Pionerer: Vampyr – alla segelflygplans stamfader

LONG READ

Pionerer
serie i NORDIC GLIDING
Konstruktører, piloter og tænkere som har udviklet flyvningen

I en del litteratur kan man läsa att om inte Vampyr funnits skulle segelflyget aldrig blivit vad det blev. Så låt oss titta närmare på detta flygplan.

I Versaillefreden 1919 blev det förbjudet att bygga och flyga med motordrivna flygplan i Tyskland. Men segelflygplan var OK.

Oskar ”Rhönvater” Ursinus skrev 1920 i sin tidskrift Luftsport ett upprop där han ”kallade Tysklands ungdom till segelflygtävlingar på Wasserkuppe”, det har vi skrivit om flera gånger. Inbjudan till den första Rhöntävlingen hörsammades av 24 deltagare och tävlingen arrangerades mellan 15 juli och 15 september 1920.

Rhöntävlingen arrangerades sedan årligen fram t o m 1939. Sedan satte nästa världskrig stopp för tävlingen. Rhöntävlingarna blev en viktig motor i segelflygets utveckling.

I juli 1921 skrev aerodynamikern Professor Ludwig Prandtl (i dag kanske mest känd bland segelflygare för Prandtl-röret) en uppsats om ett segelflygplans möjligheter att segelflyga i ”oregelbundenheterna i den naturliga vinden”. För att detta skulle var möjligt rekommenderade Prandtl ett flygplan med högt sidoförhållande och en vingprofil med stor välvning för att ge hög lyftkraft och lågt motstånd, som skulle ge en låg sjunkhastighet.

Till Rhöntävlingen 1921 kom tre studenter från Hannover med ett nytt segelflygplan – Vampyr. De tre studenterna var Arthur Martens, Fredrick Hentzen och Walter Blume, alla medlemmar i Akaflieg Hannover. Alla tre hade varit stridsflygare under första världskriget. I början på 20-talet pluggade de till diplomingenjör på tekniska högskolan i Hannover.

Under Professor Arthur Proells överinseende konstruerade Dr.-Ingenieur Georg Madelung (1889-1972, sedermera professor i Stuttgart) Vampyr efter Prandtls ideér. Martens, Hentzen och Blume deltog i arbetet, de gjorde delar av sina diplomarbeten på Vampyr. Vampyr byggdes sedan av Hannoverische Waggonfabrik (HaWa).

Replika av Vampyr i segelflygmuseet på Wasserkuppe

Vampyr ser ganska enkel ut men den var en föregångare för hur segelflygplan kom att byggas, ja inte bara segelflygplan. Kroppen är en fackverkskonstruktion i trä, som på sidorna är täckt med plywood medan den var dukklädd på över och undersidan. Det var kanske inte så nytt, men vingen var det.

En vinge utsätts inte bara för böjmoment (av lyftkraften) utan även för vridmoment. Böjmomentet tog man vid denna tiden primärt i en eller flera vingbalkar. För att ta upp vridmomentet använde man sig av flera vingbalkar, tvärgående balkar, stag eller utformades flygplanet som ett biplan (de två vingarna med stag utgör ett vridstyvt fackverk).

En vinge utsätts för ett böjmoment av lyftkraften. Men då lyftkraften vandrar längs kordan beroende på fart uppkommer även ett vridmoment (pilarna illustrerar). Detta är original Vampyren, som finns på Deutsches Museum.

Sektion genom Vampyrs vinge. En I-balk och torsionsnäsa.

Vampyrs vinge har bara en vingbalk, en I-balk, men vingens framkant är en s k torsionslåda i plywood, som tar vridmomenten. På så sätt kan vingen göras dels lättare och dels starkare. Vampyr har dock två små vingsträvor nära kroppen, som ökar böjmomentförmågan. Konstruktionen innebar att man kunde göra vingen längre i förhållande till sin vikt, alltså större spännvidd, som i sin tur ger ett högre sidoförhållande och därmed bättre prestanda.

Idén med en vingbalk och en torsionsnäsa lanserades av Madelung i hans doktorsarbete vid tekniska högskolan i Charlottenburg 1919. Madelung i sin tur byggde sina slutsatser på en 1896 publicerad artikel av Rudolph Bredt. 17 år senare, 1938, tog Prof Willy Messerschmitt, han konstruerade segelflygplan på 20-talet innan han övergick till enbart motorflygplan, patent på ”Einholm-vingen”. Om detta kan man läsa i t ex Svensk Flygtidning nr 1 1944.

