BS 1

 Baubeschreibung durch Walter Stender, Aerokurier 1966
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Hochleistungs-Segelflugzeug BS 1

Dank überragender Flugleistungen wurde die 1962 entstandene BS 1 binnen kurzem weltbekannt. Als ihr Schöpfer, der junge Dipl.-Ing. Björn Stender, am 4. Oktober 1963 bei der Erprobung seines für den Serienbau bestimmten zweiten Versuchsmusters einen tragischen Tod fand, bestand wenig Aussicht auf eine Fortsetzung dieser vielversprechenden Entwicklung. Nach langwierigen Bemühungen konnten die damaligen 16 Besteller der BS 1 Ing. Eugen Hänle dafür gewinnen, in seiner Firma „Glasflügel" die Herstellung dieses Typs aufzunehmen. Am 24. Mai 1966 flog die erste neue BS 1, und schon sechs Tage danach konnte Rolf Spänig in der Offenen Klasse damit an den Deutschen Segelflugmeisterschaften 1966 teilnehmen. Gegen eine fliegerisch und technisch hochqualifizierte Konkurrenz siegte Spänig, obwohl sich die Maschine noch im Anfangsstadium des Einfliegens befand und zum Training keine Zeit verblieben war.

Phönix verhilft der Kunststoffbauweise zum Durchbruch

Zu den indirekten Vorfahren der BS 1 gehört das 1957 von H.Nägele und R. Eppler (Akaflieg Stuttgart) entwickelte Leistungssegelflugzeug Phönix. An dieser damals überragenden Maschine fand das Glasfaser-Kunstharz-Laminat, kurz GFK genannt, erfolgreich Verwendung. Als Konstruktionswerkstoff war GFK zwar längst bekannt, nur war es zuvor nie recht gelungen, hierfür eine zweckmäßige gewicht- und kostensparende Verarbeitungsweise für Flugzeuge zu schaffen. GFK ist zum Gestalten aerodynamischer Formen ideal geeignet und bezüglich Formbeständigkeit und Oberflächengüte von keiner üblichen Flugzeugbauweise zu erreichen. In der Tat gibt es bisher keine andere Möglichkeit, die volle Wirksamkeit der für den Segelflug so bedeutsamen Laminarprofile auf die Dauer zu gewährleisten. Um sich mit dem neuen Werkstoff nicht gleich allzuweit ins Unbekannte vorzuwagen, beschränkten sich die Konstrukteure des Phönix auf einen nicht übertrieben schlanken Flügel mit 16 m Spannweite, 14,4 m2 Fläche und 14% Profildicke. Damit ergab sich eine relative Holmschlankheit von immerhin nur 1,1% Höhe im Verhältnis zur Spannweite.

