Auch bei den beiden Aachener Hochschulprofessoren war die Gestaltung der Tragflächen ein heißes Diskussionsthema. Im Gegensatz zu vielen anderen Aviatikern der damaligen Zeit waren beide jedoch davon überzeugt, dass der Luftwiderstand eine nicht zu unterschätzende Rolle spielte.

Mit Hilfe von kleinen Modellen und einem Rundlaufapparat wollte man die Form der Tragfläche mit dem geringsten Luftwiderstand herausfinden. Reissner kam dabei zu der Erkenntnis, dass Tragflächen aus dünnem Wellblech der Luft weniger Widerstand boten als die bisher verwendeten Holz-Stoff-Konstruktionen, da sie formstabil waren und keine besondere Versteifungen benötigten. Diese Erkenntnis ließ er sich am 5. November 1908 patentieren².
Technisch umgesetzt werden sollte das Patent bereits im darauffolgenden Jahr. Nachdem der Doppeldecker bei Flugversuchen mehrmals zu Bruch gegangen war, entschieden sich Reissner und Junkers im Herbst 1909 für eine völlige Neukonstruktion eines Eindeckers aus Stahlrohren mit Wellblechtragflächen.

Auf einer Bahnfahrt von Aachen nach Berlin Mitte November 1909 diskutierten Junkers und Reissner die praktische Ausführung der Wellblechtragflächen. Da sie bisher keine Firma gefunden hatten, die Wellbleche aus Aluminium liefern konnten, wollte Junkers in seiner Badeofenfabrik „Junkers & Co.“ selbst Walzversuche machen lassen.
Beim Nachdenken über die Tragflächengestaltung des neuen Eindeckers stellte sich Junkers die Frage, ob Reissner wirklich die günstigste Form gefunden habe. War mit den dünnen und eigenstabilen Tragflächen das Ziel des geringsten Luftwiderstandes erreicht? Reichte der Auftrieb dieser Tragflächen aus, um divh mit der damals verfügbaren geringen Motorkraft von etwa 70 PS mit dem Apparat in die Luft zu erheben?

In der Literatur fand Junkers Berichte der 1907 von Ludwig Prandtl in Göttingen gegründeten „Modellversuchsanstalt für Aerodynamik“ über inzwischen gemachte Windkanalversuche. Auch der Erbauer des Pariser Eiffelturms Gustave Eiffel hatte Untersuchungen zum Strömungswiderstand von rechteckigen und ovalen Platten gemacht. Das Ergebnis dieser Versuche ließ ihn hoffen, dass ein dicker Flügel zumindest nicht extrem mehr Luftwiderstand als ein dünner erzeugen würde.

„Auch ich hatte die Idee, daß man mit einem dünnen Flügel die besten Wirkungen bezüglich Auftrieb und Widerstand erziele„, bekannte er in einem Vortrag vor der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Luftfahrt am 10. Dezember 1919 in Berlin, „und ich hätte wohl kaum den Mut gehabt, an solche dicken Flügel mit einiger Aussicht auf Erfolg heranzugehen, wenn nicht schon damals hochinteressante Ergebnisse von Göttinger und Eiffelschen Versuchen vorgelegen hätten, die zeigten, daß der Widerstand des Körpers in der Luft durchaus nicht in erster Linie von dem Querschnitt senkrecht zur Luftströmung abhängt.„³

Ein solch dicker Flügel hatte sein Gewicht und würde wahrscheinlich mit einem Motor nicht auskommen, dachte er sich und skizzierte ein zweimotoriges Flugzeug:

Zwischen diese Zeichnungen schrieb er:

„Patent über eine körperliche statt flächigeGestaltung der Tragflächen.

1. Schaffung eines großen Widerstandsmomentes der Tragflächen gegen vertikal und auf Verdrehung wirkende Angriffsmomente, indem die beiden durch Gurtungen in geeigneter Weise zu verbindenden Flächen einen „Träger“ bilden.
2. Schaffung eines Hohlraumes zur Aufnahme von mitzuführenden Gegenständen (Maschinen, Behältern, Nutzlasten, Personen usw.) zum Zweck der möglichsten Verringerung des Luftwiderstandes unter gleichzeitiger Ausnutzung der bedeckenden Flächen zum Heben (d. h. als Tragflächen).Die Tragflächen erhalten zu dem Zweck eine etwa fischförmige Gestalt. Um an einzelnen Stellen des Hohlraumes besonders hohe Körper aufnehmen zu können, ohne den Hohlraum im ganzen den Höhendimensionen dieser Körper entsprechend zu gestalten, können an diesen Stellen Ausbauten angebracht werden, welche sich ebenfalls entsprechend den Forderungen kleinsten Widerstands bei größter Tragkraft und geringstem Gewicht zu gestalten sind.“

