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2017 | Buch

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Ludwig Prandtl – Strömungsforscher und Wissenschaftsmanager

Ein unverstellter Blick auf sein Leben

verfasst von: Michael Eckert

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Ludwig Prandtl gilt als Pionier der modernen Strömungsmechanik. Seine Grenzschichttheorie überbrückte eine Jahrhunderte andauernde Kluft zwischen Theorie und Praxis auf diesem Gebiet. Prandtl hinterließ darüber hinaus bleibende Spuren in einer Fülle von ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen, von der Festigkeitslehre bis zur Erforschung der Turbulenz. Auch beim Aufbau neuer Institute machte sich Ludwig Prandtl einen Namen: Die Aerodynamische Versuchsanstalt in Göttingen, eine Vorläufer-Einrichtung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), geht auf Prandtls Initiative zurück. Zudem gründete er auch das Kaiser- Wilhelm-Institut für Strömungsforschung, das heute als Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation fortbesteht. Seine Reputation als „Vater der modernen Aerodynamik“ verschaffte Prandtl auch Einfluss bei politischen Weichenstellungen der Luftfahrtforschung - vom Deutschen Kaiserreich über die Weimarer Republik bis zum „Dritten Reich“. Im Zweiten Weltkrieg zählte er zum Kreis der Berater für die Forschungspolitik des Reichsluftfahrtministeriums.
Ludwig Prandtls Korrespondenz mit Kollegen, Forschungsmanagern, Industriellen und Politikern dient dieser Biografie als wichtigste Quelle. Sie ermöglicht einen unverstellten Blick auf die engen Beziehungen zu Technik und Politik, die dieses Wissenschaftlerleben so besonders machten.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Kindheit, Jugend, Studium

Zusammenfassung

Ludwig Prandtl wurde 1875 in Freising bei München geboren. Sein Vater war Professor an der Landwirtschaftlichen Zentralschule Weihenstephan. Nach der Schulausbildung in Freising (Lateinschule) und München (Ludwigsgymnasium) studierte Prandtl Maschineningenieurwesen an der technischen Hochschule in München. Er wurde Assistent von August Föppl und promovierte 1900 an der Ludwig-Maximilian-Universität in München.

Michael Eckert

2. Professor mit Industrieerfahrung

Zusammenfassung

Nach der Promotion ging Prandtl als Maschineningenieur zu MAN nach Nürnberg. Er entwarf eine Absauganlage für Sägespäne, die ihm das Problem der Strömungsablösung nahe brachte. 1901 wurde er als Professor für Mechanik an die technische Hochschule Hannover berufen. Hier entwickelte Prandtl das Grenzschichtkonzept, das er 1904 beim III. Internationalen Mathematiker-Kongress in Heidelberg vorstellte. Im gleichen Jahr erhielt er einen Ruf an die Universität Göttingen auf eine Professur für technische Physik.

Michael Eckert

3. Auftakt in Göttingen

Zusammenfassung

An der Universität Göttingen wurde durch die Bestrebungen des Mathematikers Felix Klein den angewandten Wissenschaften großes Interesse entgegengebracht. Carl Runge, der im selben Jahr nach Göttingen berufen wurde, und Prandtl leiteten das 1905 gegründete Institut für angewandte Mathematik und Mechanik. Seit 1907 wurde Prandtl auch mit aerodynamischen Untersuchungen zur Luftschifftechnik beauftragt, die in einer kleinen Luftschiffmodell-Versuchsanstalt außerhalb der Universität in einem von Prandtl konstruierten Windkanal durchgeführt wurden. Parallel dazu nahmen Fragen der Strömungsmechanik einen immer breiteren Raum ein. Prandtl wurde in diesen Jahren zum Experten der Aeronautik, die sich neben den Luftschiffen mehr und mehr mit Flugzeugen beschäftigte. 1909 heiratete Prandtl Gertrud Föppl, die Tochter seines Doktorvaters.

