Karl Wilhelm Otto Lilienthal (* 23. Mai 1848 in Anklam, Provinz Pommern, Königreich Preußen; † 10. August 1896 in Berlin, Deutsches Kaiserreich) war ein deutscher Luftfahrtpionier. Er gilt als der erste Mensch, der erfolgreich und wiederholbar Flüge mit einem Gleitflugzeug, damals Flugapparat genannt, durchführte und dem Flugprinzip „schwerer als Luft“ damit zur ersten menschlichen Anwendung verhalf und so den Weg zu dessen späterem Erfolg bahnte. Seine experimentellen Vorarbeiten und erste Flugversuche ab 1891 führten zum Konzept der Tragfläche. Die Darstellung aerodynamischer Eigenschaften von Flügeln im Polardiagramm wurde von ihm entwickelt und wird bis heute eingesetzt. Die Produktion des Normalsegelapparates in seiner Maschinenfabrik in Berlin war die erste Serienfertigung eines Flugzeugs. Sein Flugprinzip war die Umsetzung von kinetischer Energie und auch potentieller Energie in Auftrieb und Vortrieb (Gleitflug).
Otto Lilienthal wurde als erstes von acht Kindern des Kaufmanns Gustav Lilienthal (1817–1861) und dessen Frau Caroline Lilienthal, geborene Pohle, geboren. Lilienthals Urgroßmutter väterlicherseits war Charlotte von Tigerström (1773–1857), geborene von Balthasar, eine Enkelin des Greifswalder Generalsuperintendenten Jakob Heinrich von Balthasar. Fünf Geschwister starben im Alter von wenigen Monaten oder Jahren. Der 1929 in Schlesien geborene Diplom-Ingenieur und Lufthansa-Manager Reinhardt Abraham, dessen Vater Ella Lilienthal geheiratet hatte, war ein Urgroßneffe von Otto Lilienthal.
Der Vater war ein mathematisch und technisch begabter Mann, die Mutter hatte in Dresden und Berlin Musik studiert. Als die Familie in wirtschaftliche Schwierigkeiten geriet, beschloss sie die Auswanderung nach Amerika. Der plötzliche Tod des Vaters durchkreuzte den Plan der Übersiedlung. Dies geschah etwa sechs Wochen vor Otto Lilienthals 13. Geburtstag.
Der Mutter gelang es unter großen Anstrengungen, ihren Kindern eine gute Ausbildung zu ermöglichen. Ihre Söhne Otto und Gustav Lilienthal besuchten ab 1856 zunächst das Gymnasium in Anklam. Zu ihren Lehrern gehörte der Astronom Gustav Spörer. Flugversuche und -experimente sowie das Studium des Vogelflugs fielen bereits in diese Zeit.
Die Brüder blieben über zahlreiche Projekte und Erfindungen zeitlebens eng verbunden.
Ab 1864 besuchte Otto Lilienthal die Potsdamer Provinzialgewerbeschule (heute Humboldt-Gymnasium Potsdam). Nach zwei Jahren begann er ein Praktikum bei der Berliner Maschinenfabrik Schwartzkopff. Er lebte in dieser Zeit als „Schlafbursche“: Sein Bett musste er mit einem Droschken- und einem Rollkutscher teilen, wie er in einer Chronik berichtete.
1867 und 1868 bauten die Brüder Lilienthal in Anklam Experimentiergeräte zur Erzeugung von Auftrieb durch Flügelschlag. Das Ergebnis war eine maximal hebbare Masse von 40 kg. Zu den entscheidenden Experimenten wurden die darauf folgenden Untersuchungen des gewölbten Flügels in der Luftströmung ohne Flügelschlag.
Der Zusammenhang zwischen Luftströmung und Auftrieb wurde zu dieser Zeit durch die Physik noch nicht zutreffend beschrieben. Beispielsweise untersuchte Hermann Helmholtz die Problematik und erklärte 1873 in einem Vortrag vor der Preußischen Akademie der Wissenschaften, dass „es kaum als wahrscheinlich zu betrachten [ist], dass der Mensch auch durch den allergeschicktesten flügelähnlichen Mechanismus, den er durch seine eigene Muskelkraft zu bewegen hätte, in den Stand gesetzt werden würde, sein eigenes Gewicht in die Höhe zu heben und dort zu erhalten“. Die Aussage wurde allerdings so missverstanden, als habe „die Wissenschaft nun ein für alle Mal festgelegt, dass der Mensch nicht fliegen könne“, wie Lilienthal in einem Vortrag ironisch konterte. (Mit Leichtbau-Werkstoffen und erheblichem Aufwand wurden in den 1960er und 1970er Jahren allerdings auch die ersten Muskelkraft-Flugzeuge verwirklicht.)
