Werden dadurch zum Beispiel neue Perspektiven bei der Bergung Verschütteter ermöglicht?

Ob nun der Lotuseffekt bei der Erforschung neuartiger Oberflächenbeschichtungen, die Beobachtung von Ameisenschwärmen zur Entwicklung komplexer Software-Algorithmen oder die Untersuchung der Konstruktion tierischer Skelette für neue Erkenntnisse in der Leichtbauweise: Technische Innovation ist in einer Vielzahl von Bereichen an Vorbilder aus der Natur gekoppelt.

Insbesondere gilt dies für den Luftverkehr – wollte es der Mensch doch schon seit vielen Jahrhunderten den Vögeln gleichtun und sich durch die Lüfte bewegen.

Nun ist die grundsätzliche Möglichkeit der Konstruktion von Flugapparaten längst realisiert, doch gerade bei spezifischen Fragestellungen dienen Vögel als wichtige Beobachtungsobjekte zur Entwicklung technischer Neuerungen in der Luftfahrt.

Inwieweit die Flugfertigkeiten eines Falken als Vorbild für unbemannte Mikro-Flugobjekte dienen können, untersuchen in einem Forschungsprojekt Professor Christian Kähler und sein Mitarbeiter Alexander Friedl von der Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik der Universität der Bundeswehr München gemeinsam mit dem Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der RWTH Aachen. 

Meister der Aerodynamik

Der Falke ist ein Meister der Lüfte und kann selbst auf engstem Raum starten, fliegen oder landen. Könnte man diese Fähigkeiten bei der Entwicklung autonomer Flugobjekte integrieren, würde dies zum Beispiel bei Rettungsmaßnahmen in eingestürzten Häusern oder Bergwerksstollen völlig neue Perspektiven eröffnen. Um dazu den Flug des Falken zunächst möglichst genau beobachten zu können, schickten die Forscher den Vogel in den Windkanal.

Alexander Friedl erläutert dazu: „Wir haben einen Falkner gefunden, der seine Tiere speziell für den Flug in geschlossenen Räumen ausbildet. Der Falke wird mit Nahrung zum Flug ermuntert. Stress oder Anstrengung verspürt er beim Flug in dem 20 Meter langen und zwei Meter breiten Windkanal nicht.“

Auswertung durch Hochgeschwindigkeitskameras

Anhand einer speziell entwickelten Methode zur Auswertung mit Hochgeschwindigkeitskameras und neuester Bildanalysemethoden konnten die Forscher die geometrischen Daten des Vogels im freien Flug erheben. „Neun hochauflösende Kameras ermöglichen es uns, bis zu 6.000 Fotos pro Sekunde aufzunehmen“, erklärt Professur Kähler. Die grundlegenden Messungen sind bereits abgeschlossen und befinden sich derzeit in der Auswertung.

Ziel ist es dabei, jede noch so kleine Bewegung des Vogels im Flug präzise erkennen und rekonstruieren zu können. „Wenn man verstehen kann, wie der Vogel seinen präzisen Landeanflug steuert, um auf einem Ast punktgenau aufzusetzen, so könnte man eventuell auch für die Luftfahrt neue Verfahren entwickeln“, fasst Alexander Friedl dazu zusammen.

Flügelschlagendes Kleinstflugzeug

Sind die Daten bis ins kleinste Detail ausgewertet, sollen die Ergebnisse für die Entwicklung eines autonomen, flügelschlagenden Kleinstflugzeugs verwendet werden. Dazu erklärt Professor Kähler: „Diese Art der Fortbewegung ist zwar technisch anspruchsvoll umzusetzen, aber der Energieverbrauch dabei ist relativ gering. Denken Sie an Zugvögel, die über hunderte von Kilometern fliegen können, um ihre Winterquartiere zu erreichen.“

So könnte eine Realisierung dieses Vorhabens vielleicht bald schon energieeffiziente neue Möglichkeiten im Bereich der Rettungstechnik eröffnen – und das ganz nach dem Vorbild der Natur.