Geruscharmer Flug in Natur und Technik

Geruscharmer Flug in Natur und TechnikDr. Marcus J. Wirth

Institut fr Biologie 2Zoologie und TierphysiologieAerodynamisches InstitutRWTH AachenRWTH Aachen

2Geruscharmer Flug in Natur und TechnikDr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & TierphysiologieDie Schleiereule Tyto alba pratincola

Gewicht vergleichbar Taube ca. 500gDmmerungsjger20 Muse pro Nacht in BrutzeitGeringe Fettreserven2Die Schleiereule Tyto alba pratincolaGeruscharmer Flug in Natur und TechnikDr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie3

Hoher evolutionrer Druck auf JagderfolgAnpassung 1: exzellentes RichtungshrenErmglicht Jagd in schlechten LichtverhltnissenAnpassung 2: geruscharmes FliegenBeute hrt die anfliegende Eule nichtAuftriebserzeugung am FlgelGeruscharmer Flug in Natur und TechnikDr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie4

Durch die strkere Wlbung an der Oberseite (Saugseite) und die Anstellung des Profils muss die Luft auf einer Stromlinie, die oben luft, sich schneller bewegen als die Luft entlang der Unterseite (Druckseite).

Auftriebserzeugung am FlgelGeruscharmer Flug in Natur und TechnikDr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie5

Dies gilt sowohl fr Vogelflgel (hier Taube), als auch fr FlugzeugflgelAuftrieb und AnstellwinkelDer Auftrieb steigt zunchst mit dem Anstellwinkel.Ab einem Grenzwinkel fllt der Auftrieb dann schnell ab Strmungsabriss.Ziel ist also ein steiler Anstellwinkel / groer Auftrieb bei gleichzeitiger Vermeidung des Strmungsabrisses.

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Bau des VogelflgelsGeruscharmer Flug in Natur und TechnikDr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie7

3 Arten von Federn:Schwungfedern/groe Deckfedern: Form und FunktionKleine Deckfedern: Ausformung und Glttung des Profils, Polsterung des FlgelsDaunen: Polsterung des FlgelsHS HandschwungfedernAS ArmschwungfedernAD ArmdeckfedernHD HanddeckfedernMD MarginaldeckfedernAlula - DaumenfittichFlgelgeometrieGeruscharmer Flug in Natur und TechnikDr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie8

Fotografie/VermessungCT-Scan/RekonstruktionOberflchenscanVirtuelles SchnittmodellGeglttetes FlgelmodellWindkanalmodellErzeugt zusammen mit dem geringen Gewicht hohen Auftrieb bei geringer Flchenbelastung.Neigung zum Strmungsabriss bei manchen Manvern.

8FederspezialisierungenGeruscharmer Flug in Natur und TechnikDr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie9

TragflgelgeometrieHakenkammSamtene OberflcheFransen

Folgen der FederspezialisierungGeruscharmer Flug in Natur und TechnikDr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie10Gutmtiges Verhalten, turbulente Strmung legt wieder an

Kein Wiederanlegen, Strmungs-abriss, muss vermieden werden

Kammstruktur als Turbulenzhilfe: Verhinderung/Verzgerung der Ablsung Erzeugung von mehr Auftrieb

Haare als Turbulenzhilfe Verhinderung/Verzgerung der Ablsung Erzeugung von mehr Auftrieb

Einfluss einer strukturierten OberflcheGeruscharmer Flug in Natur und TechnikDr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie11Glatte Oberflche, groe Ablseblasemit samtener Oberflche, kleine AblseblaseLrmreduktion in der TechnikFluglrm in der Nhe von SiedlungenHauptlrm beim Start -> TriebwerkeHauptlrm bei der Landung -> Triebwerke, Air Frame

Bei der Landung knnte eine Lrmreduktion durch ein bionisches Flgeldesign erreicht werdenGeruscharmer Flug in Natur und TechnikDr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie12

Ausblick: Untersuchung des SchlagflugesGeruscharmer Flug in Natur und TechnikDr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie13

Ausblick:Untersuchung des SchlagflugesGeruscharmer Flug in Natur und TechnikDr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie14

Biologie 2 Zoologie/TierphysiologieAerodynamisches InstitutRWTH Aachen UniversityRWTH Aachen UniversityMies-van-der-Rohe-Strae 15Wllnerstrae 5a52074 Aachen52062 Aachen

http://www.bio2.rwth-aachen.de/research/WINGDESIGN.htm

Gefrdert durch die im SPP 1207Vielen Dank fr Ihre Aufmerksamkeit!

Beteiligte Wissenschaftler:

Biologie 2:Aerodynamisches Institut:Prof. Dr. Hermann WagnerProf. Dr. Wolfgang SchrderProf. Dr. Werner BaumgartnerDr. Michael KlaasDr. Thomas BachmannDr. Stefan KlnDipl.-Biol. Stefan BlazekDipl.-Biol. Thomas Erlinghagen