FLUGLEHRE VORTRÄGE ÜBER THEORIE UND BERECHNUNG DER FLUGZEUGE IN ELEMENTARER DARSTELLUNG VON DR. RICHARD VON l\tlises PROFESSOR AN DER UNIVERSITÄT BERLIN DRITTE, STARK ERWEITERTE AUFLAGE MIT 192 TEXTABBILDUNGEN Springer-Verlag Berlin Heide1berg GmbH 1926
ALLE RECHTE, INSBESONDERE DAS DER ÜBERSETZUNG IN FREMDE SPRACHEN, VORBEHALTEN, Copyright 1926 by Springer-Verlag Berlin Heidelberg Ursprünglich erschienen bei Julius Springer in Berlin 1926. Softcover reprint of the hardcover 3rd edition 1926 ISBN 978-3-662-35890-0 ISBN 978-3-662-36720-9 (ebook) DOI 10.1007/978-3-662-36720-9
Vorwort. Das kleine Buch, das hier zum dritten Male vor die Öffentlichkeit tritt - nachdem vorher während des Krieges drei beschränkte Auflagen erschienen sind - ist aus Vorträgen hervorgegangen, die ich erstmals zu Ostern 1913 vor deutschen Fliegeroffizieren in Berlin, dann im Februar 1916 in einem Kurs zur Heranbildung technischer Offiziere der k. u. k. Luftfahrtruppen gehalten habe. Unter mehrfacher Umarbeitung und mit verschiedenen Ergänzungen habe ich den Gegenstand in der Art dieses Buches in akademischen Vorlesungen, die sich nicht nur an engere Fachkreise wandten, wiederholt behandelt, an der Universität Straßburg 1913, an der Technischen Hochschule Dresden 1919 und an der Universität Berlin 1922 und 1925. Die Ausführungen des Buches sind für Leser bestimmt, die, ohne in den einschlägigen Fragen über mehr als gute Schulbildung zu verfügen, aus Beruf oder Neigung die mechanischen Grundlagen kennenzulernen wünschen, auf denen unser heutiges Flugwesen beruht. Es sind daher alle überlegungen und Untersuchungen fortgeblieben, zu denen höhere mathematische Hilfsmittel erforderlich wären; auch sonst ist an Vorkenntnissen nicht mehr vorausgesetzt, als was an höheren Schulen (in Österreich: Mittelschulen) gelehrt zu werden pflegt. Doch mag vielleicht das Buch auch dem Ingenieur, der sich der Flugtechnik erst zuwenden will, als erste Einführung dienen, dem Flieger oder dem im Flugdienst tätigen Praktiker als theoretische Ergänzung zu selbstgewonnenen Anschauungen und Erfahrungen. Es besteht kein Zweifel darüber, daß bei der Beschränkung auf die elementarsten Hilfsmittel vieles unvollkommen oder überhaupt nicht zur Darstellung kommen kann, was heute schon zu den gesicherten Ergebnissen der Flugwissenschaft gehört.
IV Vorwort. Die Erfahrung scheint aber zu zeigen, daß ein Bedürfnis nach einem weiteren Kreisen verständlichen Buche besteht, und nur von diesem Standpunkt bitte ich das in folgendem Gebotene zu beurteilen. Übrigens war ich bei allen Fragen bemüht, immer die wesentliche Seite der mechanischen Erscheinung in den V ordergrund treten zu lassen und begriffliche Schwierigkeiten, die in der Natur der Sache liegen, nicht zu umgehen. Die vorliegende dritte Auflage ist der zweiten gegenüber stark vermehrt. Neu aufgenommen wurde vor allem ein Kapitel über den motorlosen Flug, der in letzter Zeit so viel Interesse gefunden hat, und ein Abschnitt über die Berechnung der Gipfelhöhe und der Steigzeit. Etwas näher als früher ist auf die verschiedenen Ausführungsformen und Bauarten der Flugzeuge und Motoren eingegangen worden und schließlich sind eine Reihe von Bemerkungen über den Luftverkehr und die wirtschaftliche Verwendung der Flugzeuge hinzugefügt. In diesen beiden Punkten noch weiter zu gehen, schien mir nicht gut möglich, ohne den ganzen Charakter des Buches zu verändern. Bei der Korrektur durfte ich mich der bewährten Hilfe meines Freundes Dr. J. Ratzersdorfer in Breslau erfreuen. Die neuen Zeichnungen hat nach meinen Skizzen Dr. J. Malkin ausgeführt. Ihnen und Fräulein Hilde Karselt, die ebenfalls eine Korrektur gelesen und das Register zusammengestellt hat, danke ich auch an dieser Stelle aufs beste. Berlin, im Oktober 1926. R. v. Mises.
