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Siemens Flugzeugmotoren

Siemens Jahrbuch 1928:
"Flugzeugmotoren der Siemens & Halske AG"
E. Becker, Regierungsbaumeister a.D.

Es war im Dezember 1903, als den Gebrüdern Wright in Nordkarolina der erste Flug mit einem motorisch angetriebenen Doppeldecker gelang. Die Zweifel an der Durchführung des Maschinenfluges waren damit beseitigt und mit dem Beginn des Flugzeugbaues sah sich auch der Motorenbau vor ein neues Arbeitsgebiet gestellt. Man erkannte sehr bald, daß es nicht möglich sei, mit einem Automobilmotor befriedigende Flugleistungen zu erreichen, vielmehr ergaben sich als besondere Bedingungen für das Triebwerk eines Luftfajrzeuges höchste Leistung, größte Zuverlässigkeit und geringstes Gewicht. Diese klaren Anforderungen widersprachen sich im höchsten Maße und so konnte es nicht ausbleiben, daß die Lösung dieser Aufgaben auf den verschiedensten Wegen versucht wurde.

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Die Frage der Kühlung

Bis in die Anfänge des Flugmotorenbaues reicht der Wettbewerb zwischen Luft- und Wasserkühlung zurück, wobei die Anhänger des wassergekühlten Motors seine größere Zuverlässigkeit und die Freunde des Luftgekühlten Motors dessen geringes Gewicht und die größere Einfachheit als besonderen Vorteil in Anspruch nahmen.

Das Kühlsystem hat im Laufe der Entwicklung die Bauart der Motoren stark beeinflußt. Die Wassergekühlte Maschine blieb dem Vorbild des Automobilmotors, aus dem sie entstanden war, treu und wies zunächst 4, 6 oder 8 Zylinder in einer Reihe auf. Für die Luftkühlung ergaben sich dagegen bei dieser Bauart für die hinteren, beim Fliegen im Windschatten liegenden Zylinder fast unüberwindbare Schwierigkeiten durch mangelhafte Kühlung. Der Versuch, diesen Mangel durch künstliche Belüftung zu beheben (Renault), ging auf Kosten von nutzbarer Leistung, Zugänglichkeit und Einfachheit und ergab außerdem soviel Mängel, daß die luftgekühlte Maschine in den ersten Jahren nicht gerade in dem Ruf der Einfachheit und Zuverlässigkeit stand.

Entscheidende Verbesserungen des luftgekühlten Motors

Schon war man nahe daran, die Luftühlung als unbrauchbar für den Flugmotor aufzugeben, als eine Reihe entscheidender Verbesserungen die Entwicklung von neuen in Fluß brachte: Die erste war die sternförmige Anordnung der Zylinder in einer Ebene parallel zum Luftschraubenkreis. Hierdurch werden alle Zylinder gleichmäßig der Kühlwirkung des Flugwindes ausgesetzt. So aussichtsreich sich diese Bauart viele Jahre später erwiesen hat, so war zunächst bei der damaligen primitiven Bauart der Zylinder aus Grauguß oder Stahl mit unzulänglichen Kühlrippen und bei den geringen Fluggeschwindigkeiten die Kühlung durch den Fahrwind allein immer noch nicht ausreichend. Da kam im Jahre 1911 die Firma Gnôme in Frankreich mit der zweiten wesentlichen Verbesserung: Sie befestigte den Propeller am Motorgehäuse und ließ dieses sich mit dem gesamten Zylinderstern um die am Flugzeugrumpf fest gelagerte Kurbelwelle drehen. So entstand der luftgekühlte Umlaufmotor. Zu der Kühlwirkung durch den Fahrwind kam damit auch die durch die Rotation des Zylindersterns. Diese Bauart erwies sich als ausreichend zuverlässig und sicherte dem luftgekühlten Motor lange Zeit hindurch, ja bis zum Ende des Krieges, seine Stellung in der Luftfahrt.

Der Flugmotorenbau bei Siemens

plaatje Als im Jahre 1912 auch das Blockwerk der Siemens & Halske AG an den Bau von Flugmotoren heranging, wandte es sich in Erkenntnis der großen Vorzüge des luftgekühlten Motors nur dieser Bauart und tat, indem es einen neuen grundlegenden Gedanken zur Verbesserung des oben beschriebenen Umlaufmotors brachte, den dritten entscheidenden Schritt in der Weiterentwicklung dieser Bauart: Es verteilte die Motordrehzahl auf den Zylinderstern und die Kurbelwelle und ließ beide Teile im Entgegengesetzten Sinne sich drehen. So enstanden die luftgekühlten gegenläufigen Siemens-Umlaufmotoren. Zunächst wurde nach diesem neuen Prinzip zu Studienzwecken ein fünfzylindriger Umlaufmotor gebaut, dem im Jahre 1913/14 ein neunzylindriger Motor von 100-115 PS unter der Bezeichnung Sh 1 folgte (Bild 1).

