Warum die Horten-Nurflügel nach dem Krieg kein Erfog wurden

Diskutiere Warum die Horten-Nurflügel nach dem Krieg kein Erfog wurden im WK I & WK II Forum im Bereich Geschichte der Fliegerei; Im Zusammenhang mit den Horten-Nurflügelflugzeugen gingen mir folgende Fragen nicht aus dem Sinn: 1. Was hat es mit der...

HolgerXX

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Im Zusammenhang mit den Horten-Nurflügelflugzeugen gingen mir folgende Fragen nicht aus dem Sinn:

1. Was hat es mit der Glockenauftriebsverteilung, auch "Mitteneffekt" genannt, die für die ungewöhnliche Stabilität der Horten-Maschinen sorgte, eigentlich auf sich?

2. Warum hat das nach dem Krieg niemand aufgenommen?

3. Insbesondere nicht die amerikanische Firma Northrop, deren Entwürfe anscheinend nicht die Qualität der der Hortens erreichten?

Zu den Horten-Flugzeugen gibt es Einiges an Literatur, aber nichts, was die o.a. Fragen wirklich beantworten könnte. Doch schließlich stieß ich auf Russel E. Lee, Only the Wing, Reimar Horten's Epic Quest to Stabilize and Control the All-Wing Aircraft, Smithsonian Institution Scholarly Press, Washington, D.C. 2011. Die Durchsicht ergab Folgendes:

Zu 1:
So gut wie von Reimar Horten behauptet waren die Stabilitätswerte seiner in Deutschland gebauten Flugzeuge nicht. Das konnte experimentell nachgewiesen werden (S. 183). Sie wurden erst von der in Argentinien konzipierten Ho X Piernifero 3 erreicht (S. 185). Diese Maschine wurde aber nie gebaut! Es braucht eine spezielle, perfekte Platzierung der Elevons [nicht explizit erwähnt, aber für mich intuitiv einsichtig ist der dihedrale Flügelwinkel laut Zeichnung]. Darauf basierende Modellflugzeuge wurden hergestellt.

Zu 2:
Mit dem Zweiten Weltkrieg beginnt der Siegeszug der Düsenflugzeuge. Deren Einlassöffnungen stören aber die Stabilitätswerte von Nurflügelflugzeugen empfindlich (S. 132). Für moderne Verkehrsflugzeuge ist das unakzeptabel. Hortens Go 229 neigte zur Taumelschwingung ("Dutch roll", S. 117). Lee stellt ihre Eignung als Abfangjäger in Frage, da ein Feuerstoß aus Dreizentimeterkanonen die Maschine erst recht aus der Bahn geworfen hätte (S. 132, fraglich, ob diese Einschätzung gerechtfertigt ist, der Me 262 wurde dasselbe zugeschrieben, was ihren praktischen Nutzen aber kaum beeinträchtigte).
Northrops düsengetriebene YB-49 brauchte vertikale Stabilisierungsflächen, bei der kolbenmotorgetriebenen XB-35 war das nicht der Fall gewesen (ds. und S. 15, als Bombardierplattform taugte die YB-49 nicht).

Zu 3:
Reimar Horten geriet am 01.04.1945 in Kriegsgefangenschaft, kam aber bald wieder frei (S. 135). Das westalliierte Interesse an seinen (ohnehin kaum bekannten) Entwürfen war gering. Der Technische Geheimdienst der 9. US-Luftflotte befand im Juni 1945 eine Liste von Horten-Seglern als interessant, aber nicht für lange (S. 137). Sir Richard Fairey bot Reimar Horten eine Stelle an, aber seine Mannschaft wollte nicht mit einem Deutschen zusammenarbeiten (S. 138). Reimar machte Ende 1946 seinen Doktor (ds.) und ging 1948 nach Argentinien (S. 139). 1950 bewarb er sich erfolglos bei Northrop (S. 144).
Reimar trug zu seinen Problemen selbst bei, da er bis 1980 nichts zu seinen Entwürfen veröffentlicht hatte (S. 184), damit nicht andere die Meriten für seine Vorarbeit einstreichen sollten (S. 182). Ein Horten-Northrop-Entwurf, düsengetrieben und auf der Basis der Piernifero 3, hätte m.e. eine Entwicklungschance verdient gehabt. Es wurden sogar drei Horten-Segler 1948 von Northrop und anderen Firmen inspiziert. Das amerikanische Nurflügelprogramm wurde aber bereits im November 1948 abgebrochen (obwohl die Tests der Maschinen noch einige Jahre weitergingen), da konventionelle Maschinen ausreichende Ergebnisse zeigten (S. 145, Wikipedia zur YB-49 nennt zusätzlich eine verschwörungstheoretische Erklärung).

