Fliegen lernen- von der Schöpfung Allahs

“Er ist es, Der vom Himmel Wasser herabkommen läßt; davon habt ihr zu trinken, und davon (wachsen) Bäume, unter denen ihr (euer Vieh) frei weiden laßt.
Er läßt euch damit Getreide wachsen, und Ölbäume, Palmen, Rebstöcke und von allen Früchten. Darin ist wahrlich ein Zeichen für Leute, die nachdenken.”(16:10-11)

„Wir werden sie Unsere Zeichen überall auf Erden und an ihnen selbst sehen lassen, damit ihnen deutlich wird, daß es die Wahrheit ist…“.(49:53)

“Und die Sonne eilt dem ihr gesetzten Ziel zu. Das ist die Anordnung des Erhabenen, des Allwissenden.”36|38|

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Bionik – wie die Luftfahrt von der Natur lernen kann
Durch die Bionik, das Lernen aus der Biologie, ist das Fliegen für den Menschen erst möglich geworden. Die Natur könnte auch den Schlüssel für die Zukunft der Luftfahrt liefern.

von
Andreas Spaeth

Spektakulär sieht der Entwurf aus, wie sich Airbus mit dem «Concept Plane» ein Flugzeug für das Jahr 2050 vorstellt. Keine gleichförmige Struktur mehr, die mit Metallhaut oder Kunststoff ummantelt ist, sondern ein skelettähnliches Gerüst, unterschiedlich stark ausgeprägt, je nach lokal auftretender Belastung. Dazwischen eine transparente Aussenhaut, die den Passagieren den Blick auf Himmel und Erde ermöglicht. Abgeschaut haben die Ingenieure diese Bauweise der Natur.

Vorbild Vogelknochen
«Inspiriert von Vogelknochen, wird es ein gewichtsoptimiertes Design geben, das Festigkeit dort bietet, wo sie benötigt wird», sagt Ingo Wuggetzer, Chef des Kabinen-Designs bei Airbus in Hamburg. Vogelknochen verbinden extreme Festigkeit mit geringer Masse. Wozu sie in der Lage sind, zeigt sich im Tierreich: Ein Feldhase und eine Stockente sind zwei in ihrer Körperlänge ähnliche Tiere, wobei die Stockente als Vogel kaum mehr als ein Viertel der Masse des Hasen als Landtier aufweist. Vogelknochen sind im Gegensatz zu Säugetierknochen hohl und mit Luft gefüllt, wenige diagonal oder vertikal verlaufende Balken sorgen in ihrem Inneren für Stabilität. «Damit erreichen Vogelknochen mit einem Minimum an Materialeinsatz ein Maximum an Stabilität», sagt Knut Braun, Vorstand des Internationalen Bionik-Zentrums in Saarbrücken.

«Zukünftige Flugzeuge werden auch diesem Vorbild folgen», prophezeit Ingo Wuggetzer. Im Kleinen profitiert man bei Airbus heute schon von den Bauweisen der Natur: Im Werk Hamburg-Finkenwerder wurden Halterungen, um etwa Gepäckfächer oder andere Kabinenstrukturen fest mit dem Flugzeugrumpf zu verbinden, bisher aus massiven Aluminiumblöcken herausgefräst, Gewicht pro Stück 1,2 Kilogramm. Neuerdings werden sogenannte bionische Halterungen mit einem 3-D-Drucker erstellt und ahmen die Struktur von Bambus nach. Diese materialsparend hergestellten Halterungen wiegen nur noch die Hälfte.