Hochleistungssegler SB-6, Vorläufer der BS 1

Björn Stender, der bei der Akaflieg Braunschweig an der Fertigstellung des in Holz konstruierten Segelflugzeuges SB-5 lebhaft mitgewirkt hatte, fand Gelegenheit zu einer Besichtigung der Werkstattarbeiten am Phönix und war von den neuen Möglichkeiten dieser Bauweise tief beeindruckt. Davon angeregt, gewann er seine Kameraden von der Akaflieg für einen noch weiter vorstoßenden Versuchsbau, den Hochleistungssegler SB-6. Dieser wurde 1960 nach seinen Entwürfen und unter seiner Leitung gebaut und kam 1961 zum Fliegen. Gegenüber dem Phönix wies die SB—6 eine bis zum äußersten getriebene Schlankheit des Holmes auf, dessen Höhe nur noch 0,7% der Spannweite betrug. Mit 18 m Spannweite und 13 m2 Flügelfläche ergab sich eine enorme, ganz auf die Erzielung einer bestmöglichen Gleitzahl zugeschnittene Flügelstreckung. Ein besonders günstiges Profil wurde eigens für die SB-6 von Dr. Richard Epp-ler berechnet. Die Konstruktion und Herstellungsweise des Flügels, von der der Erfolg des Flugzeugs in so hohem Maße abhängt, wich allerdings von der des Phönix wesentlich ab. Die Flügelschalen des Phönix bestanden aus einer Sandwichkonstruktion, in der die Balsa-Füllschicht in Verbund mit der inneren und äußeren GFK-Deckschicht erheblich zur Kräfteaufnahme beitrug. Dieser Aufbau machte die Anwendung von Formmulden für die Außengestalt unerläßlich und damit einen hohen Zeitaufwand für Vorrichtungen unvermeidlich. Auch beim Rumpf, dessen Außengestalt einige Konzessionen bezüglich der Formtreue zuließ, war nicht ohne einen die ganze Gestalt des Rumpfes wiedergebenden Innenkörper auszukommen. Um bei der SB-6 auf die Flügelmulden und den Kernkörper des Rumpfes verzichten zu können, war eine unvollständige Sandwich-Schale notwendig, nämlich ohne die innere GFK-Deckschicht. Voruntersuchungen mit Bauelementen und ein späterer statischer und dynamischer Festigkeitsversuch mit einem ganzen Flügel bei der Deutschen Forschungsanstalt für Luftfahrt in Braunschweig bestätigten die Zulässigkeit dieser anfangs als Wagnis erscheinenden Gestaltung. Hierbei mußte die äußere GFK-Deckschicht notwendigerweise stärker sein und das hauptsächlich tragende Element bilden, während die Balsa-Schale mehr nur als formgebendes Stützgerüst diente. Sie ermöglichte es aber, mit geringstem Aufwand an Vorrichtungen auszukommen. Ähnlich wie aus dem Holzbau bekannt, konnte zu- nächst ein Holm- und Rippen-Rost hergestellt und dieser dann nach einem vorläufigen, nicht besonders genauen Abstraken lamellenweise mit der Balsa-Schale überkleidet werden. Damit war die Flügel- beziehungsweise Rumpfgestalt abzüglich der Stärke der GFK-Deckschicht bereits festgelegt und brauchte nach einem zweiten groben Abstraken nur noch mit dem GFK bekleidet zu werden. Auch der starke Holm des Flügels war übrigens als Balsa-Kasten gebaut und dann mit GFK-Deckschicht armiert worden. Ebenso bestanden die Rippen einfach aus Balsa-Platten mit beiderseitiger GFK-Armierung. In ähnlicher Weise entstand auch der Rumpf der SB-6 aus einer Balsa-Schale, die nur außen mit GFK belegt war. Die Schale allerdings1 wurde in diesem Falle auf ein verlorenes Vorrichtungsgerüst auflamelliert, das aus einem in der Rumpfachse liegenden Eisenrohr mit aufgeschobenen Formspanten aus Dämmpappe bestand. Nach Fertigstellung des Rumpfes konnten die Formspante vom offen gebliebenen Sitzraum aus Stück für Stück herausgeschnitten werden, bis es schließlich nur noch nötig war, das Rohr der Länge nach aus dem Rumpf zu ziehen. Um der Schale eine gewisse Steifigkeit gegen Querkräfte und örtliche Lasten zu verleihen, war sie im Innern mit Spantringen ausgesteift. Diese entstanden durch Aufwickeln von Balsa-Lamellen auf den Umfang der verlorenen Formspante, die zu diesem Zweck entsprechend zu mager bemessen waren. Nachdem in dieser Weise Flügel und Rumpf in Balsa gestaltet und mit GFK überzogen waren, wurde durch Spachteln und Schleifen das Fertigmaß hergestellt. Obwohl hierbei nach sehr genauen Schablonen mit höchster Sorgfalt gearbeitet werden mußte, war dies nur ein kleiner Bruchteil des Aufwandes, der sich durch Einzelbau mit Formmulden ergeben hätte. Auch für zahlreiche konstruktive Einzelheiten, so für das Steuerknüppel-Aggregat und für die Lagerung und Schnellmontage des Höhenleitwerks, fand Stender verblüffend einfache und praktische Lösungen. Als ein besonders überraschendes Bravourstück an Einfachheit und zweckmäßiger Herstellung und Schnellmontage erwies sich die Flügelverbindung der SB-6. Der breite Kastenholm des rechten Flügels verjüngt sich zum freien Ende hin bis auf die Breite eines Beschlages mit Steckdübel, während der Holm des linken Flügels gegabelt ist und in zwei solche Dübelbeschläge ausläuft. Diese Holmzungen reichen jeweils durch den Rumpf hindurch bis zur Wurzelrippe des Gegenflügels, die entsprechende Dübellöcher trägt. In je ein kleineres Dübelloch im Nasen- und Schwanzteil der Wurzelrippen greifen außerdem vier Dübelzapfen vom Rumpfmittelstück her ein. Auf diese Art werden beim Zusammenstecken der Flügel durch das Rumpfmittelstück hindurch zugleich die beiden Flügel biegungsfest miteinander verbunden und an vier Punkten am Rumpf aufgehängt. Das Herausgleiten aus den Steckverbindungen verhindert ein einziger schlanker Bolzen, der in der Mitte von vorn nach hinten durch die Holmzungen gesteckt wird. Nägele übernahm diese einfache Verbindung für seinen Phoebus und Hänle für seine Libelle, und es ist anzunehmen, daß sich bald noch mehr Liebhaber dafür finden werden. In Anlehnung an polnische Vorbilder von der vorausgegangenen Weltmeisterschaft wählte Stender für die SB-6 eine halb liegende Anordnung des Piloten. Dank einer sehr guten, selbstgeblasenen Kabinenhaube war die Sicht schlierenfrei und selbst ganz nach vorne noch befriedigend. Das Fliegen in dieser Lage war bequem und bei starker Böigkeit sogar angenehmer als in der sonst üblichen Sitzlage. Die Flugleistungen -der SB-6 wurden sowohl durch Vergleichsflüge mit der hochwertigen HKS-3, deren Gleitwinkel bereits vermessen war, als auch durch ein neuartiges Radar-Meßverfahren untersucht. Das Ergebnis bestätigte die vorausberechnete beste Gleitzahl von 1 :42. Im praktischen Flugeinsatz leistete die Maschine Hervorragendes und wurde gern geflogen.

