AUS DEM SPIEGEL
Ausgabe 41/2011

Luftfahrt Akrobaten der Lüfte

Kann der Mensch bald fliegen wie ein Vogel? Tüftler jagen dem Menschheitstraum des "Schwingenflugs" mit beweglichen Flügeln nach.

Von


Als die Sonne blutrot über dem Morgennebel in die Höhe steigt, fliegt Todd Reichert davon. Emporgetragen wird er vom Auf und Ab mächtiger Flügel. Kein Motor treibt sein Vehikel an. Mit bloßer Kraft der Beine, die er in die Pedale stemmt, hebt er ab. Sein Strampeln wird durch ein Seilsystem auf die Flügel übertragen.

Titelbild
Dieser Artikel ist aus dem SPIEGEL
Heft 41/2011
Der Mann, der die Zukunft erfand

Monatelang hat der kanadische Ingenieurstudent für diesen Moment trainiert. Er nahm acht Kilo ab und erhielt Unterricht von einem Kickboxer. Zusammen mit Kommilitonen der University of Toronto hatte er vier Jahre lang das einzigartige Superleichtflugzeug zusammengeschraubt. Der "Snowbird" besteht großenteils aus Carbonstangen, Balsaholz und Plastikfolie und wiegt nur 44 Kilogramm - hat aber eine Spannweite von 32 Metern, fast so viel wie eine Boeing 737.

Reicherts Flug dauerte nur 19,3 Sekunden; nach 145 Metern verließen ihn die Kräfte, und er musste landen mit Hilfe des Kinderwagenrads, das er unter den Rumpf geschraubt hatte. Für den Piloten war der Hüpfer ein Triumph.

"Ein uralter Traum vom Fliegen ist wahr geworden", sagt Reichert. Die Vision, sich aus eigener Kraft in die Lüfte zu erheben, beschwor bereits der antike Mythos von Ikarus. Mit Schwingen aus Federn und Wachs erhob dieser sich in die Luft - bis er der Sonne zu nahe kam: Das Wachs schmolz, Ikarus stürzte zu Tode.

Fotostrecke

6  Bilder
Akrobaten der Lüfte: Fliegen wie ein Vogel
Vor über 500 Jahren skizzierte dann Leonardo da Vinci erstmals einen Schwingenflieger. "Seit Urzeiten haben Legionen von Menschen davon geträumt, wie ein Vogel zu fliegen", sagt Reichert.

Sein erster erfolgreicher Schwingenflug vor einem Jahr soll nur ein Auftakt sein. "Ich schwebe seitdem noch immer über dem Boden", sagt Professor James DeLaurier, der geistige Vater des Projekts. Der 70-jährige Emeritus hat weitere hochfliegende Pläne.

Noch in diesem Herbst will er zum nächsten großen Entwicklungssprung ansetzen: Er hat ein motorisiertes Sportflugzeug entwickelt, das statt eines Propellers auf die Kraft des Flügelschlags setzt. Ein solches Vogelflugzeug würde es nicht nur durchtrainierten Sportlern erlauben, ohne Turbine oder Propeller durch die Luft zu flattern.

Als Student war DeLaurier am "Apollo"-Programm beteiligt. Zwischenzeitlich arbeitete er beim Flugzeugbauer McDonnell Aircraft. Doch je älter er wurde, desto mehr faszinierte ihn der natürliche Ursprung der Fliegerei.

Nur ein paar Tüftler gaben den Traum vom Fliegen nicht auf

Der Schwingenflug hat von jeher etwas Magisches. Seit der Zeit der ersten Flugsaurier wurden die fließenden Flügelbewegungen von der Evolution immer wieder neu entwickelt. Mit einem theoretischen Wirkungsgrad von über 80 Prozent sind sie extrem effizient. Zum Vergleich: Ein herkömmliches Reiseflugzeug nutzt nur 37 Prozent der eingesetzten Energie; der Rest verpufft als Schall und Rauch und Hitze.