Inhaltsverzeichnis. Seite Einleitung. Geschichtlicher überblick...... 1 I. Allgemeines über Luftkräfte. Luftwiderstand 7 1. Luftdruck.................. 7 2. Raumgewicht der Luft und Luftdichte. Höhenmessung 10 3. Bewegte Luft, Staudruck............ 16 4. Formeln für den Luftwiderstand, schädliche Fläche 21 5. Luftwiderstand verschiedener Körper. 26 6. Luftwiderstand und andere Luftkräfte...... 34 11. Die Tragfläche................. 41 7. Wirkungsweise der Tragfläche. Auftrieb und Rücktrieb 41 8. Abhängigkeit des Auftriebes A und des Rücktriebes R vom Anstellwinkel a................ 45 9. Querschnitt und Grundriß der Tragflügel.... 49 10. Druckverteilung. Einfluß des Seitenverhältnisses 56 11. Aufbau der Tragflächen............ 63 12. Berechnung der Geschwindigkeit und der erforderlichen Zugkraft bei gegebenem Anstellwinkel..... 70 III. Der motorlose Flug.............. 73 13. Fliegen aus eigener Kraft und Ahnlichkeitsgesetz 73 14. Statischer und dynamischer Segelflug 81 15. Einige Segelflugzeuge und ihre Leistungen... 92 IV. Die Luftschraube............... 97 16. Gestalt und Wirkungsweise eines Luftschraubenelements 97 17. Herstellung und Prüfung der Luftschrauben..... 104 18. Zugkraft und Widerstandskraftmoment der Luftschraube. 108 19. Leistung, Wirkungsgrad und Schlüpfung einer Luftschraube 114 20. Zusammenwirken der Luftschraubenelemente 120 V. Der Motor............. 125 21. Wirkungsweise des Motors 125 22. Zylinderinhalt, Mitteldruck, Leistung und Drehmoment 130 23. Die Bremslinie eines Motors. Höhenmotoren 135 24. Aufbau und Anordnung der Motoren. 144 25. Einzelteile der Motoren.......... 153
VI Inhaltsverzeichnis. Seite VI. Zusammenwirken von Tragfläche, Luftschraube und Motor................ 164 26. Luftschraube und Motor............ 164 27. Tragfläche, Luftschraube und Motor....... 170 28. Steig- und Sinkbewegung. Umkehrung der Steuerwirkung 173 29. Höhenflug...... 179 30. Einfluß der Belastung, Propellerauswahl... 185 31. Steiggeschwindigkeit, Gipfelhöhe und Steigzeit 189 32. Berechnungen beim Entwurf eines Flugzeuges 201 VII. Über Steuerung, Stabilität und Stabilisierung 210 33. Allgemeine Übersicht............. 210 34. Schwerpunkt und Druckmittel... 217 35. Erhaltung des Gleichgewichtes unter Einwirkung der Ruder und Flossen.............. 223 36. Die Kräfte an Rudern und Flossen, Trägheitsmoment 229 37. Betätigung der Ruder durch den Führer 237 38. Wirkungsweise der Steuerung. 241 39. Längsstabilität....... 246 40. Querstabilität. Kreiselwirkung '251 VIII. Abflug und Landung..... 260 41. Fahrgestell und Sporn, Schwimmer, Flugboot 260 42. Der Abflugvorgang... 265 43. Motorlandung und Gleitlandung 272 44. Untersuchung der Gleitlandung 275 45. Landungsstoß......... 279 IX. Fragen des Luftverkehrs 46. Einfluß des Windes auf die Fluggeschwindigkeit 47. Bestimmung des Kurses und der Flugdauer 48. Wirtschaftlichkeit des Flugverkehrs..... 49. Einige neuzeitliche Verkehrsflugzeuge 50. Die wirtschaftliche Verwendung der Flugzeuge Namen- und Sachverzeichnis...... 284 284 289 294 303 310 316