Schon die Urväter der Luftfahrt, Otto Lilienthal und Leonardo da Vinci, waren begeistert vom freien Flug und legten damals mit ihren Erkenntnissen den Grundstein für die moderne Luftfahrt. Doch woher hatten sie diese Erkenntnisse, wenn es noch keinerlei flugfähige Geräte oder auch nur Aufzeichnungen über diese gab? Sie bedienten sich bei der Natur und fanden vor allem bei den Vögeln, aber auch anderen Tieren und Pflanzen, alles was notwendig war, um auch dem Menschen das Fliegen zu ermöglichen. Das nennt man Bionik in der Luftfahrt. Von diesen Erkenntnissen bis zur modernen Luftfahrt war es zwar noch ein weiter Weg, aber heute können wir bereits Flugzeuge bestaunen, die vollgepackt mit neuer Technologie sind. Sie legen weitere Distanzen zurück als es vor 50 Jahren überhaupt vorstellbar gewesen wäre und sind trotz der hohen Geschwindigkeiten das statistisch sicherste Transportmittel. Doch was hat sich in diesen Jahren so verändert und inwiefern hat die Natur mit diesen Veränderungen/Erfindungen zu tun?
Diese Arbeit will diese Fragen beantworten und wenn möglich zusätzlich weitere Verbesserungsmöglichkeiten aufzeigen. In dieser vorwissenschaftlichen Methodik möchte der Autor auf eine spezielle Erfindung eingehen, die die Luftfahrt erst in den letzten Jahren erreichte. Er plant, mithilfe eines aussagekräftigen Experimentes den Unterschied zwischen Flugkörpern mit und ohne „Winglets“ herauszustellen und so Rückschlüsse auf die Sinnhaftigkeit von bionischen Erfindungen ziehen zu können. Was bringt uns also die Bionik? Wie können wir die Entwicklung in der Luftfahrt weiter vorantreiben? Und wie sieht der Unterschied mit und ohne Winglets aus?
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Beim Flug wirkende Widerstands- und Strömungskräfte
3. Der Vogelflug und seine Erforscher
3.1 Leonardo da Vinci - Seiner Zeit voraus?
3.2 Otto Lilienthal - Der Flugpionier
4. Natürliche Vorbilder und wie sie die Luftfahrt beeinflussen
4.1 Vogelflügel und Flugzeugtragflächen
4.2 Der Düsenantrieb - Fortbewegung durch das Rückstoßprinzip
4.3 Der Strömungsabriss - Wieso stürzen Flugzeuge ab?
4.4 Daumenfittich der Vögel
4.5 Die Handschwingen der Vögel - Winglets
4.6 Die Samen des Ahornbaumes - Propeller in der Luftfahrt
5. Die technische Verbesserung militärischer Fahrzeuge durch Bionik
5.1 Die Samen der Zanoniapflanze - B-2 Spirit
5.2 Der Mauersegler - Das Deltaflugzeug
6. Andere Formen von Flugapparaten
6.1 Die Libelle als Vorbild des Hubschraubers
6.2 Die Körperform der Pinguine - Unbemannte Zeppeline
7. Experiment zur Untersuchung des Nutzens von Winglets
8. Fazit zur Fragestellung
9. Quellenverzeichnis
9.1 Primärliteratur
9.2 Sekundärliteratur
9.3 Internetadressen
8.4 Zusätzliche Quellen
10. Abbildungsverzeichnis
11. Anhänge
1. Einleitung
Wenn sich riesige hunderte Tonnen schwere Flugzeuge in die Luft heben, frage ich mich oft: Wie ist das möglich? Mit dieser Frage war und bin ich anscheinend nicht allein. Schon die Urväter der Luftfahrt, Otto Lilienthal und Leonardo da Vinci waren begeistert vom freien Flug und legten damals mit ihren Erkenntnissen den Grundstein für die moderne Luftfahrt. Doch woher hatten sie diese Erkenntnisse, wenn es noch keinerlei flugfähige Geräte oder auch nur Aufzeichnungen über diese gab?
