Geschichte des Flugzeugs

Als Wilbur Wright nervös seinem Bruder Orville beim Flug über die hohen Sanddünen von Kitty Hawk, N.C., zusah, wusste er wahrscheinlich, dass sie Geschichte schrieben. Aber er konnte sich wahrscheinlich nicht vorstellen, was aus ihrem Erfolg werden würde. Er hätte sich nie träumen lassen, dass dieser kurze, aber erfolgreiche Flug die Menschen nicht nur in die Lüfte, sondern auch ins All führen würde.

Natürlich sind zwischen dem ersten Flug der Gebrüder Wright und unseren späteren Reisen zum Mond noch viele andere aufregende Dinge passiert, und wir werden die Geschichte des Flugzeugs erforschen, um besser zu verstehen, wie wir dahin gekommen sind, wo wir heute sind.

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Der Blick zum Himmel

Die Menschen waren vom Himmel fasziniert und träumten davon, es den Vögeln gleichzutun, lange bevor die ersten legitimen Flugversuche unternommen wurden. So wurden bereits im 6. Jahrhundert n. Chr. Gefangene in der nördlichen Qi-Region Chinas gezwungen, von einem Turm über der Stadtmauer aus Testflüge mit Drachen zu unternehmen.

Frühe Flugversuche waren im Wesentlichen Versuche, den Vogelflug zu imitieren. Frühe Entwürfe waren primitiv und unpraktisch, aber im Laufe der Zeit wurden sie immer komplexer. Die ersten Entwürfe, die "Flugmaschinen" ähnelten, waren die von Leonardo Da Vinci im späten 15. Jahrhundert, die berühmtesten waren der "flatternde Ornithopter" und der "spiralförmige Rotor".

Die Geburt des Fluges

Bereits im 17. Jahrhundert hatte sich die Theorie der Ballonfahrt entwickelt, als Francesco Lana De Terzi mit Druckunterschieden zu experimentieren begann. Doch erst Mitte des 18. Jahrhunderts entwickelten die Brüder Montgolfier größere Ballonmodelle. Dies führte am 21. November 1783 zur ersten bemannten Heißluftballonfahrt (leichter als Luft) durch Jean-François Pilâtre de Rozier undMarquis d'Arlandes in Paris, Frankreich.

Nicht lange danach, im Jahr 1799, entwickelte der Engländer Sir George Cayley das Konzept des Starrflüglers. Er leitete daraus ab, dass auf ein Flugzeug, das "schwerer als Luft" ist, vier Kräfte einwirken, und zwar

• Gewicht - Die Kraft, die auf einen Gegenstand entweder durch die Schwerkraft oder durch eine von außen auf ihn einwirkende Kraft ausgeübt wird.
• Auftrieb - Der nach oben gerichtete Teil der Kraft, die auf ein Objekt einwirkt, wenn der Luftstrom auf es gerichtet ist.
• Luftwiderstand - Der Widerstand gegen die Vorwärtsbewegung eines Objekts, der durch die Luftbewegung und die Geschwindigkeit gegen das Objekt verursacht wird.
• Schubkraft - Die Kraft, die gegen die Richtung eines sich bewegenden Objekts ausgeübt wird. Dies zeigt das dritte Newtonsche Gesetz, dass die Reaktion auf ein sich bewegendes Objekt gleich und entgegengesetzt ist.

Mit Hilfe dieser Prinzipien gelang es Cayley, das erste Modellflugzeug zu bauen, weshalb er oft als "Vater der Luftfahrt" bezeichnet wird. Cayley schlussfolgerte richtig, dass ein kontinuierlicher Flug über eine beträchtliche Entfernung eine am Flugzeug angebrachte Kraftquelle erfordert, die den erforderlichen Schub und Auftrieb liefern kann, ohne das Flugzeug zu beschweren.

Technologie verbessert sich

Etwas mehr als 50 Jahre später gelang dem Franzosen Jean-Marie Le Bris mit seinem von einem Pferd am Strand gezogenen Segelflugzeug der erste "Motorflug". In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden die Segelflugzeuge immer komplizierter, und diese neuen Modelle ließen sich besser steuern als ihre Vorgänger.

Einer der einflussreichsten Flieger seiner Zeit war der Deutsche Otto Lilienthal. Er absolvierte erfolgreich mehrere Segelflüge, mehr als 2500, von den Hügeln rund um die Rhinow-Region in Deutschland. Lilienthal studierte Vögel und untersuchte ihren Flug, um die Aerodynamik zu bestimmen. Er war ein produktiver Erfinder, der viele Flugzeugmodelle entwarf, darunter Doppeldecker (solche mit zwei Flügeln, einer überdie andere) und Eindecker.