Als dann 1914 der 2. Kaiserpreis für Flugmotoren ausgeschrieben wurde, arbeitete das Blockwerk bereits in zwei Richtungen: an einem 18-zylindrigen Umlaufmotor (Bild 2) als Verdoppelung des Sh 1 und an dem später weit verbreiteten und im Kriege weltbekannt gewordenen 11-zylindrigen Umlaufmotor Sh 3 (Bild 3).

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plaatje plaatje Während der erstgenannte Motor nach Bild 4 noch ein Stirnradgetriebe mit der Übersetzung 1:3 besaß, wobei der Zylinderstern zusammen mit dem Propeller 600 und die Kurbelwelle 1800, der Motor als Einheit also 2400 Umdrehungen machte, hatten alle übrigen Motoren (Bild 1 und 3) bereits das vom Blockwerk angegebene und erstmalig mit Erfolg angewandte Kegelradgetriebe (Bild 5). Zylinderstern und Kurbelwelle drehen sich dabei gegenläufig mit gleichen Drehzahlen, so daß die Motordrehzahl gegenüber den rotierenden Teilen, Kurbelwelle und Zylinderstern, verdoppelt wird. (In kinematischer Umkehrung ist dieses Getriebe das gleiche, das bei Motoren mit feststehendem Zylinderstern zur Herabsetzung der Kurbelwellendrehzahl auf die Propellerdrehzahl heute im Ausland als Farman-Getriebe z.B. am Gnôme-Rhône-Jupiter-Motor und vielen anderen mit Erfolg Verwendung findet). Bei den gegenläufigen Siemens-Umlaufmotoren Sh 1 und Sh 3 machen sowohl die Kurbelwelle als auch der Zylinderstern mit dem Propeller nur 900 Umdr./min. Aus der Gegenläufigkeit ergaben sich folgende besonderen Vorteile des Siemens-Umlaufmotors: Geringere Beanspruchung der umlaufenden Teile und des Triebwerks infolge verminderter Fliehkräfte, Verminderung des durch das Drehen des Zylindersterns hervorgerufenen Leistungsverlustes, angenäherter Ausgleich der schädlichen Kreiselwirkung, hohe Motordrehzahl, dadurch erhöhte Leistung bei geringstem Gewicht, kleine Luftschraubendrehzahl, daher verbesserter Wirkungsgrad der Schraube.

Kriegsarbeit: Der elfzylindrige Umlaufmotor Sh 3
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plaatje Während bei den normalen Umlaufmotoren wegen der sich mit der Drehzahl quadratlich steigernden Fliehkräfte und noch schneller anwachsenden Leistungsverluste weder die Zylinderabmessungen, noch die Drehzahlen weiter gesteigert werden konnten, und daher mit 140 PS bereits die Höchstleistung erreicht war, konnte durch die neue Bauart die Leistung des Sh 3-Motors bis auf 160/240 PS mit dem damals einzig dastehenden Einheitsgewicht von 0,8 kg/PS gesteigert werden. Diesen Motor führte das Blockwerk bereits im Jahre 1915/16 auch erstmals als überdimensionierten Höhenmotor aus, so daß seine Bodenleistung bis zu rund 3000 m unverändert blieb. Zur gleichen Zeit hatten die Siemens-Schuckertwerke 1916/17 ein besonderes Kampfflugzeug für diesen Motor gebaut, das mit ihm so hervorragende Steigleistungen (z.B. 5000 m in 10,5 min, Bild 6) ergab, daß die ersten überraschenden Erfolge gegen die feindlichen Kampstaffeln und hochfliegenden Bombenträger dem Blockwerk einen bedeutenden Auftrag brachten, um die ganze Front in größtem Umfange mit diesen schnellen und steigfähigen Einheiten zu versehen. Ehe sich aber die neuen Luftrüstungen voll auswirken konnten, ging der Krieg zu Ende und Hunderte von Sh 3-Motoren fielen der Vernichtung gemäß Friedensvertrag zum Opfer.


plaatje [Bildern aus Patentschrift Nr. 341480 von Siemens und Halske AG, vom 23. Juni 1918: Der Gegenstand der Erfindung besteht aus zwei Sternmotoren mit umlaufenden Zylindern, insbesondere zum Antrieb von Flugzeugen, die als Hochleistungsmotoren (Schnelläufer) ausgebildet sind. Gemäß der Erfindung sind nicht nur die Zylinder und die Kurbelwelle jedes Motors unter sich, sondern auch die Zylinder und Kurbelwellen der beiden Motoren zueinander gegenläufig. Diese Gegenläufigkeit wird erzwungen durch ein zwischen den beiden Sternmotoren liegendes Kegelradgetriebe, bei dem zwei Kegelräder durch eine Welle starr verbunden sind und von denen je eins mit den entsprechenden Rädern der gegenläufigen Teile zusammenarbeitet.
Beispielsweise können die Zylindersterne je 800 Umdrehungen, die Kurbelwellen je 1600 Umdrehungen, der Motor also 2400 Umdrehungen, und der Propeller 1200 Umdrehungen machen: eine Drehzahl, die für den Wirkungsgrad des Propellers am günstigsten ist.]