Mit dem Schwingenflug begann auch der Mensch die Eroberung der Lüfte; doch die Abstürze der Flattermänner sind legendär: Vor 200 Jahren, im Jahr 1811, purzelte der sogenannte Schneider von Ulm in die Donau. Otto Lilienthal tüftelte an einem "kleinen Schlagflügelapparat" und brach sich schließlich das Genick.

Erst die Gebrüder Wright schafften 1903 den Durchbruch - mit Motor und starren Flügeln.

Nur ein paar Tüftler blieben dem Traum des Ikarus treu. Zu dieser verschworenen Gemeinde gehörte auch Alexander Lippisch, der in den dreißiger Jahren "Ornithopter" baute, Schwingflügelapparate. Kaum jemand nahm davon Notiz. Erst eine andere Erfindung machte ihn während des Zweiten Weltkriegs berühmt: ein rasend schneller Raketenjäger.

Es ist schon vertrackt. Der Mensch hat es bis auf den Mond geschafft, scheitert aber an dem, was jeder Spatz vermag: sich flügelschlagend in die Lüfte zu erheben - und oben zu bleiben.

Klein startet leichter

Der Homo sapiens ist zum Vogelflug aus eigener Kraft nun einmal ungeeignet: zu groß, zu schwer, zu schwache Muskeln. Rund 600 Watt Leistung braucht ein Mensch, um durch Flügelschlag abzuheben - das schaffen selbst Leistungssportler nur für wenige Minuten.

Auch im Tierreich gilt die Faustformel: Klein startet leichter. Winzlinge wie die Kolibris sind wahre Akrobaten der Lüfte. Sie können auf der Stelle schweben und sogar rückwärtsfliegen.

Große Vögel wie der rund neun Kilogramm schwere Albatros dagegen, mit einer Flügelspanne von über drei Metern, setzen meist auf das majestätische Segeln im Wind mit relativ bewegungslosen Flügeln. Bei Flaute müssen sie landen oder wassern. Ihre Starts sind ein würdeloses Schauspiel: Sie watscheln energisch über den Strand, bis sie genug Tempo zum Abheben haben - träge wie vollbesetzte Urlaubsflieger.

Das Grundprinzip des Vogelflatterns besteht darin, dass die Tragfläche gleichzeitig wie eine Turbine wirkt: Wenn der Vogel den Flügel hebt, knickt und dreht er ihn, so dass sich der Luftwiderstand verringert. Beim Absenken dagegen spreizt und verdreht er ihn senkrecht, um sich gegen den Luftwiderstand wie gegen eine Wand nach vorn abzustoßen.

Doch der Teufel steckt im Detail: Profil, Anstellwinkel und Fläche der Flügel müssen permanent angepasst werden. Selbst mit heutigen Hochleistungscomputern gelingt es kaum, die genauen Strömungsverhältnisse zu berechnen.

Auf Mischantriebe solle man setzen

Die größten Fortschritte erzielt man daher durch Tüftelei, vor allem mit kleinen Flugobjekten. Das Pentagon hat mit dem "Hummingbird" bereits eine winzige Kolibri-Drohne mit schlagenden Flügelchen getestet. Und an der Universität Michigan wird eine Modell-Fledermaus für die US-Armee entwickelt mit Namen "Com-Bat".

Für Begeisterung sorgte auf einer Konferenz in Edingburgh neulich auch eine mechanische Silbermöwe, die wie ein leibhaftiger Vogel über den Köpfen der Teilnehmer kreiste. "Damit hat sich mein Lebenstraum erfüllt", schwärmt Wolfgang Send, der das Konzept des "SmartBird"-Flugroboters am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Göttingen entworfen hat.

Send geht davon aus, dass in ein paar Jahren Sportflugzeuge energiesparender fliegen werden, indem sie zusätzlich zum bewährten Propellerantrieb ein wenig mit den Flügeln flattern.

Auch Professor DeLaurier aus Toronto setzt für die Zukunft auf solche Mischantriebe. Im Herbst will er das erste bemannte und motorisierte Flatterflugzeug testen, das nicht mehr wie ein Segelflieger angeschleppt werden muss, sondern aus eigener Kraft abzuheben vermag.

Um das nötige Starttempo zu erreichen, soll sein Schwingenflieger ein paar Sekunden lang einen Düsenantrieb zünden.

Mehr zum Thema


insgesamt 13 Beiträge
Alle Kommentare öffnen
Seite 1
Airkraft 14.10.2011
1. Schleppstart!
Im Video sieht man deutlich wie der Flieger per Seilwinde gestartet wird!
bleedranner 14.10.2011
2. zur Vollständigkeit
...fehlt der FESTO Smart Bird. Den gibt es schon länger. http://www.festo.com/cms/de_corp/11369.htm
chocochip, 14.10.2011
3. Falsch...
Zitat von sysopKann der Mensch bald fliegen wie ein Vogel? Tüftler jagen dem Menschheitstraum des "Schwingenflugs" mit beweglichen Flügeln nach. http://www.spiegel.de/0,1518,791040,00.html
"Otto Lilienthal tüftelte an einem "kleinen Schlagflügelapparat" und brach sich schließlich das Genick." Nein, Lilienthal arbeitete an dem Gleitflug und war damit erfolgreich, bis zu einem Unfall, der aber nicht mit einem Schlagflügelappat erfolgte, wie der Autor des Artikel suggeriert. Die Untersuchungen zum Schlagflügelapparat wurden maßgeblich von seinem Bruder Gustav Lilienthal bis 1933 fortgesetzt. Es ist traurig, wie wenig Wissenschaftsjournalisten heute noch an Bildung haben müssen, um Artikel veröffentlichen zu dürfen, die dann als "Qualitätspresse" zitiert werden...
doc_coop 14.10.2011
4. Na und?!?
Zitat von AirkraftIm Video sieht man deutlich wie der Flieger per Seilwinde gestartet wird!
Beim viel bejubelten "SmartBird" von Festo, stand der Bodenstart zunächst auch erstmal hinten an. Für einen Selbststart muss ungleich mehr Energie aufgewandt werden, als für das reine "In-der-Luft-bleiben". Dabei wäre es schon eine absolute Sensation, wenn ein Mensch aus eigener Muskelkraft mit so einem Gefährt längere Zeit in der Luft bleiben könnte. Also nicht einfach "nur", wie schon seinerzeit Lilienthal oder moderne Flugdrachen, Segelflugzeuge, etc., die potentielle Energie (=Höhe) in kinetische Energie umzuwandeln (=Geschwindigkeit und Vortrieb) und die Höhe abgleiten und dabei vielleicht externe Kräft, wie Thermik, Hangaufwind, etc. zu nutzen. Insofern kann ich in dem "Windenstart" (genau genommen wird das Fluggerät auch eher von einem Auto oder ähnlichem gezogen, wenn man sich das Video genauer ansieht) keinen Nachteil oder "Betrug" erkennen.
graealex 14.10.2011
5. Wurde erwähnt
Zitat von bleedranner...fehlt der FESTO Smart Bird. Den gibt es schon länger. http://www.festo.com/cms/de_corp/11369.htm
Der wurde im Artikel erwähnt: Über die genaue Arbeitsteilung zwischen Unis, Festo und anderen Partnern mag man spekulieren. Festo hat da eine Historie, überall den eigenen Namen draufzuschreiben. Zumindest laut Begleitbroschüre wurden Design, Entwicklung, Produktion, Elektronik und Software nicht von Festo entwickelt.
Alle Kommentare öffnen
Seite 1

© DER SPIEGEL 41/2011
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung


TOP
Die Homepage wurde aktualisiert. Jetzt aufrufen.
Hinweis nicht mehr anzeigen.