1873

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Li­li­ent­hals Vor­trag aus dem Jahr 1873 mar­kier­te ei­nen Wen­de­punkt in sei­nen flug­tech­ni­schen Über­le­gun­gen: „Ich bin der An­sicht, dass die flie­gen­den Tie­re beim Nie­der­schlag der Flü­gel ihr Ge­wicht he­ben, wäh­rend sie beim Auf­schlag sich vor­wärts­be­we­gen.“

Mit dem er­sten Halb­satz er­klär­te Li­li­ent­hal ganz tra­di­tio­nell den Vo­gel­flug. An­ge­trie­ben von der nai­ven Vor­stel­lung, dass man sich mit­tels künst­li­cher Flü­gel in die Höhe drüc­ken kön­ne, kon­stru­ier­ten Otto und Gu­stav Li­li­ent­hal be­reits 1862, der eine 14, der an­de­re 13 Jah­re alt, ein zwei Me­ter lan­ges Flü­gel­paar.

1867 und 1868 grif­fen die Brü­der die Ver­su­che mit Flü­gel­schlag­ap­pa­ra­ten wie­der auf. Der sper­ri­ge Ap­pa­rat von 1868 hat­te be­reits eine Flü­gel­flä­che von sech­zehn Qua­drat­me­tern und ließ sich nur für we­ni­ge Se­kun­den kräf­te­zeh­rend be­die­nen.

Mit gro­ßen, an­geb­lich „flug­fer­ti­gen“ Ob­jek­ten die Flug­ver­su­che zu be­gin­nen, ist ein Feh­ler, an dem vor Li­li­ent­hal eine lan­ge Rei­he von Flug­pio­nie­ren schei­ter­te. Im Ge­gen­satz zu vie­len Vor­gän­gern ließ sich Li­li­ent­hal von Miss­er­fol­gen nicht ent­mu­ti­gen. Er zog aus den Fehl­ver­su­chen den Schluss, das kom­ple­xe Pro­blem in Ein­zel­pro­ble­me zu zer­le­gen, die ex­pe­ri­men­tell un­ter­sucht wer­den, um aus den Tei­ler­kennt­nis­sen wie­der Schlüs­se für die Pra­xis zu zie­hen. So ent­stand der Flü­gel­schlag­messap­pa­rat von 1873.

Die­se Ex­pe­ri­men­te ba­sier­ten auf New­tons flug­phy­si­ka­li­schen Auf­fas­sung: Steht eine star­re Flä­che recht­wink­lig im Luft­strom, so übt die Luft auf die Flä­che eine Kraft aus. New­ton (1648-1727) hat­te ein theo­re­ti­sches Mo­dell ent­wic­kelt, die Kraft zu be­rech­nen. Er „zer­leg­te die ge­gen ei­nen Kör­per an­strö­men­de Luft in ein­zel­ne, in pa­ral­le­len Bah­nen strö­men­de Mas­sen­teil­chen und be­rech­ne­te den Luft­wi­der­stand aus der Stoß­wir­kung ih­res Auf­pral­les“ (Adolf Lipp­mann, Ein­füh­rung in die Ae­ro­nau­tik, Leip­zig 1911, S. 171).

Mes­sun­gen zeig­ten je­doch an, dass die theo­re­tisch er­mit­tel­ten Wer­te mit der Rea­li­tät nicht über­ein­stimm­ten. Die­sem Man­ko be­geg­ne­te Helm­holtz mit dem Mo­dell der Un­ste­tig­keits­flä­chen. An den Ab­riss­kan­ten ei­nes in ein strö­men­des Me­di­um ge­hal­te­nen Kör­pers bil­den sich Wir­bel, die si­gni­fi­kant den Ge­samt­wi­der­stand des Kör­pers be­ein­flus­sen. Auf Grund die­ser Be­rech­nun­gen kam Helm­holtz 1873 eher in ei­nem Ne­ben­ge­dan­ken zu folgendem Schluss: „Un­ter die­sen Um­stän­den ist es kaum als wahr­schein­lich zu be­trach­ten, dass der Mensch auch durch den aller geschicktesten flü­ge­lähn­li­chen Me­cha­nis­mus, den er durch sei­ne ei­ge­ne Mus­kel­kraft zu be­we­gen hät­te, in den Stand ge­setzt wür­de, sein ei­ge­nes Ge­wicht in die Höhe zu he­ben und dort zu er­hal­ten“.

Dies war grob skiz­ziert der Stand der Wis­sen­schaft, den Li­li­ent­hal 1873 vor­fand. Li­li­ent­hal über­nahm je­doch nicht un­be­se­hen tra­dier­te Mo­del­le, son­dern über­prüf­te sie mit ei­ge­nen Mes­sun­gen. So ent­stand 1873 der Flü­gel­schlag­messap­pa­rat. Die­ses Ge­rät misst den Kraftaufwand beim Ru­der­flug auf der Stel­le, ei­ner Flug­si­tua­ti­on, die auch den Über­le­gun­gen New­tons und Helm­holtz´ zu­grun­de lag. Mit sei­nem Mess­ge­rät be­stä­tig­te Lilienthal die The­se Helm­holtz´, dass der Mensch aus ei­ge­ner Kraft nicht flie­gen kön­ne. Li­li­ent­hal fasst sei­ne Er­geb­nis­se mit dem Schlag­flü­gel­mess­ge­rät spä­ter in sei­nem Haupt­werk zu­sam­men: Die „Gren­ze des denk­bar klein­sten Ar­beits­auf­wan­des beim Flie­gen auf der Stel­le (läge) et­was über 1,5 Pfer­de­kraft (...). An eine Über­win­dung die­ser Ar­beit mit Hil­fe der phy­si­schen Kraft des Men­schen auch für kür­ze­re Zeit ist na­tür­lich nicht zu den­ken“.

Li­li­ent­hal und Helm­holtz ka­men also 1873 bei der Un­ter­su­chung des glei­chen Pro­blems, der Be­we­gung ei­nes fe­sten Kör­pers quer zur Strö­mungs­rich­tung, zum glei­chen Er­geb­nis.