Grüße, Holger
 
HoHun

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1. Was hat es mit der Glockenauftriebsverteilung, auch "Mitteneffekt" genannt, die für die ungewöhnliche Stabilität der Horten-Maschinen sorgte, eigentlich auf sich?
Zufällig bin ich gerade über dieses Video gestolpert. Der beim Zeitstempel 1261 s dargestellte Artikel von Prandtl zeigt eine mathematische Lösung für die optimale Auftriebsverteilung bei einem Flügel gegebener Masse, aber unbegrenzter Spannweite eine ähnliche Auftriebsverteilung wie die von den Hortens experimentell als günstig erkannte Glockenauftriebsverteilung ergibt:


Der inhärente Vorteil dieser Konfiguration ist, daß ein positives Rollwendemoment ensteht ("proverse yaw"), das Flugzeug also bei Betätigung des Querruders selbstständig koordinierten Flug anstrebt, auch ohne eine Ruderflosse.

Der Vortragende, Al Bowers, war in Kontakt mit Walter Horten (Reimar war zu diesem Zeitpunkt bereits verstorben), und hat den Eindruck gewonnen, daß die Horten-Brüder nichts von Prandtls Artikel wußten. Ich würde spekulieren, daß die Ergebnisse der Hortens ohne eine theoretische Grundlage und ohne erfolgreiches Einsatzmuster als Nachweis der Brauchbarkeit ihrer Ideen für die Aliierten nicht interessant waren.

Der Northrop-Nurflügelbomber der 1940er war auch leistungsmäßig nicht konkurrenzfähig, die Flugeigenschaften waren nur noch der letzte Nagel im Sarg. Generell werden Nurflügelflugzeuge meist erst interessant, wenn sie so groß werden, daß sie eine wirtschaftlich oder militärisch nützliche Tragflächen-Innenhähe erreichen, und da ist man meistens schon bei einem sehr großen Flugzeug. Das hatte ja auch der alte Hugo Junkers schon früh erkannt :-)

Tschüs!

Henning (HoHun)
 

HolgerXX

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Hallo Henning,

ich habe jetzt bewusst nichts zu Prandtl und theoretischen Grundlagen geschrieben. Ohne Prandtls Vorarbeiten hätten die Hortens nicht arbeiten können, und Prandtl war auch Reimars Doktorvater. Die passenden Seitenzitate bei Lee müsste ich suchen.

Ein "moderner" Forscher soll an die 5 Jahre gebraucht haben, um eine konsistente Beschreibung der Glockenauftriebsverteilung zusammenzustoppeln.

Grüße, Holger
 
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Ein "moderner" Forscher soll an die 5 Jahre gebraucht haben, um eine konsistente Beschreibung der Glockenauftriebsverteilung zusammenzustoppeln.
Leider ohne Quellenangabe, aber diese Seite enthält die englische Übersetzung eines Texts von Reimar Horten zur Glockenauftriebsverteilung:


Der rote Faden geht von der theoretisch optimalen elliptischen Auftriebsverteilung zum praktischen brauchbaren Flügel mit dicker Wurzel und dünner Spitze über das Verhalten beim Strömungsabriß zum Rollwendemoment, insbesondere beim gepfeilten Nurflügel.

Ebenfalls von der Seite nurflugel.com (leider ohne Umlaute):

"Lippisch konnte 1932 ein Naherungsverfahren mitteilen (Flugsport 1932), in welches auch die Schrankung einging.

Auch erwahnt er schon die Auftriebsverteilung mit Nulltangente am Flugelende, spater von mir Glockenverteilung benannt."