SB-7, Leistungssegler der Standard-Klasse

Mit dem Bau und dem erfolgreichen Fliegen der SB-6 verdankte dieAkaflieg Braunschweig ihrem Kameraden Stender einen einzigartigen Höhepunkt in ihrer Geschichte. Hierdurch angespornt, ließ sie der SB-6 eine SB-7 folgen, einen Leistungssegler der Standard-Klasse. An diesem war Stender, der vor dem Abschluß seines Studiums stand, nur noch wenig beteiligt. Die starke äußere Ähnlichkeit mit seiner späteren BS 1, besonders in der Rumpf- und Leitwerksgestalt, beruht mehr auf den gemeinsam erarbeiteten Erfahrungen und Anschauungen. Die SB-7 war in der gleichen GFK-Bauweise wie die SB-6 hergestellt und besaß gleichfalls ein von Dr. Eppler berechnetes Laminarprofil. Infolge von nur 12% Profildicke hatte dieser etwas weniger schlanke Flügel dennoch nur etwa die gleiche Holmschlankheit wie der Vorgänger. Allerdings hatte Dr. Eppler auch noch zwei dickere Profile zur Auswahl empfohlen, und Stender hatte nachdrücklich geraten, eines von diesen zu verwenden. Eigens um eine sichere Beurteilung und Auswahl zu ermöglichen, ersann er in Ermangelung eines Laminar-Windkanals ein Verfahren, Profilmodelle am fliegenden Segelflugzeug zu untersuchen. Mit einem Kranich III als Versuchsträger wurde dieses Verfahren mit großem Erfolg angewandt, um Umschlag- und Ablösungserscheinungen an den Modellen zu studieren. Stender wollte die Leistungen der Segelflugzeuge noch steigern. Ihm schwebte vor, einerseits durch weiteres Ausfeilen der aerodynamischen Güte die Gleitzahl der SB-6 zu übertreffen - Nahziel 1 :45 - und andererseits dennoch die geringste Sinkgeschwindigkeit an die besten bisher mit geringeren Flächenbelastungen erzielten Werte von 0,5 bis 0,6 m/s heranzubringen. Darüber hinaus plante er, den Bereich extrem hoher Geschwindigkeiten, etwa zwischen 200 und 300 km/h, durch Verbessern der hier sonst herrschenden Gleitzahlen praktisch verwendbar zu machen. Mit einer solchen Leistungscharakteristik sollte es seiner Erwartung nach möglich sein, sowohl die mittlere Überland-Geschwindigkeit als auch die innerhalb der Tagesstunden erzielbaren Flugstrecken so zu verbessern, daß 1000-km-Leistungen und mehr in greifbare Nähe rücken. Da die sogenannte Laminardelle auch beim besten Laminarprofil nur in einem engeren Geschwindigkeitsbereich zurVerfügung steht, wollte er ein Verfahren zur grundlegenden Verbreiterung dieses Bereiches anwenden, das schon 1945 von Dr. Pfenninger, damals E. T. H. Zürich, vorgeschlagen wurde, nämlich das Verändern der Hinterkantenkrümmung oder das Ausschlagen einer Wölbungsklappe. Es ist bezeichnend, daß sich Stender für seine Diplomarbeit das Thema ausbat: „Aerodynamische Berechnung von elastischen Hinterkanten für Tragflügelprofile". Mit dieser Aufgabenstellung strebte er eine bestimmte Elastizität der Hinterkante, das heißt des Profilschwanzes an, bei der sich die Wölbung automatisch der Fluggeschwindigkeit entsprechend auf die günstigste Lage der Laminardelle einstellt. Theoretisch gelang ihm das zunächst besser als praktisch; denn die benötigte Elastizität und Dämpfung zu erzielen, war vor allem eine schwierige Frage des Werkstoffes und einer genau dazu passenden Konstruktion, die er aus Zeit- und Kostengründen zwar vorerst zurückstellte, aber nie aus dem Auge verlor. Einstweilen mußte er sich mit der sofort anwendbaren Methode eines vom Piloten manuell an die Fluggeschwindigkeit angepaßten Wölbungsklappenwinkels begnügen.

Die BS 1 fliegt - Sechs Monate vom ersten Federstrich bis zum ersten Flug

Nach Abschluß seines Studiums im Sommer 1962 beschloß Stender, selbst den Bau und die Weiterentwicklung von Höchstleistungsseglern nach seinen oben erwähnten Ideen zu betreiben. Im Juli entwarf er sein erstes eigenes Baumuster BS 1 und brachte es fertig, damit bereits am 23. Dezember zum ersten Flug zu starten. Nach einer Ferienpause startete er am Silvestertag 1962 erneut und blieb an diesem Tage mit Schnee, fast geschlossener Wolkendecke und 15 Grad Kälte mit seiner noch ungeschliffenen Maschine bis tief in die Dämmerung in der Luft. Obwohl er ein ausgezeichneter Flieger mit Gefühl und Verstand war, verdankte er diese unwahrscheinliche Flugleistung ganz offensichtlich nicht minder der aerodynamischen und fliegerischen Qualität seiner neuen Konstruktion. An dieser Stelle verdient auch die ungewöhnliche Arbeitskraft Erwähnung, mit der Stender den Bau der ersten BS 1 in so kurzer Zeit fertigbrachte. Zeitweilig half ihm ein Praktikant beim Zeichnen der Details, und vor allem hatte er das Glück, zwei im GFK-Bau erfahrene Handwerker zu finden, die sich ihm begeistert anschlössen. Ein Wohn- und Büroraum mußte gefunden werden. In 7 km Entfernung fand sich eine notdürftige Werkstatt ohne Einrichtung und ohne Heizung. Neben der Beschaffung des Notwendigen erfolgten die Gründung der Firma Dipl.-Ing. Björn Stender Flugzeugbau, die Verhandlungen mit Auftraggebern und weiteren Interessenten, die Lösung der Finanzprobleme und nicht zuletzt die gesamte Konstruktion, Berechnung und Bauanleitung, wobei mit nur zwei Mann in der Werkstatt mitunter auch noch ein handfestes Mitanpacken unerläßlich war.

Das Profil der BS 1

Es war natürlich eine bedeutende Erleichterung, auf die bewährte GFK-Balsa-Bauweise der SB-6 und auf die meisten damaligen Bezugsquellen für das Material zurückgreifen zu können. Im Konstruktiven wurde vieles anders als bei der SB-6, und jede Einzelheit mußte neu durchdacht und durchgestaltet werden. Die Bauerfahrung mit der SB-6 und nicht zuletzt auch der Wunsch, bald fliegen zu können, zeitigten erneut manche erstaunlichen Vereinfachungen der Konstruktion und Herstellungsweise, obwohl viele wichtige Gestaltungen aus dem früheren Bau übernommen werden konnten. Neu entwickelt wurde wieder ein spezielles Flügelprofil, und zwar auch mit dem wertvollen Beistand von Dr. Eppler, der zahlreiche Varianten durchrechnete und auf alle Sonderwünsche einging. Vom so gemeinsam ausgewählten Profil baute Stender ein Modell, das dank der Hilfsbereitschaft von Dr. F. X. Wortmann im Windkanal nachgeprüft werden konnte.