Michael Eckert

4. Der Erste Weltkrieg

Zusammenfassung

Im Ersten Weltkrieg wurde Prandtls Luftschiffmodell-Versuchsanstalt mit einer Vielzahl von aerodynamischen Untersuchungen an Bomben und Teilen von Flugzeugen beauftragt. 1915 erhielt er von den Kriegsbehörden die Mittel zum Bau einer großen Versuchsanstalt, die kaum noch mit Luftschiffen befasst war und nach dem Krieg Aerodynamische Versuchsanstalt (AVA) genannt wurde. Mit den Kriegsaufträgen wuchs auch das aerodynamische Know-how. Prandtl und seine Mitarbeiter entwickelten in diesen Jahren die Theorie des aerodynamischen Auftriebs und des induzierten Widerstands von Flügeln („Tragflügeltheorie“). Auch gewisse Erscheinungen („Kavitation“) an Schiffsschrauben von U-Booten und die Überschallströmung bei Geschossen rückten mit den Kriegsaufträgen ins Blickfeld der Göttinger Strömungsforscher.

Michael Eckert

5. Eine neue Lebensaufgabe

Zusammenfassung

Nach dem Krieg stießen die Tragflügeltheorie und die Göttinger Windkanaluntersuchungen an Flügelprofilen vor allem in den USA auf großes Interesse. In Deutschland wurde durch den Versailler Vertrag die militärische Flugzeugproduktion verboten. Dadurch blieben auch entsprechende Aufträge an die Aerodynamische Versuchsanstalt aus, die deshalb in ihrem Fortbestand bedroht war. Der Segelflug und andere zivile Anwendungen der Aerodynamik boten einen Ausweg. Schon vor dem Krieg hatte Prandtl ein Kaiser-Wilhelm-Institut geplant, in dem neben der auf die Luftfahrt ausgerichteten Aerodynamik auch breitere strömungsmechanische Forschung betrieben werden sollte. Als er 1920 das Angebot einer Mechanikprofessur in München erhielt, machte er seinen Verbleib in Göttingen davon abhängig, dass ihm das lange ersehnte Kaiser-Wilhelm-Institut gebaut würde. Der Plan ging nach einem jahrelangen Tauziehen mit der Spende eines Industriellen in Erfüllung. In dem 1925 eröffneten „Kaiser-Wilhelm-Institut für Strömungsforschung“ machte Prandtl die Strömungsmechanik in ihrer ganzen Breite zu seinem Forschungsgebiet. Die Entstehung der Turbulenz und die Gesetze der voll entwickelten turbulenten Strömung gehörten zu seinen wichtigsten Forschungsthemen.

Michael Eckert

6. Experten

Zusammenfassung

Anerkennung für seine aerodynamischen Forschung erhielt Prandtl vor allem aus England, wo er 1927 die ehrenvolle Einladung zur „Wilbur Wright Lecture“ erhielt. In den USA wurden die Göttinger Forschungsergebnisse vom National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) übersetzt und den Luftfahrtingenieuren als NACA-Berichte zugänglich gemacht. Prandtl und seine Schüler wurden in den 1920er Jahren zu international gefragten Experten auf dem Gebiet der Luftfahrtforschung. In Deutschland wurde Prandtl dieser Expertenrolle im Deutschen Forschungsrat für Luftfahrt gerecht, der das Reichsverkehrsministerium über die Aufgabenverteilung der Luftfahrtforschungszentren beriet. 1929 nutzte Prandtl eine Einladung zu einem Ingenieurkongress in Japan zu einer Weltreise, bei der er Luftfahrtforschungseinrichtungen in aller Welt besichtigte. In seinem Göttinger Institut konnte er beachtliche Fortschritte auf dem Gebiet der Turbulenz erzielen – in Konkurrenz mit seinem Meisterschüler Theodore von Kármán, der an der technischen Hochschule in Aachen und in den 1930er Jahren auch am California Institute of Technology in Pasadena Ableger der Göttinger Strömungsforschung schuf.

