1. Einleitung

„Wir waren so von ehrfürchtigem Staunen über das absolut Neue dieser Konstruktion erfüllt, dass zunächst keiner ein lautes Wort wagte. Aber dann kam die sachverständige Kritik.
Schließlich wollte es niemand für möglich halten, dass der „Blechesel“ fliegen könne. Mir allerdings imponierte diese J 1, die da ohne jede Verspannung und ohne Drähte stand.“¹

1So schilderte Leutnant von Mallinkrodt am 12.12.1915 seine Eindrücke vor seinem Erstflug mit der Junkers J 1, einem der ersten Ganzmetallflugzeuge überhaupt, und ohne dass er es wusste, stand der Leutnant vor der metallenen und freitragenden Zukunft des Flugzeugbaus, die zu diesem Zeitpunkt jedoch noch nicht absehbar war.

2Obgleich der Traum vom Menschenflug sich durch die Menschheitsgeschichte zieht wie ein roter Faden, ist die Geschichte der Luftfahrt verglichen mit der anderer mechanischen Fortbewegungsmitteln, wie zum Beispiel dem Schiff, relativ kurz. Gerade aber hier vollzog sich der Werkstoffwandel von Holz zu Metall mit einer rasanten Geschwindigkeit.

3Im Zeppelin- und Flugzeugbau wurden zunächst unerfüllbare Anforderungen an den Leichtbau gestellt. Die ersten erfolgreichen Modelle, die schwerer als Luft waren, bestanden fast vollständig aus Holz und Stoff, manchmal gar aus Bambus. „Es dauerte jedoch kaum zwanzig Jahre, bis aus rätselhaften Drachenfliegern Maschinen geworden waren, die Kriegsführung und Verkehr gleichermaßen auf eine neue Grundlage stellten.“² Das 20. Jahrhundert entwickelte sich schnell zum Jahrhundert des Fluges: „The airplane was the wonder of the age, [...].“³, so Crouch: „When citizens of the distant future look back on the twentieth century, they will surely remember it as the time when humans took to the sky.“4

4In den ersten zwanzig Jahren der Luftfahrt schwerer als Luft verdrängten Metalle und Metalllegierungen den Werkstoff Holz im Flugzeugbau schnell und nahezu vollständig. Ständig größer werdende Anforderungen an die Festigkeit, Stabilität und Sicherheit der Flugzeuge führten nach den turbulenten und abenteuerlichen Anfangsjahren⁵ der Motorfliegerei zu einer Professionalisierung und Verwissenschaftlichung des Flugzeugbaus. Dies hing auch mit der veränderten Erwartung an das Flugzeug zusammen: war man anfangs froh, dass ein Fluggerät überhaupt vom Boden abhob, so wurde die Lebensdauer eines Flugzeugs und dessen Sicherheit erst mit der steigenden Leistungsfähigkeit und dem aufkommenden zivilen Luftverkehr in der Zwischenkriegszeit wichtig. Der militärische Bedarf und die beiden Weltkriege beeinflussten die Entwicklung des Flugzeugs und seiner Werkstoffe außerordentlich stark: „Under the pressures of war the business of building airplanes grew from small-scale batch production undertaken by craftsmen, to a mass production industry in which special purpose machines enabled semiskilled workers to send a steady stream of war planes out the factory doors in record time.“⁶ Dieser militärische Einfluss war beim Flugzeug ungleich größer als beispielsweise beim Automobil. Der Erste Weltkrieg führte dazu, dass sich das Flugzeug in wenigen Jahren vom Freizeitvergnügen solventer und abenteuerlustiger Dandys zum Massenprodukt, zur Massenwaffe im Weltkrieg entwickelte. Alleine das deutsche Reich stellte während dieses Krieges etwa 50.000 Flugzeuge, darunter etwa 150 verschiedene Typen von 35 Herstellerfirmen, her.⁷

5Ingenieure traten im Flugzeugbau an die Stelle der abenteuerlustigen Flugpioniere, Fabriken an die Stelle der Konstruktions-Schuppen der Anfangsjahre und die Flugzeugwerkstoffe folgten dieser Industrialisierung des Flugzeugbaus. Holzrahmen wichen Stahlrohrrahmen, Stoffbeplankung der Sperrholzbeplankung und diese wiederum den Duralblechen. Stark verspannte Mehrdecker wurden vom freitragenden Eindecker abgelöst. Schließlich wich die Handarbeit den industriellen Fertigungsmethoden der Massenproduktion. Der Flug entwickelte sich vom Hobby Weniger zur Profession Vieler.

6Innerhalb eines Jahrzehnts vervierfachte sich nach 1918 die Flächenbelastung⁸ der Flugzeuge und die Fluggeschwindigkeit verdoppelte sich nahezu. Damit einher gehend erhöhten sich die Triebwerksleistungen und -massen sowie die Betriebsstoffmengen. Um die Nutzlast und die Reichweite zu erhöhen, musste die Flugzeugzelle trotz der höheren Anforderungen im Verhältnis leichter werden. Die allgemeine Entwicklung der Flugtechnik zwang somit zur Einführung neuer Werkstoffe und Leichtbauweisen. Flugzeugstatiker sahen sich mit immer neuen Aufgaben und Problemen konfrontiert. Hatte man es früher mit verhältnismäßig einfachen Berechnungen statisch bestimmter Konstruktionen zu tun gehabt (ebene und räumliche Fachwerke), so musste man jetzt statisch unbestimmten Konstruktionen (Schalenbauweise) gerecht werden. Um tote Masse einzusparen wurden die Flugzeugstatiker zu immer größerer Genauigkeit und Wissenschaftlichkeit gezwungen. Präzise Festigkeitsberechnungen und der exakte Nachweis der inneren Kräfte der Bauteile waren notwendig, um jedes überflüssige Gramm an Masse und Material einzusparen und trotzdem noch über die notwendige Sicherheit zu verfügen. Hinzu kamen die Probleme der Betriebs- oder Dauerfestigkeit, denn die Einsatzzeiten und die Lebensdauer der Flugzeuge wurden nach dem Ersten Weltkrieg und vor allem nach dem Zweiten Weltkrieg immer größer.⁹

Abbildung 1: Die Eroberung des Himmels

7Die Geschwindigkeit dieses Prozesses macht es nötig, den Materialwandel im Flugzeugbau genauer zu untersuchen. Dies ist auch gerade deshalb interessant, weil das Flugzeug bis heute Spitzentechnologie geblieben ist, an der auch aus militärischen Gründen ausdauernd geforscht wurde und wird. Die Werkstofffrage wird dabei im Flugzeugbau bis heute kontinuierlich neu gestellt.

