FLUGZEUGBAU Friedrichshafen FF 8
Ein ehrgeiziges Eigenbau-Projekt von Friedrich Martin
Im März 1913 wurde der erste Bodensee-Wasserflugwettbewerb in Konstanz-Staad ausgeschrieben. Der Wettbewerb sollte einerseits der Sichtung der deutschen Wasserflugzeuge für die Marine, andererseits aber auch der Verbreitung des Wasserflug-Gedankens in der breiten Öffentlichkeit dienen. Für den Wettbewerb hatten sich 17 Piloten bzw. Flugzeugbauer angemeldet. Die Maschinen der 17 Flugzeugführer kamen von Rumpler, Otto, Aviatik, Ago, Union, Strack, Gothaer, den Albatros-Werken und der Flugzeugbau Friedrichshafen.
In den verschiedenen Ausschüssen des Organisationskomitees war viel Prominenz zu finden – neben Großherzog Friedrich II von Baden als Schutzherr der Veranstaltung auch Graf Zeppelin, August Euler, Oskar Ursinus, Graf von Andlaw und Dr. Freiherr von Dusch.
Die Ausschreibung sah folgende Aufgaben vor: • 30. Juni: Flug über 100 km von Konstanz zur Rheinbrücke nach Radolfzell und zurück, mit einer Zwischenwasserung dicht vor Radolfzell. • 1. Juli: Flug über 200 km von Konstanz aus, den Obersee zweimal umrunden, dicht an Romanshorn, Arbon, Bregenz und Lindau vorbei, mit einer Zwischenwasserung vor Lindau. • 2. Juli: Steigfähigkeit auf 500 m • 3. und 5. Juli: Flüge um den großen Preis vom Bodensee mit gleicher Aufgabe wie am 1. Juli • 4. Juli: gleiche Aufgabe wie am 2. Juli
Den Großen Preis vom Bodensee, den Konstruktionspreis und den ersten Platz der Steigfähigkeitsprüfung errang Helmut Hirth auf einem Albatros-Eindecker. Den Preis der Sportflugzeuge erhielt Hans Vollmöller ebenfalls auf einem Albatros-Eindecker, den zweiten Platz belegte Robert Gsell auf der FF 9. Die Zeitschrift „Ursinus-Flugsport“ schrieb in einer Nachbetrachtung am 9. Juli 1913: „Der Wasserflug-Wettbewerb am Bodensee ist programmmäßig am 5. Juli zu Ende gegangen. Abgesehen von einigem Kleinholz, ohne das es bei einer Flugveranstaltung überhaupt nicht abgeht, sind Unfälle und Verletzungen nicht zu verzeichnen.“
Von der Flugzeugbau Friedrichshafen GmbH, die in Manzell am Bodensee in der alten Zeppelinhalle ihre Werkstätten hatte, wurden ein Doppeldecker FF 9 und ein Sporteindecker FF 8 angemeldet. Mit ihren schmalen Flügeln und dem breiten Schwanz ähnelte die FF 8 einer Möwe in Gleitflugstellung und fiel besonders durch ihre elegante Linienführung auf. Die Spannweite des Flugzeuges betrug 13 m, die tragende Fläche 22 m². Der Argusmotor mit 65 PS reichte gerade für 95 km/h. Die zwei nebeneinander liegenden Stufen-Gleitschwimmer waren mit einer federnden Aufhängung versehen und gestatteten ein leichteres Abheben. Der Hilfsschwimmer am Heck sicherte ein ruhiges Liegen auf dem Wasser und war auch beim Start hilfreich, denn der Anstellwinkel beim Abheben aus dem Wasser war sehr steil und das Heck wurde durch den Hilfsschwimmer abgestützt.
