Vorflügelapparat

Der Vorflügelapparat war eine Weiterentwicklung des erfolgreichen Gleitflugzeugs von Otto Lilienthal. Er erprobte mit diesem Apparat verschiedene mechanische Steuerelemente, nachdem er seine Gleiter ab 1891 ausschließlich durch Gewichtsverlagerung (Hängegleiter) gesteuert hatte. Im Gegensatz zum modernen Hängegleiter waren seine Unterarme am Gleiter fixiert, was die Möglichkeit zur Gewichtsverlagerung einschränkte.

Der Gleiter mit einer Spannweite von 8,8 Metern war deutlich größer als sein erprobter Normalsegelapparat. Der Apparat ist nicht erhalten. Jedoch sind zahlreiche detaillierte Fotografien des Apparats vorhanden, welche die folgenden, vermutlich nicht gleichzeitig erprobten Steuerelemente belegen: bewegliche Widerstandsflächen an den Flügelenden, ein bewegliches Seitenleitwerk, eine Flügelverwindung und das namensgebende Vorflügelpaar. Für dieses nahm Lilienthal das Patent No. 84417 (77) vom 29. Mai 1895. Die „Vorflügel“ genannten Klappen (die nichts mit der Funktion heutiger Vorflügel zu tun haben) ermöglichten Lilienthal, den Vorflügelapparat auch bei geringen Anstellwinkeln durch Gewichtsverlagerung zu steuern. Dies verhinderte den gelegentlich erlebten und von ihm als „Oberwind“ bezeichneten Flugzustand, bei dem er bei geringen Anstellwinkeln nicht mehr in der Lage war, diesen durch Gewichtsverlagerung nach hinten zu vergrößern, um wieder in einen stabilen Flugzustand zu gelangen.

Im normalen Gleitflug waren die Klappen geschlossen. Verringerte sich der Anstellwinkel, öffneten Gummischnüre und der veränderte Anströmwinkel die Klappen, so dass sich der Druckpunkt nach vorne verschob und kleine Gewichtsverlagerungen nach hinten ausreichten, um den Anstellwinkel wieder zu erhöhen. Damit konnte Lilienthal den Vorflügelapparat bei kleinen Anstellwinkeln genauso gut steuern wie den Normalsegelapparat und trotzdem bei hohem Anstellwinkel genug (negatives) Nickmoment erzeugen, um den Anstellwinkel zu verringern. Dies erlaubte Lilienthal, den Vorflügelapparat so auszulegen, dass er auch bei hohem Anstellwinkel noch durch Gewichtsverlagerung nach vorn steuerbar war, um einen Strömungsabriss durch Anstellwinkelverkleinerung zu verhindern.^[1] Die schlechte Steuerbarkeit des Normalsegelapparates im letztgenannten Flugzustand sollte Lilienthal im Folgejahr das Leben kosten.^[1][2]

In seinen zahlreichen Artikeln hat Lilienthal nicht über Ergebnisse der Versuche berichtet, was dafür spricht, dass diese nicht abschließend erfolgreich waren. Lediglich aus einem Brief an Alois Wolfmüller in München sind weitere Details bekannt. Wolfmüller experimentierte selbst mit Flügelverwindung. Im ausführlichen Briefwechsel beschreibt Wolfmüller am 28. September 1895 seine Ideen zur Steuerung von Flugmaschinen nach Lilienthals Konstruktion. Lilienthal beschreibt seine Ansteuerung der Flügelverwindung. Eine Skizze Lilienthals im Brief an Wolfmüller^[3] zeigt die Ansteuerung der Verwindung über Hebel, die durch Lilienthals Hüften angelenkt wurden und die Gewichtsverlagerung ergänzten. Die unteren Spannseile enden nicht an einem Punkt des Rahmenquerträgers, sondern an verschiedenen Punkten eines Hebelarms.