8Im Mittelpunkt der vorliegenden Untersuchung stehen motorisierte Konstruktionen, die schwerer als Luft sind und durch den dynamischen Auftrieb fliegen. Der zum Fliegen oder Schweben notwendige Auftrieb, welcher der Schwerkraft entgegen gerichtet ist, kann auf zwei Arten erzielt werden: durch die Ausnutzung des statischen Auftriebs eines Gases, das leichter als Luft ist, oder durch die Erzeugung eines dynamischen Auftriebs wie er beim Bewegen einer angestellten Fläche durch die Luft entsteht.¹⁰ Segelflugzeuge und Zeppeline sollen ebenfalls in Untersuchungen zum Werkstoffwandel einbezogen werden. Weiterhin liegt ein Schwerpunkt dieser Arbeit auf den Anfängen des Metallbaus in Deutschland, weil gerade von hier die ersten Impulse für den Werkstoffwandel von Holz zu Metall im Flugzeugbau ausgingen. Ein Fokus auf Deutschland ist auch deshalb notwendig, da die wenigen vorhandenen Arbeiten zum Werkstoffwandel im Flugzeugbau die Entwicklung in Deutschland nur streifen und weitgehend unberücksichtigt lassen.11

9Die leitenden Fragestellungen sind dabei: Wie entwickelten sich die Flugzeugwerkstoffe von den ersten Flugversuchen bis zur völligen Verdrängung des Werkstoffs Holz durch das Metall und darüber hinaus? Was waren die Vor- und Nachteile der jeweiligen Bauweisen und wieso setzte sich der Metallbau am Ende durch? Wie erfolgte dieser Materialwandel bei anderen Technologien und gibt es dabei Gemeinsamkeiten bzw. Singularitäten? Das Ziel ist, die Gründe des Materialwandels zu erklären, um daraus abzuleiten zu können, wie sich Werkstoffe generell durchsetzen oder aber verdrängt werden.

10Am Anfang dieser Arbeit steht eine Werkstoffgeschichte der Luftfahrt von den theoretischen Arbeiten Da Vincis am Ende des Mittelalters bis zum Ersten Weltkrieg, wo das Flugzeug erstmals zum Massenprodukt wurde. Zu den wichtigsten Meilensteinen dieser 400-jährigen Vorgeschichte gehören dabei das Wirken Da Vincis, die Arbeiten Lilienthals und das erste erfolgreiche motorisierte Flug der Gebrüder Wright. Auf Grund des Umfangs kann nicht auf alle Pioniere und Konstruktionen dieser langen Vorgeschichte eingegangen werden. Die vorgestellten Pioniere und Artefakte sollen exemplarisch die Entwicklung der Fluggeräte und deren Materialien verdeutlichen. Die Schwerpunkte Da Vinci, Lilienthal, Wright wurden deshalb gewählt, weil sie materiell und konstruktionstechnisch aufeinander aufbauen und jeder für sich einen entscheidenden Schritt hin zum motorgetriebenen Flugzeug darstellt. Dabei spielt auch hier die zunehmende Verwissenschaftlichung eine wichtige Rolle. Von Da Vinci ausgehend, basierten erfolgreiche Flugmaschinen zunehmend auf empirischen Daten und nicht mehr nur auf dem Gefühl des individuellen Konstrukteurs.

11Der Erste Weltkrieg wurde wiederum deshalb als Zäsur gewählt, da Flugzeuge durch diesen Krieg erstmals in großen Stückzahlen hergestellt und auf deutscher Seite bereits während dieses Krieges wichtige Weichen hin zum Ganzmetallflugzeug gestellt wurden. Das Kapitel behandelt also den Flugzeugbau von den Anfängen bis zum Erscheinen des Metallflugzeugs. Es schließt ab mit einer genaueren und differenzierten Betrachtung der Werkstoffe Holz und Metall. Dabei ist wichtig herauszustellen wie sich die beiden Werkstoffe entwickelten, welche Probleme entstanden, wie sie gelöst wurden und dass unterschiedliche Materialien mit den Sammelbegriffen „Holz“ und „Metall“ zusammengefasst werden. Dies ist vor allem deshalb problematisch, da Holz nicht gleich Holz und ebenso wenig Metall gleich Metall ist. Diese Werkstoffbetrachtung soll aber nicht auf diese beiden Werkstoffe beschränkt sein und deshalb wird hier auch die Werkstoffentwicklung im Flugzeugbau nach dem Zweiten Weltkrieg umrissen und der aktuelle Flugzeugbau skizziert.

