TEIL C

MUSKELKRAFT

Muskelkraft-Luftschiffe (1)

Etwas leichter, auch im übertragenen Sinne, gestaltet sich das fliegen – bzw. fahren, wie es in diesem Fall eigentlich heißen sollte – mittels pedal- und muskelbetriebener Luftschiffe. Hierzu ein kurzer Rückblick auf die Anfänge dieser Transporttechnologie, wobei ich auch die wichtigsten Schritte in der Entwicklung der motorbetriebenen Modelle dokumentiere, um zu einer kontextabhängigen Darstellung zu gelangen.

Im Jahr 1670 veröffentlicht der Jesuit Francesco Lana Terzi die Beschreibung eines ,Flugschiffs’, bei dem vier große Kupfer-Kugeln, in denen ein Vakuum herrscht, für den Auftrieb sorgen sollen, was sich in dieser Form allerdings auch heute noch nicht umsetzen ließe.

1709 erhält der Jesuitenpater, Naturwissenschaftler und Erfinder Bartolomeu Lourenço de Gusmão aus der damaligen portugiesischen Kolonie Brasilien das Patent für eine ,Maschine, mit der man durch die Luft fahren kann’. Die Details der Funktion und das genaue Aussehen des Fluggeräts sind bis heute unbekannt, ebenso, ob das zugrundeliegende Auftriebsprinzip warme Luft ist. Auch die Abbildungen und Angaben des Patentantrags, denen zufolge besondere Kugeln, die Magneten bzw. Bernstein enthalten, „das Geheimnis der Anziehung beinhalten“, sind keine wirkliche Erklärung.

Im August 1709 veranstaltet Gusmão in Anwesenheit des Hofes fünf zum Teil erfolgreiche Flugversuche mit kleineren Ballons, und im Oktober hebt vor mehreren Zeugen ein größeres Modell des Passarola genannten Luftschiffs ab, das aber noch keine Person befördern kann, weshalb die Flugapparate als Spielerei angesehen werden, auch wenn ihre Vorführungen in Lissabon späteren Berichten zufolge große Volksaufläufe verursachten.

Gusmão entschließt sich daher, ein größeres, manntragendes Modell zu bauen und bereist zwischen 1713 und 1716 Nordeuropa, um die benötige Finanzierung zu beschaffen. Zurück in Portugal, legt Gusmão die Priesterweihe ab und wird zum Hofmann, Königlichen Kapellan und Mitglied der Akademie ernannt. Als er durch die Inquisition bezichtigt wird, Sympathien für die sogenannten Neu-Christen (zum Christentum zwangsbekehrte Juden) zu hegen, flüchtet er 1724 nach Spanien. Doch auch hier werden ihm die heimlichen Begünstigung von Juden und zudem Mystizismus, messianisches Sendungsbewußtsein und Größenwahn vorgehalten.

In Toledo schwer erkrankt, stirbt Gusmão im November 1724 im Alter von nur 38 Jahren im Elend im Hospital de Misericórdia – und sein Fluginstrument, das 10 – 11 Personen tragen sollte, wird nie gebaut.

Nachdem die französischen Gebrüder Montgolfier im Dezember 1782 in ihrem Heimatort Annonay ihren ersten erfolgreichen Versuch mit einem 10 m durchmessenden Heißluftballon durchführen, lassen sie im Juni 1783 vor Publikum einen verbesserten, unbemannten Ballon aus mit Papier abgedichteter Leinwand auf eine Höhe von über 2.000 m aufsteigen. Nach einer entsprechenden Einladung durch König Ludwig XVI bereiten die Brüder eine Demonstration vor, bei der sie im September in Anwesenheit des Königs, Marie Antoinette und des französischen Hofstaates vom Schloß Versailles aus einen Heißluftballon aufsteigen lassen. Die Passagiere sind drei Tiere: ein Hammel, eine Ente und ein Hahn.