Tragischerweise starb Lilienthal jedoch fünf Jahre nach seinem ersten Flug. Er brach sich bei einem Absturz das Genick, aber zum Zeitpunkt seines Todes im Jahr 1896 war seine Reise mit einem 250 m langen Segelflugzeug die bis dahin längste Reise in einem Flugzeug. Die Bilder von seinen Abenteuern machten die Welt neugierig und weckten den Appetit von Wissenschaftlern und Erfindern, die die Grenzen derFlug.

Etwa zur gleichen Zeit gab es zahlreiche Versuche, mit Hilfe eines Motors einen Motorflug zu erreichen. Zwar wurden einige sehr kurze "Hebungen" durchgeführt, doch waren die Flugzeuge im Allgemeinen für einen längeren Flug zu instabil.

Der "erste" Flug

Orville und Wilbur Wright hatten die Fortschritte von Lilienthal genau verfolgt und wollten einen dauerhaften "Schwerer-als-Luft"-Flug erreichen. Da sie Schwierigkeiten hatten, ein Flugzeug zu bauen, das leicht und leistungsstark genug war, um ihr Ziel zu erreichen, arbeiteten sie mit französischen Automobilingenieuren zusammen, aber deren leichteste Automotoren waren immer noch zu schwer. Um eine Lösung zu finden, suchten die Brüder, die eine FahrradwerkstattShop in Dayton, Ohio, beschlossen, mit Hilfe ihres Freundes, des Mechanikers Charles Taylor, einen eigenen Motor zu bauen.

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Ihr Flugzeug mit dem treffenden Namen "Flyer" war ein Doppeldecker aus Holz und Stoff mit einer Länge von 12,3 m und einer Flügelfläche von 47,4 m². Es verfügte über ein Kabelsystem, das es dem Piloten ermöglichte, die Höhe der Flügel und des Leitwerks zu steuern, wodurch er sowohl die Höhe als auch die Seitenbewegung des Flugzeugs kontrollieren konnte.

Am 17. Dezember 1903 unternahm Orville Wright, der die Auslosung zum Piloten "gewonnen" hatte, eine Reihe von Flugversuchen, von denen der letzte zu einem erfolgreichen Flug führte, der 59 Sekunden dauerte und eine Strecke von 260 Metern zurücklegte.

Die Gebrüder Wright entwickelten ihr Flugzeug weiter und führten ein Jahr später den ersten Rundflug eines motorgetriebenen Flugzeugs durch. 1905 war der Flyer III weitaus zuverlässiger als seine beiden Vorgänger und bot zuverlässige Leistung und Manövrierfähigkeit.

Eine neue Industrie entsteht

Eine der bedeutendsten Innovationen im Flugzeugbau wurde 1908 von Louis Blériot eingeführt. Das Flugzeug Blériot VIII des Franzosen hatte einen Eindecker mit einer "Traktor-Konfiguration". Bei der Traktor-Konfiguration befinden sich die Propeller des Flugzeugs vor dem Motor und nicht, wie bis dahin üblich, hinter dem Motor. Diese Konfiguration führte dazu, dass das FlugzeugEs wird durch die Luft gezogen statt geschoben, wodurch es sich besser steuern lässt.

Nur ein Jahr später schrieb Blériot mit seinem neuesten Flugzeug, der Blériot XI, Geschichte, indem er den Ärmelkanal überquerte und sich dabei einen Preis von 1000 Pfund sicherte, den die englische Zeitung "The Daily Mail" für denjenigen ausgelobt hatte, der dieses Kunststück als Erster vollbringt.

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Apropos Überquerung von Gewässern: Im September 1913 flog Roland Garros, ebenfalls ein Franzose, von Südfrankreich nach Tunesien und war damit der erste Flieger, der das Mittelmeer überquerte.

Erster Weltkrieg 1914 - 1918

Als Europa 1914 in den Krieg eintrat, wich der Erkundungscharakter des Fliegens dem Wunsch, Flugzeuge zu Kriegsmaschinen zu machen. Zu dieser Zeit waren die meisten Flugzeuge Doppeldecker, die in großem Umfang zu Aufklärungszwecken eingesetzt wurden. Dies war ein sehr gefährliches Unterfangen, da diese relativ langsam fliegenden Flugzeuge häufig durch Bodenfeuer zerstört wurden.

Garros war weiterhin an der Entwicklung von Flugzeugen beteiligt, doch nun konzentrierte er sich darauf, sie in Kampfmaschinen umzuwandeln. Er führte eine Beschichtung an den Propellern der Morane-Saulnier Type L ein, die beim Abfeuern einer Waffe durch den Propellerbogen Schutz bot. Garros war später der erste Pilot, der mit dieser Konfiguration ein feindliches Flugzeug abschoss.