12Danach geht es um die Frage, wieso ausgerechnet in Deutschland die Anfänge des Metallflugzeugbaus lagen und stellt wichtige Protagonisten des Flugzeugbaus in der entscheidenden Phase des Werkstoffwandels und ihr Verhältnis zu den verfügbaren Werkstoffen exemplarisch vor. Da Deutschland mit Fortdauern des Krieges kriegswirtschaftlich zunehmend unter Druck geriet, erscheint es verwunderlich, aus welchem Grund man gerade hier und zu diesem Zeitpunkt erste metallene Flugzeuge entwickelte und auch schon einsetzte. Es wird aber gezeigt werden, dass gerade diese wirtschaftliche Anspannung technische Innovationen, wie das Metallflugzeug, förderte und begünstigte. Der Trend zum Metallflugzeug – auch dies soll klargestellt werden – kam nicht international gleichzeitig auf und selbst in Deutschland hielten sich Befürworter der Holz-Stoff-Bauweise. Diese internationalen Unterschiede in der Förderung und Akzeptanz neuer Werkstoffe sollen durch biographische Skizzen beispielhafter Flugzeugbauer herausgestellt werden. Außerdem ist das Betrachten der „relevant social group“¹² der Ingenieure deshalb interessant, weil ihr Wirken den Werkstoffwandel mehr beeinflusste als das jeder anderen „relevant social group“ und weil das individuelle Umgehen mit Problemen des Flugzeugbaus auch viel über die Probleme und Lösungen der Werkstoffwahl verrät. Wieso es so wichtig ist, sich auf die Flugzeugbauer und verantwortlichen Ingenieure zu konzentrieren, betonen auch Pinch und Bijker in einer Entgegnung auf vorgebrachte Kritik, ihr Ansatz sei zu sehr auf das Artefakt und zu wenig auf die makro-soziologischen Zusammenhänge fokussiert: „The way to combat this argument is not to turn to macro-sociological theory, or to speculate about possible alternative technologies, but to carry out micro-studies of how engineers and technologists actually go about deciding whether or not a technology works and how it is to be tested. [...]. By studying the activities of engineers in laboratories it is possible to understand how society is transformed in the laboratory.“¹³

13Anhand der vorgestellten Konstrukteure soll verdeutlicht werden, welche Art von Persönlichkeiten den werkstofflichen Wandel trug und wie sich der Flugzeugbau zum Kriegsende hin weiter verwissenschaftlichte. Dieser Prozess schlug sich auch in den Biographien der Protagonisten nieder und führte schließlich zu dem neuen Flugzeugwerkstoff Metall. Man wird erkennen, dass es trotz der Kürze der Übergangsphase unterschiedliche Generationen von Flugzeugbauern gab und sich diese Generationen auch durch ihre Offenheit gegenüber neuen Materialien voneinander abgrenzen lassen.

14Das folgende Kapitel soll erklären, weshalb sich Metall zwischen dem Ende der 1920er und dem Anfang der 1930er Jahre gegenüber Holz beim Flugzeugbau so ausschließlich durchsetzte. Dabei wird der Frage nachgegangen, ob technische Vorteile des Werkstoffs Metall den Wandel bestimmten oder ob dieser Wandel auf soziale Bedürfnisse zurückzuführen ist. Interessant ist hier, dass der revolutionäre Werkstoff Dural keinesfalls frei war von Kinderkrankheiten. Ebenso wie das Holz litt das Dural der Anfangsjahre unter Problemen mit der Feuchtigkeit. Nachdem es beim Sperrholz mehrere Jahre dauerte bis die Innovation des Kunstharzes die Feuchtigkeitsanfälligkeit minderte, beendete das Alclad-Verfahren schon nach wenigen Jahren das Durabilitätsproblem des Dural. Man war offensichtlich stark davon überzeugt, dass dem Werkstoff Metall die Zukunft gehöre und verhalf ihm durch konzentriertere Forschung auch dazu. Außerdem versucht dieses Kapitel zu beantworten, wieso sich verschiedene Nationen im Zweiten Weltkrieg wieder der Holzbauweise zuwandten und welche Zusammenhänge es zwischen unterschiedlichen Anforderungen an ein Flugzeug und dessen Materialien gibt.

15Anschließend wird der Werkstoffwandel im Flugzeugbau mit dem Werkstoffwandel auf anderen technischen Gebieten verglichen. Dadurch soll die Frage beantwortet werden, ob der Werkstoffwandel im Flugzeugbau ein isoliertes Phänomen darstellt, oder ob die Erkenntnisse, die aus der Betrachtung dieses Materialwandels resultieren, allgemeine Gültigkeit besitzen und sich so auch auf andere technische Anwendungsgebiete und deren Materialevolution anwenden lassen. Neben der Materialentwicklung bei Fluggeräten leichter als Luft, werden hier die Gebiete Architektur, Automobilbau, Schiffbau und Schienenverkehr auf materialtechnische Zusammenhängen und Singularitäten untersucht.

16Um den Prozess des Durchsetzens bzw. Scheiterns eines Werkstoffes zu ergründen, ist es wichtig, sich auch mit theoretischen Erklärungsansätzen zu dieser Thematik zu beschäftigen.

17Von Darwin¹⁴ ausgehend wird die Entwicklung und Anpassung von Lebensformen an ihre Umwelt Evolution genannt. Auch technische Artefakte unterwerfen sich, oberflächlich betrachtet, einer Evolution. Sie wandeln und entwickeln sich, passen sich an, sowohl an technische Anforderungen, wie auch an die Bedürfnisse seiner Nutzer.¹⁵

18In den 1980er Jahren wurde die vorherrschende Ansicht von einer linearen, evolutionären, rein materiellen Technikentwicklung, welche sich ausschließlich auf die sich durchsetzende Technologie beschränkte, in Frage gestellt. Ferguson beschrieb diese konservative Herangehensweise als „implicit adoption of a linear structure of technological development, which suggests that the whole history of technological development had followed an orderly or rational path, as though today’s world was the precise goal towards which all decisions, made since the beginning of history, were consciously directed.“¹⁶

19Technik wird hier zu einem neutralen Mittel, sie ist beliebig einsetz- und nutzbar, sie wird zu einem reinen Instrument. Der Vorteil dieser These ist die Entlastung, die sie erzeugt, da jede Verantwortung für Technikfolgen auf den Bereich der Nutzung abgeschoben wird.¹⁷ Der Einfluss des Nutzers auf die Technik wiederum bleibt unberücksichtigt.