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Nachkriegsentwicklung

Die politische und wirtschaftliche Lage Deutschlands nach dem Kriege versprach im Flugmotorenbau auf lange Jahre keinen nennenswerten Absatz, und so kam es, daß fast alle deutschen Flugmotorenfabriken sich lohnenderen Aufgaben zuwandten. Das Blockwerk hat es demgegenüber als seine nationale Aufgabe betrachtet, den Flugmotorenbau trotz großer Schwierigkeiten weiterzuführen.

Zwei wesentlichen neuen Forderungen mußte der Nachkriegs- oder Friedensmotor zu genügen versuchen: hoher Wirtschaftlichkeit und langer Lebensdauer; beide werden vom Umlaufmotor nur in so bescheidenem Maße erfüllt, daß diese Motorenbauart heute als endgültig aufgegeben gilt.

plaatje Hinsichtlich der Zylinderkühlung hatte man während des Krieges und nachher mancherlei Erfahrungen gesammelt, und daher entschloß sich das Blockwerk, auch für den neuen Entwurf bei der Luftkühlung zu bleiben. Auch die sternförmige Anordnung der Zylinder wurde beibehalten und die bis dahin zwecks ausreichender Kühlung notwendige Rotation durch eine thermisch bessere Bauart unter Verwendung von gut wärmeleitendem Leichtmetall der nunmehr feststehenden Zylinder ersetzt.

Drei verschiedene Motorentypen, Sh 4 (Bild 7), Sh 5 und Sh 6 wurden vorbereitet, deren Hauptbauteile gleich und untereinander auswechselbar sind. Je nach der Zylinderzahl --5, 7 oder 9-- betrug die Leistung 55, 77 oder 100 PS. Die Zylinder mit hängenden Ventilen waren mit oben geschlossener Stahllaufbuchse, aufgeschraubten Ventilkörben aus Temperguß und zur Verbesserung der Kühlung mit einem umgossenen Aluminiumrippenmantel entworfen. In ihnen laufen Kolben aus Leichtmetall. Eine Hauptpleulstange umfaßt die einfach gekröpfte, in Kugellagern ruhende Kurbelwelle und dient zur Anlenkung der 4 bzw. 6 oder 8 Nebenpleuelstangen. Die Gemischbildung erfolgt durch Sum-Vergaser, die Zündung durch ebenfalls im Blockwerk gebaute Siemens-Magnetapparate und -kerzen. Die Hilfsapparate sind am hinteren Motordeckel leicht zugänglich angebracht. Die Motoren können ohne fremde Hilfe vom Führersitz aus elektrisch in Gang gesetzt werden und sind für Zug- und Druckschraubenantrieb geeignet.


plaatje Die ersten Motoren der neuen Bauart wurden von Junkers in sein Kabinenflugzeug K 16 (Bild 8) und von Dornier in sein Flugboot "Libelle" (Bild 9) eingebaut und fanden später in den Albatros- B.F.W.-, Dietrich-, Focke-Wulf-, Heinkel-, Udet-, Raab-Katzenstein-, Arado-, Messerschmitt-Maschinen und anderswo mit Erfolg Verwendung.

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Neue Typen

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Nachdem die Typen Sh 4, Sh 5 und Sh 6 in langen Überlandflügen ihre Betriebstüchtigkeit und bei vielen Wettbewerben ihre Überlegenheit bewiesen hatten, nachdem aber auch gleichzeitig der Luftverkehr immer höhere Ansprüche an die Motoren geltend machte, und eine Fülle von Erfahrungen gesammelt worden war, entschloß sich das Blockwerk Ende 1924 zur Weiterentwicklung seiner luftgekühlten Sternmotoren, wobei unter Beibehaltung bewähter Bauteile eine ganze Anzahl neuer Erkenntnisse praktische Anwendung gefunden haben. Diese Arbeiten waren insbesondere auf Erhöhung der mechanischen Sicherheit und Herstellung eines thermisch hochwertigeren Zylinders, bestehend aus einer oben offenen Stahllaufhülle mit aufgeschraubtem Leichtmetall-Zylinderkopf gerichtet.

Ein neuer 5-Zylinder-Versuchsmotor wurde gebaut. Bereits die ersten Versuche zeigten hinsichtlich Leistungssteigerung, Wirtschaftlichkeit und Lebensdauer einen bedeutenden Fortschritt. Die gesamte Laufzeit diese Versuchsmotors betrug weit über 300 Stunden, und die Betriebsergebnisse waren so befriedigend, daß man sich sofort zum Bau eines 7- und eines 9-Zylindermotors (Bild 10) gleicher Ausführung entschloß. Anfang 1925 waren auch diese beide Motoren fertiggestellt und bald darauf einer 80stündigen Dauerprüfung unter amtlicher Aussicht der Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt unterzogen, die vollauf befriedigte. Die anschließenden Erprobungsläufe in der Werkstatt wurden gründlich durchgeführt und auf eine Zeit ausgedehnt, in der man mit einem Flugzeug eine Strecke von mehr als dem doppeltem Erdumfang zurückgelegt hätte. Unter diesen Probeläufen war einer, bei dem der Motor 3 Tage und 2 Nächte ununterbrochen und ohne Störung mit Vollgas betrieben wurde.