Da die Tiere das Experiment überleben, gibt der König die Erlaubnis zu einem Aufstieg mit menschlicher Besatzung – und am 21. November 1783 heben als erste menschliche Luftfahrer  der Physiker Jean-François Pilâtre de Rozier und der Offizier François d’Arlandes vom Boden ab. Ihr Flug dauert 25 Minuten und endet erfolgreich auf dem Hügel Butte aux Cailles, der heute zu Paris gehört.

Vom König und der Akademie der Wissenschaften damit beauftragt, geht auch der französische Physiker Prof. Jacques Alexandre César Charles das Thema an und konstruiert zusammen mit den Brüdern Anne-Jean Robert und Marie-Noël Robert einen dichten Seidenballon, den er mit Wasserstoffgas befüllt.

Sein erster Wasserstoff-Ballon Globe hat einen Durchmesser von rund 4 m und kann eine Nutzlast von bis zu 9 kg tragen. Den Erstflug von 45 Minuten absolviert der Ballon im August 1783, wobei er vom Pariser Marsfeld (dem heutigen Standort des Eiffel-Turmes) bis ins benachbarte Dorf Gonesse gelangt und dort niedergeht – worauf sich die Bauern des Ortes unter Führung der Geistlichkeit mit Mistgabeln und Spaten auf das ,Teufelsgerät’ stürzen.

Die erste bemannte Fahrt führt Charles zusammen mit Marie-Noël Robert am 1. Dezember 1783 mit seinem Ballon Charlière durch. Die beiden Pioniere bleiben für zwei Stunden in der Luft und machen dann eine Landung im 36 km entfernten Dorf Nesles-la-Vallée. Anschließend steigt Charles noch einmal allein auf und kann mit Hilfe eines mitgeführten Barometers seine größte erreichte Höhe bestimmen: 3.467 m.

Im gleichen Dezember 1783 schlägt der französische Mathematiker und Ingenieur General Jean Baptiste Marie Meusnier de La Place der Akademie der Wissenschaften in Paris ein 79 m langes, stromlinienförmiges und lenkbares Luftschiff vor, das mit drei großen, mittschiffs angebrachter und mittels Muskelkraft betriebener Luftschrauben ausgestattet werden soll, die von einer 80-köpfigen Mannschaft gedreht werden. Der Entwurf wird allerdings nie gebaut.

Darüber hinaus erfindet Meusnier die sogenannten Ballonetts, welche den unvermeidlichen Gasverlust ausgleichen und auch heute noch angewendet werden. Und ein weiterer Erfolg ist ihm beschieden: Seine Ideen führen dazu, daß er im Januar 1784 in die französische Akademie der Wissenschaften aufgenommen wird.

Nach seiner Rückkehr aus Europa, wo er Pneumatik studiert hat, startet John Foulke - von George Washington unterstützt - im Mai 1784 den ersten unbemannten, aus Papier hergestellten Heißluftballon in den Vereinigten Staaten.

Und auch der Drucker, Naturwissenschaftler, Erfinder und Staatsmann Benjamin Franklin, der sowohl im August als auch im Dezember 1783 in Paris Zeuge der erfolgreichen Wasserstoffballonfahrten ist, läßt sich davon so begeistern, daß er sich finanziell an dem Projekt beteiligt, einen bemannten Wasserstoffballon zu bauen.

Steuerbar oder mit einem Antrieb versehen ist aber keiner dieser Ballons.

Aus dieser Zeit gibt es natürlich noch diverse weitere Ballon-Pioniere – ich werde mich im Folgenden allerdings auf diejenigen Entwicklungen beschränken, die sich explizit mit der Steuerbarkeit befassen, die meist durch einen manuellen oder motorischen Antrieb bewerkstelligt wird.

