Federn und Vogelflug

Federn und Vogelflug Übung

• Bestimme, welche Form des Flügels sich am besten zum Fliegen eignet.

  Tipps

  Stelle dir die verschiedenen Flügelformen in einem Luftstrom vor. Welche Form würde den Vogel eher bremsen und welche würde bewirken, dass der Vogel in der Luft bleibt?

  Welche Form muss der Querschnitt des Flügels haben, damit die Luft oberhalb des Flügels schneller strömt als unterhalb?

  Lösung

  Die Flügelform ist entscheidend für das Fliegen. Flügelformen, die nach vorne hin breiter sind, würden den Vogel und auch das Flugzeug bremsen. Der Luftstrom würde nach oben und unten abgelenkt werden. Ein komplett gerader Flügel könnte zwar besser von der Luft umströmt werden, aber es würde keinerlei Auftrieb entstehen, denn die Luft umströmt den Flügel oberhalb und unterhalb gleich schnell. Genauso wäre es bei einem Flügel, der vorn nach oben und hinten nach unten gebogen ist. Nur wenn beide Enden nach unten gebogen sind, ist der Weg, den die Luft oberhalb zurücklegt, länger. So strömt die Luft schneller und der Auftrieb entsteht. Beim Vogel hat sich dieses Prinzip im Laufe der Evolution entwickelt. Die Techniker von Flugzeugen machen sich genau dieses Prinzip zu Nutze. Das Übertragen von Phänomenen aus der Natur in die Technik nennt man übrigens Bionik.

• Erkläre, warum Vögel fliegen können.

  Tipps

  Die Vögel besitzen verschiedene Federtypen. Welcher eignet sich wohl am besten zum Fliegen?

  Welcher Weg ist für die Luft beim Umströmen länger? Der unterhalb des Flügels oder der oberhalb?

  Durch die schnellere Luft entsteht ein Druckunterschied. Dort, wo die Luft schneller strömt, herrscht ein höherer Druck.

  Lösung

  Am Flügel eines Vogels sitzen hauptsächlich Schwungfedern. Diese sind besonders fest und bilden durch ihre Form die besondere Wölbung des Vogelflügels. Diese Wölbung bewirkt, dass die Luft, die oberhalb des Flügels vorbei strömt, einen längeren Weg zurücklegen muss als unterhalb. Dadurch wird die Luft oben schneller. Da nicht genug Luft nachkommt, entsteht ein Unterdruck, der einen Sog nach oben am Flügel bewirkt. Er zieht den Flügel und so den gesamten Vogel in die Luft.

• Beschrifte den Aufbau der Feder.

  Tipps

  Am Schaft einer Feder befinden sich zwei Fahnen.

  Die Fahnen bilden die größte Fläche an der Feder.

  Lösung

  Mithilfe der Spule ist die Feder in der Haut befestigt. Heraus ragt der Kiel in der Mitte. Er geht in den Schaft über, an dem die beiden Fahnen befestigt sind. Der Aufbau der Fahne variiert zwischen den verschiedenen Federtypen. Bei den Schwungfedern ist die Fahne besonders stabil, denn sie dienen hier als Tragfläche. Bei den Daunenfedern ist die Fahne dagegen weich und fluffig, sodass sie sehr gut vor Kälte und Wärme schützen. Wusstest du, dass der Federkiel früher zum Schreiben verwendet wurde? Hierfür mussten die Federkiele erst bearbeitet werden. Nach dem Zuschneiden und Schärfen konnte man die Federkiele in Tinte tunken und zum Schreiben verwenden.

• Erkläre, wie der Ruderflug funktioniert.

  Tipps

  Schau dir die Bilder zum Ruderflug genau an und versuche dir die Bewegung vor deinem geistigen Auge vorzustellen.

  Bei welcher Bewegung gewinnt der Vogel an Höhe und bei welcher bleibt er auf derselben Höhe?

  Lösung

  Beim Ruderflug stößt sich der Vogel immer wieder nach oben, indem er Luft mit seinen Flügeln nach unten verdrängt. Um sich beim Aufschlag nicht wieder nach unten zu drücken, zieht er die Flügel nah an seinen Körper, um so wenig wie möglich Luft zu verdrängen. Durch verschiedene Armstellungen beim Schlagen kann der Vogel zusätzlich nach vorn beschleunigen. Auf diese Weise steuert er auch, in welche Richtung er fliegt. Für den Ruderflug benötigt der Vogel besonders viel Energie. Daher fliegt er nie längere Strecken im Ruderflug, sondern legt immer wieder Gleitphasen dazwischen ein.

• Gib die Funktion der verschiedenen Vogelfedern wieder.

  Tipps

  Überlege dir, an welcher Stelle des Körpers die verschiedenen Federn vorkommen.

  Sieh dir noch einmal das Bild der verschiedenen Federn an. Ganz links siehst du eine Schwungfeder, rechts daneben eine Schwanzfeder. Die kleine Feder ganz rechts ist die Daunenfeder, daneben siehst du die Deckfeder.

  Lösung

  Die Schwungfedern sitzen an den Flügeln eines Vogels. Mit ihnen schwingt er beim Fliegen. Die Schwanzfedern funktionieren beim Vogel ähnlich wie das Seitenruder eines Flugzeuges. Deck- und Daunenfedern kommen hauptsächlich am Vogelrumpf vor. Die Deckfedern schützen den Rumpf nach außen hin und die Daunenfedern wärmen den Vogel. Übrigens benutzt man deshalb die Daunenfedern auch in Bettdecken und Kopfkissen.

• Erkläre, wie der Albatros so weite Strecken zurücklegen kann.

  Tipps

  Es ist für den Albatros aufgrund seines Gewichts unglaublich anstrengend zu fliegen. Beachte also, dass seine Flugtechnik besonders energiesparend sein muss.

  Die große Flügelspannweite des Albatros ist für seine Flugtechnik besonders bedeutend. Allein seine großen Flügel halten sein hohes Gewicht in der Luft.

  Der Gleitflug hat nur eine begrenzte Reichweite. Die Schwerkraft arbeitet immer gegen den Vogel, weshalb er eine Technik braucht, um wieder an Höhe zu gewinnen.

  Lösung

  Für einen so großen Vogel wie den Albatros kommt der Ruderflug nicht in Frage. Das Flügelschlagen würde viel zu viel Kraft kosten. Daher nutzt der Albatros den Segelflug. Er wird von vielen Vögeln genutzt, um Energie zu sparen. Durch seine großen Flügel kann er besonders gut gleiten und um an Höhe zu gewinnen, kann er besonders gut Aufwinde nutzen. Der Albatros lebt auf Felsinseln im Meer. Daher fliegt er besonders oft über das offene Wasser. Die Sonnenstrahlen werden von der Meeresoberfläche reflektiert und erwärmen die Luft. Warme Luft steigt nach oben und wird zusätzlich vom starken Wind auf dem Meer verwirbelt. Der Albatros kann diese Winde optimal nutzen. Der besondere Segelflug des Albatros heißt auch dynamischer Segelflug. Er wird auch von Segelflugzeugen genutzt.