Flugerfolge

plaatje Der Deutsche Rundflug 1925, ein hinsichtlich der Schwierigkeit seiner motortechnischen Aufgabe bis heute einzig dastehender Flugwettbewerb, bei dem die teilnehmenden Flugzeuge eine Strecke von rund 5300 km entsprechend einer Entfernung von Berlin über Neapel und Tunis nach Kamerun in vier Abschnitten zu durchfliegen hatten, gab den luftgekühlten Siemens-Sternmotoren Gelegenheit, sich in scharfem Kampfe und schwerem Wettbewerb mit den altbekannten bewährten deutschen und den besten ausländischen Motoren gleicher Leistung zu messen.

plaatje Von den 55 am ersten Tage startenden Flugzeugen hatten 38,2 % luftgekühlte Siemens-Sternmotoren eingebaut. Im Verlauf des Rundfluges verschob sich infolge des stärkeren Ausfalles von Flugzeugen mit anderen Motoren das Bild immer mehr zugunsten der Siemens-Motoren. Von den 25 Flugzeugen, die die ganze Strecke strafpunktfrei zurücklegten, waren 56 % mit Siemens-Motoren ausgerüstet. Der sehr beachtenswerte Gewinn an prozentualer Beteiligung gegen Ende des Wettbewerbs hat die überlegene Betriebsicherheit der luftgekühlten Siemens-Sternmotoren erwiesen. Es sei ferner erwähnt, daß auch die absolutkürzeste Flugzeit von 50h 49' in diesem Wettbewerb von einem 9-Zylinder-Siemens-Sternmotor Sh 12 in dem Udet-Kabinenflugzeug U 8 unter Führung des bekannten Piloten Polte (Bild 11) erreicht wurde, und daß an diesem Motor auf der ganzen Strecke kein besonderer Handgriff zu seiner Wartung notwendig war, nicht einmal eine Zündkerze wurde ausgewechselt. Im ganzen legten 14 Flugzeuge mit Siemens-Motoren beim Deutschen Rundflug innerhalb von 10 Tagen 14 x 5300 = 74.200 km, also fast das Doppelte des Erdumfangs, störungsfrei zurück, wobei sie die meisten ersten Preise erwarben.

Im Lilienthal-Wettbewerb 1925 gelang es den Flugzeugen mit Siemens-Sternmotoren, 14 erste und 14 zweite Preise heimzutragen, und im Großen Süddeutschen Rundflug 1926 fielen an die mit Siemens-Motoren ausgerüsteten Flugzeuge der zweite, dritte, vierte, fünfte und sechste Preis.


Amtliche Musterprüfungen

plaatje Im Sommer 1926 wurden die drei neuen Typen Sh 10, Sh 11 und Sh 12 zu einer ungewöhnlich schweren Musterprüfung bei der Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt angestzt und auf Grund des ausgezeichneten Verlaufs amtlich als "betriebstüchtig" erklärt und vom Reichsverkehrsministerium für den Luftverkehr zugelassen.

Während im Ausland ganz allgemein die Musterprüfung nur 100 Stunden dauert, und die Motoren dabei nur 10 Stunden mit Vollast gebremst werden, die übrigen 90 Stunden lang aber nur mit 9/10 Last laufen, wurden alle drei Bauarten der Siemens-Sternmotoren einer 150stündigen Prüfung unterzogen und während dieser ganzen Zeit dauernd mit Vollast betrieben. Ob irgendwo in der Welt jemals ein Motor einer ähnlich schweren Dauererprobung ausgesetzt wurde, ist fraglich. Im Vertrauen auf die vorangegangenen Erfolge hat das Blockwerk geglaubt, noch weiter gehen zu können. Es hat den größten der drei amtlich geprüften motoren, den Sh 12, anschließend sofort in ein Flugzeug (Bild 12) einbauen lassen, mit dem er dann unter Aufsicht der Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt in weiteren 150 Stunden 18.000 km durchflogen hat, eine Strecke, die der dreifachen Entfernung Berlin - New York entspricht.

Siemens-Motoren im Ausland

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Diese für einen so jungen Motor überraschenden Erfolge haben den Ruf der Siemens-Sternmotoren weit über die Landesgrenzen hinausgetragen und ihnen den Weg auch in das Ausland gebahnt. Sie finden heute bereits in den verschidensten Ländern des europäischen und überseeischen Auslands Verwendung.

Für die steigende Beliebtheit, deren sich die Siemens-Motoren in der engeren Heimat erfreuen, spricht auch die Tatsache, daß im Jahre 1926 allein in Deutschland eine Strecke von über einer Million und bis Mitte diese Jahres über 1½ Millionen Flugkilometer zurückgelegt wurden.