Im November 1867 begann Lilienthal ein Studium an der von Franz Reuleaux geleiteten Gewerbeakademie Berlin, aus der später die Technische Hochschule Charlottenburg hervorging, und bekam ein Stipendium, das seine Lebenssituation deutlich verbesserte. Auch seine flugtechnischen Ambitionen waren an der Schule nicht unerkannt geblieben. Nach Abschluss der Ausbildung 1870 schlug Lilienthal ein Angebot von Reuleaux aus, dessen Assistent zu werden. In mehreren Briefen aus dem Deutsch-Französischen Krieg, an dem Lilienthal als „Einjährig-Freiwilliger“ teilnahm, berichtet er seinem Bruder und seiner Mutter über die Luftballone, die das belagerte Paris verließen.
Die ersten Versuche der Brüder, mit einem eigenen Unternehmen Geld zu verdienen, waren nicht erfolgreich. Die Patentanmeldung für einen Stirlingmotor schlug fehl, das Patent auf eine Schrämmaschine für den Bergbau führte zwar zu einer Serienfertigung, jedoch nicht zu einem eigenen Unternehmen.
Am 11. Juni 1878 heiratete Lilienthal in Döhlen (heute Freital) Agnes Fischer (1857–1920), die Tochter eines Bergmanns, mit der er vier Kinder hatte. 1879 wurde der erste Sohn, Otto, geboren; es folgten 1884 die Tochter Anna, 1885 der Sohn Fritz und 1887 die Tochter Helene. 1879 entwickelte Otto mit seinem Bruder Gustav ein Baukastensystem für Kinder mit Steinen aus mineralischen, mit Leinöl gebundenen Bestandteilen. Eine eigene Vermarktung des Baukastensystems erwies sich als finanziell nicht lohnend. Friedrich Adolf Richter kaufte die Rechte an dem System und machte daraus den Anker-Steinbaukasten, der heute noch hergestellt wird.
1881 erhielt Lilienthal ein Patent für Schlangenrohrkessel, das den erhofften Erfolg brachte: Zusammen mit einer kleinen Wand-Dampfmaschine entstand der Lilienthalsche Kleinmotor, der ab 1883 in einem eigenen Betrieb hergestellt wurde, der schnell zur Fabrik mit bis zu 60 Mitarbeitern anwuchs. Ab 1894 stellte sie auch den Normalsegelapparat in Serie her und wurde damit zur ersten Flugzeugfabrik der Welt.
Das Unternehmen wurde – beeinflusst von den Ideen von Moritz von Egidy und Theodor Hertzka – überaus modern geführt. Schon 1890 wurden die Arbeiter mit 25 % am Reingewinn des Unternehmens beteiligt. Für diese Maßnahme wurden später die Carl-Zeiss-Werke und der Berliner Holzpflaster-Fabrikant Heinrich Freese bekannt. Aus einem Brief an Egidy stammt auch Lilienthals bekannt gewordene Vision vom Flugzeug als Mittel zur Völkerverständigung und zum ewigen Frieden.
Die Dampfkessel- und Maschinenfabrik Otto Lilienthal existierte unter diesem Namen noch bis zum Ersten Weltkrieg.
Eine interessante unternehmerische Episode ist auch Lilienthals Engagement für eine Volksbühne im Berliner Ostend-Theater, die ihn zum Theaterdirektor, Schauspieler und Autor werden ließ.
Theoretische Vorarbeit zum Fliegen
Seit 1874 führte Otto Lilienthal unterstützt von seinem Bruder Gustav mit einem selbst entwickelten Rotationsapparat systematische Messungen zum Auftrieb an ebenen und gewölbten Flächen durch, die eindeutige Ergebnisse lieferten. Zum einen lieferten gewölbte Tragflächen im Vergleich zu ebenen Flächen bei relativ geringer Zunahme des Luftwiderstands in horizontaler Richtung ein Vielfaches an vertikalem Auftrieb, zum anderen wies die schwach gewölbte Vogelflügelform die günstigsten Widerstandswerte auf. Vor allem finanzielle Einschränkungen, aber auch der Zeitgeist verhinderten eine zeitnahe Veröffentlichung seiner Erkenntnisse.
Im Jahr 1889 veröffentlichte Lilienthal sein Buch Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst, das heute als wichtigste flugtechnische Veröffentlichung des 19. Jahrhunderts gilt. Als geradezu prophetisch sollte sich eine der ersten Rezensionen des Buches erweisen: