Die Brüder Wright: Wie zwei Fahrradbauer der Welt das Fliegen beibrachten

Zwei Brüder aus Dayton

Wilbur Wright wurde am 16. April 1867 bei Millville in Indiana geboren, sein Bruder Orville am 19. August 1871 in Dayton, Ohio. Sie waren zwei der sieben Kinder von Milton Wright, einem Bischof der Church of the United Brethren in Christ, und Susan Koerner Wright, die in der Familie für ihr Geschick beim Bauen und Reparieren bekannt war. Die Familie zog mehrmals um, doch Dayton wurde schließlich ihr dauerhaftes Zuhause.

Ihre Begeisterung für das Fliegen begann früh. 1878 brachte ihnen der Vater einen kleinen Spielzeughubschrauber mit, der auf einem Entwurf des französischen Luftfahrtpioniers Alphonse Pénaud beruhte. Er bestand aus Papier, Bambus und Kork und wurde von einem verdrillten Gummiband angetrieben. Die Jungen spielten damit, bis er kaputtging, und bauten dann eigene Nachbauten. Sie nannten ihn „die Fledermaus“.

Keiner der beiden Brüder erhielt einen Highschool-Abschluss, und keiner heiratete je. Wilbur hatte vorgehabt, an der Yale University zu studieren, doch im Winter 1885/86 traf ihn bei einem Spiel auf dem Eis ein Hockeyschläger ins Gesicht. Die Verletzung machte ihn für mehrere Jahre verschlossen und kränklich. Er blieb zu Hause, pflegte seine an Tuberkulose sterbende Mutter und las viel in der großen Bibliothek seines Vaters. Diese stillen Jahre prägten in ihm die Gewohnheit gründlichen, sorgfältigen Studierens, die sich später als entscheidend erweisen sollte.

Erst Drucker, dann Fahrradbauer

Lange bevor sie ernsthaft an Flugzeuge dachten, waren die Brüder Kleinunternehmer. Orville baute eine Druckerpresse, und mit Wilburs Hilfe gaben die beiden 1889 eine Lokalzeitung heraus, die West Side News. 1892, als ein Fahrradboom die Vereinigten Staaten erfasste, eröffneten sie eine Werkstatt für Reparatur und Verkauf von Fahrrädern, und einige Jahre später begannen sie, Fahrräder nach eigenen Entwürfen zu bauen.

Das Fahrradgeschäft war in dreifacher Hinsicht wichtig. Es brachte das Geld ein, mit dem sie ihre Flugversuche bezahlten. Es verschaffte ihnen eine voll ausgestattete Werkstatt und praktische Erfahrung mit leichten, stabilen Maschinen, Ketten, Zahnrädern und Speichen. Und es lehrte sie einen wichtigen Gedanken: Ein Fahrrad ist eine instabile Maschine, die der Fahrer durch ständige kleine Korrekturen aufrecht hält. Die Brüder vermuteten, dass ein Flugzeug genauso funktionieren würde. Statt ein Fluggerät zu bauen, das von selbst stabil war, wollten sie eines, das ein Pilot aktiv steuern konnte.

Das Problem des Fliegens in den 1890er-Jahren

In den 1890er-Jahren versuchten viele Erfinder zu fliegen. Der deutsche Ingenieur Otto Lilienthal hatte rund zweitausend Gleitflüge mit Hängegleitern unternommen, die er durch Verlagerung seines Körpergewichts steuerte. 1896 kam er ums Leben, als einer seiner Gleiter die Strömung verlor und abstürzte. Sein Tod erschütterte die Wrights tief und überzeugte sie davon, dass das eigentliche ungelöste Problem nicht darin bestand, eine Maschine in die Luft zu heben oder anzutreiben, sondern darin, sie dort zu steuern.

1899 schrieb Wilbur an die Smithsonian Institution in Washington und bat um Veröffentlichungen über das Fliegen. Er und Orville lasen alles, was sie finden konnten, darunter die Arbeiten des Ingenieurs Octave Chanute, der ihr Freund und Berater wurde. Sie kamen zu dem Schluss, dass eine Flugmaschine drei Dinge brauchte: Tragflächen, die sie anheben, einen Motor, der sie vorantreibt, und eine Möglichkeit, sie zu steuern. An den ersten beiden Punkten arbeiteten bereits andere. Auf den dritten konzentrierten sich die Brüder.