Den ersten praktischen Versuch, ein derartiges Luftgefährt tatsächlich mit einem handbetriebenen Propeller zu steuern, unternimmt der französische Ballonfahrer Jean-Pierre Blanchard im Jahr 1784. Als Vorläufer der oben beschriebenen Muskelkraftflugzeuge überquert er im Januar 1785 als Erster zusammen mit dem Arzt Dr. John Jeffries den Ärmelkanal von Dover nach Calais in 02:25 Stunden in einem Gasballon, der für den Antrieb manuell bewegte, flatternde Flügel sowie einen vogelähnlichen Schwanz für die Lenkung besitzt.

Blanchard ist auch für den ersten Ballonaufstieg in Nordamerika im Januar 1793 verantwortlich, als er vom Washington Prison Yard in Philadelphia, Pennsylvania, aus startet, und später in Gloucester County, New Jersey, landet. Diese Fahrt ist von besonderer Wichtigkeit, da sie zum einen von Präsident George Washington beobachtet wird – und zum anderen dabei die ersten Luftpostbriefe der Welt befördert werden.

Ein großer Schritt in Sachen Professionalisierung der Luftfahrt wird im August 1802 in Bern versucht, als ein Vertrag zum Bau eines Luftschiffs abgeschlossen wird, das zwischen Bern und London verkehren soll. Schon im August 1804 hebt der Schweizer Büchsenmacher und Feldzeugwart der Helvetischen Republik Oberst Samuel Johannes Pauli (in England auch als Jean Samuel Pauly bekannt) in Sceaux, südlich von Paris, das erste Mal mit dem Gefährt ab, das bereits die wesentlichen Merkmale der späteren Zeppeline aufweist.

Die Vorwärtsbewegung des lenkbaren Luftfisches, dessen Idee auf Baron Scott von Paris im Jahre 1789 zurückgeht, und dessen Bau Marschall Michel Ney mit fast 100.000 Franc finanziert, erfolgt durch muskelbetriebene Schwingräder bzw. Schlagflügel, während eine Schwanzflosse der Seitwärtsbewegung und der Stabilisierung der Horizontallage dient. Leider läßt sich das Gefährt aber nur schwer steuern, worauf das interessante Projekt wegen unlösbarer Probleme in der Antriebstechnik abgebrochen wird. Pauli geht zuerst nach Paris, später wandert er nach London aus, wo er weiter als Luftschiffkonstrukteur arbeitet.

Im April 1815 erhält er dort ein königliches Patent für ein Luftschiff und das alleinige Recht für den damit vorgesehenen Verkehrsdienst, worauf er mehrere Jahre lang an seinem neuen Luftschiff Dolphin arbeitet, das fast vollendet ist, als er 1821 stirbt. Zu einer Probefahrt kommt es daher nie.

1812 scheitert der deutsche Erfinder und Musiker Franz Xaver Leppich mit dem Versuch, sein für den Zaren Alexander I. konzipiertes Bomber-Luftschiff mittels zweier großer Ruder, deren jedes fünf flügelartige Schaufeln besitzt, durch Muskelkraft fortzubewegen.

Nicht fehlen darf in dieser Darstellung der Hybrid-Heißluft/Wasserstoff-Ballon von Francesco Orlandi, der das Konzept bereits im Jahr 1800 entwickelt hatte. Der Erstflug, dem sich 40 weitere Flüge anschließen, findet allerdings erst im August 1825 statt. Anhand der Grafik erkennt man, daß der Ballon mit zwei Propellern oder Ruderrädern ausgestattet war, über die und deren Antriebsmethode aber nichts Genaueres herauszufinden ist.

Mit solch einer nicht ungefährlichen Kombination hatten schon andere experimentiert, wie Pilatre de Rozier und Jules Romain, die im Juni 1785 dabei gestorben sind, ebenso wie Francis Olivari im November 1802 und Francesco Zambeccari im September 1812.

Im Jahr 1834 konstruiert in London Graf von Lennox, ein französischer Offizier schottischer Herkunft, ein zigarrenförmiges Luftschiff namens Eagle um eine direkte Kommunikationsverbindung zwischen den Hauptstädten Europas zu schaffen.