20Ein früher Vertreter einer Technikgeschichte, die nicht als Wissenschaft von Technikern für Techniker verstanden wurde, war der Österreicher Hugo Theodor Horwitz¹⁸, der Technik als kulturelles Phänomen in einem interdisziplinären Kontext verstand. Der vor allem in der Zwischenkriegszeit publizierende Horwitz versuchte schon früh in Anlehnung an die Biologie, Gesetzmäßigkeiten der Technikentwicklung zu identifizieren: „Die Entwicklung der technischen Gebilde besitzt in ihren Grundzügen eine große Ähnlichkeit mit der der lebenden Organismen. Wie bei diesen können auch bei jenen Überlebsel, Atavismen und rudimentäre Erscheinungsformen, wie auch 'Sackgassen' der Entwicklung beobachtet werden, und es liegt nahe, die Darstellungsmethoden der organischen Entwicklungsgeschichte auch auf die der technischen Gebilde anzuwenden.“¹⁹

21Und die Übertragung des Evolutionsprinzips auf die Technik hatte ja ihren Sinn: Erfolgreiche technische Neuerungen vollzogen sich in aller Regel nicht in abrupten Sprüngen, sondern in vielen kleinen Schritten²⁰, und der über langjährige praktische Erfahrungen laufende Lernprozess ließ sich nur begrenzt abkürzen oder forcieren.

22Es gab einen Begriff der technischen „Entwicklung“, der seinen organischen Sinn bewahrt hatte - etwa wenn Otto Lilienthal erklärte, man könne dem Fliegen durch keine Erfindung und keinen großen Sprung, sondern nur durch stetig vermehrte Erfahrung über freie, stabile und gefahrlose Bewegungen in der Luft näher kommen: „Ja – ,Entwickeln!’ das ist der richtige Ausdruck, ,Entwicklung’ der richtige Begriff, dessen Beherzigung in der Flugtechnik uns Bahn brechen muß.“²¹

23Wie auch schon Horwitz entdeckte, erfolgt technische Evolution selten als Selbstzweck aus sich heraus: „Die Unstetigkeit der technischen Entwicklung hängt aber auch noch mit anderen Erscheinungsformen, die den biologischen vollkommen fremd sind, zusammen.“²² Pinch and Bijker rückten 1984 erstmals die soziale Dimension und den Nutzer als bestimmenden Faktor technischer Entwicklung in den Vordergrund.

24Folgt man ihrem Ansatz der „social construction of technology“ (SCOT)²³, dem sie bei der Entwicklungsgeschichte des Fahrrades auf die Spur gekommen waren, spielen soziale Gruppen und Bedürfnisse eine wichtige Rolle bei der Konstruktion und dem Formen von Wissenschaft und Technologie: „explanations for the genesis, acceptance and rejection of knowledge-claims are sought in the domain of the Social World rather than in the Natural World.“²⁴ Technik gehorcht nicht einem biologisch-evolutionären Gesetz. Sie entwickelt sich eben nicht aus einem Selbstzweck heraus und es setzt sich nicht immer die vermeintlich „bessere“ Technik durch. Die Nutzungsanforderungen bestimmen den technischen Wandel und nicht umgekehrt. Dabei sind sich die begrifflichen Erklärungen von Evolution und SCOT nicht unähnlich: „In SCOT, the developmental process of a technological artifact is described as an alternation of variation and selection.“²⁵

25Pinch und Bijker waren jedoch nicht die ersten, die sozikulturelle Einflüsse auf die Technikentwicklung identifizierten. Friedrich Engels beispielsweise argumentierte bereits Mitte des 19. Jahrhunderts im Sinne eines gesellschaftlichen Bedürfnisses nach technischem und wissenschaftlichem Fortschritt: „Wenn die Technik [...] in bedeutendem Maße vom Stande der Wissenschaft abhängig ist, so noch weit mehr diese vom Stand und den Bedürfnissen der Technik. Hat die Gesellschaft ein technisches Bedürfnis, so hilft das der Wissenschaft schneller voran als zehn Universitäten.“²⁶

26Verschiedene, für die Entwicklung und Nutzung relevante, soziale Gruppen können verschiedene Bedeutungen einer Technologie konstruieren. Dies wurde von Pinch und Bijker „interpretierbare Flexibilität“ genannt: „[...], not only that there is flexibility in how people think of, or interpret, artifacts, but also that there is flexibility in how artifacts are designed. There is not just one possible way, or one best way of designing an artifact.“²⁷ Winner beschrieb den Zusammenhang von „interpretierbarer Flexibilität“ und „relevant social group“ 1993 wie folgt: „What social analysts do in this new focus is to study the „interpretive flexibility“ of technical artifacts and their uses. One begins by noticing that people in different situations interpret the meaning of a particular machine or design of an instrument in different ways. People may use the same kind of artifact for widely different purposes. The meanings attached to a particular artifact and its uses can vary widely as well. In this way of seeing, sociologists and historians must locate the 'relevant social groups' involved in the development of a particular technological device or system or process. They must pay attention to the variety of interpretations of what a particular technological entity in a process of development means and how people act in different ways to achieve their purposes within that process.“²⁸ Diese Feststellungen werden sich auch bei der Untersuchung der verantwortlichen Flugzeugbauer und relevanten Flugzeuge sowie deren Materialien und Bauweisen zeigen. Eine vorherrschende Bedeutung und ein überwiegender Gebrauch eines Artefakts entwickeln sich erst, wenn sich eine Technologie stabilisiert und die interpretierbare Flexibilität und Probleme mit einem technischen Artefakt verschwinden. Außerdem entscheidet jede „relevant social group“ selbst, welche Probleme es bezüglich eines Artefaktes zu lösen gilt: „In deciding which problems are relevant, a crucial role is played by the social groups concerned with the artefact, and by the meanings which those groups give to the artefact: a problem is only defined as such, when there is a social group for which it constitutes a problem. [...]. We need to have a detailed description of the relevant social groups in order better to define the function of the artefact with respect to each group. [...]. Having identified the relevant social groups for a certain artefact we are especially interested in the problems each group has with respect to that artefact. Around each problem, several variants of solution can be identified.“²⁹ Um zu verstehen, wie sich Werkstoffe durchsetzen, ist es wichtig zu untersuchen, wie mit den Problemen eines Artefakts umgegangen wird: „To close a technological controversy the problems need not be solved [...]. The key point is whether the relevant social groups see the problem as being solved. In technology, advertising can play an important role in shaping the meaning which a social group gives to an artifact.“³⁰ Probleme müssen also nicht gelöst werden, sondern von mindestens einer relevanten sozialen Gruppe als gelöst betrachtet werden. Hier liegt ein entscheidender Punkt für die Materialwahl gerade im Flugzeugbau, auf den noch einzugehen sein wird.

