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Bionik


Der Begriff Bionik ist zusammengesetzt aus den Wörtern Biologie und Technik und beschäftigt sich mit dem Lernen von Phänomen aus der Natur und ihrer Übertragung auf die Technik. Bekannte Bespiele sind der Klettverschluss und der Lotuseffekt.

Der leise Flug der Eulen interessiert Biologen und Ingenieure gleichermaßen und lässt sich in der Zusammenarbeit technisch für die Verringerung der Lärmemission von den Flügeln von Flugzeugen und Windkrafträdern und Turbinen nutzen

Für den lautlosen Flug der Nachtvögel sind 3 Besonderheiten des Eulenflügels verantwortlich. An der Flügelvorderkante entsteht sowohl bei Vogelflügeln als auch bei Flugzeugen das meiste Geräusch. Die erzeugten Luftverwirbelungen sind als Schall zu hören. Die Vorderkanten der äußeren Schwungfedern sind bei Eulen mit einer sägeartigen Zähnelung versehen. Dadurch werden die Luftturbulenzen deutlich verringert. Auch die Hinterseite der Flügel trägt durch seine fransige flexible Kante zur Dämpfung von Wirbeln und damit auch von Schall bei. Als dritter Faktor ist die samtartige Struktur auf der Oberseite der Eulenfedern zu nennen, die ähnlich einem Teppich den Schall schluckt. Außerdem sorgt diese flaumartige Struktur dafür, dass die Federn beim Losfliegen lautlos übereinander gleiten können und so kein Lärm durch Reibung der Federn aneinander entsteht.

 


Wie kann man diese Erkenntnisse nun anwenden und auf die Technik zu übertragen, um damit die Flügel von Flugzeugen, Windkrafträdern und Gebläsen leiser zu machen?

Mittels 3D-Druckern gelang es, eine Beschichtung zu erstellen, die der daunenartigen Struktur auf der Oberseite des Eulenflügels nahe kommt. So kann ein Überzug mit netzartigem Material einen Teil des beim Fliegen entstehenden Schalls mindern. Auch der Lufteinlass der Treibwerke des Großraumflugzeugs A380 und die Triebwerke der Boeing 737-Flotte sind mit einem neuen wabenartigen Material ausgekleidet, um die Lärmemission zu reduzieren. Die Weiterentwicklung einer schallabsorbierende Beschichtung für die Rotorblätter einer Windturbine kann z.B. den Lärm großer Windfarmen minimieren, aber auch die Flügel bei Flugzeugen oder Computerventilatoren leiser machen.

Auch die Zähnelung der Kante des Eulenflügels findet technische Anwendung in einer gezackten Kante bei den Flügeln von Ventilatoren, die dadurch leise und energieeffizient arbeiten können und ihren Einsatz z.B. in der Kältetechnik, Heizungen und Wärmepumpen finden können. Ebenso wird diese Erkenntnis aus der Biologie beim Bau von Flugzeugtriebwerken Erkenntnisse umgesetzt. So werden moderne Boeing-Maschinen mit Triebwerken mit sägezahnartigen Düsenaustriebskanten , den sogenannten Chevrondüsen, ausgestattet, die entstehende Turbulenzen minimieren und damit die Lärmemission senken.

Die beschriebenen Umsetzungen des Phänomens des lautlosen Eulenflugs auf technische Anwendungen werden weiter vorangetrieben und weiterentwickelt und finden in Zukunft sicherlich noch viele weitere Einsatzgebiete.

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