Furrer-Düse von Arnold Wirz
Was ist eine Furrer-Düse?
Unter diesem Begriff verstand man Ende der 1950er Jahre in der deutschsprachigen Schweiz ein Eigenbau-Pulsstrahlrohr, auch Pulsojet genannt, welches nach den Plänen des Konstrukteurs Ernst Furrer aus Thayngen SH nachgebaut werden konnte. Alle Furrer-Düsen sind im Prinzip Nachbauten mit kleinen Änderungen auf der Basis der Pläne der Lühmann-Düse aus Deutschland.
Im Bild ein Portrait von Peter Lühmann, dem eigentlichen Vorgänger des Thayngers Ernst Furrer. Das Portrait wurde aus der November-Ausgabe 1957 der Zeitschrift 'Das Hobby' herauskopiert.© Das Hobby
Und so sieht eine originale Lühmann-Düse in der letzten Ausführung ohne Zündkerze aus. Ich habe das Triebwerk aus einer Abbildung in 'Das Hobby' vom Dezember 1957 herauskopiert. © Das Hobby
Wer war Ernst Furrer?
Über diesen Konstrukteur konnte die OGS bisher folgendes in Erfahrung bringen: Er wohnte in Thayngen und arbeitete bei der Schlauchweberei Suter im gleichen Ort. Ernst Furrer war ein frühes Mitglied der MFG Schaffhausen. In seiner Freizeit betrieb er schon 1954 den Modellflugsport mit Verbrennermotoren. Seine Experimente mit dem Pulsstrahlrohr begannen im Winter 1957/58 und er betrieb sie bis in die 1960er Jahre hinein. Da das Pulsstrahlrohr sich wegen des Lärms, der hohen Fluggeschwindigkeit und wegen der Unregulierbarkeit nicht durchsetzen konnte, verlegte er seine fliegerischen Aktivitäten wieder auf gewöhnliche Modelle mit Verbrennermotoren, nun aber mit einer richtigen Fernsteuerung. Ernst Furrer verstarb in den 1970er Jahren bei einem Autounfall, verursacht durch ein Herzversagen im geschätzten Alter von etwa 60 Jahren.
Umstellung auf Modelle mit der Furrer-Düse
Ernst Furrer arbeitete noch 1958 mit dem Vater von Richard Bührer zusammen in der bereits erwähnten Schlauchweberei. Dieser machte seinen Sohn auf die Modellflugaktivitäten des Ernst Furrers aufmerksam und so wurde der 12-Jährige Richard während seiner Oberstufenschulzeit ein eifriger Begleiter und Helfer, wenn Ernst Furrer seine Modelle flog. Das war in der Zeit von 1958 bis 1961. Richard Bührer erinnerte sich noch, dass die Erprobung des Pulsotriebwerks vermutlich schon etwas vor 1958 begann.
Die Flugtechnik mit der Furrer-Düse
Da es damals noch keine Tip-Tip- oder RC-Fernsteuerungen gab, setzte er anfänglich Freiflugmodelle auf einer weitläufig überschaubaren Landschaft auf dem Buchberg ob Thayngen ein und stattete sie mit einem Federlaufwerk aus, welches nach Ablauf der eingestellten Steigzeit die Treibstoffzufuhr unterbrach und das Seitenleitwerk so einstellte, dass das Modell bis zur Landung Kreise flog. Diese sogenannte Zeitschaltuhr kannte man bereits bei den A1- und A2-Modellen für den Segelflug. Sie stammten damals fast alle von KSB, so auch jene für sein erstes Modell mit Pulsstahlrohr. Seine Modelle landeten meist sanft auf der Wiese, allerdings nicht immer. Es gab manchmal auch eine Bruchlandung und dann und wann auch mal ein Feuer. Ernst Furrer baute dazu ein Modell, welches sich an den Formen der De Havilland DH-110 Sea Vixen orientierte.