Sie bedienten sich bei der Natur und fanden vor allem bei den Vögeln, aber auch anderen Tieren und Pflanzen, alles was notwendig war um auch dem Menschen das Fliegen zu ermöglichen. Das nennt man Bionik in der Luftfahrt. Von diesen Erkenntnissen bis zur modernen Luftfahrt, war es zwar noch ein weiter Weg, aber heute können wir bereits Flugzeuge bestaunen, die vollgepackt mit neuer Technologie sind. Sie legen weitere Distanzen zurück als es vor 50 Jahren überhaupt vorstellbar gewesen wäre und sind trotz der hohen Geschwindigkeiten das statistisch sicherste Transportmittel.
Doch was hat sich in diesen Jahren so verändert und inwiefern hat die Natur mit diesen Veränderungen/Erfindungen zu tun? Das möchte ich in dieser Arbeit herausfinden und wenn möglich zusätzlich weitere Verbesserungsmöglichkeiten aufzeigen. Die Natur kann uns durchaus weiterhin inspirieren, denn es ist noch lange nicht das sprichwörtliche „Ende der Fahnenstange“ in Sachen Effizienz, Sicherheit und vor allem Umweltschutz erreicht.
In meiner vorwissenschaftlichen Methodik möchte ich auf eine spezielle Erfindung eingehen, die die Luftfahrt erst in den letzten Jahren erreichte. Ich plane mithilfe eines aussagekräftigen Experimentes den Unterschied zwischen Flugkörpern mit und ohne „Winglets“ (weitere Informationen Text 3.5) herauszustellen und so Rückschlüsse auf die Sinnhaftigkeit von bionischen Erfindungen ziehen zu können. Weitere Informationen über Winglets im Allgemeinen sind in Punkt 3.5 zu finden.
Was bringt uns also die Bionik? Wie können wir die Entwicklung in der Luftfahrt weiter vorantreiben? Und wie sieht der Unterschied mit und ohne Winglets aus? Lassen Sie es uns herausfinden!
2. Beim Flug wirkende Widerstands- und Strömungskräfte
Das Grundprinzip des Vogelfluges und auch des Fluges allgemein basiert darauf, dass die Gesamtluftkraft FL der Gewichtskraft entgegenwirkt. Diese setzt sich aus zwei verschiedenen Kräften zusammen.
Damit die Eine entstehen kann muss eine spezielle Form der Flügel (Tragflächen) im Profil gegeben sein. Zum einen muss sie im nach oben gewölbt und zum anderen, ähnlich einer waagerechten Tropfenform, im Profil vorne dick sein und nach hinten spitz zulaufen. Diese asymmetrischen Flügelprofile müssen nun von Luft umströmt werden, um die erste Kraft, die dynamische Auftriebskraft zu generieren. Der Unterschied zu einem symmetrischen Profil ist ganz einfach. Beim symmetrischen Flügelprofil wird die Luft zwar geteilt, strömt aber oben und unten gleich schnell um die Tragfläche.
Anmerkung der Redaktion: Diese Abbildung wurde aus urheberrechtlichen Gründen entfernt.
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Abbildung 1: Das asymmetrische Flügelprofil und die wirkenden Kräfte
Anders beim asymmetrischen Tragflächenprofil. Hier muss die Luft auf der Oberseite einen weiteren Weg in derselben Zeit zurücklegen, fließt also schneller. Auf der Unterseite fließt die Luft langsamer, da der Weg kürzer ist. So entstehen ein Unterdruck (Sog) über dem Flügel und ein Überdruck (Luftpolster) unter dem Flügel. Wenn nun noch eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht wird und die Luft mit dieser den Flügel umströmt, so entstehen ein Luftpolster unter dem Flügel und ein Sog über dem Flügel. Diese Luftpolster in Verbindung mit dem Sog ergeben den benötigten Auftrieb, der ein Flugzeug oder Vogel vom Boden abheben lässt. Diese nach oben gerichtete Kraft ist die dynamische Auftriebskraft FA.
Wenn sich ein Vogel oder Flugzeug nun durch die Luft bewegt entsteht dabei die zweite Kraft aus der sich die Gesamtluftkraft zusammensetzt. Schon Isaac Newton bewies mit dem dritten newtonschen Gesetz, dass jede auf einen Körper einwirkende Kraft eine gleich große, aber entgegen gerichtete Kraft hervorruft. In diesem Fall ist die nach vorn gerichtete Kraft, die des Antriebes. Dagegen wirkt die entgegen gerichtete Luftwiderstandskraft FW. Der Luftwiderstand bremst also jegliche Bewegung in eine Richtung teilweise ab. Da die Flugzeuge und Vögel zur Überwindung des Luftwiderstandes sehr hohe Energie aufwenden müssen, entwickelte sich im Verlauf der Evolution Rumpf- und Flügelformen, welche nur einen geringen Luftwiderstand bewirken. So kann deutlich effizienter geflogen werden.
Insgesamt lässt sich festhalten, dass jede Luftumströmte Tragfläche zwei Kräfte entstehen lässt. Zum einen die dynamische Auftriebskraft FA, als auch die Luftwiderstandskraft FW. Beide zusammen, stellen dabei die Gesamtluftkraft FL dar.1
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3. Der Vogelflug und seine Erforscher
Der Vogelflug ist das erste was uns einfällt, wenn wir über natürliche Vorbilder in der Luftfahrt nachdenken. Da es zusätzlich auch das größte Forschungsgebiet in der bionischen Luftfahrt ist, wurden auch viele Erfindungen aus dieser Klasse abgeleitet. Deshalb ist es mit Abstand das wichtigste Gebiet, um zu verstehen, inwiefern die Bionik unsere Luftfahrt verbessert hat. Darüber hinaus gibt es einige Personen, die der Erforschung dieser Tierklasse und seinen ungewöhnlichen Eigenschaften ihr Leben gewidmet haben. Die beiden wichtigsten Personen in diesem Zusammenhang, man könnte sagen Urväter der Luftfahrt, sind Otto Lilienthal und Leonardo da Vinci. Sie und ihre Leistungen werden in den folgenden Anschnitten vorgestellt.
3.1 Leonardo da Vinci - Seiner Zeit voraus?
Bevor die ersten Flugapparate erfunden werden konnten, brauchte der Mensch erst einmal Wissen über die Fortbewegung in der Luft und die dabei wirkenden Kräfte. Leonardo da Vinci war der erste Mensch, der dieses Problem erkannte und nicht nur praktisch, sondern vor allem wissenschaftlich arbeitete. Er erkannte, dass der Vogelflug die wichtigste Informationsquelle für diesen Bereich der Fortbewegung war. So fing er im Jahre 1505, mit 53 Jahren, mit seinen Studien über die Vögel an. Im gleichen Jahr erschien eine Zusammenfassung seiner Erkenntnisse in seinem Buch „Kodex über den Vogelflug“, in dem er auch theoretisches Wissen zur praktischen Umsetzung von Flugapparaten lieferte. Daraufhin entwickelte und konstruierte er selbst verschiedene Flugapparate, wie z.B. die Luftschraube oder den Ornithopter. Sie basierten auf vielen verschiedenen Flugtechniken, so funktionierte z.B. die Luftschraube nach dem Prinzip des Auftriebs in Wendelform oder der Ornithopter nach dem Prinzip des Flügelschlages. Leider war keiner der Flugapparate da Vincis flugtauglich. Es fehlte einfach an notwendiger Technik, die genug Kraft und so Auftrieb lieferte, da ein Mensch wohl kaum sein eigenes Körpergewicht und einen meist ca. 18kg schweren Gleiter in die Luft heben kann. Deshalb wird Leonardo da Vinci auch meist als „seiner Zeit voraus“ beschrieben. Dadurch, dass er als erster Mensch wissenschaftliche Erkenntnisse sammelte und erste Versuche in der Konstruktion von Flugapparaten wagte, kann er trotz dieses Scheiterns als Urvater der Bionik in der Luftfahrt bezeichnet werden.2
3.2 Otto Lilienthal - Der Flugpionier
Otto Lilienthal gilt als der Flugpionier überhaupt. Er war der erste Mensch der mit dem Prototyp eines Flugzeugs einen einigermaßen stabilen und weiten Flug erreichen konnte. Er wurde 1848 in der Kleinstadt Anklam geboren. Er war gelernter Maschinenbauingenieur und gründete deshalb 1981 seine eigene Fabrik, die sich mit der Herstellung von Dampfmaschinen und Dampfkesseln beschäftigte.
