Eine Windmühle besteht einfach gesagt aus zwei Teilen. Zum einen dem Gebäude und zum anderen aus einem Flügelrad. Im Gebäude befindet sich die Mühlvorrichtung, während das Flügelrad für den Antrieb und damit für die Arbeitsenergie sorgt. Genauso wie es immer wieder neue Windmühlentypen gab, unterlag auch die Flügelmechanik ständiger Weiterentwicklung.
Segelgatterflügel
Diese einfache Konstruktion besteht aus einem Gitterkreuz aus Holzlatten, die mit Segeltuch bespannt werden. Das Tuch ist dabei ähnlich wie ein Schiffssegel mit einem wetterfesten Schutzanstrich versehen.
Abhängig von der Windstärke muss bei diesem Flügel ein Teil der Besegelung entfernt oder erweitert werden, so dass meistens nicht das vollständige Gitterkreuz bespannt war. Für jeden Flügel musste dabei die Mühle komplett angehalten werden. Bei vier Flügeln als viermal. Im Sommer war das Ent- und Bespannen vielleicht noch recht angenehm. Im Winter, bei eisigem Wind und vereistem Holz konnte diese Arbeit hingegen lebensgefährlich werden.
Oft gingen Mühlen, die über Segelgatterflügel verfügten, in Flammen auf, wenn die Segeltuchfläche bei starkem Wind oder orkanartigen Böen nicht rechtzeitig verkleinert wurden. Durch die enorme Windstärke überdrehte sich die Mühle und die Bremse überhitzte.
Türenflügel
Bei den Türenflügeln wurden große Bretter, auch Türen genannt, in die Gitter eingehängt, anstatt dass diese mit Tuch bespannt wurden. Auch bei dieser Konstruktion musste die Mühle für jedes einzelne Flügel angehalten werden.
Beide Modelle hatten zwar den Vorteil, dass sie einfach herzustellen und fast ebenso einfach bedient werden konnten. Es war jedoch mit einem hohen Arbeits- und Zeitaufwand verknüpft, wenn sich die Windstärke änderte.
Jalousiekappenflügel
Ein neues System, das zunächst bei Holländerwindmühlen, später auch bei anderen Typen Verwendung fand, ist das Jalousiekappensystem. Die Flügelfläche wird dabei nicht mehr bespannt, sondern mit fest installierten Jalousieklappen versehen, die über einen zentralen Verstellmechanismus kontrolliert werden können.
Je nach Windstärke und Betriebsstatus wurden die Jalousien senkrecht gestellt, so dass sie eine kompakte Fläche bildeten. Nach Arbeitsende stellte man die Jalousien dann waagerecht, so dass der Wind ungehindert durch die Flügel wehen konnte. Die Mühle musste bei verändertem Wind also nicht mehr extra angehalten werden.
Den aus dem Flügelwellenkopf herausragenden Verstellmechanismus dieser Jalousien nennt man Spinnenkopf. Vor allem in Mitteldeutschland wurde diese Technik schnell populär, während man in den Niederlanden weiterhin auf das Segelgatterflügelsystem baute.
Bilautische Ventikanten
Karl Bilau entwickelte zwischen 1920 und 1924 eine Flügelkonstruktion, die damals nur selten zum Einsatz kam. Unter Verwendung neuester Erkenntnisse aus der Aerodynamik und der Flugzeugkonstruktion entwarf er Flügel aus Leichtmetall nach dem Vorbild von Flugzeugtragflächen. Diese wurden paarweise annähernd V-förmig zueinander angebracht. Ein Paar besteht dabei aus einem Vorderheck und einem Hinterheck. Zwischen diesen besteht ein variabler Längsspalt, der je nach Windstärke geöffnet oder geschlossen werden konnte. Geöffnet fungierte der Spalt als Bremse, geschlossen als Segelfläche.
Bedingt durch die zunehmende Industrialisierung fand das System kaum Verwendung. Man nannte Karl Bilau auch den "Retter der Windmühlen". Karl Bilau sah dabei voraus, dass die Windmühlen von übermorgen nur noch drei anstelle vier Flügel haben würden. Ein System, we es bei modernen Windkraftanlagen tatsächlich Anwendung findet.
Der Nachteil der Bilautischen Ventikanten ist das enorme Gewicht und der stolze Preis.Bei einem Flügeldurchmesser von 24 Meten kam ein Gewicht von etwas 12 Tonnen zusammen.
Segelstangenflügel
Vor allem im Mittelmeerbereich ist das Segelstangenflügelsystem weit verbreitet. Es ist zugleich ein einfaches wie auch kostengünstiges System und besteht aus segelbespannten Stangenruten.
Bei diesem Modell werden vier bis sechs Stangen in voller Spannweitenlänge durch das Ende einer Flügelachse gesteckt und mit Drahtseilen verbunden, sowohl untereinander als auch mit dem zentralen Achsenende. Dies ergibt ein Flügelrad aus acht, zehn oder zwölf Flügelstangen, die dann mit Dreieckssegeln bespannt werden.
In der Vergangenheit gab es in Griechenland sogar zwei Mühlen mit vierzehn, sowie eine Mühle mit stolzen sechzehn derartigen Flügeln. Alle drei Windmühlen sind leider im Laufe der Zeit zerfallen oder zerstört worden.