Das Pulsstrahltriebwerk nach Furrer hatte einen ziemlich grossen Treibstoffverbrauch, doch gab es Tage, da sprang sein Triebwerk sofort an und auch andere, wo er den halben Treibstofftank leerte, bis die Düse endlich lief. Das war der tiefere Grund, warum er sein Modell mit einer Zeitschaltuhr flog. Er füllte nämlich den Treibstofftank voll und wenn das Triebwerk sofort ansprang, hätte das Modell zu viel Treibstoff bei sich gehabt und wäre auf eine zu grosse Höhe gestiegen. Das Modell flog nämlich so schnell, dass eine Steigzeit von einer Minute völlig reichte, um genügend Höhe zu gewinnen. So sorgte die Zeitschaltuhr dafür, dass der Motor immer rechtzeitig abstellte und das Modell meist in der Nähe des Startorts wieder landete.Dieses Modell hatte hinten einen Doppelrumpf (ähnlich dem Vampire), sodass Ernst Furrer den Pulsojet problemlos auf dem Rumpfrücken aufbauen konnte. Da die Teile des Triebwerks beim Fliegen rotglühend wurden, kam es wiederholt zu Abstürzen, weil das glühend heisse Triebwerk das Flugmodell in Brand setzte. Besonders heikle Stellen waren das Höhenleitwerk und der Rumpf unterhalb des Triebwerks. Die Zeichnung zeigt das Testflugzeug von Ernst Furrer, mit welchem er sein von der Lühmann-Düse abgeleitetes eigenes Pulsstrahlrohr testete. Das Testmodell wurde unter der Düse mit einem metallenen Wärmeabweiser versehen.© Arnold Wirz.
Heikel waren auch die Landungen, denn bei einem Freiflugmodell hatte man keine Einflussmöglichkeiten, und die Sinkrate der Sea Vixen war etwas höher als bei Segelflugzeugen. Gemäss Clemens Bernath flog Ernst Furrer sein Modell meist am Sonntag. Dabei ging es hin und wieder zu Bruch, doch bis zum nächsten Sonntag war es jeweils wieder repariert.
Ernst Furrer benützte übrigens noch eine Zündkerze zum Starten. Als Zündanlage bevorzugte er einen Stromgenerator, welcher aus einem Töff stammte und mit einer Handkurbel in Schwung gesetzt werden konnte und die 20'000 Volt Spannung für die Zündkerze lieferte. Hier wurde Richard Bührer manchmal auch zum Stromerzeugen eingesetzt, das heisst, er durfte an der Kurbel kräftig drehen. Der Stromgeneratur wurde nur zum Starten benötigt. Sobald das Triebwerk einige Sekunden lief, konnte der Generator abgeklemmt werden.
Grössere Furrer-Düse und weiteres Jet-Modell
Im weiteren berichtete Richard Bührer, dass Ernst Furrer auch einen etwa 20% grösseren Pulsojet entwickelte, doch Details dazu hat er leider nicht mehr mitbekommen. Dieses stärkere Triebwerk wurde von Ernst Furrer ebenfalls zur Serienreife gebracht. Das kleine Modell mit 6 cm Brennkammerdurchmesser lieferte einen Schub von rund 2.5 kg. Um dies zu messen, hat der Physiklehrer von Clemens Bernath extra eine Schubmesswaage gebaut. Gemessen haben sie den Schub natürlich nicht im Schulhaus, sondern weitab vom Dorf. Das grössere Triebwerk hatte einen Brennkammerdurchmesser von 7.2 cm, doch ist darüber nichts weiter bekannt.
Auch ein Flugmodell mit einem im Rumpfinnern angeordneten Triebwerk brachte Ernst Furrer noch in die Erprobung. Es hatte einen Deltaflügel und erwies sich im Fluge als deutlich problematischer als die Sea Vixen. Es ist anzunehmen, dass Ernst Furrer die Erprobung seiner Sea Vixen aber bald einmal mit einer Tip-Tip-Fernsteuerung durchführte, da diese schon seit 1958 von Graupner vertrieben wurde. Darüber ist nichts weiter bekannt.
Da Richard Bührer 1961 in die Mittelschule übertrat, fehlte ihm danach die Zeit, sich weiterhin mit Ernst Furrers Entwicklung zu beschäftigen. Sein Schulfreund Clemens Bernath hingegen trat eine Lehre als Mechaniker bei Knorr an und hatte etwas mehr Zeit. Er baute die kleine Furrer-Düse nach. Er hat sie bis heute aufbewahrt, samt allem was dazu gehört. Siehe Fotos nebenan!
Das weitere Schicksal der Furrer-Düse und Furrers Flugmodelle
Richard Bührer hat zwar den Flugmodellbau weiter betrieben, aber vom späteren Schicksal der ganzen Entwicklung um den Pulsojet von Ernst Furrer nichts mehr mitbekommen. Er erinnerte sich aber, dass Ernst Furrer Mitglied der Motorfluggruppe Schaffhausen war. Diese wurde schon am 4. Februar 1950 gegründet, sodass man dort im Archiv im Prinzip hätte fündig werden können, doch leider führt der Verein kein historisches Archiv. Der Präsident der MFG Schaffhausen hat sich 2014 bei seinen ältesten Mitgliedern erkundigt, ob sich diese noch an die Aktivitäten des Ernst Furrers zu erinnern vermögen, doch gab es leider keine Rückmeldungen.
Woher hatte Ernst Furrer seine Idee?
Woher Ernst Furrer seine Inspiration zum Bau seiner Furrer-Düse hatte, ist inzwischen eindeutig gesichert. Richard Bührer konnte zu diesem Detail nichts Konkretes mehr sagen, doch Clemens Bernath, ebenfalls ein eifriger Zuschauer und Helfer von Ernst Furrer, besass noch 2014 seine schriftlichen Unterlagen zum Bau der Düse und die stammten aus der Bastlerzeitschrift "Das Hobby" vom November 1957. Wann genau Ernst Furrer mit dem Bau dieses damals als revolutionär geltenden Antriebs begann, ist nur ungefähr bekannt. Es war wohl schon Ende 1957 bis Anfang 1958. Damit ist auch gesichert, dass Ernst Furrer sein Triebwerk nach Peter Lühmanns Vorgaben baute und im Laufe seiner Testflüge kleine Änderungen einfliessen liess, um den Antrieb noch etwas pflegeleichter zu machen. Peter Lühmann hat sein Triebwerk den Modellbauern zum Nachbau empfohlen und Ernst Furrer war einer, der die Sache anpackte und weiter verfolgte und sich nicht entmutigen liess, wenn das eine oder andere Modell abstürzte. Im Gegensatz zu Peter Lühmann hat Ernst Furrer aber sein Triebwerk nicht in ein Fesselflugmodell eingebaut, sondern in ein Freiflugmodell, zumindest anfänglich. Später flog er seine Modelle dann mit einer RC-Steuerung.
Nachbau der Furrer-Düse
Bisher gibt es zwei Hinweise, wie die Furrer-Düse Bekanntheit erlangte:
- Ernst Furrer hat einen Bericht über seine Düse mitsamt den Bauplänen im "Junior-Heftli" publiziert, welches man damals beim Coiffeur geschenkt bekam. Das ist die Erinnerung von Clemens Bernath, doch genau dieses Heftli besitzt er leider nicht (mehr). Es war ein kleinformatiges Heft. Die Originalseiten mit der Bauanleitung, welche Clemens Bernath für sein Triebwerk benützte, waren jedoch die Pläne von Peter Lühmann und stammten aus dem "Hobby". Es dürfte daher so gewesen sein, dass die Furrer-Düse eben eine Lühmann-Düse war und Ernst Furrer seine Änderungen oder Verbesserungen an Interessierte Modellbauer weitergab und auf diese Weise das Triebwerk unter seinem Namen Bekanntheit erlangte.