Autor: ek

Douglas DC-4E

Douglas DC-4E
1936, bevor die erste DST, die spätere DC-3, ausgeliefert wurde, traf sich Donald Douglas mit dem Management von United Airlines, einer der größten amerikanischen Luftverkehrsgesellschaften, um auszuloten, wie diese zu einem wesentlich größeren Flugzeug, einem Flugzeug der Zukunft , das mit nur einer Zwischenlandung von New York nach Los Angelos oder San Francisco fliegen könnte und dabei die doppelte Passagierkapazität der in der Erprobung befindlichen DST bieten würde. Um dies zu erreichen, stellte man sich bei Douglas eine geometrische Vergrößerung der DST auf das Anderthalbfache vor, was sich auch aus den projektierten Abmaßen nachweisen lässt. So waren zum Beispiel das Verhältnis der Spannweiten 1:1,458, der Rumpflängen 1:1,513, der Höhen 1:1,425, der Rumpfbreiten 1: 1, 435. Auch ähnelte die keilförmige Form der Tragflächen der DST. Lediglich die Flügelfläche verdoppelte sich, während die Streckung von 9,11 der DST zu 8,87 der neuen Maschine sich nur unwesentlich reduzierte. Die neue Maschine sollte ein viermotoriger Tiefdecker in Ganzmetallbauweise, einziehbarem Bug- und Hauptfahrwerk und einem charakteristischen Leitwerk mit zentraler Flosse und zwei Endscheiben werden. Unschlüssig war man sich über den Einbau einer Druckkabine, diese Entscheidung wollte man den Fluggesellschaften überlassen. Als Triebwerke wählte Douglas die noch in der Erprobung befindlichen Pratt & Whitney R-2180A1 Twin Hornet, luftgekühlte 14 Zylinder-Doppelsternmotoren mit einem Hubraum von 36,8 Litern und 1.450 PS Startleistung. Die neue Maschine sollte die Bezeichnung DC-4 erhalten. United Airlines war mit dem Rohentwurf einverstanden und auch vier weitere Luftfahrtgesellschaften, die TWA, die Eastern Airlines, die American Airlines und die Pan American Airways, denen man ebenfalls den Entwurf vorgelegt hatte, fanden die Auslegung akzeptabel. Da die Kosten der Entwicklung dieses großen Flugzeuges von Douglas nicht allein getragen werden konnten, einigten sich die fünf Luftfahrtgesellschaften darauf, sich an den Entwicklungskosten mit je mindestens 100.000,-- US Dollar zu beteiligen. So konnte man in Santa Monica im Sommer 1937 unter der Leitung von William A. Patterson mit den Arbeiten an der DC-4 beginnen. Bald stellte sich heraus, daß man zu viele neue Ideen in dieser Maschine verwirklichen wollte, Ideen für die es teilweise noch keine Lösungsansätze gab. Die Druckkabine, die sowohl für das Cockpit als auch für die Passagierkabine vorgesehen war, stellte in dieser Größe Neuland dar. Lediglich bei der kleineren Boeing 307 Stratoliner, die zur gleichen Zeit entstand, hatte man sich damit beschäftigt und war zu einer praktikablen Lösung mit einer mäßigen Druckbelüftung von 0,18 kg/cm³ gekommen. Schließlich entschied man sich bei der DC-4 dafür, nur das Cockpit des Prototypen als Druckbereich auszubilden und erst bei späteren eventuellen Serienmaschinen sich mit der Druckbelüftung der Passagierkabine zu beschäftigen. Die Kabine war variabel mit verschiedenen Innenausstattungen ausrüstbar, die Standardausrüstung bot 42 Fluggästen in 14 Reihen Platz, bei einem engeren Sitzabstand waren auch 52 Sitzplätze möglich. Auch eine Kombination von 14 Schlafbetten und 30 Passagiersitzen in einer geteilten Passagierkabine war möglich.
Douglas DC-4E (Archiv: Eberhard Kranz)
Erprobung der Douglas DC-4E
Im April 1938 war die Maschine fertiggestellt und man konnte mit der Bodenerprobung beginnen. Probleme bereitete das Hauptfahrwerk, das aus zwei riesigen Einzelrädern bestand, die hydraulisch gebremst wurden. Die hydrodynamischen Stoßdämpfer stellten sich als zu schwach für ein so großes Flugzeug heraus und mussten durch Neuentwicklungen ausgetauscht werden. Auch die neuen R-2180 Triebwerke liefen nicht zuverlässig. Inzwischen waren Pan American Airways und TWA aus dem Projekt ausgestiegen, weil ihnen die Maschine einfach zu groß und zu kompliziert für einen späteren wirtschaftlichen Einsatz erschien. Beide Gesellschaften entschieden sich für die Boeing 307, von der Pan Am drei und TWA fünf Exemplare orderte. Schließlich konnte die Bodenerprobung nach den verschiedenen Änderungen im Mai 1938 abgeschlossen werden. Am 7. Juni 1938 fand dann unter Douglas Testpilot Carl Cover der Erstflug statt, der erfolgreich verlief aber bestätigte, daß die neue Maschine durch ihre Größe und Masse sehr schwerfällig in der Luft war. Mit der Fortdauer der Flugversuche stellte sich immer mehr heraus, daß die Maschine zu groß, zu schwerfällig und damit unwirtschaftlich war. Die erflogenen Leistungen enttäuschten, so dass man sich entschloss, die weitere Entwicklung zur Serienreife nicht durchzuführen, sondern eine von Grund auf neue Konstruktion der DC-4 zu beginnen. Die vorhandene Maschine, die inzwischen die Kennung NC18100, den Eigennamen Super Mainliner und das Firmenlogo von United Airlines trug, wurde in DC-4E (Experimental) umbenannt und sollte, wenn möglich, teuer verkauft werden.
