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Historischer Abriss des Flugzeugbaus in Holz

Reinhard Keimel
Erschienen in
Zuschnitt 12: Holz in Bewegung
Dezember 2003 - März 2004, Seite 10

                    

Der Traum vom Fliegen
Historischer Abriss des Flugzeugbaus in Holz
 
  
Der Traum des Menschen, in die Luft zu gehen und zu fliegen, ist zwar uralt, konnte aber doch erst spät verwirklicht werden. Leonardo da Vinci (1452 bis 1519), als Künstler wie auch als Wissenschafter gleichermaßen kreativ und genial, war vermutlich der erste, der sich ernsthaft mit dem bemannten Flug beschäftigte. Seine Manuskripte enthalten Beschreibungen und Zeichnungen von mit Muskelkraft angetriebenen Fluggeräten aus Holz mit Netz- oder Stoffbespannung, meist mit beweglichen Schwingen nach dem Vorbild des Vogelflugs.
 
Als Baumaterial für Luftfahrzeuge bot sich bereits den ersten Ballonfahrern Holz an, war dieses doch ein Stoff, der seit Jahrtausenden von der Menschheit bearbeitet und genutzt wurde. Die Ballonfahrer, seit dem Ende des 18. Jahrhunderts tätig, verwendeten und verwenden auch heute noch geflochtene Weidenkörbe in unterschiedlichsten Größen zum Transport von Mannschaft und Ausrüstung, obwohl eine Konstruktion aus Aluminium leichter wäre. Der Weidenkorb ist elastisch und dämpft zusätzlich Landestöße, zudem können mit Bändern auch verschiedene Ausrüstungsgegenstände an der Korbwand befestigt werden.
 
Weidenruten zur Konstruktion der Tragflächen seiner Fluggleiter verwendete ebenso Otto Lilienthal um 1894. Das Traggerüst zwischen den Flächen war aus massivem Holz. Holz war ein Baustoff, der auch von Laien leicht und unkompliziert bearbeitet werden konnte, während Metall und Eisenrohre am Beginn der Fliegerei noch schwer zu handhaben waren.
                   

 
Nach bewährten Plänen bauten die Mitglieder von Flugvereinen ihre Flugzeuge selbst. Im Bild die Rohbau-Fertigstellung einer Schulgleiter-Tragfläche.
   
  
 
 
       

                                     

       

 
 
    
 

Leichter war es, einzelne Holzstäbe zusammenzufügen und mit Drähten diagonal zu verspannen. Diese Bauart wurde schon von den Brüdern Wright, den berühmten Flugpionieren, benutzt. Sie begannen, das Rumpfsegment mit Stoff zu verkleiden. Die Tragflächen bestanden aus Holmen, die durch formgebende Rippen in Leistenbauart miteinander verbunden wurden. Die eigentliche Fläche bildete eine Stoffbespannung. Baumaterial waren zu jener Zeit verschiedene Holzarten: Fichte, Föhre, Esche, Birke, Buche und Ahorn wurden eingesetzt, je nach Beanspruchung des Bauteils und den Möglichkeiten des Flugzeugbauers. Igo Etrich verwendete bei seinem 1910 fertiggestellten Flugapparat, der berühmt gewordenen Etrich-Taube, für die Konstruktion der Flügel gespleißten Bambus zur Elastizitätserhöhung der Tragflächenenden und ebenso für die Höhenruderflosse. Bei den später in Serie hergestellten Doppeldeckern, die Kriegsflugzeuge waren, fertigte man die Tragflächenholme zur Gewichtsverminderung aus Hohlprofilen.

 

Ungefähr seit Beginn des Ersten Weltkrieges wurde zur Versteifung des Rumpfaufbaus an Stelle der Stoffbespannung Furnierholz verwendet, der eigentliche Konstruktionsaufbau bestand aber aus schlank dimensionierten Holzleisten mit Querverstrebungen. Schon während des Krieges begannen in Österreich-Ungarn die Firmen Österreichischer Lloyd in Budapest und die Wiener Karosserie Fabrik, mit Tragflächen aus Furnierholz zu experimentieren.