Oberflächenbearbeitung

Als schon nach wenigen Flügen feststand, daß sich an der aerodynamischen Gestalt der BS 1 nichts ändern würde, erfolgte das äußerst sorgfältige Fertigbearbeiten der Oberfläche: Spachteln, Schleifen und Polieren nach genauen Schablonen, wobei natürlich das Flügelprofil die meiste Arbeit kostete. Von den Ober- und Unterseiten der beiden Flügel wurden Abgüsse hergestellt, die, auf formsteifen Trägern gelagert, die Mulden für die anlaufende Serienfertigung bildeten. Die weiteren Flügel konnten nunmehr mit einer solchen Form- und Oberflächengüte hergestellt werden, daß nur noch ein leichtes Nachputzen erforderlich war. Das gleiche galt für das Höhenleitwerk, während der Rumpf mit Seitenleitwerk wegen seiner geringeren Anforderungen an Form und Oberfläche vorerst noch in der anfänglichen Bauweise hergestellt wurde.

Konstruktive Umstellung des Flügels für die zweite BS 1

Während für den Rumpf ein späterer Übergang auf eine besonders rationelle Serienfertigung vorgesehen war, erfolgte die konstruktive Umstellung des Tragwerks schon bei der zweiten BS 1, um die Fertigung in Mulden beginnen zu können. Diese besonders zeitraubende Verarbeitung von Balsa mit ihrem Zuschneiden und Anpassen der Lamellen war der Anlaß zu dem Versuch, durch Anwendung von Plattenmaterial aus Kunststoff-Hartschaum den Zuschnitt grundlegend zu vereinfachen. Allerdings sah Stender dies als eine vorläufige Lösung an, weil die Eigenschaften des Hartschaums gegenüber Balsa doch noch einiges zu wünschen übrig ließen, über seine Vorstellung von einer geeigneteren Bauweise hat er leider keine Hinweise hinterlassen.

Die erste BS 1 für Südafrika

Die erste BS 1 hatte der bekannte südafrikanische Segelflieger Hellmut Lasch in Auftrag gegeben. Er überließ sie Stender noch bis zum Spätsommer des Jahres zwecks ausgiebiger Erprobung und Vorführung. Eine der bedeutendsten Vorführungen aus dieser Zeit war die Teilnahme an den Baden-Württembergischen Segel-flugmeisterschaften am Klippeneck 1963. Die BS 1, von Stender perfekt geflogen, war das am meisten beachtete und von den Mitbewerbern neidlos bewunderte Spitzenflugzeug dieses Wettbewerbs. In aller Ruhe berechnete Stender seinen Zeitbedarf für die einzelnen Tagesaufgaben, überließ den anderen Teilnehmern einen großzügigen Vorsprung und überholte sie meist spielend. Er wurde überlegener Sieger in der Offenen Klasse. Am Pfingstsonntag 1963, als drei seiner Kameraden von der Hahnweide bei Stuttgart bis an die französische Atlantikküste segelten, vermied er es, mit der ihm nicht gehörenden BS 1 auch den risikovollen Flug entlang der Gewitterfront auszuführen, und landet nach „nur" rund 500 km Flugstrecke in Fontainebleau bei Paris. Dort erschien er zufällig während der Vorführpause eines Flugtages und führte dem überraschten Publikum nach einem Vorbeiflug dicht am Boden ein Hochziehen zum Weitersegeln vor, das jeden Kenner verblüffte. Verständlicherweise löste das bei der anschließenden Landung vor den Zuschauern unbeschreiblichen Jubel aus. Als einige Monate später die zweite BS 1, geflogen von ihrem Käufer, an einem französischen Wettbewerb teilnahm, drängten sich Flieger und Zuschauer derart um die Maschine, daß man dies als Nachhall des Erlebnisses von Fontainebleau bezeichnen kann. Die Flugeigenschaften der BS 1 bedurften nur geringfügiger Korrekturen. Bis auf eine Schwerpunktverschiebung nach vorn und einen etwas vergrößerten Höhensteuerweg blieb beim zweiten Flugzeug alles unverändert. Ein solches Flugzeug mochte man nur Könnern überlassen, doch es war nicht schwierig zu fliegen. So konnte jeder von den Piloten, die zu einem oder mehreren Flügen auf der ersten und zweiten Maschine Gelegenheit fanden, die feinfühligen und ausgezeichnet ausgewogenen Eigenschaften uneingeschränkt genießen. Das Fehlen von Bremsklappen setzte bei dem enorm flachen Gleitwinkel einen gut eingeteilten Landeanflug voraus, doch half dann der Bremsschirm zuverlässig, am rechten Punkt zu Boden zu kommen.

Ein Hochgeschwindigkeitssegler

Es war immer ein besonderes Erlebnis für Zuschauer und Piloten, wenn die BS 1 nach flachem Anstechen des Flugplatzes mit Geschwindigkeiten von mehr als 250 km/h fast waagerecht den ganzen Platz überflog, wobei auch auf geringe Entfernung kaum mehr als ein leichtes Rauschen zu vernehmen war. Bekanntlich ist das sonst meist gehörte Pfeifen und scharfe Brausen eine Folge von störenden Widerständen und von starker Grenzschichtturbulenz. Mit seiner ersten BS 1 hat Stender wiederholt sogar 300 km/h geflogen, wobei auch in diesen Extremfällen nichts außer einer erwartungsgemäß sehr feinfühligen Höhensteuerung zu vermerken war. Aber auch im Langsamflug war das Flugzeug in jeder Hinsicht harmlos und sauber steuerbar. Beim Unglücksflug mit der zweiten BS 1 erprobte Stender vor Eintritt der Katastrophe alle für die Musterprüfung vorgeschriebenen Flugzustände einschließlich mehrmaligem Trudeln in verschiedener Weise. Seine über Sprechfunk gegebenen Ergebnis-Durchsagen bestätigten volle Zufriedenheit, ja fast Begeisterung, mit dem Verhalten in jedem einzelnen Programmpunkt.