Das Luft-Post-Schiff soll in 6 Stunden von London nach Paris fliegen können. Das Gefährt hat vier große paddelförmige Klappen auf beiden Seiten, die von Luft-Matrosen durch eine Reihe von Schnüren und Ketten wie die Ruder alter Schiffe vor und zurück bewegt werden.

Das erste Luftschiff seiner Art wird auf dem Gelände der Aeronautical Society in Kensington bei London ausgestellt, es ist etwa 49 m lang, 15,2 m hoch und 12,2 m breit. An der Entwicklung mitbeteilgt ist auch Jules Henri Giffard, ein brillanter Ingenieur, der einige Jahre später eigene Entwürfe umsetzt (s.u.).

Als das Luftschiff im August 1834 vom Champ de Mars in Paris aus aufsteigen soll, erweist es sich als zu schwer, um sein eigenes Gewicht zu heben. Sogar ohne die Männer an Bord gelingt der Aufstieg nicht, worauf sich die Schaulustigen in einen wütenden Mob verwandeln, der seine Verachtung für den Erfinder dergestalt ausdrückt, daß er dessen Kleidung zerfetzt und das glücklose Luftschiff vollständig zerschlägt.

Der in New York lebende Muzio Muzzi aus Bologna in Italien erhält im Oktober 1844 ein Patent für eine Steuermethode für Luftschiffe (US-Nr. 3.799). Ein ebenfalls steuerbares Luftschiff wird von Hugh Bell aus London im März 1850 patentiert (US-Nr. 7.207).

Im Jahr 1849 veröffentlicht der amerikanische Maler, Erfinder und Gründer der Zeitschrift Scientific American Rufus M. Porter, der sich u.v.a. auch mit Wasserturbinen, Windmühlen und Rotationsmaschinen beschäftigt, seine Pläne zum Bau eines dampfbetriebenen Luftschiffs von 244 m Länge und mit Räumlichkeiten für 50 bis 100 Passagiere, das eine Geschwindigkeit von 100 – 160 km/h erreichen soll.

Nachdem er bereits mehrere Modelle in kleinerem Maßstab gebaut und in Boston und New York hatte fliegen lassen, gründet er nun die R. Porter & Company und annonciert Fahrten von New York nach Kalifornien in drei Tagen für einen Sonderpreis von 50 $, wobei er in erster Linie Bergleute im Blick hat, die am kalifornischen Goldrausch teilnehmen wollen. Als späterer, regulärer Fahrpreis werden 200 $ angegeben.

Porter beginnt auch sofort mit dem Bau, um im April den Flugbetrieb aufzunehmen, doch seine erster Aeroport wird von einem Tornado zerstört. Noch im selben Jahr startet er gemeinsam mit neuen Förderern die Konstruktion einer 213 m langen Version, deren Wasserstoffhülle während einer Vorführung des fast kompletten Luftschiff am Thanksgiving Day von gewalttätigen Besucher aufgerissen und zerstört wird. Als auch der dritte Versuch im Jahr 1854 mit technischen Schwierigkeiten endet, gibt Porter das Projekt auf.

Ein weiterer Franzose, der Uhrmacher Pierre Jullien aus Villejuif, stellt im Jahr 1850 auf dem Pariser Hippodrom ein zigarrenförmiges Luftschiff-Modell vor, dessen Gondel sowie das Seiten- und das Höhenruder unter dem vorderen Teil des Ballons angebracht sind. Indirekt ist es muskelbetrieben, denn die zwei auf den beiden Seiten einer Mittellinie montierten Luftschrauben, die das Luftschiff antreiben, werden von einem manuell aufziehbaren Uhrwerkmotor in Bewegung gesetzt.

Der britische Arzt William Bland, der nach einem Duell an Bord der Royal NavyKorvette HMS Hesper mit tödlichem Ausgang als Sträfling nach Australien verschickt wird und es dort zum Landwirt, Politiker und Erfinder bringt, zeigt wiederum auf der Weltausstellung 1851 in London die Entwürfe sowie ein Modell seines Atmotic Airship – einem länglichen Ballon, dessen Doppelpropeller von einer Dampfmaschine angetrieben wird.