- Die Flugzeugmechanikerlehrlinge beim Militärflugplatz Dübendorf hatten Gelegenheit, als Zeichen ihres Könnens während der Lehrzeit in freien Stunden auf den Werkzeugmaschinen des Flugplatzes eigene Arbeiten durchzuführen. Ein guter Bekannter von mir, der dort seine Lehre machte, entschied sich dabei für den Bau der Furrer-Düse. Das Bild zeigt diese Furrer-Düse, wie ich sie in der Hand halte. Es ist ein Original-Nachbau, welcher von Jürgen Rüsch als Lehrling im Jahre 1959 in der Werkstätte seines Arbeitgebers, dem Flugplatz Dübendorf, als Freizeitarbeit erbaute. © Arnold Wirz. Ob er seine Pläne vom "Hobby" oder direkt von Ernst Furrer hatte, weiss er heute nicht mehr. Da er und sein Bruder aber stets von der Furrer-Düse sprachen, dürften es vermutlich Pläne von Ernst Furrer gewesen sein, denn im Hobby-Bericht wird Ernst Furrer nicht erwähnt. Die Bezeichnung Furrer-Düse ist auch Clemens Bernath bekannt, sodass sie vermutlich weitherum benützt wurde. Dieses zeigt, dass Ernst Furrer schon sehr bald nach seinen ersten Flügen damit begann, die Baupläne des von ihm weiter verbesserten Pulsstrahlrohrs unter die Leute zu bringen. Ob noch andere Lehrlinge des Flugplatzes Dübendorf die Furrer-Düse bauten, ist nicht mehr bekannt. Das war im Jahre 1959.
Beschreibung der Furrer-Düse
Vom oben beschriebenen, sehr schönen und funktionstüchtigen Modell der Furrer-Düse erinnere ich mich noch, dass der Ansaugtrakt aus Aluminium war. Die Brennkammer und das Schubrohr waren aus Stahl. Im Gegensatz zu den meisten anderen Triebwerken dieser Bauart unterschied sich die hier beschriebene Furrer-Düse durch den Finish: Brennkammer und Schubrohr waren auf Hochglanz poliert und wirkten wie Chromstahl. Das lag allerdings nur daran, dass sein Triebwerk nie laufen gelassen wurde. Sobald ein Triebwerk ein paar Standläufe hinter sich hat, verliert es seinen Glanz.
Im Internet findet man noch ein paar weitere Unterlagen von verschiedenen anderen Herstellern oder Konstrukteuren, doch gleichen sich alle ziemlich stark und weisen fast einheitlich die gleiche Standard-Länge von etwa 55 cm auf, wie bei der Lühmann-Düse. Am bekanntesten und auch am meisten produziert wurde das Modell von 'Hobbyking' aus den USA. Dort befindet sich das Verkaufsbüro. Hergestellt werden sie aber in Fernost. Dieses Triebwerk trägt den Namen 'Redhead', weil der Düsenkopf aus Aluminium rot eloxiert ist, wie auf dem Bild sichtbar ist. Es steht seit über 50 Jahren praktisch unverändert (!) in Produktion (Nachtrag IGA: Stand 2024 wird dieses Schubrohr als "nicht mehr im Programm" notiert). Ebenfalls in grossen Stückzahlen produziert wird der Dyna-Jet von Curtis Automotive Devices Inc. in Bedford, Indiana, USA, der 54.5 cm lang ist und dessen Schubrohr 32 mm und die Brennkammer 63.5 mm Durchmesser hat. Beide Triebwerke gleichen sich äusserlich sehr stark und weichen von Peter Lühmanns Düse ebenfalls nur geringfügig ab, was andeutet, dass sie alle vom gleichen geistigen Urheber stammen dürften.
