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Fliegen (Fortbewegung)

Fliegen (Fortbewegung)

Fliegen bedeutet im allgemeinen Sinn die Fortbewegung eines Körpers durch die Luft entweder durch Ausnutzung der Gesetze der Aerodynamik (Flugzeuge) oder durch das Leichter als Luft Prinzip. Ferner wird auch die Fortbewegung durch Rückstoß (Rakete) sowie die Bewegung entlang einer ballistischen Bahn (Projektil, Satellit usw.) als Fliegen bezeichnet. Fliegen können "wie die Vögel" ist seit altersher ein Menschheitstraum (Ikarus, Flugmobil von Leonardo da Vinci, Otto Lilienthals Fluggerät), der mit dem ersten Flug (kontrolliert, motorisiert, manngesteuert, schwerer als Luft) der Gebrüder Wright 1903 seine Erfüllung fand. Siehe auch Luftfahrt und Geschichte der Luftfahrt.

Flug von Luftfahrzeugen

Das aerodynamische Fliegen eines Flugzeuges beruht auf der Erzeugung von Auftrieb durch die die Tragflächen umströmende Luft. Die Größe der Auftriebskraft ist abhängig von der Geschwindigkeit, dem Anstellwinkel und der Tragflächengeometrie. Während sich die Geschwindigkeit mit der Antriebsleistung und durch Änderung der Flughöhe ändert, kann der Anstellwinkel mit dem Höhenruder verändert werden. Selbst die Tragflächengeometrie ist während des Fluges veränderbar, z.B. mit Hilfe der Landeklappen. Ballone und Luftschiffe "fliegen" nach dem leichter als Luft Prinzip. Im deutschsprachigen Raum wird diese Art der Fortbewegung jedoch fahren genannt.

Vogelflug

leichter als Luft Prinzip Prinzipiell sind beim Vogelflug zwei Mechanismen im Spiel: Der Auf- und Vortrieb sowie ein Druckunterschied. Ersterer wird durch Bewegung des Flügels erzeugt, letzterer durch die seine Form, (wobei jedoch der Druckunterschied eine eher untergeordnete Rolle spielt). Wegen der Energieeffizienz hört bei etwa 15 kg Körpergewicht die Flugfähigkeit von Vögeln auf, da zum benötigten Auftrieb, der mit der Masse des Vogels zunimmt, kaum noch Vortrieb erzeugt werden kann. Somit sind Schwäne, Kondore und Pelikane die schwersten flugfähigen Vögel. Interessant ist, dass die Flügelschlagfrequenz einer Vogelart in Europa und während des Vogelzugs, z.b. über der Sahara, nicht die gleiche ist. Beim "Alltagsfliegen" in Europa schlagen die Vögel ihre Flügel so schnell, dass sie pro Zeiteinheit möglichst effizient fliegen; aber während des Zugs fliegen sie pro zurückgelegte Wegstrecke möglichst effizient. Dies hat unter Ornithologen einige Zeit lang zu Verwirrung geführt, als sie versuchten, mit Radargeräten fliegende Vögel auf dem Vogelzug anhand der Schlagfrequenz zu bestimmen.

Der Flug großer Vögel

„Große Vögel“ können sich zumeist sowohl im Segel- als auch im Schlagflug fortbewegen. Beim Segelflug schlagen sie nicht mit den Flügeln sondern halten sie ausgebreitet. Der durch Fluggeschwindigkeit und Luftströmungen entstehende Auftrieb reicht aus um sich in der Luft zu halten (Aufwinde ermöglichen sogar das spiralförmige Aufsteigen), Albatrosse sind sogar in der Lage, Windscherungen über dem Meer auszunutzen und so energieneutralen, dynamischen Segelflug zu praktizieren. Die Flügelbewegung beim Schlagflug wird aufgeteilt in Auf- und Abschlag. Die Fortbewegung findet durch Auf- und Vortrieb statt. Der Auftrieb wird durch die Abwärtsbewegung der Armschwingen erzeugt. Luft wird nach unten gedrückt und strömt dorthin ab ( => dadurch Auftrieb). Der Vortrieb wird durch mehrere Dinge erzeugt. Beim Schlagen wird der Flügel geschwenkt (beim Aufschlag nach vorne, beim Abschlag nach hinten), zusätzlich wird der Flügel gedreht (beim Aufschlag nach oben, beim Abschlag nach unten) außerdem führt die Flügelspitze eine Wellenbewegung aus. Es findet also keine horizontale Flügelbewegung statt, sondern eine schräg nach hinten – unten gerichtete beim Abschlag und eine schräg nach vorne – oben gerichtete beim Aufschlag.