Bereits ein Jahr späte, 1852, ist der französische Ingenieur und Luftfahrtpionier Baptiste Henri Jacques Giffard – der zuvor sowohl Graf von Lennox als auch Pierre Jullien bei ihren Entwicklungen geholfen hat – die erste Person, die einen erfolgreichen Motorflug macht.

Mit seinem umfangreichen Wissen über die Dampfkraft gelingt es Giffard, der sich 1851 die ,Anwendung von Dampf in der Luftschiffahrt’  hatte patentieren lassen, eine kleine und leichte Dampfmaschine mit einem Gewicht von nur 113 kg zu bauen – was trotz der zusätzlichen Gewichte des Kessels und des Koks von zusammen über 180 kg immer noch leicht genug ist, um von seinem mit Wasserstoff gefüllten zigarrenförmiger Ballon gehoben zu werden, der 43 m lang ist, einen Durchmesser von 12,2 m hat und unten an der Rückseite ein segelartiges Dreiecksseitenruder besitzt.

Die Dampfmaschine betreibt einen großen, nach hinten gerichteten dreiflügeligen Propeller von 3,3 m Durchmesser, und um zu verhindern, daß Funken das leicht entzündliche Wasserstoffgases in dem Ballon in Brand setzen, ist ihr Kamin nach unten gerichtet, wobei der Abgasstrom mit den Verbrennungsgasen gemischt wird.

Im September 1852 startet Giffard in dem von ihm selbst gebauten Luftschiff vom Hippodrome in Paris aus und legt die beträchtliche Strecke von 27 km bis nach Elancourt, in der Nähe von Trappes, zurück. Da der kleine Motor mit seiner relativ geringen Leistung von drei Pferdestärken (~ 2.200 W) zu schwach ist, die vorherrschenden Winde zu überwinden, schafft er es aber nicht den Rückflug zu machen, Ttrotzdem beweist er mit seiner Fahrt, daß es möglich ist, den Flug eines Luftschiffs mit Dampfmaschinen-Antrieb zu steuern.

In den Jahren 1852 - 1854 beschäftigt sich Cornu l’Aîné aus Nuits im Département Côte-d’Or in Burgund mit der Entwicklung und Patentierung eines Luftschiffs, das er als Luftexpress mit einer Fahrzeit von drei Stunden zwischen Paris und London einsetzen will.

Der Ballon Remorqueur, also der Ballon-Schlepper, soll mit Hilfe von Druckdampf als Antriebssystem einen ganzen Zug aus Ballon-Wagen hinter sich herziehen. Als Teil des Dampfreaktor-Systems befindet sich 3 m vor der Nase des Luftschiffes ein schwenkbares Objekt in der Form einer Glocke, in die Dampf hineinspritzt, der über einen Gummischlauch und dem hohlen Eisenstab der Spitze herangeführt wird und dort nach hinten abgelenkt wird.

Mittels einer Klapphebelvorrichtung soll es damit möglich sein, das Luftgefährt effektiv zu lenken. Zur Erzeugung des Dampfes ersetzt l’Aîné den stets gefährlichen Kraftstoff durch Nutzung der Elektrizität. Das Patent dafür erhält im Jahr 1854.

Im Palais de l’Industrie in Paris – und später auch in den Provinzen – stellt Camille Vert im November 1859 den von ihm entwickelten Poisson Volant (Fliegender Fisch) vor, dessen abgebildete fotografische Darstellung wohl die erste eines Fluggerät in der Geschichte ist. In der Hauptstadt wird die Präsentation in Anwesenheit des Kaisers Napoleon III durchgeführt.

Unterhalb des Ballons sind an den Ende einer horizontalen Achse vorn und hinten zwei Propeller angeordnet, die von einer Dampfmaschine in der Mitte der Gondel angetrieben werden, um das Luftschiff zu lenken.