Wachsende Bevorzugung des luftgekühlten Sternmotors

plaatje Inzwischen beginnt sich auch der Wettbewerb zwischen Luft- und Wasserkühlung in einem Leistungsbereich bis zu etwas 500 PS immer mehr zugunsten der luftgekühlten Sternmotor zu entscheiden, deren Vorzüge heute allgemein anerkannt werden, nachdem durch stetige Verbesserungen eine solche Zuverlässigkeit, Wirtschaftlichkeit und Lebensdauer nachgewiesen werden konnte, daß sie einen Vergleich mit den besten wassergekühlten Reihenmotoren nicht mehr zu scheuen haben. Das haben die Ozeanflüge Lindberghs, Chamberlins und Byrds, sowie die Überquerung des Nordpols bewiesen, die sämtlich mit luftgekühlten Sternmotoren durchgeführt wurden. Diese sind, verglichen mit wassergekühlten Motoren, wesentlich leichter, baulich einfacher und daher auch billiger. Ihre Handhabung und Wartung ist einfacher, ihre Ausbesserung geht schneller vor sich. Daher ist der ganze Betrieb wirtschaftlicher. Die Flugzeuge mit luftgekühlten Sternmotoren zeichnen sich durch größere Steigfähigkeit und größeren Flugbereich aus. Während 1924 auf der neunten Pariser Luftfahrtausstellung etwa erst 18 % aller ausgestellten Flugzeuge mit luftgekühlten Sternmotoren ausgerüstet waren, sah man diese Motorbauart zwei Jahre später in dem zehnten Pariser Aerosalon bei nicht weniger als 40 % der ausgestellten Flugzeuge vertreten.

Man wird die stets wachsende Bevorzugung des luftgekühlten Sternmotors verstehen, wenn man den Gewichtsaufwand eines wassergekühlten und eines luftgekühlten Triebwerks miteinander vergleicht:

             450 PS Motoren       "Jupiter"        "Lorraine"
                                (luftgekühlt)    (wassergekühlt)
            Motorgewicht.......    345 kg            405 kg
            Kühlanlage.........      0 kg            143 kg
            Motorfundament.....     15 kg             30 kg
            Verkleidung........      7 kg             10 kg
                                 -----------------------------
                                   367 kg            588 kg


Unterschied 221 kg zugunsten des luftgekühlten Motors. Vergleichsflüge bei der französischen Armee ergaben für das gleiche Flugzeug bei gleicher Motorstärke eine Erhöhung der Fluggeschwindigkeit um 4 km/h, bei der Firma Wright um 17 % zugunsten des luftgekühlten Sternmotors, und gelegentlich des Deutschen Seeflug-Wettbewerbs 1926 wurde die Zuladung beim Heinkel-Eindecker HE 5 bei Verwendung eines luftgekühlten Sternmotors um 119 kg größer festgestellt als bei Verwendung eines wassergekühlten Motors gleicher Leistung. Vergleichsversuche bei der amerikanischen Marine führten zu dem Ergebnis, daß der luftgekühlte Motor um nicht weniger als 25 % schwächer sein kann als das wassergekühlte Triebwerk für gleiche Flugleistungen. Diese vielen Vorzüge der luftgekühlten Sternmotoren haben die amerikanische Marine veranlaßt, sie als Triebwerk bis zu 400 PS ausschließlich vorzuschreiben.

plaatje Am sinnfälligsten zeigt Bild 21 die Vorteile des luftgekühten Sternmotors für Verkehrszeuge. Seine Verwendung an Stelle eines wassergekühlten Triebwerks schließt eine der häufigsten Notlandungsursachen, Kühlwasserverlust infolge von Undichtwerden der Wasserführung, aus und ermöglicht die Beförderung von 6 statt 4 Fluggästen außer dem Führer.

Nachdem bei dem heutigen Stande der Entwicklung der luftgekühlte Motor einen gleich niedrigen Brennstoffverbrauch nachweisen konnte wie sein wassergekühlter Konkurrent, an Gewicht aber als weit überlegen anerkannt ist, ist zu erwarten, daß für das kommende mehrmotorige Groß-Verkehrs-Flugzeug luftgekühlte Sternmotoren bei ihrer heute allseitig anerkannten Betriebsicherheit bevorzugte Anwendung finden werden.