Der Flug kleiner Vögel

Der Flug kleiner Vögel erfolgt prinzipiell gleich wie der Flug großer Vögel. Sie sind jedoch nicht fähig im Segelflug zu fliegen, da ihre Flügel zu klein sind (und somit eine zu kleine Anströmfläche bieten, und wiederum zu wenig Auf/Vortrieb entsteht und sie eine zu hohe Flächenbelastung haben). Stattdessen können sie, nicht wie die großen Vögel, nur beim Abschlag Auftrieb erzeugen, sondern auch beim Aufschlag, was ihnen einen schnelleren Start ermöglicht. Ihre Flügelbewegung beschreibt hierbei eine Achterschleife, beim Abschlag drücken sie mit der Flügelunterseite Luft schräg nach hinten, beim Aufschlag drehen sie den Flügel so, dass sie Luft mit der Flügeloberseite schräg nach vorne drücken.

Insektenflug

Da Insekten in einer ganz anderen Grössenordnung existieren, "fühlt" sich aus ihrer Perspektive die Luft eher wie eine Flüssigkeit als wie ein Gas an. Insekten "schwimmen" sozusagen in der Luft. Mit der herkömmlichen Aerodynamik konnte vor allem der Flug der Hummeln nicht erklärt werden. Siehe auch Insektenflug.

Flug von Pflanzensamen

Viele Pflanzensamen sind mit Einrichtungen zum passiven Fliegen ausgestattet.

Ahornsamen

Dieser Samen gehört zur Gruppe der Schraubenflieger. Der Samen besitzt einen Kern, in dem der Massenschwerpunkt liegt, und einen leichten Flügel. Nach einem kurzen Sturzflug geht er über in eine spiral- und schraubenförmige Bewegung. Er dreht sich um seine eigene Achse und schraubt sich zusätzlich in einer großen Spirale nach unten.

Zanoniasamen

Dieser Samen ist ein Gleitflieger. Auch hier ist der Samen der Schwerpunkt, doch diesmal hat er auf beiden Seiten dünne „Flügel“, die ihm das Aussehen eines kleinen Drachen geben. Er schraubt sich auch nach unten, stößt er jedoch irgendwo an, pendelt er kurz in der Luft hin und her, und findet anschließend in seine normale Flugposition zurück.

Haarflieger

Zu dieser Gruppe gehört zum Beispiel der Löwenzahnsamen. Die Samen besitzen Flughaare, dadurch ist die Oberfläche und der Luftwiderstand größer, wodurch wiederum die Fallgeschwindigkeit langsamer ist. (Forttragung = Fallzeit mal Windgeschwindigkeit)

Literatur

Zur Erfindung des Flugzeugs und zu den Folgen siehe
- Andreas Venzke: Pioniere des Himmels - Die Brüder Wright. Eine Biografie. Artemis & Winkler. Düsseldorf und Zürich 2002

Fliegen in der Literatur

Douglas Adams schreibt in Das Leben, das Universum und der ganze Rest über das Fliegen: "Es ist eine Kunst, sagt er, oder vielmehr ein Trick zu fliegen. Der Trick besteht darin, daß man lernt, wie man sich auf den Boden schmeißt, aber daneben."