Än idag byggs de flesta segelflygplan enligt denna princip. I ett modernt segelflygplan tas ca 90% av böjmomentet av vingbalken och ca 10% av skalet (torsionsnäsan) medan vridmomentet tas helt av torsionsnäsan.

Sektion genom en kompositvinge från våra dagar (DG-600). Samma princip som i Vampyr. En vingbalk (I-balk) och ett skal som tar vridmomenten

En annan fördel med torsionsnäsan var att med plywood blev framkanten formriktigare än med den tidigare använda dukbeklädnaden. Även de gamla Göttingen profilerna var känsliga!
En modell av Vampyr testades i Göttinger Windkanal, en vindtunnel, och man kom fram till att minsta sjunkhastighet var 0.8 m/s vid en fart av 39 km/h. Vid 70 km/h sjönk Vampyr 1.85 m/s. Bästa glidtal var 16. Sidoförhållandet var 10 och spännvidden var 12.6 m. Tomvikten var 120 kg. Med en 75 kg tung pilot gav det en vingbelastning av 12.3 kg/kvm. Jämför detta med dagens segelflygplan!

En vingsprygel och torsionsnäsa från Windspiel, ett litet segelflygplan från början av 30-talet. Här ser man tydligt principen för en vinge, som används än idag: en vingbalk plus en torsionsnäsa.

Vingen är tredelad och rodren konventionella. Höjdrodret är ett pendelroder.
Det spektakulära landstället, som konstruerades av Madelung, består av tre fotbollar (!). Det sägs ha fungerat mycket bra. I vingspetsarna fanns små bollar som fungerade som vingspetshjul. Något som blivit populärt igen de senaste 20 åren. De togs senare bort då de inte hade någon egentlig funktion på Vampyr.

Vampyren på Wasserkuppes segelflygmuseum är en replika som skänktes till museet 2002 av Madelungs son.

Sittbrunnen är, som var vanligt vid denna tid, öppen, men man hade en ”pilotinklädnad” i form av ett kapell i läder, som fästes till sittbrunnskanten och runt piloten hals. På så sätt var det bara pilotens huvud som stack ut. Vid denna tid fanns det inga instrument i segelflygplanen så det ansågs vara viktigt att piloten kunde ”känna av” naturens krafter.

Hentzen i Vampyr. Här ses ”pilotinklädnaden” tydligt.

Rhöntävlingen 1921
Vampyr byggdes till Rhöntävlingen 1921. Men man anlände med flygplanet till Wasserkuppe sent i tävlingen, bara tre tävlingsdagar återstod. Med Martens som pilot visade Vampyr genast att den var överlägsen alla andra deltagande segelflygplan i fråga om manöverbarhet och prestanda.

Martens gjorde flera långa glidflygningar. I denna tävling var det enbart glidflygningar och flygtid som räknades, än flög man inte på hanget, det hade de flesta segelflygplanen för dåliga prestanda för. Hade Martens inte cirklat hade han vunnit första priset. Men han vann ändå flera penningpriser, bl a för bästa glidtal.

På den sista tävlingsstarten havererade Vampyr, men den reparerades snabbt. Efter tävlingen gjordes flera flygningar med bättre resultat än under tävlingen. Bl a flög Martens i början av september 7.5 km under 15 minuter i Vampyr.

Till Rhöntävlingen1922 var Martens och Hentzen tillbaka med Vampyr, som nu fått modifierade vingspetsar. Skevroden hade ersatts med vingspetsar som kunde skränkas upp och ner, se treplanritningen. De konventionella skevrodren visade sig nämligen vara så små att det var svårt att svänga med flygplanet. Det innebar också, som framgår av ritningen, att vingytan blev större.

Det hade nu satts upp ett pris för att sporra alla som arbetade med segelflygning, som skulle tilldelas den som först flög 40 minuter, återvände till startplatsen och därefter utförde en sträckflygning på 5 km. Man trodde det skulle dröja länge innan detta ”stora industripris” erövrades.

På eftermiddagen den 18 augusti 1922 meddelade Martens att han ämnade försöka vinna priset. Han startade i gummirepstart och flög i 50 min på 100 m höjd mellan Wasserkuppe och Pferdkopf (den sydvästra utlöparen på Wasserkuppe), han gjorde 10 ”slag” på hanget, övergick till sträckflygning (d v s glidflygning) och landade efter 8.9 km i dalen med en flygtid av 1 timme och 6 minuter.

När han flugit 40 min visade publiken på marken det genom att bilda en formation. När Martens 10 min senare styrde ut över dalen för att glida bort höjden slog det honom att han kanske kunde flyga längre än en timme. Så han ”stretchade” flygningen och lyckades.

