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Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth Institut für Biologie 2 Zoologie und TierphysiologieAerodynamisches InstitutRWTH Aachen.

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1 Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth Institut für Biologie 2 Zoologie und TierphysiologieAerodynamisches InstitutRWTH Aachen

2 2 Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie Die Schleiereule Tyto alba pratincola

3 Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie 3 Hoher evolutionärer Druck auf Jagderfolg Anpassung 1: exzellentes Richtungshören Ermöglicht Jagd in schlechten Lichtverhältnissen Anpassung 2: geräuscharmes Fliegen Beute hört die anfliegende Eule nicht

4 Auftriebserzeugung am Flügel Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie 4 Durch die stärkere Wölbung an der Oberseite (Saugseite) und die Anstellung des Profils muss die Luft auf einer Stromlinie, die oben läuft, sich schneller bewegen als die Luft entlang der Unterseite (Druckseite).

5 Auftriebserzeugung am Flügel Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie 5 Dies gilt sowohl für Vogelflügel (hier Taube), als auch für Flugzeugflügel

6 Auftrieb und Anstellwinkel Der Auftrieb steigt zunächst mit dem Anstellwinkel. Ab einem Grenzwinkel fällt der Auftrieb dann schnell ab Strömungsabriss. Ziel ist also ein steiler Anstellwinkel / großer Auftrieb bei gleichzeitiger Vermeidung des Strömungsabrisses. 6 Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie v

7 Bau des Vogelflügels Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie 7 3 Arten von Federn: 1.Schwungfedern/große Deckfedern: Form und Funktion 2.Kleine Deckfedern: Ausformung und Glättung des Profils, Polsterung des Flügels 3.Daunen: Polsterung des Flügels HS – Handschwungfedern AS – Armschwungfedern AD – Armdeckfedern HD – Handdeckfedern MD – Marginaldeckfedern Alula - Daumenfittich

8 Flügelgeometrie Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie 8 Fotografie/VermessungCT-Scan/Rekonstruktion OberflächenscanVirtuelles Schnittmodell Geglättetes FlügelmodellWindkanalmodell

9 Federspezialisierungen Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie 9 Tragflügelgeometrie Hakenkamm Samtene Oberfläche Fransen

10 Folgen der Federspezialisierung Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie 10 Gutmütiges Verhalten, turbulente Strömung legt wieder an Kein Wiederanlegen, Strömungs- abriss, muss vermieden werden Kammstruktur als Turbulenzhilfe: Verhinderung/Verzögerung der Ablösung Erzeugung von mehr Auftrieb Haare als Turbulenzhilfe Verhinderung/Verzögerung der Ablösung Erzeugung von mehr Auftrieb

11 Einfluss einer strukturierten Oberfläche Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie 11 Glatte Oberfläche, große Ablöseblase mit samtener Oberfläche, kleine Ablöseblase

12 Lärmreduktion in der Technik Fluglärm in der Nähe von Siedlungen Hauptlärm beim Start Triebwerke Hauptlärm bei der Landung Triebwerke, Air Frame Bei der Landung könnte eine Lärmreduktion durch ein bionisches Flügeldesign erreicht werden Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie 12

13 Ausblick: Untersuchung des Schlagfluges Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie 13

14 Ausblick: Untersuchung des Schlagfluges Geräuscharmer Flug in Natur und Technik Dr. Marcus J. Wirth| Biologie 2 | Zoologie & Tierphysiologie 14

15 Biologie 2 – Zoologie/TierphysiologieAerodynamisches InstitutRWTH Aachen University Mies-van-der-Rohe-Straße 15Wüllnerstraße 5a Aachen52062 Aachen Gefördert durch die im SPP 1207 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Beteiligte Wissenschaftler: Biologie 2:Aerodynamisches Institut: Prof. Dr. Hermann WagnerProf. Dr. Wolfgang Schröder Prof. Dr. Werner BaumgartnerDr. Michael Klaas Dr. Thomas BachmannDr. Stefan Klän Dipl.-Biol. Stefan Blazek Dipl.-Biol. Thomas Erlinghagen


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