Er beschäftigte sich seit seinem 19. Lebensjahr mit den Grundlagen des Fliegens. Neuartig war zur damaligen Zeit, dass er sich nicht wie seine Vorgänger vor allem auf das Ausprobieren von Flugapparaten konzentrierte, sondern sich in den ersten Jahren vor allem mit der Theorie des Fliegens beschäftigte. Dabei wechselten sich Experimente an kleinen Modellen mit den theoretischen Erkenntnissen ab. Im Zuge dieser Erkenntnisse war er vor allem von einer Tierklasse fasziniert, den Vögeln. Er untersuchte mit wissenschaftlicher Genauigkeit den Vogelflug, indem er nicht nur beobachtete, sondern auch zahlreiche Messungen vornahm. Durch sie wollte er Erkenntnisse über die Aerodynamik erhalten um diese später gewinnbringend in seinen Flugapparaten nutzen zu können. Sein 1889 erschienenes Werk „Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst“ fasste alle seine Beobachtungen und Messungen zum Vogelflug und dessen aerodynamischen Eigenschaften zusammen. Sein Werk gilt heute noch als das Standardwerk der Anmerkung der Redaktion: Diese Abbildung wurde aus urheberrechtlichen Gründen entfernt.
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Abbildung 2: Otto Lilienthals erster Flug Vogelflugforschung.
Nachdem sich Otto Lilienthal nun etwa 20 Jahre mit der Theorie des Fluges auseinandergesetzt hatte sprang er im Jahre 1890 erstmals mit einem selbstgebauten Flugapparat von einem Hügel. Schon im Jahre darauf flog er das erste Mal eine Strecke von 25 m und landete vergleichsweise sanft. Dieser sekundenlange Flug gilt als der erste Flug eines Menschen mit einem Flugapparat. Auf den Derwitzer Apparat, so heißt der erste genutzte Flugapparat, folgten 16 weitere, die Lilienthal alle selbst entwickelte und testete.