Der Pilot Herbert Kohnert hatte auf der FF 8 seine beiden ersten Flüge gut absolviert, war aber bei der Steigfähigkeitsprüfung zwei Minuten hinter seinem Konkurrenten. Er startete am sechsten Flugtag nochmals, um seine Zeit zu verbessern. Um Zeit zu sparen, nahm er hinter der Ziellinie bei Radolfzell auf dem Wasser eine scharfe Kurve, wobei er mit dem einen Tragdeck das Wasser streifte und dabei den Schwimmer abbrach. Der zweite Pilot Robert Gsell – der sich einen guten Ruf als Einflieger erwarb – erreichte mit dem FF 9-Doppeldecker den zweiten Platz. Leider gibt es außer den Berichten über den Wettbewerb keinerlei weitere technische Angaben oder 3-Seiten-Ansichten. Die vorhandenen Bilder zeigen allesamt nur Prototypen mit unterschiedlichen Tragflächen, Leitwerken und Randbögen. Damit stellte sich für Friedrich Martin die Frage: Lohnen sich weitere Recherchen? Oder vielleicht jetzt erst recht!
Die Konstruktion der FF 8
Die Nachforschung nach Unterlagen, Handbüchern, Bildern und 3-Seiten-Ansichten begann. Hier wurde er fündig bei der technischen Zeitschrift „Flugsport 1913“ von Oskar Ursinus. Dazu Aufzeichnungen und Fotos aus der Sammlung und dem Nachlass von Gustaf Ewald, der Familie Kober mit Dr.-Ing. Ilse Essers (geb. Kober) und Sohn Professor Dr.-Ing. Ulf Essers sowie verschiedenen Büchern und Fachschriften. Das Buch von und über Ilse Essers überschrieb sie mit „Technik an meinem Lebensweg“, herausgegeben wurde es von Peter F. Selinger im Weishaupt Verlag. Wie ich finde, ein sehr lesenswertes Werk über die Pionierzeit und Entstehung der Flugzeugbau Friedrichshafen.
Der Großvater von Ilse Essers, Theodor Kober, wurde 1892 erster Mitarbeiter von Graf Zeppelin und später Geschäftspartner. Die Werksanlagen in Manzell am Bodensee mit einer großen Luftschiffhalle auf Pfählen übergab Graf Zeppelin an Theodor Kober. Dieser gründete am 17. Juni 1912 das Unternehmen Flugzeugbau Friedrichshafen. Bereits im Juni/ Juli 1913 nahmen die ersten FF 8 am Seeflug-Wettbewerb in Konstanz teil. Ilse war gerade 15 Jahre alt, als sie ihr Vater als Lehrling im Konstruktionsbüro einstellte. Hier begann nun die Geschichte einer Frau, die sich von da an intensiv mit der Technik der Fliegerei beschäftigte. Ihr wurde 1929 als erster Frau die Würde eines Doktor-Ingenieurs der Fakultät Maschinenwesen zugesprochen. Im Jahr 1981 besuchte Friedrich Martin schließlich Ilse Essers, um von ihr fehlende Informationen für sein damaliges Projekt, den Nachbau eines Wasserflugzeuges vom Typ FF 33L, zu bekommen. Es war eine äußerst ergiebige und angenehme Begegnung. Mit dem fertigen Modell konnte er 1982 den Bodensee-Was-serflugzeug-Modell-Wettbewerb gewinnen.
Zum 100-jährigen Jubiläum
Vorgestellt hat Friedrich Martin das Projekt seiner FF 8 schon im Juni 2013 anlässlich eines Vortrages „100 Jahre Bodensee-Wasserflug“ von Prof. Dr.-Ing. Elmar Wilczek. Das 100-jährige Jubiläum war dann auch der Anlass eines Scale-Treffens für Wasserflugmodelle im August auf dem Gelände des Konstanzer Sea Life, zu der der FSMC Konstanz namhafte Piloten aus Deutschland, Österreich und der Schweiz einlud.
