Klemm L-21

Nach dem Ende des ersten Weltkrieges musste Deutschland, von den Siegermächten im Versailler Vertrag vom 28. Juni 1919 festgelegt, binnen dreier Monate alles Luftfahrtgerät zerstören oder ausliefern. Gleichzeitig wurde der Bau von Motorflugzeugen grundsätzlich untersagt. Erst mit Auslaufen des Bauverbotes im Mai 1922 traten Begriffsbestimmungen in Kraft, die den Bau von motorgetriebenen Flugzeugen weiterhin stark beschränkten:

Die Nutzlast (einschließlich Gewicht der Besatzung) durfte 600 kg nicht überschreiten, die Höchstgeschwindigkeit in 2.000 m nicht über 170 km/h liegen und die Gipfelhöhe war mit maximal 4.000 m vorgegeben.

Bei einsitzigen Leichtflugzeugen galt die Regel, dass die Motorleistung nicht über 60 PS liegen durfte. Aber es durften, auch wenn stark reglementiert, wieder Flugzeuge gebaut werden. Hanns Klemm (1885 geboren) seit April 1918 Chefkonstrukteur der Abteilung Flugzeugbau der Daimler-Motoren-Gesellschaft in Sindelfingen war nach Kriegsende bei Daimler in Sindelfingen geblieben und leitete dort das Karosseriewerk. Seit Winter 1918/1919 begann er sich aber wieder mit Flugzeugbau zu beschäftigen, nämlich mit der Entwicklung von Leichtflugzeugen mit niedriger Flächenbelastung und schwachen Motoren, die den Anforderungen der Begriffsbestimmungen der Alliierten Kontrollkommission entsprachen. Die Grundgedanken legte er in einer Denkschrift an den Vorstand der Daimler-Motoren-Gesellschaft im Sommer 1922 dar, für die er die Zustimmung des Vorstands bekam. Ferdinand Porsche entwickelte für diese neuen Flugzeuge einen Zweizylinder-Boxer-Motor F7502 mit Planetenuntersetzungsgetriebe und einer Startleistung von 20 PS (14,7 kW). Es entstanden in schneller Reihenfolge die einmotorigen Modelle L15, L16, L17, L18 und L20, bis auf die L17 waren alle einmotorige Tiefdecker in Ganzholzbauweise. 1925 sollte wieder der Deutsche Rundflug um den Preis der Berliner Zeitung, den Richthofen-Preis und dem Boelcke-Preis stattfinden, was für die deutschen Hersteller von Leichtflugzeugen der wichtigste Wettbewerb war. Die vorgesehene Strecke lag für die Klasse A bei 4.227 km, die in fünf Etappen zu absolvieren waren. Start und Ziel war Berlin-Tempelhof. Hanns Klemm wollte mit mehreren L 20 in der Klasse A an den Start gehen, weil diese Maschinen mit ihren hervorragenden Flugeigenschaften und ihrer Zuverlässigkeit kaum einen Wettbewerber fürchten mussten, weder Heinkel noch Messerschmitt oder Udet. Es war ein Schock für Hanns Klemm als er in der Ausschreibung las, dass Flugzeuge unter 40 PS Antriebsleistung zum Wettbewerb nicht zugelassen sind. Damit waren seine L 20, die mit dem F7502a, der nur 20 PS (14,7 kW) Startleistung hatte, nicht startberechtigt. Was tun? Die Siegerprämie von 25.000 Reichsmark, die eigentlich schon fest eingeplant war, schien verloren. Einige Tage später rief Klemm seine Mitarbeiter zusammen und verkündete, dass man eben ein zweimotoriges Flugzeug für den Wettbewerb bauen müsse und dies in kürzester Zeit. Mit zwei F7502 erreichte man die 40 PS (29,4 kW) geforderte Mindestleistung und war somit startberechtigt.

Bei dem neuen Flugzeug bildete die L 17 die Grundlage

Für das neue Flugzeug griff man auf die 1924 gebaute L 17 zurück, einen mit einem Harley Davidson Motorradmotor von 12 PS Startleistung angetriebenen Hochdecker. Ursprünglich war die L17 ein Segelflugzeug mit dem Klemm die Flugeigenschaften seiner Ganzholzkonstruktionen erproben wollte. Obwohl seine Leichtflugzeuge alle als Tiefdecker ausgelegt waren oder werden sollten, baute er die L17 als Hochdecker, oder wie man damals sagte als Parasol. Die meisten damals gebauten und geflogenen Segelflugzeuge waren als Hochdecker ausgelegt, weil die Tragflächen bei den oft holprigen Landungen so geschützter gegen Beschädigungen waren und der Pilot zusätzlich über freie Sicht nach vorn und unten verfügte, was beim Segelfliegen extrem wichtig war. Erst später baute Klemm den luftgekühlten Motorradmotor in Tragflächennase ein und schuf damit eigentlich den ersten Motorsegler. Auf diese L 17 griff man zurück, auch die Baumaße blieben fast unverändert, man sah lediglich den Einbau zweier Motoren in die Tragflächennase vor. Es war schnell klar, dass die L21 eine Sonderkonstruktion werden würde, die eigentlich unverkäuflich war. Deshalb entschied Hanns Klemm lediglich zwei Exemplare zu bauen, um die Vorgaben zu erfüllen und natürlich um in der Klasse A zu siegen. Die Maschinen wurden offiziell als L21a und L21b bezeichnet. Als Piloten waren Bruno Loerzer und Werner von Langsdorff vorgesehen.