Die Lösung der Steuerung: Flügelverwindung und drei Achsen

Ein Flugzeug kann sich auf drei Arten drehen, also um drei Achsen:

• Nicken: Die Nase bewegt sich nach oben oder unten.
• Rollen: Eine Tragfläche senkt sich, während die andere steigt.
• Gieren: Die Nase dreht sich nach links oder rechts.

Am schwierigsten zu beherrschen war das Rollen. Die Brüder hatten Vögel beobachtet und bemerkt, dass diese ihre Flügelspitzen neigen, um das Gleichgewicht zu halten und zu wenden. Wilbur fand eine Möglichkeit, dies nachzuahmen, als er in der Fahrradwerkstatt beiläufig einen leeren Pappkarton verdrehte. Wenn man die Flügelspitzen eines Doppeldeckers in entgegengesetzte Richtungen verdrehen könnte, würde eine Seite Auftrieb gewinnen und die andere verlieren, und die Maschine würde rollen. Diese Methode wurde als Flügelverwindung bekannt. 1899 erprobten sie sie an einem mit Schnüren gesteuerten Drachen mit etwa 5 Fuß (1,5 m) Spannweite, und sie funktionierte.

Später, 1902, fügten sie ein bewegliches Seitenruder am Heck hinzu und koppelten es mit der Flügelverwindung. Damit lösten sie ein gefährliches Problem: Bei einer Kurve drehte der Gleiter seitlich weg und rutschte zum Boden ab. Mit einem Höhenruder vorn für das Nicken, verwindbaren Tragflächen für das Rollen und einem Seitenruder für das Gieren hatten die Wrights die Dreiachsensteuerung geschaffen. Moderne Flugzeuge verwenden statt verwindbarer Flügel Querruder, doch das Prinzip, alle drei Achsen zu steuern, ist bis heute die Grundlage dafür, wie jedes Flugzeug geflogen wird.

Kitty Hawk und die Gleiter

Um Gleiter in voller Größe zu testen, brauchten die Brüder gleichmäßigen Wind, weichen Boden für die Landungen und Ungestörtheit. Nachdem sie sich beim US-Wetteramt erkundigt hatten, entschieden sie sich für die Outer Banks in North Carolina, nahe dem kleinen Fischerdorf Kitty Hawk. Die hohen Sanddünen und der kräftige Wind vom Atlantik waren ideal. Von 1900 bis 1903 reisten sie jedes Jahr aus Ohio dorthin und wohnten in Zelten, später in Holzschuppen, die sie selbst errichteten.

Enttäuschung im Jahr 1901

Ihr Gleiter von 1900 flog meist als unbemannter Drachen. Der Gleiter von 1901, größer als jeder zuvor geflogene Gleiter, war eine Enttäuschung: Er erzeugte weit weniger Auftrieb, als ihre Berechnungen vorhergesagt hatten, und war schwer zu steuern. Die Brüder kehrten entmutigt nach Hause zurück und standen kurz davor aufzugeben.

Der Windkanal

Statt aufzuhören, stellten sie die Daten infrage, auf die sich alle anderen verließen. Im Herbst 1901 bauten sie in ihrer Werkstatt einen kleinen Windkanal: einen Holzkasten von etwa 6 Fuß (1,8 m) Länge mit einem Ventilator an einem Ende. Darin brachten sie Waagen aus Fahrradspeichen und alten Sägeblättern an und maßen damit Auftrieb und Luftwiderstand von etwa 200 kleinen Modellflügelformen. Die Ergebnisse zeigten, dass ein weit verbreiteter Wert zur Berechnung des Auftriebs, der sogenannte Smeaton-Koeffizient, über ein Jahrhundert lang zu hoch angesetzt worden war. Mit ihren neuen Daten konnten die Brüder Tragflächen entwerfen, die tatsächlich wie geplant funktionierten.

Der erfolgreiche Gleiter von 1902

Der Gleiter von 1902, auf Grundlage der Windkanalergebnisse gebaut und mit dem neuen beweglichen Seitenruder ausgestattet, war ein Triumph. Innerhalb mehrerer Wochen unternahmen die Brüder Hunderte von Gleitflügen, der längste davon über etwa 622 Fuß (190 m). Dabei wurden sie zu geübten Piloten, was nur wenige ihrer Konkurrenten je waren. Im März 1903 meldeten sie ihr Steuerungssystem zum Patent an.