Under denna flygning flög Martens i åttor på hanget. Det var första gången någon använde denna teknik, som idag används av alla hangflygare. Professor Walter Georgii, segelflygmeteorologins fader och meteorolog på Wasserkuppe, hade tipsat Martens om denna flygteknik för att hålla sig kvar i hangvinden. Flygningen resulterade i tre väldsrekord. Uthållighet 1 tim 6 min, distans 8.9 km och höjdvinst 108 m.

Arthur Martens tillsammans med den gamle fältmarskalken Erich Ludendorff 1923.
I bakgrunden Vampyr.

Arthur Martens (1897-1937), som varit löjtnant och jaktflygare under första världskriget, i Richthofens berömda eskader, fortsatte segelflyga något år till och slog flera världsrekord. 1925 bildade han Martens segelflygskola på Wasserkuppe. Skolan finns kvar på Wasserkuppe än idag, men nu heter den Fliegerschule Wasserkuppe, och är världens äldsta flygskola. Som kuriosa kan nämnas att en av de först anställda flyglärarna hette Alexander Schleicher, som två år senare grundade sin firma i Poppenhausen nedanför Wasserkuppe. Där ligger den kvar än idag.

Jublet på Wasserkuppe denna augustikväll 1922 visste inga gränser och det blev ännu större när Martens kompis Fredrick Hentzen dagen efter ökade rekordet till 2 tim och 10 minuter. Och den 24 augusti spädde Hentzen på sitt eget rekord till 3 tim och 6 min. Han flög också i åttor och snart gjorde alla andra det också. Nu kunde man hålla sig i luften på hanget och uthållighetsrekorden sköt i höjden.

Segelflygets första stora milstolpe var uppnådd och Arthur Martens och Vampyr är för alltid inskrivna i segelflygets annaler. Flygningarna väckte stor uppmärksamhet och Martens och Hentzen kallades ”Vogelmenschen” i Berliner Illustriert.

Till 1923 gjordes sidrodret större. Återigen var Vampyr med i Rhöntävlingen, men den blev svårt skadad vid ett haveri. Vampyr forslades till Deutsches Museum i München där den reparerades och ställdes ut. Under kriget blev museet bombat och Vampyr åter svårt skadat. Flygplanet reparerades av Heinz Cordes, som varit praktikant i Hannover på HAWA och varit med och byggt Vampyr. Och numera hänger den i taket på museet i Schleissheim utanför München.

Strolch i gummirepsstart på Wasserkuppe under Rhöntävlingen 1923.

I Rhöntävlingen 1923 flög Martens Strolch, en vidareutveckling av Vampyr, gjord av Karl Bremer. Martens satte ett nytt världsrekord med 12.1 km i Strolch.
1924 konstruerade Madelung Moritz, också det en vidareutveckling av Vampyr, med 14 m spännvidd. I denna vann Martens Rhöntävlingen 1924. Senare satte han med Moritz ett uthållighetsrekord på Krim med 12 tim och vid tävlingar i Asiago, Italien ett världsrekord i distans på 21.1 km.

Moritz är en utveckling av Vampyr med större spännvidd, 14m . Med denna satte Martens flera världsrekord.

Idag finns alltså Vampyr, det byggdes bara ett exemplar, på Deutsches Museum i Schleissheim. I segelflygmuseet på Wasserkuppe finns en replika som byggts av Oldtimer Segelflug Club Wasserkuppe och som 2002 skänktes till museet av Gero Madelung, konstruktören Georg Madelungs son.
1979 gav tyska postverket ut ett frimärke med Vampyr (i utförandet från 1923).

Det är snart 100 år sedan Vampyr konstruerades. Men än idag används de principer Georg Madelung använde i Vampyr av segelflygkonstruktörer.

Så nästa gång du sätter dig i en K8, ASK 21, Duo-Discus, LS 4, Discus, ASG 29, Ventus, ja i princip alla de segelflygplan vi använder, skänk en tanke till Madelung, Vampyr och Martens. Utan dem hade du kanske spelat golf i stället!

Referenser

• Start in den Wind, Peter Riedel, Motorbuch Verlag 1977
• Handbuch des Segelfliegens, redaktör Wolf Hirth , svenska upplagan 1943
• Sailplanes 1920‐1945, Martin Simons, Eqip 2001
• Vintage Sailplanes 1908‐1945, Martin Simons, Kookaburra Technical Publications 1986
• Segelflug‐Geschichten, Peter F Selinger, Stiftung Deutsches Segelflugzeugmuseum 2004
• Die Evolution de Segelflugzeuge, Günter Brinkmann/Hans Zacher, Bernard&Graefe Verlag
• Diverse artiklar och bilder på Internet