Weblinks


- http://www.lfm.mw.tum.de/lfm_sources/albatros.html Kategorie:Biophysik Kategorie:Aerodynamik Kategorie:Fortbewegung Kategorie:Verhaltensbiologie

Aerodynamik

Aerodynamik ist Teil der Strömungslehre und beschreibt das Strömungsverhalten von Gasen. Sog, Vortrieb, Auftrieb und Stirnwiderstand sind Phänomene der Aerodynamik und ermöglichen es beispielsweise Flugzeugen zu fliegen oder die Fortbewegung von Segelschiffen. Aerodynamik und Hydrodynamik vereinigen sich zur Fluiddynamik; die Abgrenzung in der Literatur ist nicht immer klar. Heute ist es nicht möglich, alle Phänomene in der Natur mit Hilfe der Aerodynamik exakt zu beschreiben. Mit teilweise sehr hohem Rechenaufwand lassen sich theoretische Resultate erreichen, die den realen Beobachtungen recht nahekommen. Für viele Anwendungen sind daher experimentelle Messungen in Windkanälen oder an Flugzeugen nötig. Das verleiht der Aerodynamik ihren empirischen Aspekt. Jedoch lassen sich mit neuen numerischen Verfahren (Numerik) gute Näherungen für Ergebnisse aus Versuchen erzielen. = Anwendungen =

Flügel

Numerik Bewegt sich ein Körper durch die Luft, so drückt er diese auseinander. Bis zu seinem größten Querschnitt entsteht dadurch Überdruck an seiner Oberfläche, welchen man als Staudruck bezeichnet. Der Staudruck besitzt sein Zentrum an dem Punkt an dem die ankommende Luft den Flügel senkrecht trifft. Diesen Punkt bezeichnet man als Staupunkt. Im Bereich hinter dem größten Querschnitt des Körpers führt dessen Querschnittsabnahme dazu, dass die zur Seite verschobene Luft wieder zurückfließt, da sonst luftleere Räume entstehen würden. Im querschnittsverjüngenden Bereich des hinteren Körperteiles entsteht somit an der Körperaußenhaut Unterdruck. Ist der Körper symmetrisch zu seiner Längsachse, so gleichen sich die Kräfte aus den Drücken am Umfang aller Querschnitte zu Null aus. Durch die Reibung der Luft am Flügel, der bewegten Luft und durch die Druckdifferenz zwischen Vorderseite und Rückseite erfährt der Körper lediglich eine Kraft entgegen der Flugrichtung. Ist der Körper in seiner Form unsymmetrisch und/oder besitzt er eine Anstellung gegenüber seiner Bewegungsrichtung, so entsteht eine äußere Kraft dadurch, dass sich der Staupunkt verlagert und der Körper oder Flügel dadurch die Luft zu einer Richtung hin stärker beschleunigt. Der Flügel gibt also durch die erzeugten Druckdifferenzen einen Impuls an die Luft ab, was sich als Auftrieb bemerkbar macht. Eine Unterschall Tragflügel ist so konstruiert, dass er mit seiner Profilform und Anstellung Luft mit seiner Ober- wie Unterseite nur nach unten bei möglichst geringem Widerstand beschleunigt. Die dabei entstehende dynamische Kraft ergibt sich nach dem zweiten Newtonschen Axiom: die Auftriebskraft ist gleich der pro Zeit vom Flügel bewegten Luftmasse mal deren Geschwindigkeitszuwachs. Diesen Zusammenhang drückt man allerdings normalerweise durch den Staudruck, welcher am Flügel angreift und die Luftmasse beschleunigt, aus. Welche Ansicht man wählt ist hierbei egal, man kann aber die prinzipielle aerodynamische Kraft aber z.B. aus der Gleichung von Bernoulli nach dem Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Druck eines Gases herleiten: L = 1/2
- C
- Luftdichte
- Fluggeschwindigkeit^2
- Flügelfläche L = Lift (engl. Auftrieb, im Deutschen auch A oder FA)
C = Konstante, die die Form des Flügelprofils wiedergibt. Sie wird meist experimentell bestimmt, kann aber für einfache Geometrien auch errechnet werden. Nachdem die vom Flügel erzeugten Druckdifferenzen in der Luft ausgeglichen wurden besitzt die Luft einen Impuls. Wie sich dieser in der Luft hinter dem Flugzeug fortsetzt, ist in nebenstehenden Bild zu sehen: es entstehen große sogenannte Flügelwirbel. Im freien Luftraum werden sie mit „Wirbelschleppe“ bezeichnet und solche Wirbelschleppen sind im nebenstehenden Bild zu sehen. [http://www.adv-net.org/gfx/content/lf_wirbelschleppe.jpg]. Neben den Flügelwirbeln in Sicht der Flugbahn entstehen in Analogie dazu auch Wirbel in der Seitenansicht. Einer um das Tragflügelprofil herum mit Profilwirbel bezeichnet und einer am Startort des Flugzeuges, der sogenannte Anfahrwirbel. [http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/Images/shed.gif]. Im aufgerufenen Bild ist ein sogenannter Start-Stop-Flug mit dem Anfahrwirbel rechts und dem Profilwirbel um das Tragflügelprofil zu sehen. Der Profilwirbel ändert sich sobald sich der Auftrieb der Tragfläche ändert. Die Überlagerungen haben z. B. zur Folge, dass sich der Staupunkt entlang Profilnase verschiebt. Die Luft wird durch den an der Flügeloberseite entstehenden Unterdruck und durch den an der Unterseite entstehenden Überdruck schon vor der eigentlichen Tragfläche quasi über den Flügel hinweggesaugt. [http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/Images/right2.gif] Luftkraftentstehungen sind relative Vorgänge. Es ist also ohne Belang, ob sich der Flügel gegen die Luft oder die Luft gegen den Flügel bewegt: ausschlaggebend ist nur eine notwendige Differenzgeschwindigkeit zwischen Flügel und Luft. Wenn sich Luft und Körper nicht gegeneinander bewegen, greift am Körper nur die statische Auftriebskraft nach Archimedes an. Diese Kraft ist nicht Teil der Aerodynamik sondern wird von der Aerostatik beschrieben.