Der Bau des Wright Flyer

Nachdem die Steuerung gelöst war, brauchten die Brüder einen Motor und Propeller. Kein Hersteller konnte einen Motor liefern, der zugleich leicht und stark genug war, also baute ihr Werkstattmechaniker Charlie Taylor in etwa sechs Wochen einen. Er leistete etwa 12 PS und hatte, um Gewicht zu sparen, ein Kurbelgehäuse aus Aluminiumguss, was damals eine ungewöhnliche Wahl war.

Die Propeller erwiesen sich als überraschend schwieriges Problem. Schiffsschrauben wurden weitgehend durch Ausprobieren entworfen, und niemand hatte eine Theorie für Luftschrauben. Die Wrights erkannten, dass ein Propeller eigentlich ein sich drehender Flügel ist, und entwarfen mithilfe ihrer Windkanaldaten zwei effiziente Holzpropeller. Diese wurden, ganz wie beim Fahrrad, über Ketten angetrieben und drehten sich in entgegengesetzte Richtungen, sodass sich ihre Drehkräfte gegenseitig aufhoben.

Die fertige Maschine, der Wright Flyer, war ein Doppeldecker mit einer Spannweite von etwa 40 Fuß (12 m), gebaut aus Fichten- und Eschenholz und bespannt mit feinem Baumwollmusselin. Der Pilot lag flach auf der unteren Tragfläche, bediente das Höhenruder mit einem Hebel und steuerte Flügelverwindung und Seitenruder, indem er seine Hüften in einer Art Wiege bewegte.

17. Dezember 1903: Die ersten Flüge

Am 14. Dezember 1903 warfen die Brüder eine Münze, um zu entscheiden, wer zuerst fliegen sollte. Wilbur gewann, zog die Nase aber zu steil hoch, sodass der Flyer nach etwa drei Sekunden die Strömung verlor und in den Sand sank. Nach Reparaturen versuchten sie es am 17. Dezember erneut, in der Nähe der Kill Devil Hills, etwa vier Meilen (6 km) südlich von Kitty Hawk. Diesmal war Orville an der Reihe.

Gegen 10:35 Uhr am Vormittag flog Orville bei kaltem, starkem Wind 12 Sekunden lang und legte 120 Fuß (37 m) zurück. Es war nur ein kurzer Hüpfer, doch zum ersten Mal war eine bemannte, motorgetriebene Maschine, die schwerer als Luft war, aus eigener Kraft gestartet, kontrolliert geflogen und auf einem Gelände gelandet, das so hoch lag wie ihr Startpunkt. John T. Daniels, ein Mitarbeiter der örtlichen Seenotrettungsstation, der noch nie zuvor eine Kamera benutzt hatte, machte das berühmte Foto dieses Augenblicks, auf dem Wilbur nebenher läuft.

Die Brüder wechselten sich ab und unternahmen an diesem Tag drei weitere Flüge. Der vierte, mit Wilbur am Steuer, dauerte 59 Sekunden und führte über 852 Fuß (260 m). Kurz danach warf eine Windböe den abgestellten Flyer um und beschädigte ihn schwer. Er flog nie wieder. Am Abend schickten die Brüder ihrem Vater ein Telegramm, in dem sie ihren Erfolg meldeten und ankündigten, zu Weihnachten zu Hause zu sein.

Vom Hüpfer zum praxistauglichen Flugzeug

Die Flüge von 1903 bewiesen, dass motorisiertes Fliegen möglich war, doch der Flyer konnte noch keine Kurven fliegen und nicht lange in der Luft bleiben. Die Brüder verbrachten die folgenden zwei Jahre damit, ihn zu einer brauchbaren Maschine weiterzuentwickeln. Um die langen Reisen nach North Carolina zu vermeiden, flogen sie auf der Huffman Prairie, einer Kuhweide außerhalb von Dayton.

• Wright Flyer II (1904): Am 20. September 1904 flog Wilbur den ersten vollständigen Kreis in einem Flugzeug. Weil der Wind auf der Huffman Prairie schwächer war, bauten die Brüder ein Startkatapult, das von einem fallenden Gewicht angetrieben wurde und dem Flyer half, die nötige Fluggeschwindigkeit zu erreichen.
• Wright Flyer III (1905): Er gilt oft als erstes wirklich praxistaugliches Flugzeug und konnte sich in die Kurve legen, wenden, kreisen und Achten fliegen. Am 5. Oktober 1905 flog Wilbur in etwas mehr als 39 Minuten rund 24 Meilen (39 km) und landete erst, als der Treibstoff ausging.