Zukunftsaufgaben

plaatje Die Beschränkungen der deutschen Luftfahrt sind jetzt gefallen. Der Weg zur Entwicklung großer Einheiten ist frei. Neue Aufgaben stehen bevor. Flugzeuge größter Abmessungen von hoher Transportleistung werden entstehen und die Nachfrage nach stärkeren Motoren leichtesten Gewichts wird rege werden. Dementsprechend hat das Blockwerk seine Arbeiten neuerdings auch auf größere Motoren ausgedehnt. Es hat, um die verlorene Zeit einzuholen und dem Drängen der Abnehmerkreise nachgebend, zunächst den Lizenzbau des zur Zeit größten und bewärtesten luftgekühlten Sternmotors, des in England entwickelten 440/480 PS Bristol-"Jupiter" aufgenommen, daneben aber auch seit dem vorigen Jahre an der Entwicklung eines eigenen, noch stärkeren luftgekühlten Motors erfolgreich gearbeitet. Man darf daher hoffen, daß in den kommenden Jahren hochwertige, starke luftgekühlte Sternmotoren für Großverkehrs-Flugzeuge nicht mehr vom Ausland eingeführt zu werden brauchen.


Siemens Zeitschrift November 1928:
"Die Siemens-Firmen auf der Ila Oktober 1928"

Auf der Ila [Internationale Luftfahrtausstellung] nahm die Siemens & Halske A.-G. Gelegenheit, die breite Öffentlichkeit mit ihren Leistungen auf dem Gebiet des Flugmotorenbaus vertraut zu machen.
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SIemens & Halske widmeten sich sofort nach Kriegsende der Entwicklung dieser neuen Bauart, die als 5-Zylinder (Typ SH 11) 84 bis 96 PS, als 7-Zylinder (Typ SH 14) 108 bis 125 PS und als 9-Zylinder (Typ SH 12) 108 bis 125 PS leistet; eine andere 5-Zylinderausführung der gleichen Bauart (SH 13) leistet 68 bis 82 PS. Diese Motoren, die auf der Ila ausgestelt waren, verschaften dem Namen Siemens auch in Verbindung mit der Herstellung von Flugmotoren Weltruf, und die Motoren bewiesen in zahlreichen Wettbewerben ihre Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit.
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Unter den Siemens-Motoren, mit denen in den Jahren 1926/27 mehr als 3 Millionen Flugkilometer (das ist der 75 fache Erdumfang) zurückgelegt wurden, befinden sich viele, die die tausendste Betriebsstunde weit überschritten haben. Dabei sind die Siemens-Motoren mit einem nachweisbaren Brennstoffverbrauch von nur 210 g/PSh die sparsamsten luftgekühlten Motoren ihrer Klasse. Diese Erfolge haben den Ruf der Siemens-Sternmotoren weit über die Landesgrenzen hinausgetragen, und sie werden gegenwärtig in allen Ländern der Welt geflogen. Daß gerade ein Land wie Nordamerika, das selbst für die Entwicklung eigener Motoren sehr umfangreiche Mittel aufwendet, in ausgedehntem Maße Siemens-Sternmotoren für Sport-, Schul- und Reiseflugzeuge einführt, ist der beste Beweis für die Anerkennung, die sich die Siemens-Sternmotoren in den vergangenen Jahren verschaft haben.

plaatje Neben dem Bau dieser kleinen luftgekühlten Sternmotoren haben Siemens & Halske jetzt auch den Bau starker luftgekühlter Motoren aufgenommen, nachdem die Beschränkungen, die der deutschen Luftfahrt nach dem Kriege auferlegt waren, wenigstens teilweise gefallen sind. Der neue luftgekühlte Sternmotor hoher Leistung ist der "Jupiter"-Motor, den Siemens & Halske in Lizenz mit der Firma Gnôme et Rhône und der Bristol Aeroplan Co. bauen. Seit seiner Erstehung im Jahre 1918 ist seine Leistungsausbeute ständig erhöht und bis auf 530 PS gesteigert worden. Die heutigen Jahrenlangen Erfahrungen haben es möglich gemacht, die Betriebsicherheit so weit zu steigern, daß der "Jupiter" heute als eine der zuverlässisten Flugmotoren der Gegenwart angesprochen wird. Gegenwärtig laufen in der ganzen Welt mehr als 1 Million PS an "Jupiter"-Motoren.

Neben den bereits bekannten Bauarten der Sternmotoren zeigten Siemens & Halske auf der Ila zum ersten Male ihre großen 7- und 9-Zylindermotoren, die 420 bis 450 PS bzw. 560 bis 600 PS leisten und somit stärker sind als alle bisherigen luftgekühlten Motoren. Ihrem Entwurf lag der die Erkenntnis zugrunde, daß die Zukunft eine weitest gehende Anpassung des Triebwerkes an seinen Verwendungszweck verlangen wird; beispielsweise sind die Betriebsbedingungen in einem Kampfeinsitzer zu verschieden von denen im Luftverkehr, als daß man in Verkehrsflugzeugen auf die Dauer Motoren verwenden könnte, die, wie es im Auslande vielfach der Fall ist, im Auftrage und mit Unterstützung militärischer Stellen vorwiegend für Kampfzwecke entworfen sind. Bei der Beschränkung Deutschlands auf ausschließlich wirtschaftliche Interessen in der Luftfahrt ist das Bestreben der Siemens & Halske A.-G. hauptsächlich auf die Entwicklung starker, langlebiger und wissenschaftlich arbeitender Verkehrsmotoren höchster Zuverlässigkeit gerichtet.