 

 Dabei bestand die Flächengrundkonstruktion aus zusammengeleimten Sperrholzfahnen (Holme und Rippen), die als tragende Haut ebenfalls Sperrholz erhielten. Dadurch wurde die Flächenkonstruktion stabiler und die fabriksmäßige Herstellung erforderte weniger Zeit. Diese Bauart setzte sich aber nicht durch, weil sie nur durch geschultes Personal und mit entsprechend gutem Leim erfolgen konnte. Bauvorschriften für Konstruktion und Gütequalität gab es damals noch nicht. 

 

Erst nach dem Ersten Weltkrieg, als durch das Motorflugzeugbauverbot in Deutschland und Österreich zahlreiche Eigenbauer Segelflugzeuge zu fertigen begannen und es zahlreiche Unfälle durch die Auswahl von nicht geeignetem Material gab, wurden Holztests durchgeführt und Materialvorschriften ausgearbeitet. So wurde zum Beispiel das für Tragflächen vielverwendete Buchensperrholz verboten. Es durfte nur noch Birkensperrholz zur Rumpf- und Tragflächenverkleidung verwendet werden, meist in den Dimensionen von 1,5 bis 3mm Dicke. Stärker beanspruchte Bauteile wie Landekufen und Flächenstreben wurden aus massiver Esche hergestellt. Für die Propellerfertigung kamen ebenfalls nur ausgewählte Hölzer ohne Asteinschlüsse mit bestimmter Maserung zur Verwendung. Zunächst war das meist Fichte, dann Esche, oder es wurden abwechselnd helle und dunkle verleimte Holzbretter verwendet, wodurch eine hübsche optische Variante zustande kam. 

 

Zur Schulung angehender Segelflugzeugpiloten konstruierte man sogenannte Schulgleiter, die nur aus einem zweidimensionalen Rumpfgerüst mit angeschlossenen Tragflächen und Leitwerk bestanden. In einem Dreieck aus Holzstreben wurde der Sitz, darunter eine Landekufe montiert und darüber die Tragflächen mittels Stahldrähten befestigt. Hinter dem Piloten kamen zwei Rumpfstreben mit dem verspannten Leitwerk zum Einbau. Die Rumpfsegelflugzeuge bestanden meistens aus einem sechseckigen Rumpfgerüst, das bespannt oder beplankt war, die Tragflächen hielten durch Streben ihre waagrechte Position.

 

Allmählich entwickelten die Konstrukteure auch Rümpfe mit rundem oder ovalem Querschnitt, was eine wesentliche Widerstandsverminderung ergab. Solche Bauten kamen auch im Ersten Weltkrieg an der Front zum Einsatz, wie das Jagdflugzeug von Albatros. Motorflugzeuge wurden Ende der Zwanziger Jahre immer mehr aus Metallteilen hergestellt, wobei bei den Tragflächenkonstruktionen kleinerer Maschinen noch immer Holz eine große Rolle spielte. Bei Verkehrsflugzeugen und stärker beanspruchten Militärmaschinen überwogen jedoch immer mehr Ganzmetallkonstruktionen.

 

Als aber während des Zweiten Weltkrieges Metall generell eine Mangelware wurde, griffen die Konstrukteure wieder auf Holz zurück. So entstanden zum Beispiel in Großbritannien der De Havilland Mosquito-Bomber in Holz, bezeichnet als »the wooden wonder«, in Deutschland die Focke-Wulf Ta 154, der Raketenjäger Messerschmitt Me 163 und der Volksjäger Heinkel He 162 mit zahlreichen Holzkomponenten (Tragflächen, Leitwerk).

  
 

 
Die Albatros DV von 1917/18 mit ihrem stromlinienförmigen Vollholz-Rumpf in Halbschalenbauweise.
 