Konstruktionsmerkmale der Klemm L-21

Die Klemm L 21 war ein zweimotoriger abgestrebter und verspannter Hochdecker in Ganzholzbauweise mit Normalleitwerk und festem Heckspornfahrwerk. Der Rumpf mit rechteckigen Querschnitt, Ober- und Unterseite waren leicht gewölbt, war aus einem Spantengerüst, insgesamt acht Spanten aus mehrschichtigem verleimten Sperrholz, die mit Längsträgern aus Hartholzleisten verbunden waren. Die Rumpfverkleidung bestand aus Sperrholzplatten unterschiedlicher Stärke. Beim Bau des hinteren Rumpfes, de ab dem Cockpit begann, kam die von Klemm entwickelte Halbschalenbauweise zur Anwendung. Der Rumpfbug war mit einem gerundeten Sperrholzformelement wannenförmig verkleidet. Der Zugang zum Cockpit erfolgte durch eine Tür an der linken Seite des Rumpfes. Der relativ dicke Tragflügel in Ganzholzbauweise war dreiteilig aufgebaut und bestand aus einem Tragflächenmittelstück und zwei Außenflügeln. Das Tragflächenmittelstück war zweiholmig ausgeführt. Die Holme waren aus Buchenhartholz gefertigt und bildeten mit den aus mehrlagigem Sperrholz bestehenden Rippen und der zusätzlichen kreuzweisen Verspannung mit Drahtseilen zwischen den Rippen und den Holmen einen sehr festen Kasten, der mit Sperrholz unterschiedlicher Dicke verkleidet war, so dass ein selbsttragender Verbund entstand. In der Tragflächennase waren die beiden Mercedes Motoren eingebaut, deren Motorträger sich auf den vorderen Holm stützten, wobei die Motoren vor der Tragflächenvorderkante sich befanden. Im Bereich zwischen den Motoren waren die beiden Kraftstofftanks mit je 25 Litern Fassungsvermögen untergebracht, die über Fallleitungen die Vergaser mit Kraftstoff versorgten. Die beiden Tanks waren nicht miteinander verbunden. Das Tragflächenmittelstück war auf zwei V-förmigen Böcken über dem Rumpf montiert und mit je zwei I-Streben pro Seite zum Rumpfboden hin abgestützt. Zusätzlich waren noch zusätzliche Verspannungen mit Drahtseilen zwischen Rumpf und Tragflächenmittelstück vorhanden. Der Motor F7502 war ab 1923 von Ferdinand Porsche als Leiter der Motorenentwicklung bei Mercedes auf den dringenden Wunsch von Hanns Klemm entwickelt worden. Der luftgekühlte Boxermotor mit einem Hubraum von 880 cm³ und einer Verdichtung von 6,0 mit je zwei Einlass- und Auslassventilen und einem Planetenuntersetzungsgetriebe, das die Motordrehzahl von 3.000 U/min auf 0,33 reduzierte, also 990 U/min. Der Motor wog 48 kg und verbrauchte bei einer Dauerleistung von 17 PS (112,5 kW) 11,2 Liter Kraftstoff (87 Oktan) pro Stunde. Insgesamt wurden von dem Motor bis 1936 217 Exemplare gebaut. Ab der Baureihe Mercedes Benz F7502b stieg durch die Vergrößerung des Hubraums auf 950 cm³ die Startleistung auf 23 PS (17 kW) und die Dauerleistung in 2.800 m auf 18,5 PS (13,6 kW). Als Propeller verwendete Klemm für die L21 zwei starre Zweiblatt-Holzpropeller mit Kantenschutz aus Leichtmetall der Firma Heine, wobei der Propellerdurchmesser 1,85 m betrug. Die trapezförmigen Außenflügel, die für den Straßentransport abnehmbar waren, hatten denselben Aufbau wie das Tragflächenmittelstück, mit dem sie durch Schnellwechselverschraubungen verbunden waren. An den Außenflügeln befanden sich die Querruder, ebenfalls Ganzholzkonstruktionen, und an den Flügelspitzen separate Ausgleichsflächen mit einer Fläche von 0,13 m² pro Fläche. Das groß dimensionierte Seitenleitwerk mit abgeschrägter Vorderkante als Ganzholzkonstruktion mit Sperrholzverkleidung saß auf dem Rumpf auf. Das Seitenruder hatte einen Hornausgleich. Das freitragende hölzerne Höhenleitwerk war zweiholmig aufgebaut, wobei der Hauptholm durch das Rumpfheck durchging. Das Fahrwerk hatte eine durchgehende Achse, die aerodynamisch verkleidet war, und trug die beiden Haupträder, die mit Gummipuffern abgefedert waren. Die Räder, aus Gewichtsgründen aus Holz mit dünner Vollgummibereifung, waren ungebremst.