Seine Flüge wurden immer weiter, aber auch die Absprunghöhe immer gefährlicher. Im Jahre 1893 sprang er mit einem seiner neuesten Apparate von einem 60m hohen Hügel und glitt 250m durch die Luft. Insgesamt unternahm Lilienthal in seinem Leben ca. 2000 Flugversuche, wobei er manchmal bis zu 60-mal an einem Tag von einer Rampe sprang. Er war sich auch durchaus des Risikos seiner Vorhaben bewusst und begegnete Fuß- und Armverletzungen meist mit einer weiteren Verbesserung des Flugapparates. Diese bestanden für gewöhnlich aus einem Geflecht von Weidenzweigen, die mit Baumwolle bespannt waren. Dadurch wurden die Flugapparate sehr leicht, blieben aber trotzdem stabil. Er experimentierte auch mit beweglichen Flügeln und Doppeldeckern, merkte aber, dass diese größtenteils keinen Vorteil erbrachten. Die vier patentierten Flugapparate Lilienthals wurden in Masse produziert und verkauft. Als eine Ironie des Schicksals legte Lilienthal jedem seiner verkauften Flugapparate ein Beipackzettel bei, der auf die Gefahren des Fliegens hinwies. Diese Gefahren der damaligen Flugversuche wurden im selbst zum Verhängnis, als er am 9.August 1986 von einer starken Windböe erfasst wurde und abstürzte. Er brach sie beim Sturz aus 15m die Halswirbelsäule und erlag einem Tag später im Krankenhaus seinen Verletzungen. Seine Erfindungen lebten jedoch weiter und sind heute Grundlage vieler moderner Flugzeuge. Ebenso wie die Erkenntnisse der Aerodynamik, die selbst heute noch aktuell und wichtig für die Verbesserung von Fluggeräten sind.3
4. Natürliche Vorbilder und wie sie die Luftfahrt beeinflussen
Die moderne Luftfahrt hat sich, wie bereits gesagt, an einigen Vorbildern aus der Natur bedient. Da es allerdings extrem viele Beispiele dafür gibt, werden in den nachfolgenden Abschnitten einige Beispiele für Erfindungen im Flugzeugbau nach Vorbildern der Natur vorgestellt und welchen Einfluss diese auf die moderne Luftfahrt haben.
4.1 Vogelflügel und Flugzeugtragflächen
Die Tragflächen sind mit die wichtigsten Teile eines Flugzeugs, da erst jene dafür sorgen, dass genug Auftrieb generiert wird, damit das Flugzeug abheben kann. Zur Entwicklung unserer heutigen Tragflächen, wie wir sie an Flugzeugen sehen, wurde sich an einem Vorbild aus der Natur bedient, den Vogelflügeln.
Otto Lilienthal erkannte als erster, dass Tragflächen kein gerades Brett seien dürfen, sondern eine spezielle Form brauchten, die den benötigten Auftrieb erzeugt. Fündig wurde er bei den Vögeln, deren Flügel eine gewölbte Form haben. Durch diese Erkenntnis konnte Otto Lilienthal die erste gewölbte Tragfläche erschaffen. Weitere Informationen über diese Form und die dabei wirkenden Kräfte unter Punkt 2. Mit Hilfe dieses Wissens führte Lilienthal den ersten Gleitflug durch und schuf den Grundstein für den späteren Flugzeugbau.
Vögel können zusätzlich ihre Flügelwölbung steuern und ihre Flügel so immer perfekt den Bedingungen und Flugmanövern anpassen, was die Tragflächen der meisten Flugzeuge bis jetzt noch nicht technisch umsetzen können. Allerdings forschen Wissenschaftler der DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) bereits seit Jahren an dieser Verbesserungsmöglichkeit, weshalb eine Mechanik zum Verändern der Tragflächenwölbung möglicherweise in naher Zukunft auch in den konventionellen Flugzeugen zum Einsatz kommen könnte. 4
4.2 Der Düsenantrieb - Fortbewegung durch das Rückstoßprinzip
Der Düsenantrieb ist eine der wichtigsten Erfindungen in der Luftfahrt. Er sorgt dafür, dass Flugzeuge jeglicher Art überhaupt vom Boden abheben können. Jedes Flugzeug benötigt eine ausreichend hohe Startgeschwindigkeit, um den Auftrieb unter dem Flügel und den Sog über dem Flügel erzeugen zu können. Bei normalen Passagierflugzeugen wie dem Airbus 350 oder der Boeing 737 beträgt diese Startgeschwindigkeit ca. 300 km/h. Nach dem Abheben steigt die Geschwindigkeit bis zum Erreichen der Reiseflughöhe von etwa 10.000 m auf ca. 850 km/h an.4 Diese enorme Geschwindigkeit wird durch das bei den Triebwerken/Düsenantrieben eingesetzte Rückstoßprinzip erzeugt.