Ursachen des tragischen Unfalles

Für den Weiterbau der BS 1 war es von ausschlaggebender Bedeutung, die Ursache des tragischen Unfalls, der Björn Stender das Leben kostete, zu klären. Jener Unglücksflug galt, wie gesagt, der Ausführung eines ausgiebigen Erprobungsprogramms für die Flugeigenschaften der zweiten BS 1. Zum Schluß wurde die Höchstgeschwindigkeit erflogen, die wie bei der ersten Maschine etwa 300 km/h betragen sollte. Dem Eindruck der Augenzeugen zufolge war diese Geschwindigkeit erreicht - leider fehlte beim letzten Teil des Fluges die Funksprechverbindung am Boden -, als plötzlich einige heftige Biegungsschläge der Flügel auf der Oberwelle, mit Knotenpunkten am Rumpf und in der Nähe der Flügelenden, beobachtet wurden. Sekunden danach brach ein Flügel. Diese zweite Maschine war mit einem vereinfachten, weniger reibungsbehafteten Antriebssystem für die Wölbungsklappen ausgestattet. Der Handhebel war wie zuvor durch eine Reibungsnabe festgelegt und konnte bei Überschreitung eines bestimmten Moments nachgeben. Spätere Untersuchungen ließen den Schluß zu, daß das Rückstellmoment der um 7° aufwärts ausgeschlagenen Wölbungsklappen bei 300 km/h bereits den Reibungsbetrag überschritten hatte und daß sich das Tragwerksystem bei frei beweglichen Klappen bereits oberhalb der kritischen Geschwindigkeit für gekoppeltes Flügel- und Wölbungsklappen-flattern befindet. Vermutlich hat Stender bei dieser hohen Geschwindigkeit die linke Hand vom Klappenhebel genommen, wohl um den Knüppel mit beiden Händen zu führen, und damit unvermutet das im losgelassenen Zustand längst instabile Flattersystem freigegeben. Da der Flügel dieser enormen Beanspruchung nicht gewachsen war, wurden die Holmwürzel und die Nasenbeplankung beschädigt. Noch bevor eine Verminderung der Geschwindigkeit möglich war, kam es dann zu einem gänzlichen Bruch. Selbstverständlich wurde diese Erkenntnis sofort auf die erste BS 1 übertragen und hier, obwohl das Klappenantriebssystem nicht genau das gleiche ist und Geschwindigkeiten um 300 km/h wiederholt erflogen waren, vorbeugend die zulässige Geschwindigkeit herabgesetzt und außerdem eine Rastung für den Klappenhebel eingebaut. Hellmut Lasch hat seine Maschine im Laufe der Zeit auch noch in anderen, meist den Pilotenraum betreffenden Dingen verbessert und berichtet in Abständen und stets mit großer Begeisterung über die Eigenschaften seiner Maschine, die nun schon seit Ende 1963 in Südafrika fliegt. Seine Erfahrungen und Verbesserungsvorschläge wurden als die einzigen verfügbaren und darum besonders geschätzten Ergebnisse des praktischen Einsatzes bei dem nunmehr anlaufenden Weiterbau berücksichtigt.

Eugen Hänle rettet die BS 1

Trotz der ausgezeichneten Eigenschaften und Leistungen von Stenders BS 1 war es für Eugen Hänle kein leichter Entschluß, in seiner Firma den Weiterbau aufzunehmen. Es lagen nur sehr unzulängliche Bauunterlagen vor, jedenfalls ungenügend für einen Betrieb, der gänzlich ohne Anleitung durch den früheren Konstrukteur an die Arbeit gehen sollte. Auch die Berechnungen waren nicht mehr dem neuesten Stand der Erkenntnisse und Vorschriften entsprechend und damit weitgehend neu zu erstellen. Die Musterprüfung war noch nicht recht angelaufen und von einer Zulassung weit entfernt. Hänle war gerade im Begriff, die Musterprüfung seiner eigenen H 301 Libelle vorzubereiten und sollte nun noch eine zweite eilige Entwicklungsarbeit in Angriff nehmen. Unter diesen Umständen war es wirtschaftlich wie technisch konsequent, die BS 1 strukturell in engster Anlehnung an die Libelle von Grund auf neu zu konstruieren und lediglich das Kernstück, nämlich die aerodynamische Gestalt, unverändert zu übernehmen. Diese allerdings war dadurch absolut gewährleistet, daß die Formmulden vom Tragwerk und Höhenleitwerk noch vorhanden waren und ein fast vollständiger Rumpf mit Seitenleitwerk nach einiger Spachtel- und Schleifarbeit zum Abformen zur Verfügung stand.

Konstruktive Neubearbeitung

Die konstruktive Neubearbeitung konnte sich Hänle dadurch sehr erleichtern, daß er in seiner Libelle eine in der Fertigung und Flugerprobung bereits ziemlich reife und in Serie anlaufende Konstruktion besaß. Die Anwendung der Bauweise der Libelle und sogar die unveränderte Übernahme vieler ihrer Konstruktionsteile war ohne weiteres möglich und bot bedeutende Vorteile. Berechnungs- und Konstruktionszeit konnte man einsparen, die Werkstatt war bereits für diese Bauweise eingerichtet und die Belegschaft mit der Bauweise vertraut. Versuchsergebnisse ließen sich dann analog übertragen und selbst Musterprüfarbeiten mit einem Minimum an Problemen abwickeln. Allerdings zwang diese Umstellung auch zum Verzicht auf die Verwendung von einigen Flügeln, Rümpfen und kleineren Bauteilen, die Stender für seinen begonnenen Serienbau hergestellt hatte. Dies kostete jedoch weniger als anderenfalls ein Umbau dieser Teile nach den neuesten Anforderungen und eine zweigleisige Zulassung. Während sonst kein Anlaß bestand, die aerodynamische Konfiguration der BS 1 in irgendeiner Weise zu verändern, wich Hänle doch in einem Punkte davon ab und rüstete die Maschine zusätzlich zum Bremsschirm mit den Bremsklappen von seiner Libelle aus. Dies dürfte viel dazu beitragen, die BS 1 auch weniger geübten Piloten zugänglich zu machen und vor allem das Schadenrisiko eines so hochwertigen Flugzeuges unter schwierigen Landebedingungen herabzusetzen. Doch selbst im konstruktiven Detail wurde nicht alles anders. Beibehalten wurden unter anderem die originelle dreizinkige Flügelverbindung, die auch schon bei der Libelle erfolgreich zur Anwendung kam, und das sehr einfache Einziehfahrwerk.