Michael Eckert

7. „Politisch ist Prof. Prandtl vollkommen uninteressiert …“

Zusammenfassung

1933 sorgte die nationalsozialistische „Machtergreifung“ für Querelen am Institut für angewandte Mechanik der Universität Göttingen, auf die Prandtl mit dem Verzicht der Institutsleitung reagierte. Auch am Kaiser-Wilhelm-Institut und der Aerodynamischen Versuchsanstalt bekam er Ärger mit „braunen Fanatikern“. Andererseits wurde ihm von dem neu gegründeten Reichsluftfahrtministerium unter Hermann Göring eine führende Rolle für die Planung der nationalsozialistischen Luftfahrtforschung zugewiesen. Mit einem neuen Windkanal, für den während der Weimarer Republik keine Mittel zur Verfügung gestanden hatten, unterstrich das NS-Regime die hohe Priorität, die es der Forschung an der Aerodynamischen Versuchsanstalt zuerkannte. Insbesondere die Hochgeschwindigkeitsaerodynamik expandierte im Sog der nationalsozialistischen Aufrüstung in einem zuvor nicht für möglich gehaltenem Ausmaß. Prandtl nutzte die Wertschätzung, die ihm das Regime entgegenbrachte, um gegen die so genannte „Deutsche Physik“ und die Vertreibung „nicht arischer“ Kollegen zu protestieren. Er rechtfertigte aber auch gegenüber seinen ausländischen Kollegen die Politik Hitlers und machte sich bereitwillig zum Werkzeug nationalsozialistischer Propaganda.

Michael Eckert

8. Der Zweite Weltkrieg

Zusammenfassung

Im Zweiten Weltkrieg stellte Prandtl auch im Kaiser-Wilhelm-Institut für Strömungsforschung die Weichen auf Kriegsforschung; für die Aerodynamische Versuchsanstalt, die seit 1937 nicht mehr der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft, sondern dem Reichsluftfahrtministerium unterstand, war dies in noch viel größerem Umfang der Fall. 1942 wurde im Rahmen einer Umorganisation im Reichsluftfahrtministerium die Forschungsplanung einem Vier-Männer-Gremium namens „Forschungsführung“ übertragen – mit Prandtl als Vorsitzendem. Damit übernahm er weit über den Bereich der Göttinger Forschungseinrichtungen hinaus Verantwortung für die Kriegsforschung im Bereich der Luftfahrt. Dennoch kam die stärker an Grundlagen orientierte Forschung nicht ganz zum Erliegen. In den letzten Kriegsmonaten erzielte Prandtl in der Turbulenztheorie noch bemerkenswerte Ergebnisse.

Michael Eckert

9. Die letzten Jahre

Zusammenfassung

Das Kriegsende brachte Prandtl ein frostiges Wiedersehen mit seinem Meisterschüler Theodore von Kármán, der nun im Auftrag der US-Army die deutsche Luftfahrtforschung inspizierte. Die britische Militärregierung ordnete die Demontage der Aerodynamischen Versuchsanstalt an, ließ aber das Kaiser-Wilhelm-Institut unter Leitung von Albert Betz fortbestehen. Prandtl konzentrierte sich in den letzten Jahren seines Lebens auf die meteorologische Strömungsforschung und die Neubearbeitung seines „Führer durch die Strömungslehre“. Er starb 1953 an den Folgen eines Schlaganfalls.

Michael Eckert

10. Was bleibt

Zusammenfassung

Von Prandtls Wirken in der Strömungsmechanik zeugen bis heute Bezeichnungen wie Prandtl-Zahl, Prandtlsches Staurohr, Windkanäle „Göttinger Bauart“ und anderes mehr. Mit einer „Ludwig-Prandtl-Gedächtnisvorlesung“ und einem „Ludwig-Prandtl-Ring“ werden auch ein halbes Jahrhundert nach Prandtls Tod noch Forscher ausgezeichnet, die in den von ihm begründeten Forschungsfeldern herausragende Leistungen erbracht haben. Zahlreiche Technikwissenschaftler fühlen sich der von Prandtl und seinen Schülern begründeten Forschungstradition verpflichtet. Institutionell leben die von ihm geschaffenen Einrichtungen in Gestalt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt sowie des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen fort. Daneben bleiben aber auch Fragen nach der Verantwortung in einer Wissenschaft, die im Nationalsozialismus zum willigen Instrument eines verbrecherischen Regimes wurde.

Michael Eckert

Backmatter

Titel: Ludwig Prandtl – Strömungsforscher und Wissenschaftsmanager
verfasst von: Michael Eckert
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-49918-4
Print ISBN: 978-3-662-49917-7
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-49918-4

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