plaatje Wie bereits bemerkt, liegt die Leistung der neuen Siemens-Motoren erheblich höher als die aller bisher flugbewährten Verkehrsmotoren gleicher Bauart. Für die Zylinder wurde die bewährte Bauart der kleinen Siemens-Motoren beibehalten, wobei ein Leichtmetallknopf aus einer Sonderlegierung von hoher Festigkeit auf eine offene Stahllaufbuchse warm aufgeschraubt wird. Jeder dieser Zylinder hat nur ein Einlaß- und ein Auslaßverntil; der große freie Raum zwischen den Ventilkammern verbürgt gute Kühlung. Die Steuerung ist vollständig gekapselt. Wie bei den kleinen Siemens-Motoren sind auch hier die wichtigsten Bauteile für beide Bauarten gleich und gegeneinander austauschbar. Zwecks leichterer Zugänglichkeit hat man die Magnetapparate nach vorn gelegt, während der Umlaufende Gemischverteiler und die Antriebe für die übrigen Hilfsapparate in einem besonderen Gehäuse rückwärts angeordnet sind und mit diesem als Ganzes abgenommen werden können, ohne das Kurbelgehäuse mit den Zylindern und dem Kurbeltrieb vom Flugzeugrompf zu lösen. Beide Motoren können je nach ihrem Verwendungszweck mit und ohne Untersetzungsgetriebe arbeiten. Sie haben bereits eine ganze Anzahl erfolgreicher Probeläufe auf dem Bremsstand bestanden und sollen jetzt zur Erprobung im praktischem Betriebe im Flugzeuge eingebaut werden. Nach Abschluß sorgfältiger Versuche und eingehender, langer Flugerprobung wird dann die S. & H. A.-G. mit der Reihenherstellung und Lieferung dieser neuen Bauart beginnen.


Siemens Zeitschrift Dezember 1929:
"Das Triebwerk der "Do X""

Der Rekordflug der "Do X" mit 169 Personen über nahezu eine Stunde Flugzeit stellt bei weitem nicht die oberste Grenze der Leistungsfähigkeit des Luftriesen dar. Rechnet man für jede Person wie üblich 80 kg, für die Betriebsstoffe einen Stündlichen Gewichtsbedarf von 1400 kg, so ergibt sich für die Gesamtlast ein Gewicht von 15 t. Tatsächlich sind aber während der Versuchsflüge bereits insgesamt 51,3 t Fluggewicht getragen worden, d.h. -- bei einem Eigengewicht von 28 t -- noch 8 t mehr. Dies bedeutet, daß weitere 100 Personen hätten mitgenommen werden können, oder daß die 169 Personen, worunter sich 19 Mann Besatzung befanden, hätten sechs Stunden lang befördert werden können.

plaatje An dieser Leistung hat das Triebwerk, bestehend aus 12 luftgekühlten Siemens-Jupiter-Sternmotoren, einen entscheidenden Anteil. Infolge der kurzen Bauweise -- die Kurbelwelle hat nur eine Kröpfung -- und des Fortfalls des Kühlers, Kühlwassers, der Rohrleitungen und Armaturen sind die luftgekühlten Sternmotoren um über 30 % leichter als wassergekühlte Motoren gleicher Stärke. Das ergibt bei einer Gesamtstärke der Triebwerkes von 6200 PS einen Unterschied von mehr als 4 t zugunsten der luftgekühlten Motoren. Aus diesem Grunde führen sie sich im Luftverkehr immer mehr ein. Die englischen Luftverkehrsgesellschaften z. B. verwenden ausschließlich luftgekühlte Motoren, da sie einen wesentlichen Schritt in der Richtung einer zukünftigen Wirtschaftlichkeit des Luftverkehr bedeuten.

Die Siemens-Jupiter-Motoren in der "Do X" haben ein Getriebe, durch welches die Luftschrauben mit der Hälfte der Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben werden; hierdurch erhöht sich der Wirkungsgrad der Luftschrauben erheblich. Die neun Zylinder jedes Motors haben eine Bohrung von 146 mm und einen Hub von 190 mm. Das Hubvolumen beträgt 28,6 l, das Kompressionsverhältnis 5,1:1.

Drei Vergaser versorgen je drei Zylinder mit Gas, eine Doppelzündung wirkt auf zwei Zündkerzen in jedem Zylinder. Trotz der sparsamen Ölverbrauchs (16...20 gr/PSh) ist die Schmierung ausgezeichnet, denn durch eine Umlaufdruckschmierung laufen in jedem Motor rund 280 l Öl in der Stunde um. Die Motoren werden mit einem Gemisch von Benzol und Benzin getrieben, das je nach der Jahreszet 20 - 40 % Benzol enthält.