Bau des Modells
Mit den vorhandenen Basisdaten wurden dann die ersten Konstruktionszeichnungen mit einem CAD-Programm erstellt und damit auch die Grundlage für die Herstellung der Frästeile geschaffen. Das Modell wurde auf den vorhandenen Graupner 4-Zylinder-Reihen-Viertakter IL-300 mit 4×12 cm³ abgestimmt – der Maßstab konnte auf 1:4 festgelegt werden. Hierbei wurde festgestellt, dass die veröffentlichten 3-Seiten-Zeichnungen einige Fehler aufweisen, die im akribischen Vergleich mit den vorhandenen Bildern entsprechend berichtigt wurden. Wie zum Beispiel die Anzahl der Tragflächen-Rippen. Leider wurden bisher keine Bilder des Cockpits gefunden. Es ist aber davon auszugehen, dass Gashebel, Tankanzeige und Kompass vorhanden waren.
Auf Basis der detaillierten CAD-Konstruktion wurden Pläne 1:1 für das Modell ausgedruckt und für den Nachbau auf große Arbeitstische gespannt. Für die Tragflächen ließ sich Friedrich Martin eine neue Technik einfallen. Die starken Wölbungen auf der Ober- und Un terseite brachten ihn auf die Idee, die dünnen Rippen in einer Helling anzufertigen. Diese entstand aus 5 mm starkem Aluminium für die Ober- und Unterteile, die Seitenteile enthalten Einfräsungen für die Rippenstege die aus Balsaleisten mit stehender Faserrichtung und Abachi-Furnier verleimt wurden. Die Rippengurte wurden als ganze Flächen – bestehend aus jeweils drei verleimten Schichten Balsaholz und Abachi-Platten – oben und unten in die Aluminiumformen eingelegt. Die einzelnen Teile wurden mit Leim versehen und dann die ganze Konstruktion als Block gepresst. Nach dem Trocknen erfolgte eine Lackierung der Oberfläche mit Klebelack als Vorbereitung für das Aufbringen einer Segeltuchbespannung. Danach konnte der Block auf einer Kreissäge mit einem sehr feinen Sägeblatt – wie beim Brotschneiden – aufgetrennt werden, so dass sehr schmale und stabile Rippen für den Aufbau der Tragflächen zur Verfügung standen. Die Endleiste entstand aus gefrästen Balsaleisten, um die formgebenden Einzüge, die im Original durch Stahlseile und die Spannung der textilen Bespannung entstanden, an den Hinterkanten zu imitieren. Als Nasenleiste wurde ein dünnwandiges 10-mm-Aluminiumrohr eingeklebt und entsprechend den Rundungen der Tragfläche gebogen. Diese Konstruktion ermöglicht eine Verwindung der Tragflächen für die Steuerung um die Längsachse. Zwei kräftige Servos mit 240 Ncm Stellmoment sind dafür eingebaut.
Seiten- und Höhenleitwerk sind gewichtsparend aus dünnem Aluminiumrohr und Abachi-Leisten aufgebaut. Die zugeschnittenen Alu-Rohre wurden auf dem Bauplan fixiert, erhitzt und mit kleinen Epoxidharz-Punkten „verlötet“. Die Endleisten des Höhenruders aus gefrästen Balsaleisten wurden – wie bei den Tragflächen – mit formgebenden Einzügen versehen.
Um auch die Schwimmer gewichtsparend zu bauen, wurden Balsaleisten und -Spanten als Grundgerüst verleimt und anschließend mit dünnem Pappelsperrholz beplankt. Eine Stufe in der Mitte erleichtert das Abheben beim Start. Obwohl die Schwimmer eine flache Unterseite haben, kommt das Modell schnell aus dem Wasser. Die Erfahrungen bei der Curtiss A.1 zeigten, dass sich Wasser an runde Oberflächen anschmiegt, einer scharfen Kante aber nicht folgen kann.
Aus Kiefernholmen und vier Balsaspanten entstand recht schnell der Rumpf. Diagonal eingesetzte Balsagurte und dünne Kieferleisten geben die notwendige Stabilität. Als Motorträger wurden massive Lindenleisten verleimt, verstärkt durch Sperrholzplatten. Die formgebenden Rundungen im vorderen Bereich entstanden aus Balsaklötzen. Die Abdeckung des Motorbereichs wurde später aus dünnem Aluminiumblech der Rumpfform angepasst.