Kraftfahrzeug

Grenzschicht

Bei der Grenzschicht handelt es sich um eine durch Reibung und Energieverlust abgebremsten Teil der Luft, der direkt an der Außenhaut des Autos anliegt. Um diese Grenzschicht für eine möglichst große Fläche am Auto auszunutzen, darf sie sich nicht ablösen. Als Ablösung bezeichnet man die Bildung von Turbulenzen in der Grenzschicht aufgrund von starken Druckunterschieden (z.B. kleine Hindernisse), welche einen erhöhten Fahrwiderstand zur Folge haben. Ablösung tritt auf an scharfen Kanten senkrecht zur Fahrtrichtung und an Außenspiegeln, Scheinwerfern, Kotflügeln und Spoilern, die im Gegensatz zur weichen Karosserieform ein Hindernis im Luftstrom darstellen.

Staudruck

Vor dem Auto staut sich die Luft strömt also langsam und besitzt einen hohen Druck. Über dem Auto, seitlich vom Auto und besonders unter dem Auto strömt die Luft schneller und besitzt daher einen niedrigen Druck. Der Motorraum ist nach vorne zum Bereich des hohen Drucks geöffnet, weil dieser ausgenutzt wird, um zur Motorkühlung und Frischluftzufuhr (über der Motorhaube) ein höheres Luftvolumen durch Luftfilter, Wasserkühler und den verwinkelten Motorraum oder durch die Luftschächte strömen zu lassen.

Siehe auch

Ludwig Prandtl

Weblinks

http://www.aviation4u.de/school/aerodynamik.htm Kategorie:Aerodynamik Kategorie:Strömungslehre