Bionik in der Luftfahrt ist durch den heutigen Zwang zu Effizienz und Nachhaltigkeit aktueller denn je, dabei geht bereits der Ursprung der Fliegerei auf sie zurück. Schon die altgriechische Mythologie beschäftigt sich mit dem ewigen Menschheitstraum, sich wie ein Vogel in die Lüfte zu erheben. Der Erfinder Dädalus fertigte für sich und seinen Sohn Ikarus Flügel aus Vogelfedern, die er mit Wachs und Leinen zusammenfügte. «Aus der Beschreibung des römischen Dichters Ovid geht hervor, dass die Flügel eine Wölbung aufweisen. Das haben die Menschen tatsächlich schon vor rund 2000 Jahren in der Natur beobachtet», sagt Professor Albert Baars vom Fachbereich Bionik der Hochschule Bremen. Das Kunstwort Bionik, mit der ersten Silbe von «Biologie» und der zweiten von «Technik», entstand erst auf einem amerikanischen Militär-Kongress 1960. Dort wollte man sich bei der Entwicklung von Radargeräten am Sonar der Fledermäuse orientieren. Bionik ist eine fächerübergreifende Disziplin, als erster Bioniker gilt Leonardo da Vinci, der 1505 ein Werk über den Vogelflug schrieb und Flugmaschinen nach seinen Beobachtungen konstruierte.

Auch der deutsche Flugpionier Otto Lilienthal gehört zu den Vorreitern der Bionik, er studierte den Flug der Störche und fertigte danach seine Flugapparate, mit denen er zwischen 1891 und 1896 erfolgreich Gleitflüge durchführte. «Bionik bedeutet zunächst einmal, das Phänomen zu verstehen, also die Physik, die dahintersteckt, und das Phänomen dann zum Nutzen der Menschen umzusetzen», erklärt Albert Baars. Nirgends haben Prinzipien der Bionik so stark Eingang gefunden wie in der Luftfahrt. «Es sind die Faszination und das Streben, den menschlichen Aktionsradius zu erweitern, die Bionik in der Luftfahrt so wichtig machen», sagt Albert Baars. «Bisher wurde weniger als ein Prozent aller Ideen, die die Natur bereithält, vom Menschen umgesetzt», gibt Knut Braun zu bedenken. «Es gibt mit Sicherheit noch bionische Anwendungen in der Luftfahrt und anderswo, an die wir heute noch gar nicht denken», so der Saarbrücker Experte.

Die Haut des Hais
Derzeit läuft auch ein Forschungsprojekt von Lufthansa Technik, dem Fraunhofer-Institut in München und Airbus, das die technische Umsetzbarkeit einer weiteren bionischen Erkenntnis prüft: Je geringer der Strömungswiderstand eines Flugzeuges ist, desto geringer fallen die nötige Antriebsleistung und der Energieaufwand aus. Um die Aerodynamik von Passagierflugzeugen zu verbessern, lässt sich die Mikrostruktur der Oberfläche verändern. Das Vorbild ist der sogenannte Riblet-Effekt bei bestimmten Hai-Arten. Riblets sind extrem feine Längsrillen in den Schuppen der Raubfische, die den Strömungswiderstand herabsetzen. «Die strukturierte Oberfläche beeinflusst die turbulenten Schwankungsbewegungen; je weniger Schwankungen, desto geringer der Widerstand», erklärt Baars.

An zwei Airbus A340 der Lufthansa fliegen derzeit je acht Hautfelder mit einem speziellen Lacksystem, das exakt diese strömungsgünstige Mikrostruktur übernimmt. Fernziel ist die komplette Lackierung von Flugzeugen in dieser Form, was nach Airbus-Schätzungen bis zu drei Prozent Treibstoff einsparen könnte. Auch in der Kabine von modernen Verkehrsflugzeugen macht man sich eine Idee der Natur zunutze: Dort sind die Schüsseln in den Bordtoiletten mit einer speziellen schmutzabweisenden Schicht überzogen. Vorbild ist die Oberfläche des Lotusblatts.

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„Dies ist Allahs Schöpfung. Zeigt mir nun, was andere außer Ihm geschaffen haben.“ (11:31)

„…So sei denn Allah gepriesen, der beste Schöpfer.“(35:14)

Artikel stammt aus:
https://www.nzz.ch/mobilitaet/auto-mobil/bionik–wie-die-luftfahrt-von-der-natur-lernen-kann-1.18180492

„…So sei denn Allah gepriesen, der beste Schöpfer.“(35:14)