Douglas DC-4E (Archiv: Eberhard Kranz)
Konstruktionsmerkmale der Douglas DC-4E
Der Rumpf war in Schalenbauweise hergestellt und verfügte über einen ovalen Querschnitt. Auf beiden Rumpfseiten befanden sich 10 rechteckige Fenster und im oberen Teil des Rumpfes nochmals sieben schmale rechteckige und zwei runde Fenster. Auf der linken Rumpfseite waren zwei Passagiertüren angebracht. Die Besatzung, die aus mindestens vier Mitgliedern bestand, verfügte auf der rechten Rumpfseite über eine eigene Tür zum Zutritt ins Cockpit. Rechts waren ebenfalls zwei Frachtluken angebracht. Das Cockpit war für die beiden Piloten, den Flugingenieur und den Funker vorgesehen, verfügte über eine Druckbelüftung und war hermetisch zur Passagierkabine abgegrenzt. Lediglich eine schmale Tür führte in den Passagierbereich. Vor der Passagierkabine, die in zwei Bereiche aufgeteilt war, befand sich ein separater Frachtraum. Hinter der Kabine waren ein Gepäckraum, die Garderobe, ein Waschraum mit WC und die Bordküche untergebracht. Die keilförmigen Tragflächen waren dreiholmig aufgebaut und die Holme waren im Rumpfboden durchgängig angeordnet. Die Beplankung erfolgte mit Leichtmetallblechen unterschiedlicher Stärke, die durch die Rippen ihre Form erhielten und die Tragflächen sehr verwindungssteif aber gleichzeitig frei schwingend machten. Die Tragflächenvorderkanten waren wie bei der DC-3 mit aufblasbaren Gummischläuchen gegen Vereisung geschützt. Die Motorgondeln waren am vorderen und mittleren Holm angebaut. Die äußeren Motorgondeln waren 6 Grad und die inneren Motorgondeln 3 Grad zur Flugzeuglängsachse geschwenkt, um den Luftstrahl der Propeller auf das Höhen- und Seitenleitwerk zu richten. Die Querruder waren stoffbespannte Ganzmetallkonstruktionen, während die Landeklappen mit Leichtmetallblechen beplankt waren, ebenso die Trimmklappen. Das Leitwerk war ebenfalls eine Ganzmetallkonstruktion, wobei das charakteristische Seitenleitwerk mit der Mittelflosse und den beiden ovalen Endscheiben so ausgelegt worden war, um die Maschine von ihrer Höhe her in einem normalen Hangar abstellen zu können. Die Seitenruder waren ebenfalls stoffbespannt. Die trapezförmigen Höhenleitwerksflossen waren Ganzmetallkonstruktionen, die Höhenruder ebenfalls mit Stoff bespannt. Das hydraulisch einziehbare Bug- und Hauptffahrwerk bestand aus drei Einzelrädern, wobei das lenkbare Bugrad nach hinten in den Rumpfbug einfuhr und der Fahrwerkschacht komplett mit Klappen verschlossen wurde. Das Hauptfahrwerk war am Mittelholm angeschlagen und fuhr zum Rumpf zu in die Tragflächenwurzeln ein. Auch hier wurde der Fahrwerksschacht komplett mit Klappen verschlossen.
Douglas DC-4E (Archiv: Eberhard Kranz)
Die DC-4E gleicht der Focke-Wulf Fw200
Am 10. August 1938 landete die viermotorige Focke-Wulf Fw200 mit dem Kennzeichen D-ACON nach einem erfolgreichen Transatlantikflug in New York. Dort wurde die Maschine von führenden Vertretern der amerikanischen Luftfahrtindustrie und den amerikanischen Luftverkehrsgesellschaften gründlich besichtigt, bevor sie am 13. August wieder zurück nach Deutschland flog.
Vergleicht man die Linien der Fw200 und denen der nun bei Douglas neu entworfenen DC-4, ist diese doch sehr vom Erscheinungsbild der Fw200 geprägt.