Änderungen an der Furrer-Düse durch Clemens Bernath
Siehe unter dem Beitrag Weitere Ideen zum Pulsstrahlrohr! (Beitrag folgt)
Das Schicksal verschiedener Furrer-Düsen
- Das Schicksal der Furrer-Düse des Bruders meines Modellflugfreundes Peter konnte ich inzwischen klären: Er hat sein Triebwerk im Jahre 1964 vom Bruder zu sich geholt. Seine Furrer-Düse hat er dann auf ein Fesselflugzeug montiert, welches er selber gebaut hat. Welches Modell er baute, weiss er nicht mehr. Zusammen mit einem Bekannten flog er das Modell weit ausserhalb der bewohnten Gegend, also irgendwo im Outback des Kantons Zürich. Während des Fluges rissen die Litzendrähte und das Modell stürzte mit hoher Geschwindigkeit ab und zerschellte am Boden. Es gab nichts mehr zu retten, sodass alle Teile ins Altmetall wanderten. Das muss nach 1964 gewesen sein, denn so lange sah ich das Triebwerk noch herumstehen.
- Clemens Bernath hat seine nachgebaute Furrer-Düse bis heute aufbewahrt, samt allem Zubehör und besitzt sogar noch den Original-Baubeschrieb aus dem "Hobby". Dieses Triebwerk ist zwar nie geflogen, wurde aber mehrmals auf dem Teststand laufen gelassen. Siehe Fotos nebenan!
- Clemens Bernath hatte noch einen Bekannten, für welchen er einen neuen Ansaugtrichter baute, der keine Kühlrippen besass. Dieses Triebwerk hatte, wie weiter oben bereits genannt, zwar ebenfalls 10 Einlauföffnungen, aber keine Kanäle, sondern nur einen Konus. Dahinter folgte dann direkt der Düsenkopf (Lochscheibe). Diese Furrer-Düse ist mehrfach geflogen und einmal abgestürzt, wie der etwas verbogene Ansaugtrichter nebenan zeigt. Das weitere Schicksal dieses Triebwerks wie auch der Name des Besitzers ist nicht mehr bebekannt.
- Über das Schicksal der grossen und der kleinen Furrer-Düse von Ernst Furrer ist folgendes bekannt: Seine Flugmodelle erlitten mehrmals Bruch oder einen Brand, die Flugmodelle wurden dabei immer wieder erheblich beschädigt, doch die Triebwerke haben das offenbar stets klaglos überstanden. Was mit ihnen später geschah, ist nicht bekannt. Die OGS wird noch bei den Angehörigen von Ernst Furrer abklären, ob allenfalls noch Fotos vorhanden sind oder ob sie noch etwas über das Schicksal der Triebwerke wissen. Leider waren diese Angehörigen nicht mehr aufzufinden.
Kleinere Pulsstrahlrohre
Es haben immer wieder verschiedene Tüftler versucht, von der für den alltäglichen Modellflug doch etwas zu grossen Modelldüse kleinere Ausfertigungen herzustellen und zum Laufen zu bringen. Das ist einigen gewiefteren Bastlern auch gelungen. Das Problem war jedoch, dass das Gewicht/Schub-Verhältnis mit zunehmender Kleinheit immer ungünstiger wird, so dass es zu schwach ist, um als Antrieb für ein Modellflugzeug zu dienen. Das Pulso-Prinzip jedoch funktioniert auch in der Miniaturisierung einwandfrei. Allerdings nimmt die Anzahl Pulse pro Sekunde mit der Verkleinerung immer mehr zu. Es gab Bastler, denen gelang es, ein nur ca. 5 cm kurzes Pulsstrahlrohr zum Laufen zu bringen, welches mit einer so hohen Pulszahl arbeitete, dass das Geräusch zu einem Pfeiffton wurde.
