Mittwoch, 13. Januar 2016

Lesestoff: Das Hummel-Paradoxon...


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Wenn das der Fall ist, dann gibt es für das Flugzeug nur noch eine Flugrichtung, und zwar nach unten, immer der Schwerkraft folgend… Deshalb ist es für den Piloten äußerst wichtig, dass ihm in jeder Fluglage die Fluggeschwindigkeit bekannt ist. Dazu muss man sie irgendwie messen. 

Fluggeschwindigkeitsmessung mit dem Staurohr

Und das macht man gewöhnlich mit einem Staurohr, welches von dem deutschen Physiker und Mitbegründer der Strömungsmechanik Ludwig Prandtl (1875-1953) erfunden wurde. Wenn es ausfällt, z. B. weil es in großen Höhen vereist, dann kann das einen Flugzeugabsturz provozieren. Und dafür gibt es in der Geschichte der Luftfahrt einige Beispiele. Eines der Folgenschwersten war der Absturz eines Airbusses A330-203 der Air France über dem mittleren Atlantik am 31. Mai 2009, bei der alle 228 Insassen ums Leben kamen. Die Strömungsmechanik ist ein sehr wichtiges Teilgebiet der Physik mit einem extrem großen Anwendungspotential. Trotzdem scheint es Phänomene zu geben, wo sie nicht zu funktionieren scheint. 

Das Hummel-Paradoxon

Ich denke dabei an die Hummel, die nach den Gesetzen der Aerodynamik eigentlich gar nicht fliegen können dürfte, wie es Ludwig Prandtl (1875-1953) einst in seinen Vorlesungen immer wieder mit Augenzwinkern behauptet hat. Sie tut es aber trotzdem, wie man es im Sommer an jedem Kleefeld oder Wiesenrain mit eigenen staunenden Augen beobachten kann. Scherzhaft meinte der große deutsche Strömungsforscher einmal, dass es daran liegt, dass ihr die Gesetze der Strömungsmechanik völlig schnuppe sind. Das mag sicherlich stimmen. Aber es erklärt natürlich nicht ihr mehr oder weniger elegantes Flugvermögen. Aber den Hummelforschern ließ dieses Problem natürlich keine Ruhe und den Strömungsforschern erst recht nicht. Und es zeigte sich schnell, dass dieses „Hummelparadoxon“ doch kein Paradoxon ist. Berechnet man nämlich für die technischen Ausgangsdaten einer Hummel (Gewicht, Flügelfläche, Schlagfrequenz) deren aerodynamisches Verhalten unter Berücksichtigung des richtigen Wertes einer Größe, die der Physiker Reynoldszahl nennt und beachtet dabei noch die beim Flug auftretenden Verwirbelungen, dann wird es schnell klar, dass eine Hummel durchaus fliegen kann. Aber das war ja längst durch Augenschein bewiesen und somit nichts Neues. Jetzt weiß man aber endlich auch warum. Alle diese Untersuchungen stärken natürlich das Vertrauen in die Aerodynamik ungemein, und so kann man heute mit noch größerer Beruhigung in ein modernes Flugzeug steigen – der kleinen Hummel sei Dank. Und noch etwas, bevor ich es vergesse: eine Hummel erreicht immerhin eine Fluggeschwindigkeit von über 10 km/h und bei Rückenwind sogar noch etwas mehr…  

Die Erdhummel als Nagetier

Die ersten Erdhummeln (Bild) lassen sich ungefähr ab Ende März beobachten, wenn sie aus ihrem Winterschlaf erwacht sind und z. B. am Rande eines Laubwaldes die Blüten des Lerchensporns besuchen. Nur leider ist ihr Rüssel nicht gerade lang, um aus deren langen Kelch den süßen Nektar zu saugen. Aber eine Hummel mag zwar klein sein, aber dumm ist sie deswegen noch lange nicht. Sie nagt einfach ein Loch in das Ende des Blütenkelchs und kommt auf diese Weise problemlos an den süßen Saft. Schauen Sie sich einfach bei einer kleinen Frühlingswanderung einmal Lerchenspornblüten (oder auch die Blüten der Frühlings-Platterbse) etwas genauer an. Sie werden garantiert fündig werden und Blüten mit einem kleinen Loch im Kelch finden. 

Frühlingsaspekt

Der Frühling ist eh eine gute Zeit, um einen lehrreichen Waldspaziergang zu unternehmen. Den Laubbäumen fehlen noch die Blätter und das Sonnenlicht kann problemlos den Waldboden erreichen.

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