Die Experimente der Brüder Wright 1889 bis 1903

Ende 1892 eröffneten die beiden Brüder in ihrer Heimatstadt ein Fahrradgeschäft mit angeschlossener Reparaturwerkstatt. Hier entstand die Wright Cycle Company ab 1896, welche selbst konstruierte Fahrräder herstellte. Schon in dieser Zeit machten sich die Brüder zum ersten Mal Gedanken über das Fliegen. Anregungen gab hier mit Sicherheit ein Hubschrauber-Modell mit Gummimotor, welches ihr Vater von einer Reise mitbrachte.

Wilbur Wright (1867-1912) und Orville Wright (1871-1948) wuchsen in Dayton im amerikanischen Bundesstaat Ohio als Söhne eines Geistlichen auf. Nach dem Besuch der Oberschule studierte der junge Wilbur Trigonometrie und Griechisch. Der vier Jahre jüngere Orville druckte auf einer kleinen Presse eine Schülerzeitung und nahm auch andere Druckaufträge an. Bald genügte die  Druckmaschine nicht mehr den Ansprüchen und Wilbur half ihm, eine leistungsfähigere Presse zu bauen, mit deren Hilfe sie 1889 ein Wochenblatt heraus brachten. Herausgeber war Orville Wright, sein älterer Bruder übernahm die Aufgabe des Redakteurs. Bald änderte sich das Interesse der Brüder, als sie bemerkten, dass Fahrräder groß in Mode kamen. 

Schon in dieser Zeit machten sich die Brüder zum ersten Mal Gedanken über das Fliegen. 

1894 erfuhren die beiden Kleinunternehmer durch einen illustrierten Bericht in einer amerikanischen Zeitschrift von den Gleitflugversuchen Otto Lilienthals. Zwei Jahre später veranlasste die Nachricht vom tödlichen Unfall des deutschen Flugpioniers die Gebrüder Wright dazu, sich aktiv mit dem Flugproblem zu beschäftigen. Sie lasen alle Bücher und Zeitschriftenaufsätze, die sie zu diesem Thema finden konnten, und studierten den Vogelflug.

Während die Brüder die Bussarde beobachteten, trafen sie eine wichtige Feststellung. Wenn die Vögel von einem Windstoß erfasst wurden, gewannen sie ihre normale horizontale Fluglage wieder durch eine besondere Verdrehung ihrer Flügelspitzen. Die Erkenntnis lautete: „…Wird das hintere Ende des rechten Flügels nach oben und des linken nach unten gedreht ..., so rollt der Vogel um seine Längsachse…".  Die Brüder Wright erzielten bald darauf denselben Effekt, indem sie die flexibel gebauten Tragflächenenden mit Hilfe von Umlenkrollen und Seilzügen wechselseitig verdrehten. Diese Bauweise wurde als „Verwindung“ bezeichnet und seine Konstruktion bildete den Schlüssel zum Erfolg der beiden Brüder.

"Ich möchte alles Bekannte nutzen und dann nach Möglichkeit meinen kleinen Beitrag leisten, um jenem künftigen Forscher zu helfen, der den endgültigen Erfolg erzielen wird", schrieb Wilbur Wright Ende Mai 1899 an das Smithsonian Institution in Washington mit der Bitte, ihm Auskunft über einschlägige Literatur zu geben.

Die Wrights vertieften sich in das Standardwerk „Progress in Flying Machines“ von Octave Chanute ebenso wie in die Übersetzungen der Arbeiten von Otto Lilienthals und anderer Forscher. Die Art und Weise, wie Lilienthal die Aufgabe angegangen war, sagte den Wrights am meisten zu. Der Leistung des Deutschen zollten sie großen Respekt, selbst als sie in seinen aerodynamischen Tabellen Fehler entdeckten. Die Fahrradhersteller offenbarten ihr Genie als Konstrukteure und Erfinder, die trotz aller theoretischen Studien die ungelösten Probleme des Fliegens von der praktischen Seite angingen. Sie hielten nichts davon, eigenstabile Fluggeräte zu bauen um sie mit Leichtigkeit durch die Luft zu chauffieren. Durch aktive Steuerung wollten die Wrights den Einflüssen der Winde widerstehen und lernen, ihr Fluggerät tatsächlich zu beherrschen. Sie wollten die volle Manövrierfähigkeit zu gewinnen.

Im Juli 1899 begannen die Brüder Wright ihre praktischen Versuche mit einem Kastendrachen, dessen zwei übereinander angeordneten Tragflächen 1,52 Meter lang und 0,33 Meter tief waren. Die Tragflächenverwindung, die vom Boden aus mit Hilfe von zusätzlichen Drähten realisiert wurde, brachte so gute Ergebnisse, dass sich die beiden entschlossen, einen großen Gleiter zu bauen.

Die Windverhältnisse in Dayton waren nicht gerade ideal. So suchten die Brüder sich mit Hilfe des US-Wetterdienstes einen geeigneten Ort, an dem ausreichend starke Winde herrschten und die topografischen Verhältnisse sich für die geplanten Versuche vorteilhaft darstellten. Die beiden Flugpioniere entschieden sich für das ca. 1000 Kilometer von Dayton entfernte Kitty Hawk, ein kleiner Ort in North Carolina, abseits der Zivilisation hinter den Sanddünen der Atlantikküste.

In diesem ca. 8 Kilometer langen und 1 bis 2 Kilometer breiten Dünengelände waren beständige Winde zu erwarten und die größte Abflughöhe, die des Kill Devil Hill,   betrug 25 Meter.

Im Mai 1900 waren die Brüder mit ihrer ersten Konstruktion, dem Gleiter No.1, fertig und teilten ihre Pläne dem großen Octave Chanute mit. Der Luftfahrtexperte unterstützte die Brüder mit Rat und Tat und gab ihnen immer wieder wichtige Hinweise für ihre Arbeit. Dieser erste Gleiter, ein Doppeldecker mit 5,18 Meter Spannweite, glich im Prinzip dem vorab genannten Miniatur-Drachen. Der Apparat war schwanzlos, besaß aber ein bewegliches Höhenruder, welches vor den Tragflächen angebracht war. Diese Bauweise behielten die Brüder lange bei. Die Stützstreben zwischen den Tragflächen waren auf Anraten Chanutes mit Drähten verspannt.

Nach der Tabelle Lilienthals waren die Tragflächen im Verhältnis 1:23 gewölbt. Bei einer Tragflächentiefe von 1,50 Meter lag der höchste Punkt des Querschnitts 6,5 cm über der Profilsehne. Die gesamte Flügelfläche betrug 15 qm. Der Pilot lag in der Mitte der unteren Tragfläche, welche dort nicht bespannt war. Das Höhensteuer wurde durch einen Handhebel bedient und die Verwindung der Tragflächen erfolgte über eine Stange am Fußende.

Mitte September 1900 reisten die beiden Brüder nach Kitty Hawk und führten erste Versuche mit der Steuerung im Fesselflug durch. Der Flugapparat sprach sehr gut auf die Höhensteuerung sowie auf die Tragflächenverwindung an. Später folgten die ersten freien Flüge, welche wenig Erfolg brachten.

Wieder zu Hause eingetroffen, beschlossen die Brüder einen größeren Doppeldecker-Gleiter zu bauen. Der Gleiter besaß jetzt eine Spannweite von 6,71 Meter und die Flügelfläche maß jetzt 27 qm. Die Tragflächenwölbung betrug 1:12.

Der jetzt als No.2 bezeichnete Gleiter wurde mit samt dem Piloten an den unteren Tragflächen gegen den Wind getragen, bis er selbständig in der Luft schwebte. Es gelangen einige Gleitflüge, welche aber nur durch starke Steuerbewegungen möglich waren.

Hinzu kam, dass die starke Wölbung der Flächen bei nur geringen Anstellwinkeln den Druckpunkt sehr schnell nach hinten wandern ließ. Dieses Problem wurde mit dem Gleiter No. 2 beseitigt, indem die Wright‘s die Wölbung der Flächen auf 1:19 korrigierten.