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Abbildung 3: Fortbewegung einer Qualle
Das Rückstoßprinzip stammt auch aus der Natur, wird jedoch von keinem fliegenden Tier praktiziert. Dieses Mal müssen wir unter die Wasseroberfläche schauen, um dieses Antriebssystem zu verstehen. Das in der Luft- und Raumfahrt oft genutzte Rückstoßprinzip wurde ursprünglich vor allem von Quallen und Tintenfischen genutzt. Sie saugen Wasser in den durch ihren Körper gebildeten Hohlraum ein, verengen daraufhin die Öffnung und pressen das Wasser mit Druck heraus. Dadurch bewegen sie sich stoßartig in die entgegengesetzte Richtung des ausgestoßenen Wassers. Das ist das Rückstoßprinzip. Es basiert auf der einfachen Formel Das heißt, je schneller oder größer die ausgestoßene Masse ist, desto höher ist der entstehende Impuls. Das hat zum Vorteil, dass eine verhältnismäßig kleine Masse (z.B. Treibstoff in Form von Kerosin) ausreicht, um eine deutlich größere Masse (z.B. ein Flugzeug) in Bewegung zu setzen, vorausgesetzt, dass sich die kleinere Masse mit höherer Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Das passiert auch beim Düsentriebwerk, da es an der Vorderseite Umgebungsluft ansaugt, diese daraufhin verdichtet und mit Treibstoff vermischt und letztendlich in der Brennkammer verbrennt. Die extrem heißen Verbrennungsgase haben nun ein viel höheres Volumen und schießen so aus der Rückseite des Triebwerks heraus. Das löst den Impuls zur Vorwärtsbewegung des Flugzeugs aus, die sich mit berechnen lässt, solange man von der Trägheit absieht. Durch die Trägheit benötigt das Flugzeug natürlich erstmal eine geraume Zeit, um die Höchstgeschwindigkeit zu erreichen. So kann das Flugzeug bis auf 300 km/h beschleunigen, daraufhin abheben und weiter beschleunigen. Letztendlich sorgt der Düsenantrieb für die nötige Geschwindigkeit zum Abheben, dient aber auch dem Halten der Reisegeschwindigkeit in der Luft und macht so einen Auftrieb erst möglich.6
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
4.3 Der Strömungsabriss - Wieso stürzen Flugzeuge ab?
Normalerweise erzeugen die Tragflächen durch ihre gewölbte Form ab einer bestimmten Geschwindigkeit genug Auftrieb, um das Flugzeug vom Boden abheben zu lassen.
Das passiert allerdings nur bis zu einem Winkel von ca. 15° zur anströmenden Luft. Zieht Anmerkung der Redaktion:
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Abbildung 4: Strömungsabriss einer Tragfläche ein Pilot sein Flugzeug zu schnell zu steil hoch, wird der Winkel zu groß und es beginnen sich Strömungslinien von der Hinterseite des Flügels zu lösen. Dabei entstehen Verwirbelungen über der Tragfläche. Sollte das passieren, muss der Pilot sofort reagieren und die Nase des Flugzeugs herunterdrücken und so den Anstellwinkel wieder verringern. Dabei kann dann wieder der benötigte Auftrieb aufgebaut werden. Sollte der Anstellwinkel nun allerdings noch größer werden, beginnt bei ca. 18-20° der gefährliche Strömungsabriss. Das bedeutet, dass sich die gesamte Luft auf der Oberseite eines Flügels verwirbelt und kein Unterdruck mehr generiert werden kann. Da der Sog oberhalb des Flügels 70% des Auftriebs ausmacht, kann nicht genügend Auftrieb durch das Luftpolster unter dem Flügel generiert werden. Damit verliert der Flügel seinen Auftrieb und kann das Flugzeug nicht länger in der Luft halten. In Folge dessen fällt das Flugzeug „wie ein Stein vom Himmel“5.