Tragflügel

Bei der Flügelkonstruktion wandte Hänle seine Bauweise der Libelle an, wobei die ursprünglich vom Phönix stammende vollständige Sandwich-Schale aus Balsa-Kern mit beiderseitiger GFK-Behäutung den größten Teil der Flügelschale bildet. Dank der bereits vorhandenen Formmulden war dies bezüglich der Fertigungskosten ohne Nachteil. Abweichend von der Kastenholmstruktur bei Nägele/Eppler und Stender baut Hänle allerdings im sogenannten HH-Verfahren I-Holme mit der von ihm in Zusammenarbeit mit Prof. Ulrich Hütter entwickelten Gurtung aus kunstharzgetränkten Glasfaden-Strängen, Ro-vings genannt. Kennzeichnend für diese Bauweise ist die Möglichkeit, an Beschlagstellen und sonstigen Krafteinleitungen Metalleinsätze einzulegen und diese in ideal kraftschlüssiger Weise mit den Glasfäden zu umschlingen. Besondere Sorgfalt erforderte die Gestaltung der Überleitungen von den Holmstummeln der Flügelverbindung auf den im größeren Teil der Länge einstegigen Holm, wobei die guten Erfahrungen mit der Libelle und Festigkeitsversuche mit dem neuen BS 1-Flügel eine einwandfreie Bemessung ermöglichten. Außer der kräftigen Wurzelrippe besitzt der Flügel keine Vollrippen. Die Schale ist stattdessen in Abständen von je 1 Meter oben und unten durch untergelegte Hohlprofile ausgesteift, die einen Rippenverband erübrigen. Anstelle des vor den Wölbungsklappen und Querrudern entlang laufenden Hilfsholmes befinden sich im inneren Teil der Spannweite die Kästen mit den Bremsklappen. Der Hilfsholm läßt einen Abstand zu den Ruder- und Klappenachsen frei, der zur Unterbringung von im Flügel verborgenen Ausgleichsmassen für die Klappen und Ruder dient. Die Steuerung für die Bremsklappen ist ebenfalls in diesem Raum untergebracht und zwecks genauer Einstellung nach Demontage der Wölbungsklappen von hinten her zugänglich. Handlochdeckel sind außerdem am Winkeltrieb der Quersteuerung vor dem Querruder vorgesehen. Alle Antriebshebel zur Ruder- und Klappenbetätigung im Flügel - übrigens auch im Seitenleitwerk — bleiben im Profil verborgen.

Rumpf

Der Rumpf ist der Libelle-Bauweise entsprechend aus reiner GFK-Schale gefertigt. Diese ist als Röhre zur Aufnahme der Längskräfte in der Lage, wird jedoch in Abständen durch ringförmig eingelegte Hohlprofile querversteift. Im Bereich der Flügel- und Fahrwerksbefestigung bilden ein Fahrwerkskasten und eine darüber wie ein verkehrt liegendes Dach aufgebaute Einlage einen alle örtlichen Kräfteeinleitungen aufnehmenden Schubverband, der einen besonderen Hauptspant erübrigt. Die Seitenflosse wächst in einem Stück aus dem Rumpf heraus und trägt am oberen Ende das als Pendelruder ausgebildete Höhenleitwerk. Das Höhenruder ist in einem amboßartigen T-Stück gelagert, dessen kurzer senkrechter Schenkel in die Seitenflosse eingesteckt und mit dieser verbolzt wird. Bei dieser Schnellmontage wird zuvor die aus der Seitenflossennase herausragende Höhensteuer-Stoßstange mit einem Haken am Höhenruder in Eingriff gebracht und verriegelt.

Steuerung

Alle Steuerungen, mit Ausnahme der Seitensteuerseile vom Pedalgetriebe bis hinter dem Pilotensitz, bestehen ausschließlich aus Stahlrohrgestänge und sind dadurch frei von Spannungsänderungen bei Temperaturwechsel. Da die Seitensteuerung durch eine Feder unter Spannung gehalten ist, erleiden die Seile ebenfalls keine Vorspannungsänderungen. Die Wölbungsund Bremsklappensteuerungen zwischen den Flügeln bestehen aus im Rumpf gelagerten Torsionswellen, die mit Mitnehmern in die flügel- seitige Steuerung eingreifen und keine zeitraubenden Montagemaßnahmen erfordern. Nur die Quersteuerung wird mit Steckbolzen angeschlossen, wofür Handlöcher in der Rumpfabdeckung vorgesehen sind. Zwischen dem Ausschlag der Wölbungsklappen und der Querruder besteht für die Verminderung sowohl de.s induzierten Widerstandes als auch der Biegungsi beanspruchung des Flügels eine Kopplung. Diese bewirkt, daß die Querruder nach oben den ganzen, nach unten den halben Klappenwinkel mitmachen.