Lilienthal erkannte die Flügelverwindung als effektivste Methode zur Verbesserung der Stabilität. Bereits im August 1895 schrieb er an Wolfmüller: „Als einfachste Methode, die Tragfähigkeit der beiden Flügel auszugleichen, empfehle ich, die Flügel in Ihren Längsachsen drehbar zu machen. Ich habe gefunden, daß dies das allersicherste Mittel ist. Dasselbe wird auch von den Vögeln angewendet.“

Wenige Jahre später entwickelten die Brüder Wright ihr System der Flügelverwindung zur Patentreife und zum Erfolg in der Verwirklichung des gesteuerten Fluges. Es bildete die Grundlage für den späteren Erfolg der beiden amerikanischen Luftfahrtpioniere.

Zu den mit dem Apparat erprobten Steuerhilfen Lilienthals gehörten auch kleine Widerstandsflächen auf den Flügeln. Die Ende Juli/Anfang August 1895 von P. W. Preobraschenski aufgenommenen Fotografien belegen die Durchführung dieser Versuche.^[4] Die Wirksamkeit dieser als Spoilerons bekannten Vorrichtungen wurde in späteren Windkanal- und Flugversuchen nachgewiesen. Sie werden heute auch von Ultraleichtflugzeugen zur Roll- und Giersteuerung eingesetzt. Es wurde festgestellt, dass Lilienthals Flügelverwindungsmechanismen und deren Kombination mit dem Seitenruder ein unerwünschtes Gieren vermeiden können und somit koordiniertes Kurvenfliegen ermöglichen.^[5]

Das Original des Apparates ist nicht erhalten. Vermutlich wurde der Apparat bereits von Lilienthal verworfen und umgebaut. Jedoch war eine Rekonstruktion des Apparates und seiner Steuerelemente durch die vorhandenen Fotografien im Flug und am Boden möglich. Eine authentische Replik des Apparates wurde durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das Otto Lilienthal Museum hergestellt und diente einer Erprobung in Kalifornien und Nord Carolina. Die Ergebnisse beweisen, dass der Gleiter in Nick- und Rollrichtung stabil ist und bei ruhiger Luft in mittleren Höhen sicher geflogen werden kann.^[6]

• Länge: 6,1 m
• Spannweite: 9,1 m
• Flügelfläche: 22 m²
• Flügelstreckung (gerechnet): 3,8
• Masse: 25,4 kg
• Gleitzahl: 5,5^[7]

• Die Flugzeuge von Otto Lilienthal
• Lilienthals letzte Flüge
• Remembering the Wright Brothers and Otto Lilienthal The Outer Banks Voice, 2019
• Filmdokumentation zum DLR-Projekt „Nachbau des ersten Serien-Flugzeugs der Welt“, 2016
• Otto Lilienthal’s Glider to Fly in North Carolina’s Outer Banks Bericht zur Erprobung des Großen Doppeldeckers (engl.), State Aviation Journal, 2019
• DLR tests confirm Otto Lilienthal as the first ancestor of all aviators German Aerospace Center, 2016

1. ↑ ^{a b} Markus Raffel, Felix Wienke, Clemens Schwarz, Andreas Dillmann: Windkanal-und Flugversuche mit Otto Lilienthal's Experimentiergerät von 1895. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2022, Göttingen 2022, doi:10.25967/570006 (dglr.de [PDF; abgerufen am 18. Dezember 2025]). 
2. ↑ Markus Raffel, Felix Wienke, Andreas Dillmann: Flugstabilität und Steuerbarkeit von Otto Lilienthals Normalsegelapparat von 1893. Göttingen 6. November 2019, doi:10.25967/490044 (dglr.de [PDF]). 
3. ↑ Otto Lilienthal: Brief an Wolfmüller. Abgerufen am 27. November 2025. 
4. ↑ P. W. Preobrashenski: Fotografie Vorflügelapparat. Abgerufen am 2. Januar 2026. 
5. ↑ Markus Raffel und Bernd Lukasch: The Flying Man. Otto Lilienthal – Geschichte, Flüge und Fotografien, Springer Vieweg ISBN 978-3-031-34197-7 [1]
6. ↑ Raffel, Markus: Flight Testing Lilienthal’s Experimental, USHPA Pilot Nr. 53, S. 56–59, 12/2023
7. ↑ Stephan Nitsch: Die Flugzeuge von Otto Lilienthal – Technik – Dokumentation – Rekonstruktion, Otto Lilienthal Museum 2016, ISBN 978-3-941681-88-0