Flugerprobung und Einsatz der Klemm L-21

Mitte März 1925 rollte die erste L21 aus der Halle in Sindelfingen und erhielt die offizielle Kennung D-622, die zweite Maschine folgte Mitte des Monats und erhielt die Kennung D-623. Der Erstflug fand im April 1925 durch Werkspilot Martin Schrenk statt. Man war mit den Flugeigenschaften ziemlich zufrieden, lediglich eine Instabilität um die Längsachse führte zu einer Vergrößerung des Seitenleitwerks. Schnell stellte man aber fest, dass mit nur einem Motor die L21 nicht mehr flugfähig war und nur eine Notlandung als Ausweg blieb. Mit beiden Maschinen nahm man dann am Deutschen Rundflug 1925 teil und die D 622 musste mit Ausfall eines Motors auf freiem Felde notlanden. Dafür schlug sich Bruno Loerzer mit der D 623 um so besser. Er gewann in der Klasse A den BZ Preis der Lüfte und gleichzeitig den Richthofen-Preis und damit 25.000 Reichsmark Preisgeld. Die Plätze zwei und drei gingen an Martin Schrenk und Hans Guritzer auf den einmotorigen L20. Kurz nach dem Sieg verließ Hanns Klemm die Daimler AG in Sindelfingen und gründete in Böblingen seine eigene Firma „Leichtflugzeugbau Klemm GmbH“, der eine Flugschule angegliedert war. Als neuer Chefkonstrukteur kam Rudolf Lusser, da Martin Schrenk zur Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt (DVL) nach Berlin gegangen war. In der Empfangshalle hing die siegreiche L21 bis zur Zerstörung der Halle durch alliierte Bomber 1944. Die L21 blieb die einzige zweimotorige Konstruktion Hanns Klemms und auch die einzige zweimotorige Maschine die jemals die Klasse A beim Deutschland-Rundflug gewann. Einen Einfluß auf spätere Klemm Flugzeuge hatte die L21 nicht. Sie hatte eben eine Sonderstellung im Stammbaum der Flugzeuge des Hanns Klemm.

Technische Daten: Klemm L-21

Land: Deutschland

Verwendung: leichtes Sportflugzeug

Triebwerk: zwei luftgekühlte  Zwei-Zylinder-Boxermotoren Mercedes F7502a mit starrem Zweiblatt-Holz-Propeller, dabei ein Motor links und der zweite rechts laufend um die Drehmomente aufzuheben

Startleistung:  je 20 PS  (14,7 kW)

Dauerleistung:  17 PS (12,5 kW) in 2.000 m

Erstflug: April 1925

Baujahr: 1925

Besatzung: 2 Man

Abmessungen:

Spannweite: 10,80 m

Spannweite Tragflügelmittelstück: 4,86 m

Länge: 5,40 m

größte Höhe: 2,22 m

Abstand zwischen den Propellerachsen: 2,22 m

Spannweite Höhenleitwerk: 2,82 m

Rumpfhöhe: 0,90 m

Rumpfbreite: 0,70 m

größte Flügeltiefe: 1,42 m

kleinste Flügeltiefe: 0,78 m

Propellerdurchmesser: 1,85 m

Propellerfläche: 2,67 m²

Spurweite: 1,58 m

Radstand: 4,22 m

Raddurchmesser: 0,80 m

Flügelfläche: 13,10 m²

V-Form:  +1° (Außenflügel)

Schrägung Flügelhinterkante Außenflügel: 10° 55’

Streckung: 8,90

Massen:

Leermasse: 365 kg

Startmasse normal: 475 kg

Startmasse maximal: 500 kg

Tankinhalt: 50 Liter

Schmierstoff: 8 Liter

Kraftstoffverbrauch: 22,5 Liter/h (für beide Motoren)

Schmierstoffverbrauch: 0,8 Liter/h (für beide Motoren)

Flächenbelastung: 38,2 kg/m²

Leistungsbelastung: 12,50 kg/PS  (17,0 kg/kW)

Leistungen:

Höchstgeschwindigkeit in Bodennähe: 122 km/h

Höchstgeschwindigkeit in 2.500 m: 130 km/h

Reisegeschwindigkeit in  2.500 m:  110 km/h

Landegeschwindigkeit: ungefähr 80 km/h

Gipfelhöhe: 3.500 m

Steigleistung: 1,7 m/s

Steigzeit auf 1.000 m: 10 min

Steigzeit auf 2.500 m:  30 min

Reichweite normal: 250 km

Reichweite maximal:  300 km im Sparflug

Flugdauer:  2,5 h

Startstrecke: 190 m

Landestrecke: 160 m