27Darüber hinaus muss eine Technologie kulturell akzeptiert werden, um erfolgreich sein zu können.³¹ Auch hierauf wird noch einzugehen sein.

28Die SCOT-Theorie erfuhr in den Jahren nach ihrer ersten Beschreibung durch Pinch und Bijker zahlreiche Eränzungen. Ruth Schwartz Cowan beispielsweise unterstrich 1987 die Wichtigkeit der Einbindung des Nutzers bei der Untersuchung technischer Entwicklung. Die Konzentration auf den Nutzer von Technologie erlaube es, Erfolge und Fehlschläge in der Technikgeschichte besser zu verstehen. Wissenschaft und Technologie beginne und ende nicht mit den Taten der Wissenschaftler und Ingenieure.³² Und Roger Silverstone beschrieb 1992 den Prozess des Durchsetzens einer Technologie, also des Verschwindens der „interpretierbaren Flexibilität“ als „domestication“: „New technologies have to be transformed from unfamiliar, exciting, and possible threatening things into familiar objects embedded in the culture of society and the practices and routines of everyday life.“³³

29Sally Wyatt ergänzte die SCOT-Theorie, indem sie sich mit den Nicht-Nutzern einer Technologie befasste und deren wichtigen Einfluss auf die Formung einer Technologie heraus arbeitete: „Non-users and people who resist technologies can be identified as important actors in shaping technological development.“³⁴ Die Nicht(mehr)nutzung eines Artefakts führt zu seinem Verschwinden, egal wie technologisch fortschrittlich es sein mag. Die bloße Konzentration auf den progressiven, evolutionären und erfolgreichen Entwicklungsweg einer Technologie verbietet sich, da gerade die nicht erfolgreichen technischen Artefakte der Technikgeschichte erklären, wie sich eine Technologie formte und am Ende durchsetzte. „Yet any satisfactory explanation of technological change requires as much attention to failure as to success. It is only through attention to failures that historians can isolate the factors that led to the successful alternative.“³⁵

30Die SCOT-Theorie bietet einen sehr interessanten Ansatz, um das Sich-Durchsetzen einer Technologie oder eines Werkstoffs zu verstehen: „The success of an artefact is precisely what needs to be explained.“³⁶ Das Heranziehen des Evolutionsbegriffs für die Entwicklung von Technik mag, oberflächlich betrachtet, zutreffen, denn aus einigem Abstand betrachtet, unterliegt Technik unbestreitbar einer Evolution. Fragt man jedoch nach den Faktoren, welche die Entwicklung einer Technologie beeinflussen, so wird man um den Einfluss des Nutzers nicht herum kommen: „What is needed is an understanding of technology from inside, both as a body of knowledge and as a social system.“³⁷

31Gerade auch im Flugzeugbau finden sich, wie zu zeigen sein wird, zumindest für einen bestimmten zeitlichen Abschnitt, Entwicklungen, die sich am ehesten durch den sozialen Konstruktivismus erklären lassen. Auch bei der Materialwahl im Flugzeugbau trifft zu, was Pinch und Bijker bei der Untersuchung der Entwicklungsgeschichte des Fahrrads feststellten: „It is important to recognize that, in the view of the actors of those days, these variants were at the same time very different from each other and equally were serious rivals.“³⁸

32Will man erklären, wieso alternative nicht erfolgreiche, und damit vergessene, Werkstoffe selbst dann nicht in Erwägung gezogen werden, wenn sie sich für ein zukünftiges Problem als geeigneter erwiesen, so liefert der SCOT-Ansatz hier eine nur unbefriedigende Erklärung. Dieses Problem wird uns begegnen, wenn wir untersuchen, wann und wieso im Zweiten Weltkrieg wieder vermehrt Holzflugzeuge gebaut wurden. Pinch und Bijker schreiben dazu in ihrem Beispiel des Fahrrades: „As a result of the stabilization of the artifact after 1898, one did not need to specify these details: they were taken for granted as the essential „ingredients“ of the safety bicycle.“³⁹ Das Sich-Nicht-Zurück-Erinnern-Wollen ist demzufolge ein Ergebnis des Stabilisierungsprozesses einer Technologie. Die Mentalitäten, welche ein Interesse am Behalten bestehender Werkstoffe haben, beschrieb Mokyr 1990 folgendermaßen: „In every society, there are stabilizing forces that protect the status quo. Some of these forces protect entrenched vested interests that might incur losses if innovations were introduced, others are simply don‘t-rock-the-boat kinds of forces. Technological creativity needs to overcome these forces.“⁴⁰ Die erwähnte Kreativität betrifft auch die Erwägung von Werkstoffen, die nicht (mehr) gebräuchlich sind.

