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.
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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.