Führerraum

Der Führerraum ist größtenteils in Übereinstimmung mit der Libelle ausgestattet. Der Sitz besteht aus einer GFK-Schale mit ausreichend Platz für einen manuellen Rückenfallschirm. Beiderseits eingelegte GFK-Innenwände decken die entlang den Seitenwänden verlegten Steuerorgane und Leitungen ab und verleihen dem Führerraum nicht nur ein gefälliges Aussehen, sondern auch einen zusätzlichen Schutz gegen gefährliche Zerstörungen bei Unfällen, übrigens liegt von unfallartigen Bodenberührungen von GFK-Flugzeugen, darunter auch BS 1 und Libelle, die Erfahrung vor, daß dank der Homogenität und Elastizität von GFK nur minimale, leicht reparierbare Schäden auftraten, während nicht zu bezweifeln war, daß diese gleichen Unfälle bei allen konventionellen Bauweisen eine weitgehende Zerstörung verursacht hätten. Die halb liegende Position des Piloten ist auch für lange Flüge bequem und nicht ermüdend. Mit großer Sorgfalt wurde der Sitz unter Berücksichtigung verschiedener Körpergrößen gestaltet. Die Sicht ist auch nach vorn gut und die langgestreckte Plexihaube praktisch frei von Schlieren. Ein seitliches Schiebefenster in der Plexihaube dient zur Schlechtwettersicht und zur zusätzlichen Belüftung. Allerdings ist die Kabine durch die verschließbare Stauöffnung im Bug für normale Verhältnisse ausreichend belüftet.

Ausrüstung

Alle Bedienungsorgane sind zweckmäßig ausgebildet und bequem in Reichweite angeordnet. Auf dem vorderen Rand der Sitzwanne befindet sich der kurze Steuerknüppel, der mit einer Verstellfeder für die Höhentrimmung vorbelastet werden kann. Dies geschieht mit einem kleinen Griff und Rastenkamm an der linken Seitenwand. Die Pedale kann man sogar im Fluge bis zu 20 Zentimeter verstellen und betätigt hierfür einen Zugknopf rechts neben dem Knüppel. Links an der Wand befinden sich ferner der mit Rasten versehene Wölbungsklappenhebel und darüber der Lüftungs-Zugknopf. Rechts liegt in ähnlicher Anordnung der Schiebegriff zum Fahr-werkseinziehen und darüber der Haubenabwurf. Links am Instrumentenpilz liegen ferner übersichtlich und nicht verwechselbar von oben nach unten der Auslösezug zum Bremsschirm, die vereinigte Betätigung der Luft- und Radbremse und die ebenfalls vereinigte Auslösung der beiden Kupplungen für Flugzeugschlepp (unter der Bugspitze) und für Windenschlepp (vor dem Fahrwerk). Rechts am Instrumentenpilz findet man den Zug zum Abwurf des Bremsschirmes. Obwohl die Sicht vom Instrumentenpilz nur wenig beeinträchtigt ist, konnte dessen Breite nicht allzu groß bemessen werden und begrenzt die zur Unterbringung von Instrumenten verfügbare Fläche auf das Notwendigste. Die Instrumentierung ist bis zu einem gewissen Grad nach individuellen Wünschen veränderlich. Normalerweise sind ein Fahrtmesser, ein Feinvariometer, ein Wendezeiger, ein Magnetkompaß, ein Grobvariometer und ein Höhenmesser vorgesehen. Unterhalb der Instrumente befindet sich das Radiogerät. Auch die Batterie ist im Instrumentenpilz untergebracht. Die Ausgleichsgefäße des Feinvariometers und, falls erforderlich, auch die Sauerstoffflaschen des Höhenatmers und ein Barograph finden hinter dem Kopf des Piloten Platz und sind dort gut zugänglich. Die Fahrtmesserdüse befindet sich vor der Seitenflossennase, wo sie fast fehlerfreie Druckwerte entnimmt und den geringsten Luftwiderstand verursacht. Die langen Druckleitungen haben keine Nachteile gezeigt. Die Antenne ist fest in der Struktur verlegt.

Bremsschirm

Der Bremsschirm von 1,3 Meter Durchmesser ist sehr wirksam. Er ermöglicht genaue Ziellandungen, sofern man sich den Landeanflug mit Hilfe der Bremsklappen gut eingeteilt hat. Für den Fall, daß der Schirm während des Fluges zum Beenden kritischer Flugzustände benutzt wurde, ist er abwerfbar. Allerdings muß man sich dann bei der Landung mit den Bremsklappen begnügen. Der in der unteren Randkappe des Seitenruders verstaute Schirm öffnet sich durch Abstoßen der Kappe, die durch ein kurzes Seil mit dem Seitenruder verbunden bleibt.

Fahrwerk

Das Einziehfahrwerk ist mit einem bremsbaren Rad, Größe 300X100 mm, ausgerüstet und mit Tellerfeder-Säulen gefedert. Auf nicht allzu rauhem Boden sind auch Landungen mit eingezogenem Fahrwerk möglich, ohne den Rumpf ernstlich zu beschädigen. Als Spornfederung dient vorerst ein profilierter Gummikörper, künftig jedoch ein luftbereiftes Rad 210x65 mm.