33Zur weiteren Beschreibung des Phänomens kann hier ein Ansatz in die Technikgeschichte eingeführt werden, der eigentlich aus der Umweltpsychologie stammt: die Theorie der „Shifting Baselines“: „Im Alltag werden schleichende Veränderungen der sozialen und physikalischen Umwelt meist nicht registriert, weil sich die Wahrnehmung an die Veränderung ihrer Umwelten permanent nachjustiert.⁴¹ Menschen halten immer jenen Zustand ihrer Umwelt für den 'natürlichen', der mit ihrer Lebens- und Erfahrungszeit zusammenfällt – in der Regel genügt der Übergang von einer Generation zur nächsten, um massive Veränderungen der Umweltwahrnehmung zu finden.“⁴² Oder anders zusammen gefasst: Menschen haben den Eindruck, alles bliebe im Großen und Ganzen gleich, obwohl sich Fundamentales verändert hat.⁴³

34Dieser Ansatz lässt sich nach Welzer auch für die Beschreibung sozialer Prozesse anwenden und wird damit als Erklärungsmodell für die kultur-soziologischen Gründe des Werkstoffwandels interessant - gerade auch deshalb, weil noch gezeigt werden wird, dass bei den Flugzeugbauern zwischen 1903 und dem Zweiten Weltkrieg mehrere, in ihrer konstruktionellen Herangehensweise sehr unterschiedliche Generationen deutlich unterscheidbar sind.

35Im Wettstreit der Werkstoffe werden weitere Ansätze dazu beitragen den Werkstoffwandel von Holz zu Metall zu erklären. Dem „Pluto-Effekt“ von Gijs Mom folgend, übernimmt eine Technologie, die bedroht ist, von der alternativen, bedrohenden Technologie die Eigenschaften, die sie selber nicht besitzt, aber die sie nutzen kann, um die Vorteile des Rivalen zu verringern und so den Übergang zu der neuen, vermeintlich „besseren“ Technologie weniger verlockend erscheinen zu lassen.⁴⁴ Es wird zu überprüfen sein, ob dieser Ansatz auch auf die Wahl der Werkstoffe im Flugzeugbau anzuwenden ist.

36Ein weiterer Ansatz, der bei der Betrachtung des Werkstoffwandels anwendbar erscheint, ist der „Sailing-Ship-Effect“ von W. H. Ward: „time, energy, intelligence and money are spent in improving a concept, a branch of knowledge or a device that is inevitably being supplanted by the fruit of more original thinking.“⁴⁵ Ward identifiziert zwei Prozesse in der Entwicklung von Wissenschaft: das Erschaffen völlig neuer Konzepte und Mittel und das Verbessern bestehender. Dieser Ansatz wird uns wieder begegnen, wenn wir die Persönlichkeiten untersuchen, die den Werkstoffwandel im Flugzeugbau entweder voran trieben oder eher blockierten.

37Zum Forschungsstand der behandelten Themen der Werkstoffgeschichte der Luftfahrt und dem Übergang vom Holz- zum Metallbau bei Flugzeugen und auf anderen technischen Gebieten ist zu sagen, dass diese Themen bisher weitgehend Forschungsdesiderate blieben. Eine einheitliche Werkstoffgeschichte der Luftfahrt existiert nicht und auch auf anderen technischen Gebieten, wie dem Automobilbau, wird die Werkstofffrage meist nur gestreift. Zum Übergang von der Holz- zur Metallbauweise bei Flugzeugen erschienen bisher lediglich Arbeiten des US-Amerikaners Eric Schatzberg⁴⁶. Er konzentriert sich bei der Forschung jedoch stark auf die USA, was angesichts der deutschen Pionierleistung auf diesem Gebiet unzureichend erscheint.

38Lutz Budraß geht in seinem Buch „Flugzeugindustrie und Luftrüstung in Deutschland 1918-1945“⁴⁷ auch auf Werkstofffragen beim Flugzeugbau ein, muss aber auf Grund seiner nationalen Ausrichtung die Entwicklung auf internationaler Ebene ausklammern. Trotzdem liefert er viele wichtige Hinweise und Ausführungen zum Thema.

39Susanne Weiß veröffentliche 2010 mit „Kunst + Technik = Design?“⁴⁸ ein Werk, das sich mit Materialfragen im Flugzeugbau beschäftigt. Die Zusammenhänge von Kunst und Materialien stellt sie ausführlich da, ohne die politische Dimension außer Acht zu lassen. Interessant sind vor allem ihre Untersuchungen zur Innenausstattung der frühen Verkehrsflugzeuge. Ihre Ausführungen können ergänzend zu der vorliegenden Arbeit verstanden werden, in der die Frage der Flugzeuginnenausstattung leider unberücksichtigt bleiben muss. Was bei Weiß leider zu kurz kommt, ist die technische Dimension der Materialfrage im Flugzeugbau. Eine Betrachtung des Flugzeugs als technisches Artefakt bleibt bei ihr oberflächlich und auf wenige Flugzeugtypen beschränkt. Auf die hier behandelte Frage nach den Gründen für das Sich-Durchsetzen eines Werkstoffs gibt Weiß keine Antwort.

40Im Bezug auf Materialfragen und die Materialgeschichte sind die Veröffentlichungen⁴⁹ des britischen Materialwissenschaftlers James Edward Gordon herauszustellen. Nach einem Studium des Schiffsbaus arbeitete der 1913 geborene Gordon bis zum Zweiten Weltkrieg im Holz- und Metallschiffbau. Im Krieg war er dann am Royal Aircraft Establishment in Farnborough beschäftigt und forschte an Holzflugzeugen, Plastik und unorthodoxen Materialien jeglicher Art. Auch nach dem Krieg experimentierte er weiterhin an Materialien, wie Plastik und Glas.⁵⁰ Seine Tätigkeit in unterschiedlichen Konstruktionsgebieten ermöglichte ihm Einblicke in Materialfragen und die Materialgeschichte unterschiedlicher technischer Artefakte. Für die vorliegende Arbeit besonders interessant ist die Tatsache, dass auch er bereits auf die Tatsache stieß, dass die Materialentwicklung nicht immer rein technisch begründet werden kann.

