Bionik. Bernd Hill
Читать онлайн книгу.
Sie bewegen sich ähnlich wie Hubschrauber, ohne jedoch ihre Flügel in Dreh-
bewegung zu versetzen. Ihre Flügel schlagen etwa 30 bis 40 Mal in der Sekunde
auf- und abwärts. Sie dienen nicht nur zum Fliegen, sondern spielen auch eine
wichtige Rolle bei der Partnerwerbung. Auf schwankenden Halmen werden sie
als Balancierflächen eingesetzt, wirken weiterhin zur Körperaufwärmung und
dienen als sperrige Abwehrwaffen, die von Fröschen verschmäht werden. Die
Flügel sind ultraleicht und dennoch außerordentlich stabil.
Das wird durch die Membranzellenbauweise und die Faltung erreicht. Die
vier Flügel der Libelle wiegen insgesamt fünf Tausendstelgramm.
Sie werden durch Adern stabilisiert, deren Durchmesser nur etwa einen Zehn-
telmillimeter und deren Wandstärke nur etwa einen Hundertstelmillimeter
Widerstand eines Bauteils gegenüber äußeren
E
inwirkungen (Belastung durch Zug,
Druck und Biegung). Die
S
tabilität kann durch Profile erhöht werden.
E
s gibt
L
-,
Doppel-
T
-, O-,
U
- und
T
-Profile.
i
S
tabilität
11
beträgt. Die Adern sind weit verzweigt und
bilden große Längsadern für die Sicherung der
Längssteifigkeit und kleine Queradern für die der
Quersteifigkeit. Als Muster erkennt man unregel-
mäßige Vielecke und regelmäßige Vierecke.
Die Flügel sind in Längsrichtung gefaltet, wodurch
nicht nur die Stabilität erhöht, sondern auch die Flugeigen-
schaften verbessert werden. In den Faltentälern bilden sich in-
folge der Luftströmung sogenannte Wirbelwalzen, die den ebenen flachen Flügel
sozusagen zum „Vollprofil“ auffüllen. Damit wird er einem profilierten Vogelflügel
ähnlich, der eine Auftriebskraft entgegen der Schwerkraft erfährt. Wir sehen, wie
Flügelquerschnitt und -profil eines
L
ibellenflügels
S
chnitt
A
–
A
Zick-Zack-Profil
Vorderkante
Hinterkante
„Wirbelwalzen“ in
Faltentälern führen
zum Vollprofil
A
A
12
mit geringstem Aufwand an Material und durch entsprechende Gestaltung des
Flügels im Zick-Zack-Profil die Luft regelrecht aufgefangen und so ein vortrefflich
günstiges Strömungsprofil erzeugt wird.
An den Flügelenden befinden sich verdickte Einlagerungen, die stabilisierende
Wirkung haben.
Dort, wo die Flügel mit dem Körper verbunden sind, treten infolge der Flügel-
schlagbewegungen große Kräfte bzw. Belastungen auf. Aus diesem Grund ist die
„Einspannstelle“ wie ein versteifter Winkelträger gestaltet. Das erhöht die Stabilität.
Übrigens hat der Hubschrauber-Konstrukteur Igor Sikorski (1887–1972) seine Idee
zur Entwicklung des Hubschraubers aus den Beobach-
tungen des Libellenfluges gewonnen.
Die Bienenwabe ist ebenfalls ein Beispiel für
günstige Materialausnutzung bei minimalem
Materialaufwand. So kann eine extrem leichte
Wabe der Größe 400 x 200 Millimeter etwa
2 Kilogramm Honig speichern, ohne un
-
ter dieser Last zusammenzubrechen. Mit
nur 40 Gramm Wachs sind die Wände
der Wabenkammern nicht einmal einen
Zehntelmillimeter dick. Die Seitenwände
der Zellen bilden Sechsecke, die mit ihren
Böden so verzahnt sind, dass diese enorme
Tragfähigkeit und Stabilität erreicht werden
kann.
Das Sechseck hat gegenüber dem Dreieck und
dem Viereck, bei gleicher Fläche, den kleinsten Um
-
fang und benötigt am wenigsten Baumaterial. Daraus folgt: Durch das sechs
-
eckige Prisma wird das größtmögliche Volumen bei geringstem Wachsver
-
brauch erzeugt.
Auch die Empfindlichkeit mancher Tiere versetzt uns in Staunen. Die Nase
eines Aals ist so empfindlich, dass sie die geringste Menge eines Duftstoffes,
etwa von der