Archimedisches Prinzip

Das Archimedische Prinzip wurde vor über 2000 Jahren vom altgriechischen Gelehrten Archimedes entdeckt. Es lautet: Die Auftriebskraft eines Körpers ist genau so groß wie die Gewichtskraft des vom Körper verdrängten Mediums. Ein Gegenstand wirkt also leichter, wenn er z. B. in Wasser getaucht wird. Die Masse des Körpers bleibt dieselbe, jedoch gleichen sich die Auftriebs- und die Gewichtskraft gegenseitig aus, wodurch die Gewichtskraft scheinbar abnimmt. Wasser Das Archimedische Prinzip gilt in allen Fluiden, d. h. in Flüssigkeiten und Gasen. Schiffe verdrängen Wasser und erhalten dadurch Auftrieb. Da die Dichte eines Schiffes geringer ist als die Dichte von Wasser (die Dichte des Wassers steigt mit zunehmender Tiefe), schwimmt es auf der Oberfläche. Ballone und Luftschiffe machen sich diese Eigenschaft zu Nutze, um fliegen zu können. Hierbei werden sie mit einem Gas gefüllt, dessen Dichte geringer ist, als die der umgebenden Luft. Diese Gase sind bei Luftschiffen und vielen Ballonen von Natur aus weniger dicht als Luft (z. B. Wasserstoff oder Helium); in Heißluftballons wird die Luftfüllung mit Hilfe von Gasbrennern erwärmt, wodurch ihre Dichte abnimmt.

Erklärung des Phänomens

Ursache für die Auftriebskraft ist der Druckunterschied zwischen der Ober- und der Unterseite eines eingetauchten Körpers. Die Kräfte, die auf die Seitenflächen einwirken, spielen keine Rolle, da sie sich gegenseitig stets aufheben. Das heißt, es wirkt auf die unteren Teile der Oberfläche eines eingetauchten Körpers eine größere Kraft als auf die oberen Teile der Oberfläche. Es herrscht folglich ein Druckunterschied. Da jedes physikalische System stets bestrebt ist, einen Druckausgleich zu erzielen, wird sich der Körper solange aufwärts bewegen, bis sich alle auf ihn einwirkenden Kräfte ausgleichen. Im rechtsoben stehenden Beispiel gehen wir davon aus, dass ein Würfel (folglich mit den Kantenlängen 20x20x20cm) 10cm tief in Wasser eingetaucht ist

Herleitung "klassisch"

1~ = 1~\frac Auf die untere Fläche A_ wirkt die Kraft F_ = 2943~\frac \cdot 004~^2 = \underline auf die obere Fläche A_ wirkt dagegen die Kraft F_ = 981~\frac \cdot 004~^2 = \underline. Die Differenz der beiden Kräfte beträgt 78,48 N. Also ist der Auftrieb dieses Körpers 78,48 Newton.

Herleitung nach Archimedes

Nach Archimedes gilt Folgendes: F_=F_. Bezogen auf das Beispiel können wir schreiben: \begin F_ &=& V_ \cdot \rho_\cdot g \\ \ &=& 8000~^3 \cdot 1 \frac\cdot981\cdot10^\frac \\ \ &=& 7848~\end Wir sehen, dass beide Methoden zum selben Ergebnis führen.

Steigen, Sinken, Schweben

Damit der Körper die in der Grafik beschriebene Position einnimmt, muss seine Gewichtskraft gleich der Gewichtskraft des verdrängten Wassers (78,48 N) sein. Dann heben sich alle auf den Körper wirkenden Kräfte auf und dieser kommt zum Stillstand. Nach der Formel m=F_\cdot g^ muss der Körper 8000 g schwer sein. Des Weiteren hätte er nach \rho = \frac eine Dichte von 1. (Wasser hat ebenfalls eine Dichte von 1)
Wir können also folgende Regel formulieren:

- Wenn \rho_=\rho_ ist, dann schwebt der Körper.
- Wenn \rho_<\rho_ ist, dann steigt der Körper.
- Wenn \rho_>\rho_ ist, dann sinkt der Körper. Die Körper steigen oder sinken, bis der Gewichtskraft eine betragsmäßig gleich große Kraft entgegenwirkt. Dies kann beim Sinken eine sich ändernde Dichte des Fluids oder auch der Boden des Bechers bewirken. Ein Körper steigt oft solange, bis er die Oberfläche durchbricht. In diesem Fall gilt: V_ \cdot \rho_ = V_ \cdot \rho_.