41Wichtigste Primärquelle der vorliegenden Arbeit ist die britische Luftfahrtzeitschrift Flight⁵¹, die als einzige Luftfahrtzeitschrift weltweit, durchgehend seit 1909 veröffentlicht wird. Von Beginn an ist Flight darüber hinaus offizielles Organ des „Royal Aero Club of the United Kingdom“, einem Club, der für private und Sportfliegerei in Großbritannien sowie für Flugrekorde und Flugwettbewerbe verantwortlich ist.

42Die Ausgaben beinhalten von Anfang an neben sehr detaillierten Beschreibungen des strukturellen Aufbaus der vorgestellten Flugzeuge auch von Flugzeugbauern und Ingenieuren selbst verfasste Artikel zu Konstruktionsfragen. So schrieben beispielsweise Geoffrey de Havilland 1912 einen Artikel über Fahrwerke⁵², der italienische Luftschiffpionier Umberto Nobile⁵³ 1922 einen Vergleich⁵⁴ zwischen starrem und halbstarrem Luftschiff und der deutsche Konstrukteur Gerhard Fieseler⁵⁵ 1 928 einen Artikel über „Aerobatics“⁵⁶. Ab 1926 bekommt Flight den Bereich „The Flight Engineer“, in dem regelmäßig wissenschaftliche Artikel publiziert und neue wissenschaftliche Literatur vorgestellt werden. Der Trend zur Verwissenschaftlichung des Flugzeugbaus macht also auch vor Flight nicht halt. Ihm wird durch diesen Flight-Teil entsprochen. Im Zweifel beinhalten die Artikel aber grundsätzlich eher mehr als weniger technische Details, welche das Verständnis für den „Nichtfachmann“ unter Umständen stark einschränken können (siehe Abbildung „Vermerk in Flight zur Zielgruppe“). Ergänzt werden die Artikel durch detaillierte technische Zeichnungen und seit den 1920er Jahren werden aufwändige Risszeichnungen zu beschriebenen Flugzeugen publiziert.

Abbildung 2: Vermerk in Flight zur Zielgruppe eines Artikels

43Trotzdem richtet sich Flight an jeden Luftfahrtinteressierten, obgleich das Verstehen der publizierten Artikel durchaus Grundkenntnisse des Flugzeugbaus voraussetzt. Im Gegensatz zu populären deutschen Flugzeitschriften, wie beispielsweise der Zeitschrift „Flugsport“ deckt Flight alle Bereiche des Flugwesens ab. Dabei konzentriert sich Flight nicht nur auf den britischen Raum, sondern beleuchtet von Anfang an auch den Flugzeugbau in anderen Ländern. Während des Ersten Weltkriegs werden beispielsweise auch die deutschen Flugzeuge sehr detailliert beschrieben, was gerade bezüglich der ersten Ganzmetallflugzeuge interessant ist. Die internationale Ausrichtung wird auch dadurch belegt, dass ab Ende der 1920er Jahre und der Kommerzialisierung des Flugzeugbaus und der Luftfahrt auch nicht-britische Flugzeughersteller wie Rohrbach, Fiat und Ford, in Flight für ihre Flugzeuge werben.

Abbildung 3: Rohrbach-Werbung in Flight

44An der Zunahme der Werbeanzeigen (auch der internationalen) in den 1920er Jahren lässt sich auch der hohe Stellenwert von Flight als internationales Luftfahrtorgan ablesen. Die hohe Qualität der technischen Beschreibungen und die Tatsache, dass wichtige Persönlichkeiten des Flugzeugbaus hier publizieren und publizierten macht Flight zu einer besonderen Quelle, gerade wenn es um die Beschreibung früher Flugzeugkonstruktionen geht.

45Viele der hier verwendeten Titel zur allgemeinen Luftfahrtgeschichte verweisen nur in kleinen Kapiteln oder Absätzen auf Materialfragen beim Flugzeugbau, so zum Beispiel Crouchs und Hallions Werke zur Geschichte der Luftfahrt⁵⁷ oder Morrows Buch über die Militärfliegerei zwischen 1909 und 1921.⁵⁸

46Gerhard Wissmann geht in seiner Geschichte der Luftfahrt⁵⁹ an zahlreichen Stellen auf Flugzeugwerkstoffe ein. Sein Buch erschien in Ostberlin, und weißt eine ideologische Durchdringung auf. So spricht er beim Wright Flyer von einer „typisch amerikanischen“⁶⁰ Arbeitsweise und später verweist er auf die, „unermüdliche Fürsorge des Sowjetstaates für seine Luftfahrt“⁶¹. Angesichts der Tatsache, dass Forschung und Politik überall Einfluss auf die Materialentwicklung nahmen, führt die ideologische Durchdringung zu Unklarheiten bezüglich der politischen Motivation neue Werkstoffe einzuführen. Abgesehen davon liefert aber Wissmanns Werk interessante Materialinformationen gerade zu den frühen Fluggeräten.

