Impuls-Recycling bei Libellen

Ein eleganter Trick macht Libellen zu sparsamen Fliegern, haben ein englischer und ein deutscher Forscher ermittelt. Indem das hintere Flügelpaar der Insekten durch den Luftstrom des vorderen Flügelpaars streicht, erzeugt es bei relativ geringem Aufwand reichlich Auftrieb.

Foto: Pennsylvania State University

Einige frühere Studien hätten für den Libellenflug dagegen eher ungünstige Resultate geliefert, erläutert James Usherwood vom Royal Veterinary College. Zudem hätten andere Insekten im Laufe der Evolution ihre beiden Flügelpaare aneinander gekoppelt oder ein Flügelpaar abgewandelt. Libellen setzten dagegen seit gut 300 Millionen Jahren auf zwei klar getrennte Flügelpaare, um ihre atemberaubenden Flugmanöver zu absolvieren.

Usherwood und sein Kollege Fritz-Olaf Lehmann von der Universit Ulm nahmen die Verhältnisse beim Schwebeflug genauer unter die Lupe. Die Forscher bauten eine Art Roboterlibelle, bestehend aus jeweils gut 10 Zentimeter langen Vorder- und Hinterflügeln, einer Antriebseinheit und Kraftsensoren. Dieses Modell ließen sie in einem ölgefüllten Becken mit den Flügeln schlagen und verfolgten anhand feiner Luftbläschen die resultierende Strömung.

Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der unabhängigen Ansteuerung der beiden Flügelpaare, berichten die Forscher im Fachblatt “Interface” der Royal Society. Besonders günstig ist es demnach, wenn der Hinterflügel dem Vorderflügel etwas vorauseilt - also bereits wieder den Abschlag beginnt, während der Vorderflügel noch in der Aufschlagphase ist. Auf diese Weise bündelt der Hinterflügel die vom Vorderflügel kommende Luft zu einem kompakten, abwärts gerichteten Luftstrom. Die Forscher schätzen, dass die zum Schweben nötige Leistung dadurch um 22 Prozent sinkt.

“Ich habe mich immer wieder darüber gewundert, dass Libellen derart ineffiziente Flieger sein sollten”, so Usherwood. Ganz offenbar nutzten die Vierflügler jedoch einen Trick, wie er ähnlich auch bei einigen Hubschraubern mit zwei gegenläufigen Rotoren auf einer einzigen Achse eingesetzt werde. Nicht zuletzt könnten die neuen Resultate bei der Entwicklung miniaturisierter Flugapparate helfen.

Forschung: James R. Usherwood, Structure and Motion Lab, Royal Veterinary College, Hatfield, und Fritz-Olaf Lehmann, Biofuture Research Group, Universität Ulm

Veröffentlichung Journal of the Royal Society Interface, DOI 10.1098/rsif.2008.0124

WWW:
Structure and Motion Laboratory, Royal Veterinary College
Biofuture Research Group, Uni Ulm
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