Dieser Sturzflug ist so unkontrolliert, dass selbst ein erfahrener Pilot die Maschine nur bei hohen Flughöhen noch unter Kontrolle bekommen kann. Tritt solch ein gefährlicher Strömungsabriss beim Start oder der Landung auf, ist der Absturz kaum noch abwendbar. Allerdings gibt es auch für dieses Problem schon eine Reihe von Lösungen aus der Natur die in den folgenden Abschnitten genauer erläutert werden.6
4.4 Daumenfittich der Vögel
Heutzutage sind die Flugzeuge bereits hochentwickelt und leistungsstark. Nun geht es jedoch darum, die bestehenden Techniken zu verbessern und das Fliegen effizienter, aber vor allem sicherer zu machen. Dabei spielt der Daumenfittich der Vögel eine große Rolle. Der Daumenfittich ist ein Bereich von 3-4 kräftigen und breiten Federn an der Vorderkante des Flügels, eben dort, wo sich der Daumen des Vogels befindet. Dieser hilft den Vögeln Strömungsabrisse beim Starten und beim Landen, zu verhindern, wobei der Flügel meist relativ steil angestellt ist. Der Daumenfittich spreizt sich dazu bei beginnendem Strömungsabriss vom Flügel ab, wodurch ein Luftkanal an der Vorderkante des Flügels entsteht. So kann weitere Luft von der Unterseite zwischen Flügel und Daumenfittich auf die Oberseite strömen und der dortige Unterdruck bleibt erhalten.
Anmerkung der Redaktion:
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Abbildung 5: Daumenfittiche bei einem Storch
Das erkannte schon Leonardo da Vinci. Bis zur technischen Umsetzung sollten jedoch noch 400 Jahre vergehen. Die Entwicklung des ersten Vorflügels geschah in den 1920er Jahren eher intuitiv, da die Konstruktion nur durch die Vermutungen der Konstrukteure entstanden war. Es gab noch keinen Beweis für den Nutzen einer solchen zusätzlichen Klappe. Der Vorflügel war genauso wie die Daumenfittiche der Vögel dazu gedacht, Luft von der Unterseite nach oben zu leiten und Strömungsabrisse zu vermeiden. Jedoch stellte sich erst bei späteren Tests in Windkanälen heraus, wie unglaublich effektiv diese Vorflügel für die Sicherheit des Flugzeugs bei Start und Landung waren.
Ein weiterer Vorteil des Daumenfittichs ist, dass die Vögel durch ihn besonders energiesparend steuern können. Zum Ändern der Richtung reicht es aus, auf einer Seite den Daumenfittich abzuspreizen, schon fliegt der Vogel eine Kurve. Flugzeuge können durch ihre Vorflügel zwar nicht vollständig steuern, allerdings können leichte Bewegungen während eine Fluges durch sie ausgeglichen werden, wofür früher komplizierte Flugmanöver notwendig waren. Letztendlich hat die Natur uns in diesem Punkt wieder einmal geholfen, die Luftfahrt sicherer und bequemer für uns zu machen.9
4.5 Die Handschwingen der Vögel - Winglets
In den letzten Jahren ist sowohl die Flugsicherheit als auch die Klimafreundlichkeit des Fliegens stark angewachsen. Das liegt nicht zuletzt an einer Erfindung, die bereits 1997 ihre Grundidee fand, aber erst seit den letzten 20 Jahren verbessert und genutzt wird.
[...]
1 Gründler, J.H. : Naturwissenschaften - Vom Fliegen, Berlin 1998, S. 7ff.
2 Prof. Dr. Speck, T.: Leonardo da Vinci
3 Schautafeln/ Otto Lilienthal Museum Anklam: kein Hrsg. angegeben, Besuch am 13.09.19
4 Bürkle, A.: Startgeschwindigkeit beim Flugzeug - Wissenswertes zum Startvorgang
5 Focus Online (Hrsg.): Strömungsabriss bei Flugzeugen - Warum ist die Gefahr so groß?, 11.03.2019
6 Ebd. Letzter Zugriff: 13.09.19
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- Anonymous,, 2020, Inwiefern verbessern bionische Erfindungen die moderne Luftfahrt?, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/925902