Auf deutscher Seite arbeitete zur gleichen Zeit die Firma von Anthony Fokker an der gleichen Technologie. Sie erfand das Synchronisationsgetriebe, das einen zuverlässigeren Abwurf der Geschütze ermöglichte und die Luftüberlegenheit zugunsten der Deutschen veränderte. 1915 wurde Garros über Deutschland abgeschossen und konnte sein Flugzeug nicht mehr zerstören, bevor es in die Hände des Feindes fiel. Die Deutschen konnten also dieDie Technologie der Feinde ergänzte die Arbeit von Fokker.

Fokkers Flugzeuge verschafften Deutschland die Vorherrschaft in der Luft und führten zu Beginn des Krieges zu vielen erfolgreichen Einsätzen, bis die Technik der Alliierten aufholte und sie wieder die Oberhand gewannen.

Zwischenkriegszeit

In den Jahren zwischen den beiden Weltkriegen entwickelte sich die Flugzeugtechnik weiter. Die Einführung von luftgekühlten Sternmotoren im Gegensatz zu wassergekühlten Motoren bedeutete, dass die Motoren zuverlässiger, leichter und mit einem besseren Leistungsgewicht ausgestattet waren, was bedeutete, dass sie schneller fliegen konnten. Eindeckige Flugzeuge waren nun fast die Norm.

Der erste Non-Stop-Transatlantikflug wurde 1927 durchgeführt, als Charles Lindbergh in seinem Eindecker Spirit of St. Louis" in 33 Stunden von New York nach Paris flog. 1932 gelang Amelia Earhart als erster Frau dieses Kunststück.

In dieser Zeit wurde an Raketenmotoren gearbeitet. Raketen mit Flüssigtreibstoff waren aufgrund der Flüssigkeitsdichte und des erforderlichen Drucks viel leichter. Der erste bemannte Flug mit einer Flüssigtreibstoffrakete wurde im Juni 1939, wenige Monate vor Ausbruch des Zweiten Weltkriegs, durchgeführt.

Zweiter Weltkrieg 1939 - 1945

Im Zweiten Weltkrieg rückte das Flugzeug in den Vordergrund militärischer Operationen. Die Fortschritte in der Konstruktion führten dazu, dass es eine Vielzahl von Flugzeugen gab, die speziell für die Durchführung bestimmter Operationen geeignet waren. Dazu gehörten Kampfflugzeug , Bomber und Angriffsflugzeuge , strategische Flugzeuge und Fotoaufklärer , Wasserflugzeuge, Transport- und Versorgungsflugzeuge

Strahltriebwerke wurden erst spät in die Kategorie der Kampfflugzeuge aufgenommen: Die Mechanik war schon seit Jahren in Arbeit, aber die Messerschmitt Me 262, der erste Düsenjet, absolvierte ihren Erstflug erst 1944.

Das Düsentriebwerk unterscheidet sich von den Raketentriebwerken dadurch, dass es die Luft für den Verbrennungsprozess von außerhalb des Flugzeugs ansaugt, statt dass das Triebwerk einen Sauerstoffvorrat mitführen muss. Das bedeutet, dass Düsentriebwerke Einlass- und Auslassöffnungen haben, während Raketentriebwerke nur einen Auslass haben.

Nach dem Krieg

1947 durchbrach die mit einem Raketentriebwerk ausgestattete Bell X-1 als erstes Flugzeug die Schallmauer. Die Schallmauer ist ein Punkt, an dem der Luftwiderstand plötzlich zunimmt. Die Schallgeschwindigkeit beträgt 767 mph (bei 20 Grad Celsius), die von Flugzeugen mit Propellern im Sturzflug erreicht wurde, die jedoch sehr instabil wurden. Die Größe des Motors, der für den Antrieb dieser Flugzeuge erforderlich gewesen wäre, war zu groß.Flugzeuge durch den Überschallknall wären unpraktisch groß gewesen.

Dies führte zu einem veränderten Design mit kegelförmigen Nasen und scharfen Vorderkanten an den Flügeln. Auch der Rumpf wurde auf einen minimalen Querschnitt reduziert.

Als sich die Welt von den Verwüstungen des Krieges erholte, wurden Flugzeuge zunehmend für kommerzielle Zwecke eingesetzt. Frühe Passagierflugzeuge wie die Boeing 377 und die Comet verfügten über Druckkabinen und Fenster und boten den Fluggästen einen bis dahin nicht gekannten Komfort und relativen Luxus. Diese Modelle waren jedoch noch nicht ganz ausgereift, und es wurden noch Lektionen in Bereichen wie der Metallermüdung gelernt. Tragischerweise wurden vieledieser Lektionen wurden nach fatalen Fehlschlägen entdeckt.

Die Vereinigten Staaten waren führend in der Produktion von Verkehrsflugzeugen. Die Triebwerke wurden immer größer, die Druckkabinen immer leiser und komfortabler. Auch bei der Navigation und den allgemeinen Sicherheitseinrichtungen rund um das Flugzeug wurden Fortschritte erzielt.

Als sich die Gesellschaft in der westlichen Welt veränderte, verfügten die Menschen über ein höheres verfügbares Einkommen, und mit dem Ausbau der Flugverbindungen gab es mehr Möglichkeiten, Länder zu besuchen, die zuvor sowohl finanziell als auch logistisch unerreichbar waren.

Die explosionsartige Zunahme von Flugreisen und "Urlaub" förderte viele neu entstehende Unternehmen, von denen einige mit dem Ausbau von Flughäfen, Urlaubsorten (Hotels und Attraktionen) und reisebezogenen Produkten, wie z. B. viele der heute bekannten Gepäckmarken, verbunden sind.

Die Industrie expandiert

In den 50er und 60er Jahren wurde die Raketentechnologie immer weiter verbessert, und mit der Landung des Menschen auf dem Mond im Juli 1969 wurde der Weltraum erobert. 1976 wurde die Concorde, das erste Überschall-Passagierflugzeug der Welt, vorgestellt, das in weniger als vier Stunden von New York nach Paris fliegen konnte, aber schließlich aus Sicherheitsgründen wieder eingestellt wurde.

Im kommerziellen Bereich wurden die Dinge immer größer und besser: Riesige Flugzeuge wie die Boeing 747-8 und der Airbus A380-800 boten nun Platz für mehr als 800 Passagiere.

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Im militärischen Bereich entstand der futuristische Tarnkappenbomber, und Düsenjäger stießen an die Grenzen des Möglichen: Der F-22 Raptor ist der jüngste in einer langen Reihe von immer schnelleren, wendigeren, getarnten (vom Radar nicht zu erfassenden) und intelligenten Jets.

Im Jahr 2018 erreichte Virgin Galactic als erstes herkömmliches Flugzeug den Rand des Weltraums und überschritt mit einer Höhe von 270.000 Fuß die von der US-Regierung festgelegte 50-Meilen-Grenze. Heute gibt es kommerzielle Flüge, die hoch zahlende Kunden etwa 13,5 Meilen in die Atmosphäre befördern und eine neue Branche entstehen lassen: den Weltraumtourismus.

Schlussfolgerung

Die Geschichte des Flugzeugs ist eine Geschichte vieler wundersamer technischer Fortschritte in relativ kurzer Zeit, die von vielen mutigen und intellektuell brillanten Männern und Frauen vorangetrieben wurden. Die meisten von uns halten es für selbstverständlich, dass wir dank dieser Pioniere heute weltweite Ziele erreichen können, aber wir dürfen nie vergessen, wie bemerkenswert es ist, dass wir als Menschen diedie Fähigkeit zu fliegen.

Literaturverzeichnis

Wissenschaft und Zivilisation in China: Physik und physikalische Technologie, Maschinenbau Band 4 - Joseph Needham und Ling Wang 1965.

Der erste Heißluftballon: Die größten Momente des Fluges, Tim Sharpe

Gibbs-Smith, C.H. Luftfahrt: Ein historischer Überblick London, NMSI, 2008, ISBN 1 900747 52 9.

//www.ctie.monash.edu.au/hargrave/cayley.html - Die Pioniere, die Luftfahrt und der Flugmodellbau

Enzyklopädie der Weltbiographie - Otto Lilienthal

Der Wright-Flieger - Daytona Aviation Heritage National Historical Park, Wright Brothers National Memorial

Encyclopedia Britannica - Louis Blériot, französischer Flieger, Tom D. Crouch

Der erste Jetpilot: Die Geschichte des deutschen Testpiloten Erich Warsitz - London Pen and Sword Books Ltd. 2009. Lutz Warsitz.

Geschichte des Düsentriebwerks, Mary Bellis.

//www.greatachievements.org/?id=3728

NBC News - Virgin Galactic Testflug erreicht zum ersten Mal den Rand des Weltraums Dennis Romero, David Freeman und Minyvonne Burke, 13. Dezember 2018.

//www.telegraph.co.uk/news/2016/08/03/company-offering-flights-to-the-edge-of-space-for-nearly-14000/