47Wichtige Quellen über die deutsche Luftfahrtforschung und den Entwicklungsstand des Metallbaus zu Beginn der 1920er Jahre sind Artikel zu Materialfragen⁶², welche Konstrukteure selbst veröffentlichten und durch die Wissenschaftliche Gesellschaft für Luftfahrt herausgegebenen Artikel⁶³ zu Materialfragen des Flugzeugbaus. Weiterhin ist die Junkers-Biographie von Richard Blunck⁶⁴ aufschlussreich für die Beweggründe Hugo Junkers’ sich dem Metallbau zu widmen. Junkers war sich offensichtlich seiner Pionierleistungen auf dem Gebiet des Metallflugzeugs sehr bewusst. Vorträge, wie der den er 1923 vor der Royal Aeronautical Society hielt, benutzte er auch als Plattform, um den Versailler Vertrag und seine Beschränkungen für den deutschen Flugzeugbau zu kritisieren: „we are [...], chained by the clauses of the peace treaty, [...].“⁶⁵

48Fokkers Autobiographie⁶⁶ ist ebenfalls aufschlussreich, da sie erkennen lässt, wie sich Fokker gegen den allgemeinen Trend der Verwissenschaftlichung des Flugzeugbaus stellte.

49Dass die Untersuchung des Materialwandels bis jetzt weitgehend ein Forschungsdesiderat blieb, ist aus verschiedenen Gründen unverständlich.

50Zum einen ermöglicht das Untersuchen des Werkstoffwandels im Flugzeugbau modellhaft Werkstoffveränderungen auf anderen Gebieten besser zu verstehen und Mechanismen zu erkennen wie ein solcher Wandel technologisch, sozial und kulturell beeinflusst wird und vonstatten geht. Durch den Vergleich mit anderen technischen Artefakten werden Gemeinsamkeiten, aber auch Singularitäten identifizierbar.

51Zum anderen kann das Studieren des Materialwandels helfen vergangene, laufende und in der Zukunft liegende materielle Veränderungsprozesse zu verstehen und zu erkennen. Es ist weiterhin interessant nachzuvollziehen, wie sich unterschiedliche Werkstoffe in direkter Konkurrenz entwickeln und was dann letzten Endes den Ausschlag gibt, dass sich der eine gegenüber dem anderen durchsetzt.

52Der Flugzeugbau ist vor allem deshalb interessant für die Betrachtung, da er eine relativ junge Technologie darstellt. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts war das Flugzeug eine der wichtigsten Hochtechnologien und ist es bis heute geblieben. An einer solch populären Technik lässt sich gut erkennen, wie soziale, politische und kulturelle Einflüsse eine Technologie verändern können. Kaum ein technisches Artefakt stand so für Modernität wie das Flugzeug und so sollte es auch aus Materialien bestehen, die ebenfalls als modern galten und als solche auch gesellschaftlich angesehen waren. So schreibt Susanne Weiß über die Kunst, was sich auch auf den Flugzeugbau übertragen ließe: „Die Moderne ist aus Metall. Das Design der zwanziger Jahre ist ohne verchromtes Stahlrohr, ohne silbrig glänzende Oberflächen, ohne den matten Schimmer des Aluminiums gar nicht zu denken. Innerhalb weniger Jahre wird das Holz zum gestrigen Werkstoff selbst dort, wo man es eben noch mit Kenntnis und Experimentierfreude zu neuen Formen verarbeitet hat.“⁶⁷

53Die Wurzeln der Luftfahrt reichen lange zurück. Über Jahrhunderte wurde versucht das Problem des Fluges durch Versuch und Irrtum (Trial and Error) zu lösen. Ähnlich verfuhr man bei der Materialwahl. Erfolge verstetigten sich erst, als sich der Flugzeugbau verwissenschaftlichte und die Konstruktionen zunehmend auf wissenschaftlichen Erkenntnissen und abnehmend auf dem Zufall beruhten. Auch die Materialien folgten diesem Trend, welcher der Luftfahrt zu Beginn des vergangenen Jahrhunderts zu einem enormen Aufschwung verhalf.

54Dabei darf jedoch nicht vergessen werden, dass sich manche Materialien je nach Anforderung durchaus besser für den Flugzeugbau eigneten als andere. Erst die relative Gleichwertigkeit verschiedener Baustoffe macht es nötig das Durchsetzen einer der beiden durch soziale und kulturelle Einflüsse zu erklären, auch wenn diese Einflüsse bereits die Materialforschung beeinflussen.

55Die vorliegende Arbeit soll dem Aufruf Pinch und Bijkers nachkommen, die da forderten: „More systematic studies of closure mechanisms in science and technology are [...] needed.“⁶⁸ Gleichzeitig soll die Richtigkeit ihrer Annahmen, bezogen auf den Flugzeugbau, überprüft werden.

56Für zukünftige Forschungen wäre es lobenswert, wenn die Werkstoffgeschichte der Luftfahrt bis zu heutigen Konstruktionen und auf die Raumfahrt ausgedehnt würde. Des Weiteren wäre es interessant den momentan stattfindenden Materialwandel hin zu modernen Kompositmaterialien weiter zu untersuchen und diesen mit dem Übergang von der Holzzur Metallbauweise zu vergleichen.

„Denn auch in Dingen, die für unseren äußeren Sinn minder anziehend sind, bietet die schaffende Natur denen, die im Stande sind, die Ursachen zu erkennen und von Natur Philosophen sind, unaussprechliche Vergnügungen dar. Denn es wäre ja widersinnig und seltsam, wenn uns [...] die Betrachtung der Naturgebilde selbst nicht noch mehr anziehen sollte, da wir die Ursachen betrachten können [...] denn in allen Naturdingen liegt etwas Bewundernswerthes; und so wie Heraklitus zu seinen Gästen gesagt haben soll, die ihn besuchen wollten, diese sahen ihn nämlich, als sie eintraten ganz erhitzt am Kamine und blieben deshalb stehen, (er aber hieß sie nur ungescheut eintreten, indem er hinzufügte: auch hier sind die Götter); ebenso müssen auch wir an die Untersuchung eines jeden Thieres gehen, ohne die Nase zu rümpfen, da ja in allen Dingen etwas natürliches und vortreffliches ist.“
- Aristoteles⁶⁹