Nach der Rohbauphase ging es an den aufwendigeren Teil. Beim Innenausbau des Cockpits war der Aufwand vergleichsweise gering. Das Lenkrad entstand aus einem gefrästen Alukörper mit Ring aus einer massiven Mahagoni-Platte, der in vier Segmenten herausgearbeitet und entsprechend dem Faserverlauf verleimt, gerundet und anschließend lackiert wurde. Die Sitze entstanden aus handgeflochtenem Peddigrohr und vervollständigten diesen Bauabschnitt.
Der Spannturm aus Edelstahl mit kugelgelagerten Umlenkrollen für die Flächenverwindung musste recht stabil ausgeführt werden, um dem hohen Druck bei der Steuerung um die Längsachse standzuhalten. Die Umlenkhebel für die Flächenverwindung sind unten rechts und links am Schwimmergestell angebracht.
Das Schwimmergestell erforderte zunächst eine aufwendige, verstellbare Holzkonstruktion aus Vierkantleisten, um die ganzen Win-kel- und V-Stellungen der Streben zueinander anzupassen. Danach konnten die gesamten Streben und Träger aus dünnwandigen Edelstahlrohren mit entsprechenden Gehrungen versehen und mit Silberlot hart verlötet werden. Ebenso die integrierte Federung in der hinteren Schwimmer-Befestigung, die ein weiches Eintauchen bei der Wasserung ermöglicht.
Weiter wurde der kleine Stützschwimmer unter dem Leitwerk in Tropfenform aus Balsa in Form gefräst, geschliffen und die Oberfläche mit Bootslack versiegelt. Dieser Hilfsschwimmer sichert zum einen ein ruhiges Liegen auf dem Wasser und zum anderen wird das Heck beim Abheben abgestützt. Auf beiden Rumpfseiten befindet sich ein Kühlkörper aus Aluminiumrohr als Attrappe, der im Original als Wasserkühlung für den Motor zuständig war. Sämtliche Beschläge sind aus Aluminium und Edelstahl gefräst und schwarz lackiert. Alle entsprechen dem Original. Selbst die Kauschen für die Verspannungen wurden mit Hilfe einer eigens dafür hergestellten Zange hergestellt – wie das gemacht wird, beschreibe ich im Anschluss an diesen Bericht. Allein für die Beschläge waren neben den Konstruktionszeichnungen mit CAD unzählige Stunden notwendig.
Nach Fertigstellung von Rumpf, Tragflächen und Leitwerk wurden alle Holzteile mit einem Haftvermittler behandelt und mit Original-Segeltuch bespannt. Anschließend folgte die Grundierung und nach dem Trocknen der letzte Anstrich mit einem Acryllack. Die Struktur des Segeltuches blieb dabei vollständig sichtbar.
Flugeigenschaften
Der O.S.-Motor IL-300 hat ein Gewicht von 2.350 g. Der empfohlene Drehzahlbereich liegt zwischen 1.800 bis 8.000 1/min. Der Klang und die Leistung dürften sehr nahe am Original liegen. Vor dem ersten Flug wurde der Motor auf einem Prüfstand eingestellt und eingelaufen. Dabei stellte sich heraus,
dass auch nach etwa fünf Stunden kein zufriedenstellender Lauf vor allem im Leerlauf machbar war. Deshalb suchte Friedrich Martin nach einer alternativen Lösung und fand sie in einer elektronischen Müller-Zündung mit Zündzeitpunktverstellung. Nach dem Einbau der Gebermagnete auf der Kurbelwelle und dem Wechsel der Glühkerzen auf Zündkerzen war der Umbau auf Benzin fertig. Es hatte sich gelohnt, der IL-300 zeigt nun einen zuverlässigen Lauf und lässt sich leicht einstellen. Zudem braucht der Motor auch wesentlich weniger Sprit, das Tankvolumen beträgt nur 200 ml.