Horten Nurflugels ... möglicherweise ein Auszug aus dem auf der übergeordneten Seite genannten >"Nurflügel", by Peter F. Selinger and Dr. Reimar Horten<.

Bei dem, was Du über den Lee erzählst, würde ich zu großer Vorsicht bezüglich der Bewertung seiner Aussagen raten. Die Sache mit dem Einfluß der Kanonen klingt wie Seemannsgarn ... kann ja sein, daß solche Stories im Umlauf waren, aber davon gibt's viele.

Tschüs!

Henning (HoHun)
 
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Ein "moderner" Forscher soll an die 5 Jahre gebraucht haben, um eine konsistente Beschreibung der Glockenauftriebsverteilung zusammenzustoppeln.
Ich hab jetzt auch mal in den Lee geschaut: Das war genau der Al Bowers, dessen Vortrag ich oben verlinkt habe. Da sagt er allerdings, daß er 10 Jahre gebraucht habe ... aber er sei langsam. Aus dem Vortrag wird klar, daß das kein Thema war, an dem er jemals in Vollzeit gearbeitet hätte oder für das er auch nur ein Budget gehabt hätte.

Tschüs!

Henning (HoHun)
 
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Mit dem Zweiten Weltkrieg beginnt der Siegeszug der Düsenflugzeuge. Deren Einlassöffnungen stören aber die Stabilitätswerte von Nurflügelflugzeugen empfindlich (S. 132). Für moderne Verkehrsflugzeuge ist das unakzeptabel. Hortens Go 229 neigte zur Taumelschwingung ("Dutch roll", S. 117).
Dazu finden sich in dieser Wiedergabe eines Farnborough-Reports etwas differenziertere Aussagen:


Die Taumelschwingungen traten nur bei niedrigen Geschwindigkeiten auf. Bei größeren Geschwindigkeiten (250 km/h) gab es eine sehr langsame gedämpfte Gierschwingung mit einer Periode von 8 Sekunden. Das ist in einem Bereich, in dem der Pilot gegensteuern kann. Die DVL stellte aber fest, daß sich durch gleichzeitige Betätigung beider Ruderpedale (wie sie übrigens auch bei manchen von Burt Rutan entworfenen Typen möglich ist) die Stabilität und die Dämpfung noch wesentlich verbessern ließen.

Tschüs!

Henning (HoHun)
 

Sens

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Es hat ja noch bis in die 80iger Jahre gedauert, bis es entsprechend Leistungsfähige Rechner gab, um diese Art der Auslegung in der praktischen Anwendung zu nutzen. Siehe die B-2A.
 

HolgerXX

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In den "Farnborough Hants" wird zur Ho IX/Go 229 im wesentlichen der wortkarge Horten-Pilot Scheidhauer zitiert. Eine wissenschaftliche Untersuchung ist das nicht.

Wohlhabende Ami-Flugzeugenthusiasten könnten wirklich mal eine flugfähige Go 229 nachbauen und testen. Als Radarversuch haben sie das ja schon gemacht, wobei sie offensichtlich die B-2 rückwärts gedacht haben.

Und für einen genehmigungsfähigen Nurflügel-Airliner verlangen die Zulassungsbehörden eine Möglichkeit der Steuerung ohne Rechner. Warum man das Konstruktionsprinzip der Ho X Piernifero 3 bisher nicht oder praktisch nicht daraufhin untersucht hat (wer mir hier widersprechen will, mag das bitte tun), erschließt sich mir nicht.

Grüße, Holger
 
HoHun

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In den "Farnborough Hants" wird zur Ho IX/Go 229 im wesentlichen der wortkarge Horten-Pilot Scheidhauer zitiert. Eine wissenschaftliche Untersuchung ist das nicht.
Schwebt Dir vielleicht eher so etwas vor?


Eine NACA-Bericht von 1947 ... eine ingenieursmäßige Analyse, bei der für sehr große Langstreckenflugzeuge (21000 - 42000 PS installierte Leistung, also von B-36-Größenordnung bis zum Doppelten) der Nurflügel gegenüber dem konventionellen Flugzeug und dem "unechten" Nurflügel mit konventionellem, an Leitwerksträgern montiertem Leitwerk als überlegen herauskommt.