Zweidrittel der Spitzenleisung, also rund 400 PS je Motor, genügen, um den Luftriesen im Fluge zu erhalten. Es können somit die Motoren im Fluge stark gedrosselt werden, was zur Erhöhung der Lebensdauer wesentlich beiträgt. Es wächst dadurch aber auch der Sicherheitsfaktor, weil bis zu vier der Motoren ausfallen können, ohne die Flugfähigkeit zu beeinträchtigen. Die Betriebsicherheit wird durch den Umstand erhöht, daß die sechs Motorengehäuse, in denen je zwei Motoren tandemartig angeordnet sind, während des Fluges zugänglich sind, so daß also einfache Störungen der Zündung, Vergasung und Schmierung durch die Bordmechaniker behoben werden können. Die Drehzahlmesser und sonstigen Überwachungsinstrumente sowie die Bedienungszüge für die zwölf Motoren sind in einer Zentrale zusammengefaßt, die einem eigenen Bordingenieur untersteht.

Die Piloten verfügen über einen Drehzahlmesser, der die mittlere Drehzahl sämtlicher Motoren anzeigt, und einen gemeinsamen Gashebel, der die Gaszufuhr sämtlicher Motoren gleicheitig regelt. Auch diese Entlastung der Piloten trägt zur Erhöhung der Sicherheit bei.

[Nachschrift: Durch die Überschreitung des projektierten Höchstgewichtes des Flugboots erwiesen sich die Siemens-Motoren als zu schwach und in der endgültigen Ausführung wurden dann leistungsstärkere und zugleich leichtere amerikanische Motoren mit insgesamt 7200 PS eingebaut.]


Siemens Zeitschrift Sept./Okt. 1933:
"Siemens-Motoren im Deutschlandflug 1933"

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Im Deutschlandflug 1933 haben Siemens-Motoren wieder eine ausgezeichnete Rolle gespielt. Die siegreiche Staffel der Hannoveraner Höfft, Köhnk, Dietrich, Roese und Beseler, die mit bewunderungswürdiger Gleichmäßigkeit die einzelnen Etappen in geschlossenem Verband zurückgelegt hat, flog mit SH 13a/85 PS. Den gleichen Motor trug auch die Maschine des Herrn von Zinner, der als Einzelfliger die beste Wertung erzielt hat. Auch die Maschinen der schnellsten Staffel, die von den Berliner Klemm-Fliegern Siebel, von Dungern und Böhnke geflogen wurden, waren mit Siemens-Motoren ausgerüstet, und zwar mit SH 14a/160 PS (Bild).
Bei den starken Ausfall, der durch die Schwierigkeit der Wettbewerbungsbedingungen begründet ist --von 125 gestarteten Maschinen erreichten nur 74 das Ziel-- , ist dieser Erfolg um so höher einzuschätzen.


"Neuzeitliche Verbrennungsmotoren"
Erwin Wackermann, Hamburg 1950.

Sternmotoren sind die Regelbauart für luftgekühlte Flugmotoren. Vorherrschend ist der einfache Stern mit 3, 5, 7 oder meistens 9 Zylindern. Werden höhere Leistungen verlangt, so kommt man zu dem Doppelsternmotor mit 2 hintereinanderliegenden, versetzt angeordneten Sternen, der mit 2 x 7 = 14 und 2 x 9 = 18 Zylindern in vielen Baumustern bekannt sind. Es handelt sich meistens um Otto-motoren, jedoch sind auch schon Flugdieselmotoren als Sternmotoren ausgeführt worden.
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Sternmotoren besitzen immer eine ungerade Zylinderzahl, denn bei gerader Zylinderzahl läßt sich der Motor nicht Zünden. Bei der Zündfolge wird grundsätzlich immer ein Zylinder übersprungen:
Dreizylinder 1 - 3 - 2
Fünfzylinder 1 - 3 - 5 - 2 - 4
Siebenzylinder 1 - 3 - 5 - 7 - 2 - 4 - 6
Neunzylinder 1 - 3 - 5 - 7 - 9 - 2 - 4 - 6 - 8

Motoren mit mehr als neun Zylindern sind Doppelsternmotoren mit Anordnung der Zylinder in zwei Ebenen (Sternen). Hier zündet abwechselnd immer ein Zylinder des hinteren Sternes (ungerade Zahlen) und ein Zylinder des vorderen Sternes (gerade Zahlen), z.B.:
1 - 10 - 5 - 14 - 9 - 4 - 13 - 8 - 3 - 12 - 7 - 2 - 11 - 6.



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Dieses Schnittmodell einer Siemens Sh 13 A ist ausgestellt beim Aero Museum in Szolnok, Ungarn. Auf ihrem Website lässen sich noch vielen Detailfotos finden. Der Motor könnte in einem Junkers A-50 Junior eingebaut gewesen sein, davon in Ungarn 3-4 Stück geflogen haben.

Schönen Dank an Sandor Hajnal für das Einsenden.


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Auch diese beiden Originalbildern des Sh 13 A sind auf dem ungarischem Website zu finden.



Unterlagen für Siemens Flugzeugmotoren gibt es bei:

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Mehr Informationen über den Nachfolgern der Siemens Flugzeugmotoren: www.luftarchiv.de.




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