Die Maschine läßt sich nach Belieben in alle Richtungen bewegen – und besitzt für die Sicherheit seiner Passagiere zudem ein Fallschirmsystem, das bei der Vorführung ebenfalls zufriedenstellend funktioniert.

Während des US-Bürgerkriegs in den 1860er Jahren schlägt der Arzt, Erfinder und Flieger Solomon Andrews, dreimaliger Bürgermeister von Perth Amboy in New Jersey, Präsident Lincoln in einem Schreiben vom August 1862 vor,  Aerostaten zu produzieren, um die Armeen der Union zu unterstützen.

Andrews hat einen frühen Blimp entwickelt, der ohne Motor gelenkt werden kann, indem der Unterschied des spezifischen Gewichts zwischen dem Ballon und der umgebenden Atmosphäre durch ein System von geneigten Flächen genutzt wird – weshalb Andrews auch von einem Schwerkraft-Antrieb spricht. Im Prinzip funktioniert dies durch eine Art segeln, wobei die umströmte Fläche aus Tragflächen  besteht, die über dem Körper des Blimps befestigt sind. Dieser besteht wie ein gigantisches Floß aus drei nebeneinander montierten zylindrischen Gassäcken.

Indem das Schiff nach oben bzw. nach unten gekippt und sein Auftrieb durch das Abwerfen von Ballast oder Ablassen von Gas geregelt wird, soll es von dem daraus resultierenden Luftstrom angetrieben werden und sogar gegen den Wind navigieren können.

Obwohl Andrews für seine teure Aereon I nur wenig Unterstützung von Kongreß erhält, gelingt ihm der Bau, und im Juni 1863 kann er mit seinem knapp 14,5 m langen und lenkbaren Luftschiff bereits über Perth Amboy in New Jersey herumfahren. Zwischen Juni und September führt er insgesamt vier Flüge durch. Sein Patent erhält Andrews im Juli 1864 (US-Nr. 43.449)

Nach vielen Diskussionen arrangiert Andrews 1864 eine Demonstration vor der Smithsonian Institution, wird aber – fast ein Jahr später – darüber informiert, daß die Regierung nur wenig Interesse an seiner Erfindung hat. Zu diesem Zeitpunkt ist der Krieg nämlich schon fast vorbei.

Nun gründet Andrews die Aerial Navigation Co., um kommerzielle Luftschiffe zu bauen und eine reguläre Linie zwischen New York und Philadelphia einzurichten. Das erste Schiff, die Aereon II, hat einen Zitronen-förmigen Ballon mit spitzen Enden und fliegt im Mai und Juni 1865 über New York City, wobei die zweite Reise mit vier Passagieren schon bei Oyster Bay auf Long Island beendet werden muß, da es nicht gelingt zum Abflugort zurückkehren.

Der zu dieser Zeit stattfindende wirtschaftliche Nachkriegs-Zusammenbruch mit seinen Bankpleiten zerstört die Firma, und das Luftschiff fliegt nie wieder. Anmerkung: Im Jahr 1969 versucht die in New Jersey beheimatete Aereon Corp. von William Miller das Luftschiff-Designs von Andrews zu replizieren und zu verbessern (Dynairship), muß das Projekt wegen mangelnder Finanzierung nach einiger Zeit allerdings wieder einstellen.

Im August 1863 macht Graf Zeppelin bei St. Paul, Minnesota, in einem Fesselballon von John Steiner seine erste Fahrt - Francis Just und August Koellner aus Buffalo, New York, lassen sich im Oktober 1865 ein Aerial car patentieren (US-Nr. 50.365) - im Januar 1866 wird in London die Aeronautical Society of Great Britain gegründet - und im August 1867 erhält J. A. Elston aus Elston Station, Missouri, das Patent für ein Luftschiff mit manuellem Draisinen-Antrieb (US-Nr. 67.739).

 

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