Mehr…

Diese Änderung hatte eine positive Auswirkung auf die Steuerbarkeit des Apparates. Im Sommer 1901 besuchte Octave Chanute die Brüder Wright in Kitty Hawk. Bei dieser Gelegenheit konnte er Zeuge von Gleitflügen sein, welche bis zu 118 Meter weit führten. Schon die geringsten Steuerbewegungen mit dem Höhenleitwerk bewirkten eine sofortige Reaktion des Gleiters. Nur das Kurvenfliegen mit Hilfe der Flügelverwindungen wollte noch nicht so recht gelingen.

ach eingehender Analyse erkannten die Brüder sehr schnell den Grund. Sie machten eine bedeutende flugmechanische Entdeckung. Sie erkannten das negative Wendemoment. Wurde zum Beispiel zu einer Linkskurve der rechte Flügel nach unten und der Linke nach oben verdreht, dann neigte sich der Apparat zwar nach links,  drehte aber nach rechts. Mit der Verwindung des rechten Flügels nach unten erhöhte sich natürlich auch der Widerstand dieser Fläche und bremste diese ab.

Die Brüder brauchten eine Weile, um dieses Problem zu beseitigen. Die erste Maßnahme war ein zusätzliches Seitenleitwerk, welches aus zwei starren Seitenflossen bestand und hinter den Tragflächen senkrecht an einen Schwanz montiert war. Dieser neue Gleiter No. 3 machte mit dieser Konstellation keine gute Figur, im Gegenteil, das Problem verschlimmerte sich noch. Der Höhepunkt war der Absturz von Orville Wright aus einer Höhe von ca. 10 Metern, bei dem der Gleiter völlig zertrümmert wurde.

Wilbur Wright war derjenige, der die Lösung herausfand. Anstelle der starren Seitenleitwerkflächen am Heck wurden bewegliche Steuerflächen angebracht, deren Steuerdrähte direkt mit den Steuerdrähten der Flächenverwindungen verbunden waren. Damit gab es kein negatives Wendemoment mehr und der Kurvenflug konnte mit dem Gleiter No.3 problemlos durchgeführt werden. Damit war die Beherrschung des Apparates in der Luft um seine drei Achsen vollzogen. Für die Kombination von Tragflächenverwindung und Seitensteuerung erhielten die Brüder Patentschutz, der Ihnen 1904 in Deutschland und zwei Jahre später auch in den USA gewährt wurde.

Die Brüder Wright verließen sich in den Anfängen ihrer Versuche immer auf die Zahlen, die Lilienthal ihnen hinterließ. Da die Ergebnisse mit No. 1 und No. 2 aber nicht zufrieden stellend waren, beschlossen die Brüder eigene Untersuchungen vorzunehmen. Sie untersuchten verschiedene Profile in einem kleinen Windkanal, der mit einer sensiblen Zweikomponentenwaage ausgestattet war und Auftrieb und Widerstand messen sollte. Nach einigen Wochen intensiver Untersuchungen hatten sie ihre eigenen Ergebnisse und teilten diese in einem Brief Octave Chanute mit. Der Brief war mit einem wichtigen Hinweis auf schwerwiegende Fehler in Bezug auf die Zahlen von Lilienthal versehen.

Gleiter No.3 erhielt 1902 jetzt eine vergrößerte Spannweite von 9,78 Metern bei gleichzeitig verringerter Flächentiefe, die eine Streckung von 6:1 ergab. Die gesamte Flügelfläche betrug jetzt 28,30 qm und die Verwindung der Flächen wurde jetzt durch hin- und her bewegen der Hüfte des liegenden Piloten bewerkstelligt.

Im Herbst 1902 wurden mehrere Hundert Flüge in Kitty Hawk durchgeführt, welche alle perfekt und voll kontrollierbar waren.

Dabei blieb der Gleiter bis zu 26 Sekunden lang in der Luft und legte Entfernungen von bis zu 189,7 Meter zurück. Dabei lagen die Windgeschwindigkeiten bei bis zu 56 km/h. Den Brüdern stand zum Ende des Jahres 1902 ein voll kontrollierbarer Gleiter zur Verfügung, der jetzt alle Voraussetzungen für den Motorflug besaß.

 Mehr erfahren Sie im 2.Teil über die Brüder Wright (in Arbeit)



Weniger…
Orville Wright
Wilbur Wright
Wright-Gleiter No.1  (1900)
Gleitversuche mit No.2 1901
​Flugversuche mit Gleiter No.3 1902

Windtunnel von O. Wright 1901 (Reproduktion)