Das nächste Problem war der Erstflug. Im großen Umkreis von Nagold gibt es keinen See, auf dem Modellflug gestattet wird. So wurde dann ein stabiler Startwagen mit vier Rädern gebaut, der unter die Schwimmer gesetzt werden konnte. Da unser Modellflugplatz mit einer Piste von etwa 30 m für diese Konstruktion zu kurz ist und auch das Umfeld zu wenig Platz bietet, ging es auf den nahe gelegenen Sonderlandeplatz Eutingen mit einer gepflegten Graspiste von 720×30 m. Übrigens, in den Hangars der Flugsportgruppe „Hanns Klemm“ sind zwei hervorragend restaurierte Oldtimer-Klemm-Flugzeuge untergebracht, die regelmäßig an den Wochenenden geflogen werden.
Die FF 8 wurde aufgebaut und auf den Startwagen gesetzt, der Motor gestartet und eingestellt sowie die Ruderfunktionen geprüft. Friedrich Martin war zuversichtlich, er hat ja auch eine über 50-jährige Erfahrung im Modellflug aus Baukästen und Eigenkonstruktionen. Dazu kamen auch Veröffentlichungen und Tipps der damaligen Einflieger der Flugzeugbau Friedrichshafen. Seine vorbildgetreuen Nachbauten von Oldtimer-Flugzeugen in den Maßstäben 1:4 bis 1:3 zeigten in der Regel gute Flugeigenschaften. Meist reichten Korrekturen bei den Servoausschlägen oder beim Schwerpunkt. Dennoch ist ein Wasserflugzeug mit einem unter die Schwimmer geschnallten vierrädrigen Gestell eine unberechenbare Konstruktion.
Dann die Erleichterung – das Flugzeug nahm langsam Fahrt auf, geringe Seitenru-der-Korrekturen hielten es gerade auf der Startbahn und nach 50 m hob die FF 8 ab. Der Startwagen blieb unten und rollte noch eine kurze Strecke geradeaus. Die erste Kurve zurück zum Startpunkt war träge zu steuern und musste daher weiträumig geflogen werden. Nach zwei weiteren Runden dann die Einleitung zur Landung. Geplant war sie in der links und rechts angrenzenden Wiese, wo genügend Platz war. Mit ausreichend Gas und hoher Anstellung konnte die FF8 knapp über dem Gras zur Landung „gezwungen“ werden. Hier zeigte sich schon, dass die gefederte Aufhängung an der Hinterseite der Schwimmer für eine spätere Landung auf dem Wasser genügend Dämpfung bietet. Die letzten Meter rutschte das Flugzeug dann auf dem Gras entlang. Zufriedene Gesichter und ein Glas Bier waren die Belohnung für diesen ersten gelungenen Flug.
Der erste Wasserstart fand dann am 24. August 2013 auf dem Bodensee aus Anlass des Bodenseewettbewerbs vor 100 Jahren statt. Der Einladung des FSMC Konstanz zum Sca-le-Treffen folgten am 24. und 25. August 21 Piloten mit 35 Wasserflugmodellen. Schade war, dass nur die FF 8 von Friedrich Martin als einziger Nachbau aus dem Jahr 1913 an den Start ging und damit kein echtes Vergleichsfliegen stattfand. Leider war auch das Wetter zeitweise recht stürmisch und regnerisch. Der erste Wasserflug des Sporteindeckers FF 8 von Friedrich Martin verlief trotz allem erfolgreich. Der Start gegen den Wind und die geforderten einfachen Aufgaben wie Kurven, liegende Acht und langsamer Überflug gelangen gut mit der FF 8. Die abschließende Landung wurde mit Schleppgas und etwas größerem Anstellwinkel durchgeführt. Dabei galt es, die Schwimmerenden vor dem kleinen Stützschwimmer unter dem Leitwerk aufs Wasser zu bringen.
Nach dem ersten Flug auf Wasser wurde zur Verbesserung der Flugeigenschaften die zu schwache Flächenverwindung vergrößert und auch der Schwerpunkt wurde durch Gewichtszugabe noch etwas nach vorne verlagert. Danach flog die FF 8 originalgetreu und wie gewünscht.