Diese Ideenskizze reichte er an seinen Oberingenieur Wergien weiter, der am 11. Dezember 1909 daraus folgende Patentansprüche formulierte:

„Ansprüche:

1. Tragflächen für Flugapparate, dadurch gekennzeichnet, dass dieselben als Hohlräume ausgebildet werden.

2. Tragflächen für Flugmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen infolge ihrer körperlichen Gestaltung in sich versteift sind und als Träger wirken.

3. Tragflächen für Flugmaschinen nach Anspruch 1 und 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume der Tragflächen so ausgebildet sind, daß sie zur Aufnahme von Personen und Gegenständen (Maschinen, Behältern, Betriebsstoffen, Nutzlasten) benutzt werden können.„⁴

In diesem eingereichten Patent wurde die von Wergien verwendete Bezeichnung „Tragflächen“ durch „Gleitflieger“ ersetzt, offensichtlich wollte man damit den Patentanspruch auch auf nichtmotorisierte Flugzeuge ausdehnen. Erkenntlich ist das auch aus der hinzugefügten Zeichnung Fig. 3.

Die Patentansprüche wurden mehrmals aufgrund von Einsprüchen durch die Vorprüfer abgelehnt, durch Junkers entsprechend abgeändert und neu eingereicht. Die Idee, dass Motoren und Personen in als Hohlkörpern ausgebildeten Tragflächen untergebracht werden können, stellte sich als nicht so neu heraus, auch die eingebauchte (konkave) Form der Tragflächenunterseite sei bekannt und selbsttragende Gitterträgerverbände nach Anspruch 3 gäbe es bereits bei einem Antoinette-Flugzeug⁷, wurde Junkers entgegengehalten. Der für Patentsachen zuständige Oberingenieur Wergien erklärte dem Patentamt immer wieder geduldig, dass das Neue der Erfindung die stromlinienförmige Gestalt des Hohlkörpers sei, die selbst Auftrieb erzeugen konnte:„Nicht die Umhüllung an sich, auch nicht eine solche Umhüllung, welche geeignet ist, den Luftwiderstand der umschlossenen Teile zu vermindern, wird als neu beansprucht, sondern eine solche Umhüllung, welche geeignet ist, Auftrieb zu erzeugen. Eine derartige Umhüllung darf sogar und wird vielfach auch mehrLuftwiderstand besitzen als die umschlossenen Teile für sich, aber nicht in zweckloser Weise, vielmehr unter Vermehrung des Auftriebes und unter Verbesserung des Verhältnisses von Auftrieb zu Widerstand, worauf es allein ankommt. Die Erzielung dieser Vorteile hat zunächst mit der Gestaltung der Hauptflügel gar nichts zu tun; letztere können ganz beliebig gestaltet sein.“⁸

Zweieinhalb Jahre nach der Einreichung erklärte sich das Kaiserliche Patentamt endlich zur Bekanntgabe des Patentes bereit, forderte aber noch einige Änderungen:

„Die am 31. Januar 1910 eingegangene Patentanmeldung des Professor Hugo Junkers in Aachen, Frankenburg, wird bekannt gemacht werden, wenn Anmelder sich innerhalb zwei Wochen mit den noch vorgenommenen Änderungen der Unterlagen einverstanden erklärt und die Anlagen (Beschreibung in Urschrift, Patentansprüche in Reinschrift) zurückreicht.

Der Anspruch 1 ist zur Vermeidung einer unnötigen Beschränkung in zwei Ansprüche zerlegt worden; Anspruch 3 ist gemäß Eventualantrag gestrichen worden.

Die Bekanntmachung wird alsdann erfolgen in der Klasse 77 h mit der Bezeichnung: „Gleitflieger mit zur Aufnahme von nicht Auftrieb erzeugenden Teilen dienenden Hohlkörpern“ und zwar sogleich, da ein Antrag auf Aussetzung nicht vorliegt.“

Die endgültigen Patentansprüche lauteten dann:

1. Gleitflieger mit zur Aufnahme von nicht Auftrieb erzeugenden Teilen dienenden Hohlkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Längsschnitt der Hohlkörper die bekannte, für eine Tragfläche günstigste, geschweifte, unten eingebauchte Keulenform, mit dem dickeren Teile vorn, erhält.
2. Gleitflieger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper eine große Ausdehnung quer zur Fahrtrichtung durch seitlichen Anschluß an Tragflächen erhält, so daß der seitliche Abfluß der Luft verringert wird.
3. Gleitflieger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen des Fliegers oder Teile derselben als zur Aufnahme von Konstruktionsteilen, Personen, Nutzlasten dienende Hohlkörper ausgebildet sind.„⁹

Später wurde dieses Patent auch in den Junkerswerken als Nurflügel-Patent bezeichnet, was jedoch so nicht stimmt. „In der Patentbeschreibung und -zeichnung ist das neue System nur soweit erklärt und angedeutet, wie es für die Zwecke der Patentierung notwendig war ohne konstruktive Durcharbeitung„, erklärte Prof. Junkers in seinem Vortrag vom Dezember 1919. Patentiert war nur die Grundidee, „daß man nicht nur möglichst alle Teile mit einer Hülle in Stromlinienform umkleiden, sondern daß man diese Umhüllungen zu Hohlräumen ausbilden soll, welche bei möglichst geringem Widerstand zugleich ein Maximum an Auftrieb erzeugen … Diese Grundidee ist deshalb von entscheidender Bedeutung, weil sie zeigt, wie höchste Wirtschaftlichkeit des Flugzeuges als Transportmittel am besten erreicht wird.“

Dass Junkers am Ende aber ein Nurflügelflugzeug als Idealzustand vorgeschwebt haben könnte, geht aus dem schon erwähnten Schreiben von Wergien an das Patentamt hervor: „Die mit stetigen Übergängen an die Auftrieb erzeugende Umhüllung anschließenden Haupttragflächen werden soweit ausgehöhlt, daß sie selbst zur Aufnahme von Gegenständen usw., die an sich keinen Auftrieb erzeugen können, nutzbar gemacht werden. Die Haupttragflächen sind damit gewissermaßen selbst ein Teil der Auftrieb erzeugenden Umhüllung geworden, oder im extremen Falle, sie ersetzen die Umhüllung ganz. Dieses so Schritt für Schritt systematisch immer weitergehende Hineinverlegen möglichst allernicht Auftrieb erzeugendenGegenstände in Auftrieb erzeugende Hüllen, und die damit erzielte fortschreitende Verbesserung des Verhältnisses Auftrieb : Widerstand bis zur äussersten überhaupt möglichen Grenze kennzeichnet also die Erfindung.“

Auch Junkers war 1920 der Auffassung, dass sich die Entwicklung in Richtung Nurflügelflugzeug bewegen werde. Seine aerodynamischen Versuche, die er später im eigenen Windkanal durchführte, hätten ergeben, „daß der Widerstand, und also auch die Transport- oder Frachtarbeit je km, beim Flugzeug von der Geschwindigkeit unabhängig sind. Dies trifft natürlich nur für ein Idealflugzeug zu, welches keine „schädlichen Widerstände“ aufweist, sondern nur aus Tragfläche besteht. Je größer die Geschwindigkeit wird, um so kleinere Flügel sind zum Tragen einer bestimmten Last ausreichend, so daß der Widerstand eines solchen Flugzeuges, für alle Geschwindigkeiten, denselben, nur vom Flugzeuggewicht abhängigen Wert behält. In Wirklichkeit wird sich ein derartiges Idealflugzeug wohl nie ganz erreichen lassen, jedoch wird m. E. die Weiterentwicklung des Flugzeugbaues sich in dieser Richtung bewegen, so daß wir in absehbarer Zeit dem Ideal ziemlich nahekommen werden.“

Ursprünglich hatte Junkers keineswegs vor, selbst ein Flugzeug nach diesem Patent zu bauen. Nach der Patenterteilung verhandelte über ein Jahr lang mit dem Flugzeugfabrikanten Rumpler über eine Zusammenarbeit bei der technischen Umsetzung des Patentes, sie konnten sich jedoch nicht einigen, wer bei dieser Zusammenarbeit das Sagen hat: „Wenn ich mein Patent unter Verzicht auf eigene Disposition und seine weitere Entwicklung, Ausweitung und Verwertung in fremde Hände legen soll, so müßte ich, abgesehen davon, daß die Mitarbeit gerade das ist, was ich in erster Linie haben will, nicht der möglichst vorteilhafte Verkauf der Patente, die unbedingte Garantie haben, daß dasselbe seiner vollen Bedeutung entsprechend ausgebeutet wird„, meinte Junkers.¹⁰

Rumpler wollte sich jedoch von Junkers beim Bau eines Flugzeuges nach dem Gleitfliegerpatent nicht reinreden lassen: „Herr Rumpler macht geltend, daß Schwierigkeiten entstehen können in dem Fortgang der Arbeit, wenn Js. versäume, rechtzeitig sich zu äußern, und legt Wert darauf, im Interesse der Sache selbständig entscheiden zu können.„¹¹Hinzu kam, dass Rumpler selbst forschte und ein ähnliches Patent angemeldet hatte.