 
 

Die aus Holz gebaute Spruce Goose mit sagenhaften 97,5 Metern Spannweite ist bis heute weltweit das größte je gebaute Flugzeug. Selbst die Antonov 225, die derzeit größte fliegende Maschine, ist mit einer Spannweite von 88 Metern kleiner als die legendäre Spruce Goose. 
 
 
Mehr dazu unter 
 Evergreen Aviation Museum
 The Spruce Goose
 
 FlightLine OnLine

 
 Das größte Flugzeug mit einem tragenden Gerippe aus Holz, das je gebaut wurde, ist die »Spruce Goose« oder Fichtenholzgans, wie ihr Spitzname lautet. Mit einer Rumpflänge von 66,7 Metern und Tragflügeln mit einer Spannweite von 97,5 Metern ist es bis heute das größte je gebaute Flugzeug. Es ist eigentlich ein riesiges Flugboot mit acht 3000-PS Triebwerken. Obwohl die H-4, die 1942 in den USA hergestellt wurde, eine Kapazität von 700 Passagieren hatte, war sie wie ein Frachtflugzeug, ohne Fenster für Passagiere, gebaut. Da ein Mangel an strategisch wichtigen Metallen abzusehen war, bestand sie zu 90% aus Holz. Neben Kanadischer Birke in Form von Sperrholz wurden Fichte, Ahorn, Pappel und Balsaholz verwendet. Nachdem einzelne Baugruppen zu schwer gerieten, wurde die staatliche Förderung für das Projekt eingestellt. Ihr Erbauer, der amerikanische Multimillionär und Flieger Howard Hughes entschied sich, allein weiterzumachen und brachte die H-4 mit dem unvorstellbaren Gewicht von 181 Tonnen tatsächlich 1947 für wenige Minuten über eine Strecke von etwa 1,6km in die Luft. Heute ist die Spruce Goose als Museumsstück in McMinnville zu besichtigen.War der Rohstoff Stahl zu haben, wurden parallel zu Tragkonstruktionen aus Holz auch Metallrümpfe gefertigt. Holz hatte sich besonders beim Rumpf durch seine Eigenschaft zu splittern bei Bruchlandungen als sehr nachteilig erwiesen. Es wurde daher im Bereich des Rumpfes sehr bald vom Metall abgelöst. Ab den 1960er Jahren wurde aufgrund der besseren Oberflächengüte zunehmend Kunststoff für den Flugzeugbau eingesetzt.
 
Während bei heutigen großen Passagierflugzeugen der Rumpf fast ausschließlich aus Metall und Kunststoff gefertigt wird, findet man für Tragflächen noch vereinzelt Holzkonstruktionen. Bei den auch im Selbstbau hergestellten Flugzeugen bewährt sich Holz vor allem durch seine leichte Bearbeitbarkeit. Bis heute werden noch vereinzelt fabriksmäßig hergestellte kleinere Holzflugzeuge im Serienbau hergestellt, wie zum Beispiel einige Typen der französischen Firma Robin (heute Apex-Aircraft).
 
Literaturhinweis
Leonardo da Vinci
Daniel Arasse
DuMont Literatur und Kunst Verlag, 2002
545 Seiten, Euro 38.-
Neugier und obsessive Beobachtung waren Voraussetzungen dafür, da Vinci zu einem der größten Gelehrten seiner Zeit und zum berühmtesten Beispiel des »Univeralmenschen« der Renaissance zu machen. Seine Interessen führten ihn zu Tätigkeiten in den unterschiedlichsten Bereichen: als Zivil- und Militäringenieur, Stadtplaner, Theaterdekorateur, Architekt, Bildhauer, Musiker, Naturforscher und Erfinder, Schriftsteller und nicht zuletzt Maler. Daniel Arasse zeigt den Künstler ohne Mythos und Magie. Mehr als 300 Abbildungen stellen unter anderem sämtliche Gemälde und viele bislang wenig bekannte Arbeiten vor - sie spiegeln auf einzigartige Weise das Genie, dessen Wirken seit fünf Jahrhunderten das breite Publikum ebenso wie die Wissenschaft fasziniert.