Douglas DC-4E (Archiv: Eberhard Kranz)
Die DC-4E geht nach Japan
Im März 1939 wurde die japanische Fluggesellschaft Japan Air Lines Company bei Douglas Aircraft vorstellig und zeigte Interesse an der DC-4E. Hinter diesem Angebot steckte die japanische Marine, die nach einem schweren viermotorigen Bomber mit großer Reichweite suchte. Noch im Sommer 1939 wurde die DC-4E in mehrere Hauptbaugruppen zerlegt per Schiff nach Japan transportiert und dort wieder montiert und flugfähig gemacht. Nach nur einem Flug für Japan Air Lines brachte man die Maschine zu Nakajima nach Koizumi, wo sie gründlich studiert wurde. Später erhielt dann die Maschine die Bezeichnung LXD1 (Marine-Versuchsflugzeug Type D/Transport) und wurde als Transportflugzeug eingesetzt bis es 1944 wegen Mangel an Ersatzteilen verschrottet wurde. Für die Entwicklung eines schweren viermotorigen Bombers, der die Bezeichnung G5N Shinzan erhielt, verwendete man bei Nakajima den kompletten Tragflügel, die Motorenaufhängungen und das Fahrwerk der DC-4E. Lediglich der Rumpf und das Leitwerk, nur aus Gründen eines freien Schussfeldes nach hinten mit zwei größeren ovalen Endscheiben ohne die Mittelflosse der DC-4E geändert, waren Neukonstruktionen. Die geplante Bombenlast sollte 4.000 kg bei einer Reichweite von 4.250 km betragen. Als Triebwerke verwendete man Nakajima ?Marmoru 11? luftgekühlte 14 Zylinder Sternmotoren mit 1.500 PS Startleistung. Bereits Ende 1939 wurde der Prototyp fertig gestellt. Zwei weitere Prototypen und zwei Vorserienmuster folgten. Ebenso wie die DC-4E bewährte sich die G5N nicht. Das Flugzeug war schwerfällig, die Reichweite und die Flugleistungen, besonders die Höchstgeschwindigkeit, unbefriedigend. Mitte 1941 wurde das Programm eingestellt, die vorhandenen Exemplare zu Transportern G5N2-L umgebaut. Der alliierte Codename war ?Liz?. Eine Maschine war 1945 noch vorhanden und wurde leicht beschädigt von den US Truppen erbeutet.
Douglas DC-4E (Archiv: Eberhard Kranz)
Technische Daten: Douglas DC-4E
Land: USA
Verwendung: transkontinentales Verkehrsflugzeug
Baujahr: 1938
Triebwerk: vier luftgekühlte 14 Zylinder Doppelsternmotoren Pratt & Whitney R-2180-S1A1-G mit verstellbaren Dreiblatt-Metallpropeller Hamilton Standard
Startleistung: je 1450 PS (1.082 kW)
Dauerleistung: 1.080 PS (806 kW) in 4.000 m
Erstflug: 7. Juni 1938
Besatzung: 4 Mann und 2 Stewardessen oder Stewards
Passagiere: in Normalausführung 42, in Touristenklasse 52 (geplant) Kombiausführung: 14 Schlafsessel und 30 Normalsitze in geteilter Kabine
Spannweite: 42,14 m
Länge: 29,74 m
größte Höhe: 7,48 m
Spannweite Höhenleitwerk: 12,48 m
maximale Rumpfbreite: 3,52 m
maximale Rumpfhöhe: 4,16 m
Kabinenbodenfläche: 35 m²
Kabinenvolumen: 71 m³
Gesamtvolumen Frachträume: 48 m²
Propellerdurchmesser: 4,30 m
Propellerfläche: 14,52 m²
Spurweite: 7,80 m
Radstand: 9,74 m
Flügelfläche: 200,21 m²
V-Form: +7,5°
Pfeilung der Flügelvorderkante: 12°
Streckung: 8,87
Wurzeltiefe: 7,28 m
Reifengröße Hauptfahrwerksräder: 1.850 x 600 mm
Massen: TBD
Leermasse: 19.308 kg
Nutzlast maximal: 4.000 kg
Startmasse normal: 27.896 kg
Startmasse maximal: 30.151 kg
Tankinhalt: 6.680 Liter
Schmierstofftank: 440 Liter
Flächenbelastung: 150,60 kg/m²
Leistungsbelastung: 5,20 kg/PS (6,97 kg/kW)
Leistungen: TBD
Höchstgeschwindigkeit in Bodennähe: 346 km/h
Höchstgeschwindigkeit in 2.135 m: 394 km/h
Reisegeschwindigkeit in 4.400 m: 322 km/h
Landegeschwindigkeit: 125 km/h
Gipfelhöhe: 6.980 m
Steigleistung: 5.97 m/s
Steigzeit auf 1.000 m: 3 min
Steigzeit auf 4.000 m: 15 min
Reichweite normal: 3.540 km
Reichweite maximal: 4.400 km mit reduzierter Nutzlast
Flugdauer: 12 h
Startstrecke: 750 m
Text: Eberhard Kranz

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