Sicher haben die eher an Northrop gedacht als an die Hortens.

Tschüs!

Henning (HoHun)
 

HolgerXX

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Hallo Henning,

ja und nein! Erst mal danke für das PDF. Für mich steht fest, dass insbesondere die Amerikaner das Nurflügel-Konzept zu früh beiseite gelegt haben und Hortens Arbeiten bis heute zu wenig beachtet wurden. Es hat mir noch niemand die Behauptung vorgelegt, dass das Konzept der Ho X Piernifero 3 OHNE Rechnerunterstützung für ein Verkehrsflugzeug NICHT funktionieren würde.

Kann natürlich an mir liegen, weil mir der Überblick fehlt. Vielleicht sollte man das mal in der modernen Sektion fragen. Jedenfalls nervt es mich, dass die Form des modernen Verkehrsflugzeugs sich seit der DC-3 nicht mehr wesentlich weiterentwickelt hat, und das hat sich durch die Abkehr von den Viermots sogar noch verschlimmert.

Die Lufthansa-Chefin hat in einem SPIEGEL-Interview neue Verkehrsmaschinen-Konzepte für die nächsten Jahrzehnte angekündigt. Fraglich ist nur, ob ich das wegen altersmäßig zu befürchtender Demenz überhaupt noch mitkriege, und die Gute meint wohl eher neue Antriebssysteme (Nachhaltigkeit usw., waaßt scho...).

Grüße, Holger
 
HoHun

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Es hat mir noch niemand die Behauptung vorgelegt, dass das Konzept der Ho X Piernifero 3 OHNE Rechnerunterstützung für ein Verkehrsflugzeug NICHT funktionieren würde.
Warum nicht? Und selbst wenn, ist es heute offensichtlich möglich, Verkehrsflugzeuge mit Fly-by-wire-Steuerung zuzulassen. (In den 1950ern wahrscheinlich nicht.)

Die Lufthansa-Chefin hat in einem SPIEGEL-Interview neue Verkehrsmaschinen-Konzepte für die nächsten Jahrzehnte angekündigt. Fraglich ist nur, ob ich das wegen altersmäßig zu befürchtender Demenz überhaupt noch mitkriege, und die Gute meint wohl eher neue Antriebssysteme (Nachhaltigkeit usw., waaßt scho...).
Dann ist vielleicht dieses Video für Dich interessant ...


Tschüs!

Henning (HoHun)
 

HolgerXX

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Hallo Sens,

danke für die Links, aber die beantworten weder die Frage, ob Horten-Konzepte die Frage der Steuerbarkeit ohne Rechner tatsächlich positiv beantworten oder ob sie, wenn ja, momentan ernsthaft diskutiert werden.

Grüße, Holger
 
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Sens

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Tut sie. Bisher gibt es kein Projekt das ohne Rechner auskommt, um die heutigen Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.
 

HolgerXX

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Ich kenne aber keine Ausarbeitung, die sich explizit mit der Steuerbarkeit der Horten-Konzepte in Bezug auf Anforderungen für ein modernes Verkehrsflugzeug auseinandersetzt.

Grüße, Holger
 

Sens

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Warum soll man das machen, wenn man schon eine funktionierende Lösung hat?
 

HolgerXX

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Weil die neue Lösung wirtschaftlicher sein könnte. Und weil Flugzeugnarren wie ich am Flughafen was zu gucken haben wollen und deshalb nicht alle Maschinen +/- gleich aussehen sollten.

Grüße, Holger
 

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Die Gedanken hat man sich sicherlich gemacht und entgegen Deiner Wünsche bleibt man bei der bisherigen Lösung.
 

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Was hat Horten denn so großartiges an Wissen angehäuft das man heute nach 80 Jahren nicht hat? Warum denn immer Horten? Das Prinzip wurde doch schon x mal durchgerechnet. Man ist doch heute viel weiter als Horten es jemals war und es gibt Konzepte. Sobald es sich rechnet, wird es passende Flieger geben.
 

HolgerXX

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Ihr behauptet, das wäre durchgerechnet und negativ beschieden worden. Ihr zitiert aber nichts, was diese Behauptungen untermauern würde.

Grüße, Holger
 
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