Einer der Ersten, die einen Augenzeugenbericht über diese Flüge verfassten, war Amos Root, der Herausgeber einer Imkerzeitschrift namens Gleanings in Bee Culture. Sein Bericht erschien im Januar 1905, lange bevor die meisten Zeitungen die Wrights ernst nahmen.

Zweifler, Ruhm und Tragödie

Nur wenige glaubten den Angaben der Brüder. Sie flogen selten öffentlich, und von Ende 1905 bis 1908 flogen sie überhaupt nicht, weil sie ihre Erfindung schützen wollten, bis sie Patente und Kaufverträge gesichert hatten. In Europa bezeichneten einige Kritiker sie offen als Bluffer.

Das änderte sich 1908. Im August flog Wilbur auf einer Pferderennbahn bei Le Mans in Frankreich. Zuschauer und europäische Flieger waren verblüfft, wie mühelos er sich in die Kurve legte und kreiste, was ihre eigenen Flugzeuge kaum zustande brachten. Fast über Nacht wurden die Wrights zu weltberühmten Persönlichkeiten. Im September begann Orville in Fort Myer, Virginia, mit Vorführflügen für die US-Armee und stellte neue Rekorde für die Flugdauer auf.

Am 17. September 1908 kam es zur Tragödie. Während eines Fluges brach ein Propeller, und das Flugzeug stürzte ab. Orville wurde schwer verletzt, und sein Passagier, Leutnant Thomas Selfridge, starb. Er war der erste Mensch, der beim Absturz eines Motorflugzeugs ums Leben kam. Orville erholte sich, und 1909 kaufte die Armee ein Wright-Flugzeug, das erste Militärflugzeug der Welt. Im selben Jahr umflog Wilbur bei einer Feier in New York vor riesigen Menschenmengen die Freiheitsstatue.

Späte Jahre und Vermächtnis

1909 gründeten die Brüder die Wright Company, um Flugzeuge zu bauen. Einen Großteil der folgenden Jahre verbrachten sie mit Rechtsstreitigkeiten um ihr Patent, vor allem gegen den amerikanischen Flieger und Flugzeughersteller Glenn Curtiss. Wilbur, erschöpft von Geschäften und Prozessen, erkrankte an Typhus und starb am 30. Mai 1912 im Alter von 45 Jahren. Orville verkaufte das Unternehmen 1915 und lebte bis zum 30. Januar 1948, lange genug, um zu erleben, wie Flugzeuge Ozeane überquerten und die Schallmauer durchbrachen.

Ihre Schwester Katharine Wright spielte eine wichtige Rolle in ihrem Leben. Als Hochschulabsolventin und Lehrerin führte sie den Haushalt, leitete das Geschäft, während ihre Brüder unterwegs waren, und begleitete sie nach Europa, wo sie Königshäuser und Presse bezauberte.

Ein langer Streit mit der Smithsonian Institution

Jahrelang behauptete die Smithsonian Institution, ihr früherer Sekretär Samuel Langley habe das erste flugfähige Flugzeug gebaut, obwohl sein Aerodrome bei Versuchen im Jahr 1903 gescheitert war. Aus Protest schickte Orville den originalen Flyer von 1903 im Jahr 1928 an das Science Museum in London. Die Smithsonian Institution zog ihre Behauptung schließlich zurück, und nach Orvilles Tod kehrte der Flyer in die Vereinigten Staaten zurück. Heute ist er im National Air and Space Museum in Washington, D.C., ausgestellt.

Teile des Flyer im Weltraum

Die Leistung der Brüder Wright ist weit über Kitty Hawk hinausgelangt. 1969 nahm Neil Armstrong mit Apollo 11 ein kleines Stück Holz und Stoff des originalen Flyer mit zum Mond. 2021 trug der NASA-Hubschrauber Ingenuity, der den ersten motorisierten, gesteuerten Flug auf einem anderen Planeten absolvierte, ein winziges Stück Flügelstoff des Flyer zum Mars. Die NASA nannte Ingenuitys ersten Startplatz Wright Brothers Field.

Heute ist der Ort, an dem alles begann, als Wright Brothers National Memorial in Kill Devil Hills geschützt. Die wichtigste Lehre der Brüder könnte ihre Methode sein: Sie stellten anerkannte Daten infrage, prüften Ideen sorgfältig, lernten mit Gleitern zu fliegen, bevor sie einen Motor einbauten, und betrachteten Fehlschläge als Informationen. Diese Denkweise machte aus zwei Fahrradbauern aus Ohio die Erfinder des Flugzeugs.