Diese Bf 109 waren noch mit nicht verstellbarem Zweiblattpropeller ausgerüstet.
Messerschmitt Bf 109 und Supermarine Spitfire
In den 1930iger Jahren fand im Flugzeugbau ein rasanter Wettbewerb statt, auch wenn man auf gegenseitige Hilfe angewiesen war. Der allererste Prototyp der Messerschmitt Bf 109 wurde noch von einem Rolls Royce Kestrel Motor angetrieben – in Deutschland war kein ausreichend starkes Triebwerk verfügbar. Im Gegenzug musste sich Rolls Royce allerdings eine deutsche Heinkel He 70 kaufen weil in Großbritannien kein Flugzeug zur Verfügung stand das für die Erprobung des neuen Rolls Royce Merlin geeignet gewesen wäre.
Die bayrischen Flugzeugwerke, bei denen Willy Messerschmitt in den 1930iger Jahren Chefkonstrukteur war, wurden 1935 zunächst nicht zur Teilnahme am Jagdflugzeugwettbewerb eingeladen. Mit der Bf 108, einem Schnellverkehrsflugzeug, hatte Messerschmitt aber bereits ein Flugzeug konstruiert das man nicht ignorieren konnte, war es doch an Schnelligkeit den meisten Jagdflugzeugen seiner Zeit weit voraus. Man bedenke dass der deutsche Standardjäger 1935 noch die Heinkel He 51 war, ein Doppeldecker!
Bereits der Prototyp der Bf 109 V-1 zeigte wegweisende technische Details, die bis heute Standards im Flugzeugbau blieben. Eines dieser Details ist der Vorflügel, den die Messerschmitt aufwies um das Problem des Stall zu lösen.
Dieses Propagandafoto zeigt eine frühe Bf 109 D, erkennbar am eckigen Lufteinlass für den Kühler.
- Dieser Flugzustand, auch salopp Abschmieren genannt, entsteht durch Verwirbelung der Luft oberhalb der Tragflächen. Aus folgenden Gründen: für den Auftrieb verantwortlich sind die am Flügel anliegenden (=laminaren) Luftströmungen. Solange diese den Flügel ausreichend schnell umfließen, erzeugen sie auf der Oberseite einen Unterdruck und auf der Unterseite einen Überdruck – Auftrieb entsteht. Wenn das Flugzeug seinen Anstellwinkel ändert, also die Nase hebt und die Flächen von der Waagerechten abweichen, steigt es zunächst. Je steiler die Flächen dabei zur horizontalen Fahrtrichtung stehen, desto schneller. Gleichzeitig verlangsamt sich die Geschwindigkeit über Grund aber und statt einer anliegenden Strömung entstehen auf der Oberseite des Flügels zunehmend Wirbel, die keinen Auftrieb mehr erzeugen, das Flugzeug fällt buchstäblich vom Himmel. In großer Höhe ist das nicht weiter tragisch, in Bodennähe schon, der Pilot hat keine Chance mehr seine Maschine zurück in eine stabile Fluglage zu bringen. Eine andere Ursache für den Strömungsabriss kann eine zu niedrige Fluggeschwindigkeit sein. Für jedes Flugzeug gilt eine andere Mindestgeschwindigkeit, der Stall Speed. Wird diese Mindestgeschwindigkeit unterschritten, reißt der Auftrieb ebenfalls schlagartig ab und das Flugzeug sackt durch. Für den Luftkampf, der auch bei niedrigen Geschwindigkeiten geflogen wird ist diese Mindestgeschwindigkeit von ebenso großer Bedeutung wie die Höchstgeschwindigkeit.
Der Prototyp Bf 109 V-1, ein freitragender Tiefdecker, zeichnete sich bereits durch eine Vielzahl hochmoderner Details aus: Zelle und Flügel waren für hohe Geschwindigkeiten ausgelegt, wiesen aber bei einer Flächenbelastung von etwa 200 kg/m⊃2; nur sehr bescheidene Eigenschaften im Langsamflug auf. Messerschmitts Ingenieure versahen daher die Flügel mit großen Querrudern, breiten Landeklappen, genau gesagt Spaltklappen und automatischen Vorflügeln, die durch Federdruck bei niedrigen Geschwindigkeiten ausfuhren und die laminaren Strömungen an den Flügel zwangen.
- Wie bereits erwähnt besteht bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten oder großem Anstellwinkel, z:B im Landeanflug, die Gefahr des Strömungsabrisses. Klappensysteme an der Hinterkante des Flügels wirken in erster Linie dadurch dass sie im ausgefahrenen Zustand die Fläche des Flügels vergrößern und gleichzeitig sein Profil stärker wölben und so mehr Auftrieb erzeugen. Vorflügel waren in den 1930iger Jahren eigentlich keine neue Erfindung, bereits im Ersten Weltkrieg hatte es Modelle gegeben, die über fest montierte, zusätzliche kleine Tragflächen verfügten. Neu war dass mit dem Schnellverkehrsflugzeug Bf 108 automatisch arbeitende Vorflügel eingeführt wurden, die beim Bau des Jagdflugzeugs übernommen wurden. Diese Vorflügel rückten bei niedriger Geschwindigkeit durch Federdruck aus, bei höherem Tempo drückte der Luftwiderstand sie zurück in die Flügelnase.
Hier ein Frontmuster der Baureihe Me 109 F geflogen von Hans-Joachim Marseille
Ein zweites Konzept gegen den Stall
Beim Bau dieses Jägers beschritten die Konstrukteure unter Reginald Mitchell einen völlig anderen Weg um den Strömungsabriss technisch zu verhindern.
Ihre viel gerühmten Flugeigenschaften verdankte die Spitfire ihrer ausgezeichneten Aerodynamik. Die geringe Profilhöhe, also die Dicke des Flügels, machte die Spitfire schnell – ein weiteres, sehr ungewöhnliches Detail des relativ großen, elliptischen Flügels war die Schränkung. Das bedeutet dass die Flügelnase nicht gerade verläuft, sondern sich auf der ganzen Länge insgesamt um 2,5 Grad verdreht. Der Effekt dieser Maßnahme: Im kritischen Bereich tritt ein Strömungsabriss nicht gleichzeitig auf der ganzen Länge auf, sondern beginnt innen an der Flügelwurzel während die außen liegenden Querruder weiterhin angeströmt werden und das Flugzeug manövrierbar bleibt. Ausgesteift war der Flügel ebenfalls mit einer torsionsfesten Nasenleiste.
Spitfire-Prototyp mit Zweiblattluftschraube, hier noch unlackiert, doch bereits mit Hoheitszeichen.
Der elliptische Flügel - Markenzeichen der Spit: Durch die Konstruktionen von Ernst Heinkel inspiriert, wurden die Tragflächen der Spitfire ebenfalls in aufwändiger Konstruktion elliptisch ausgelegt.
Im Einsatz...
Spitfire Mk XIV - hier mit sehr sehr effiktivem Tarnmuster
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