Technische Daten von Furrers Sea Vixen (geschätzt)
- Länge: 90 cm
- Spannweite: 85 cm
- Höhe: 20 cm
- Gewicht: 2 bis 2.5 kg
- Treibstoff: 5 dl
- Triebwerk: Furrer-Düse
- Flugzeit: 2 Minuten
Technische Daten der Furrer-Düse
- Gesamtlänge des Triebwerks: 545 mm
- Aussendurchmesser der Brennkammer: 60 mm
- Wandstärke von Brennkammer und Schubrohr: 1 mm
- Länge der Brennkammer: 51 mm
- Länge der Verengung von der Brennkammer zum Schubrohr: 79 mm
- Aussendurchmesser des Schubrohrs: 28 mm
- Länge des Schubrohrs: 355 mm
- Einlaufkanäle: 10
- Gewicht: 740 g
- Schub: 2.5 kg
- Treibstoff: Benzin
- Zündung: anfänglich Zündkerze über 20'000 V-Zündbox, später auch mit Wunderkerze
Quellen:
- Arnold Wirz
- Modellflugfreunde von Arnold Wirz
- Prof. Dr. Richard Bührer (war der 12-jährige Bub, der Ernst Furrer bei den Testflügen des Pulsojets begleitete und sich glücklicherweise noch an viele Details erinnern konnte und etliche wertvolle Tipps für die weitere Suche lieferte)
- Clemens Bernath (war oft mit dabei, wenn Ernst Furrer mit seiner Düse flog, ausserdem baute er als gelernter Mechaniker ein eigenes Triebwerk)
Letzmals redigiert: 6.7.2024
Bildstrecke
Gesamtansicht der Furrer-Düse. © Arnold Wirz
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Noch eine Gesamtansicht der Furrer-Düse. © Arnold Wirz
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Das Triebwerk von oben. © Arnold Wirz
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Die komplette Furrerdüse montiert auf einem schweren Stahl-Differdinger. Dieser musste zum Laufenlassen noch zusätztlich mit einer Schraubzwinge an einer festen Unterlage befestigt werden, denn das Triebwerk hatte einen Schub von 2.5 kg. © Arnold Wirz
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Düsenkopf und Brennkammer der Furrer-Düse. Die Brennkammer hatte einen Aussendurchmesser von 60 mm und eine Länge von 51 mm. Die Verengung war 79 mm und das Schubrohr 355 mm lang. Letzteres hatte aussen einen Durchmesser von 28 mm. © Arnold Wirz
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Der Düsenkopf hat 10 Kühlrippen. Mithilfe des Rändelrings konnte der Düsenkopf sehr einfach von Hand von der Brennkammer getrennt werden. Das war einer der Unterschiede zur Lühmann-Düse. © Arnold Wirz
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Der Düsenkopf mit der Treibstoffleitung. Der Düsenkopf wurde mit der Brennkammer verschraubt. Ganz hinten sieht man die etwas dunklere Ventilscheibe, welche dafür sorgte, dass sich die Ventile nicht zu weit nach hinten durchbogen. © Arnold Wirz
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Der Düsenkopf von vorne. Gut sichtbar ist hier die Treibstoffzufuhr von unten her. Das Messingröhrchen hatte eine sehr feine Düse. Mit dem Luftstrahl aus der Velopumpe entstand ein Sprühnebel. © Arnold Wirz
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Das Triebwerk ohne Düsenkopf. Das Gemisch wurde hier mit einer richtigen Zündkerze gezündet. Für das Schubrohr konnte Standardstahlrohr benützt werden, während die Brennkammer und die Verengung aus dem Vollen gefräst werden mussten. © Arnold Wirz
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Blick von vorne in die Brennkammer.b© Arnold Wirz
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Das Triebwerk arbeitet mit einer richtigen Zündkerze vom Typ CM-8, denn eine Glühkerze reichte nicht zur Zündung des Gemischs. © Arnold Wirz
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Der Generator zum Betrieb der Zündkerze erzeugte mit Hilfe einer Handkurbel eine Spannung von rund 20'000 V. © Arnold Wirz
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Dies ist die grosse Velopumpe, mit welcher man das Triebwerk startete. © Arnold Wirz
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Diese Zeichnung zeigt eine KSB-Zeitschaltuhr für Verbrennermotoren aus den späten 1950er Jahren. Eine solche Zeitschaltuhr hat Ernst Furrer anfänglich für seine Flugmodelle benützt, als er noch ohne Fernsteuerung fliegen musste. © Arnold Wirz
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Die Zeichnung zeigt die letzte Version des Triebwerks ohne Zündkerze, denn die war bei der Furrer-Düse ab 1959 nicht mehr nötig. Gezündet wurde von hinten mit einer brennenden Wunderkerze. © Arnold Wirz