Festigkeitsprüfung

Mit allen wesentlichen Baugruppen wurden neue Festigkeitsversuche angestellt, obwohl bereits auf Grund ähnlicher Versuchsreihen für die Libelle eine gute Vordimensionierung möglich war. Lediglich auf einen besonderen Ermüdungsversuch mit dem Flügel der BS 1 wurde verzichtet, weil dieser Versuch ebenfalls für die Libelle vorlag und im Verhältnis der ermittelten statischen Bruchfestigkeiten gut zu übertragen war. Als ein erstmals bei der Libelle angewandtes Novum wurde auch die GFK-Struktur der BS 1 entsprechend einer Forderung der Prüfstelle in einer Umgebungstemperatur von 54 °C geprüft. Hiermit wird tropisches Klima und eine zusätzliche Strahlungserwärmung von weißen Oberflächen ausreichend berücksichtigt. Die Versuche im sogenannten Wärmezelt ließ Hänle mit dem Rumpf bei der Staatlichen Ingenieurschule Ulm und mit dem Flügel bei der Deutschen Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt in Braunschweig durchführen. Den Lastannahmen liegen ein Bruchlastfaktor von etwa 12 für das Tragwerk und eine zulässige Höchstgeschwindigkeit des Flugzeuges von 250 km/h zugrunde. Der Bruchlastfaktor verändert sich allerdings je nach dem Gewicht des Piloten mit Ausrüstung. Im übrigen wurde nach den revidierten Deutschen Bauvorschriften für Segelflugzeuge von 1936 gerechnet und konstruiert. Die Revision bezieht sich auf in jüngerer Zeit angefallene Erfahrungen, die im Einvernehmen mit der Prüfstelle berücksichtigt wurden. Im allgemeinen gilt die GFK-Bauweise als besonders elastisch, vor allem hinsichtlich der Flügeldurchbiegungen. Dank der weiter oben beschriebenen Hänleschen Holmkonstruktion gilt dies nicht für den BS 1-Flügel, dessen Biegefrequenz von 124/min für eine Holmschlankheit von rund 0,8 Prozent der Spannweite sogar überdurchschnittlich hoch liegt. Festigkeitsmäßig hat zwar dieser Frequenzwert keine erhebliche Bedeutung, jedoch ergeben sich mit nicht allzu weichen Flügeln zum Teil etwas günstigere Flugeigenschaften.

Flugeigenschaften und -leistungen

Sonst dürften sich die allgemeinen Flugeigenschaften gegenüber denen der Original-BS 1 kaum erheblich geändert haben. Ein objektiver Vergleich wird wohl erst möglich sein, wenn Lasch, der einzige Besitzer und dauernde Benutzer der ersten BS 1, Gelegenheit findet, Hänles BS 1 nachzufliegen. Denn die rund zwei Dutzend übrigen Segelflieger, die außer Stender selbst seine Maschine fliegen konnten, kamen nicht dazu, sich ein umfassendes Bild von den Eigenschaften zu erfliegen. Rolf Spänig, der die neue BS 1 während der Deutschen Meisterschaften 1966 zum Siege führte, gibt über diese ein sehr befriedigendes Urteil ab. Er berichtet über eine einmalig gute Richtungsstabilität und Seitenruderwirkung und über eine prompte, aber angenehm gedämpfte Höhenruderwirkung. Die Querruder seien in allen Flugzuständen, vor allem auch für Start und Kurvenwendigkeit ausreichend (die zweite Maschine wird darin noch besser sein). Die negativen Giermomente sind sehr gering. Geschwindigkeitsänderungen kann man auch zum Teil durch Verstellen der Wölbungsklappen steuern. Trotz des ziemlich hohen Fluggewichts ist die BS 1 mit so leichten Flugzeugen wie Bölkow Junior und Piper PA 18 gut zu schleppen. Der Schleppflug ist optimal bei 6° Anstellung der Wölbungsklappen und etwa 110 km/h Schleppgeschwindigkeit, aber auch mit nur 80 km/h noch durchführbar. So tief zu fliegen, daß man in den Abwind des Schleppflugzeuges gerät, sollte man wie immer vermeiden. Stabilität und Ruderwirkung sind im Schleppflug einwandfrei, über die Flugleistungen läßt sich vorerst nur wenig sagen. Stender hat mit guten Normalinstrumenten einige Punkte der Geschwindigkeitspolare erflogen. Er flog in der Abenddämmerung bei besonders ruhiger Luft längere gerade Strecken ab. Mit diesen wenigen Werten wurde mit Hilfe von Dr. Wortmann eine „geglättete" Polare berechnet, die mit Vorbehalt an dieser Stelle veröffentlicht wurde. Es ist zu hoffen, daß die DVL die Reihe der exakten Messungen an Segelflugzeugen (s. aerokurier 12/63 und 1/64) unter Einbeziehung der BS 1 bald fortsetzt. Daß die BS 1 in ihrer Gesamtauslegung grundlegend richtig war und auch heute noch als Maßstab und Vorbild gelten kann, beweisen die verschiedenen Bemühungen der letzten Jahre, Segelflugzeuge von ähnlicher Konfiguration (halb liegender Pilot, sehr schlanker Flügel, T-Leitwerk, GFK-Bauweise) und etwa gleichen Abmessungen (18 m Spannweite, Streckungen größer als 20) zu entwickeln. Alle diese Konstrukteure tragen dazu bei, den von Björn Stender mit großem Elan eingeschlagenen Weg weiter zu beschreiten.

Technische Daten und Leistungsangaben Glasflügel BS1

Hochleistungssegelflugzeug

Flügel: zweiteiliger Doppeltrapezflügel, Profil Eppler 348K, GFK-Schaumschale, Rovingholm mit Zunge-Gabelverbindung, integriertes Wölbklappen-Querrudersystem über ganze Spannweite mit 4 außenliegenden, verkleideten Antrieben. Schempp-Hirth-Bremsklappen auf Flügeloberseite.
Rumpf: reine GFK-Schale, Vorderteil Doppelschale, Schwerpunktkupplung, Steckhaube, Pedale, Rückenlehne und Nackenstütze verstellbar.
Leitwerk: gedämpftes T-Leitwerk mit eingebauter Antenne..
Fahrwerk: ungefedertes Einziehfahrwerk, gebremstes Rad 300x100, Sporn 210x65.
Spannweite 18 m
Länge 7,5 m
Flügelfläche 14,1 m2
Streckung 23
Rüstgewicht 320 kg
max. Zuladung 130 kg
max. Fluggewicht 450 kg
höchstzulässige Geschwindigkeit
bei ruhigem Wetter 250 km/h
geringstes Sinken bei 85 km/h 0,55 m/s
beste Gleitzahl 44

Typenübersicht