Mit dem Ausbruch des Ersten Weltkrieges im August 1914 war eine Verwertung des Patentes als Lizenzvergabe ohne praktischen Nachweis der Ausführbarkeit so gut wie unmöglich geworden. Damit es wegen Nichtausführung nicht verfiel, musste Junkers nun selbst daran gehen, ein Flugzeug mit dicken Flügeln zu bauen. Ende September / Anfang Oktober 1914 stellte er ein Arbeitsprogramm für Flugtechnische Aufgaben auf und notierte Überlegungen zu einem Flugzeug als Transportmittel für Personen und Lasten. Als Baustoff kam wegen der leichten Formbarkeit nur Metall in Frage. Da im Kriege das leichte Duralumin für die Luftschiffe gebraucht wurde und daher schwer zu beschaffen war, entschied sich Junkers für das in seiner Badeofenfabrik vorhandene Eisenblech.

Der erste Entwurf, den seine Konstrukteure am 25. März 1915 anfertigten, war eine weitgehende Umsetzung der Leitgedanken des Gleitfliegerpatentes. Es war ein zweisitziger Mitteldecker mit 2 Propellern und 2 Motoren mit je 200 PS. Die Spannweite betrug 14 m, die Länge 5 m. Über den Sitzen war ein durchsichtiges Dach vorgesehen. Die Motoren waren im Flügel untergebracht, die Propeller lagen am hinteren Rand der Tragflächen und die gesamte Form des Flugzeuges zielte auf eine weitgehende Verminderung des Luftwiderstandes hin.

Diesem „J 1“ genannten Ganzmetallflugzeug folgten im Laufe des Krieges immer ausgefeiltere Varianten, die ab 1917 auch in Leichtmetall ausgeführt wurden. Allen Militärflugzeugen war jedoch gemeinsam, dass Personen und Fracht im Rumpf und nicht wie im Patent vorgesehen, im Flügel untergebracht waren. Auch die nach dem Kriege entwickelten Verkehrsflugzeuge platzierten Passagiere und Fracht im Rumpf.

Bereits im September 1920 wurde mit dem Bau dieses JG 1 genannten Flugzeuges begonnen. Im Juni 1921 waren beide Flügel und das Rumpfendstück fertiggestellt, als die Alliierten in Deutschland wegen Nichteinhaltung des Versailler Vertrages ein Flugzeugbauverbot durchsetzten. Die Junkerswerke mussten ihren Flugzeugbau vollständig einstellen, die bisher fertiggestellten Teile der JG 1 wurden auf Geheiß der Alliierten vernichtet.

Im Jahre 1924 wurde nochmals ein Versuch gestartet, die Idee des Gleitfliegerpatentes praktisch umzusetzen. Auf seine Amerikareise nahm Junkers das Modell der J 1000 mit, mit dem ein Etappenflug von Europa nach Amerika möglich werden sollte. Er versuchte, Henry Ford für diesen Gedanken (und eine Mitfinanzierung) zu gewinnen, stieß aber nicht auf Gegenliebe.

Da sich die Nachfrage nach Frachttransport zur damaligen Zeit in Grenzen hielt, hingegen die Passagierplätze ständig ausverkauft waren, wurde auch der Frachtraum mit Passagiersitzen versehen und der Rumpf musste später sogar aufgestockt werden. Mehr als zwei Exemplare dieses Verkehrsflugzeuges wurden nicht gebaut, die Kosten waren zu hoch.

Junkers ließ nach der J 1000 noch weitere Projekte ausarbeiten, die in Richtung eines Nurflügel-Flugzeuges zielten, weil er überzeugt war, dass sich nur so ein maximaler Auftrieb und damit beste Ausnutzung der Motorenleistung erzielen ließ. Er musste jedoch bald einsehen, dass so ein Flugzeug keine hohen Geschwindigkeiten erlaubte und es auch sehr schwer zu steuern war. Mit der G 38 war damit der Endpunkt dieser Entwicklung erreicht, nunmehr ging der Trend in Richtung dicker Rumpf mit dünnen Flügeln.¹²