Die Entdeckung des Archimedischen Prinzips

Archimedes war von König Hieron II. von Syrakus beauftragt worden herauszufinden, ob dessen Krone wie bestellt aus reinem Gold wäre, oder ob das Material durch billigeres Metall gestreckt worden sei. Diese Aufgabe stellte Archimedes zunächst vor Probleme, da die Krone natürlich nicht zerstört werden durfte. Der Überlieferung nach hatte Archimedes schließlich den rettenden Einfall, als er zum Baden in eine bis zum Rand gefüllte Wanne stieg und dabei das Wasser überlief. Er erkannte, dass die Menge Wasser, die übergelaufen war, genau seinem Körpervolumen entsprach. Angeblich lief er dann, nackt wie er war, durch die Straßen und rief Heureka (Ich habe es gefunden). Um die gestellte Aufgabe zu lösen, tauchte er einmal die Krone und dann einen Goldbarren, der genauso viel wog wie die Krone, in einen vollen Wasserbehälter und maß die Menge des überlaufenden Wassers. Da die Krone mehr Wasser verdrängte als der Goldbarren und somit bei gleichem Gewicht voluminöser war, musste sie aus einem leichteren Material, also nicht aus reinem Gold, gefertigt worden sein. Diese Geschichte wurde vom römischen Architekten Vitruv überliefert. Obwohl der Legende nach auf dieser Geschichte die Entdeckung des Archimedischen Prinzips beruht, würde der Versuch von Archimedes auch mit jeder anderen Flüssigkeit funktionieren. Das Interessanteste am Archimedischen Prinzip, nämlich die Entstehung des Auftriebs und damit die Berechnung der Dichte des Fluids, spielt in dieser Entdeckungsgeschichte gar keine Rolle.

Physikalische Herleitung

Wirkt auf eine Fläche \vec (mit Flächeninhalt |\vec| und Normalenvektor \vec/|\vec|) von einer Seite ein konstanter Druck p_A, so ist der nach unten (bzw. nach oben, bei negativem Vorzeichen) wirkende Kraftanteil F_A = - (\vec_z \cdot \vec) p_A wobei \vec_z ein nach unten zeigender Einheitsvektor ist. Das Archimedische Prinzip gilt nur genau dann streng, wenn das verdrängte Medium inkompressibel (nicht zusammendrückbar) ist. Für Flüssigkeiten wie z. B. Wasser ist dies gut erfüllt, daher soll im Folgenden von einem Körper ausgegangen werden, der in eine Flüssigkeit der Dichte \rho eintaucht. In der Flüssigkeit lastet auf einer waagerechten Fläche der Größe A in der Tiefe z das Gewicht einer Flüssigkeitssäule der Masse m=\rho \cdot A \cdot z. Der Druck in dieser Tiefe ist deshalb p(z) = \frac = \rho \cdot g \cdot z Ein entsprechender Druckverlauf gilt bei nicht zu großen Höhendifferenzen z auch in der Luft oder anderen Gasen (d. h. die Kompressibilität fällt nicht ins Gewicht; bei großen Höhenunterschieden müsste eine veränderliche Dichte berücksichtigt werden). Deshalb gelten die folgenden Überlegungen auch für realistisch große Luftschiffe oder Ballone. Für einfache geometrische Formen kann man die Gültigkeit des Archimedischen Prinzips mit einfachen Mitteln von Hand nachrechnen. Für einen Quader mit Grundfläche A und Höhe h, der senkrecht in die Flüssigkeit eintaucht, erhält man beispielsweise:
- Kraft auf die obere Grundfläche: F_o = p(z_0) \cdot A = \rho \cdot g \cdot z_0 \cdot A
- Kraft auf die untere Grundfläche: F_u = p(z_0+h) \cdot A = -\rho \cdot g \cdot (z_0+h) \cdot A
- Kräfte auf die Seitenflächen heben sich stets gegenseitig auf
- Die gesamte Auftriebskraft ist also F = F_o + F_u = -\rho \cdot A \cdot h \cdot g = -\rho \cdot V \cdot g. Dabei ist V das verdrängte Volumen, also \rho \cdot V die verdrängte Masse und \rho \cdot V \cdot g ihre Gewichtskraft. Das Archimedische Prinzip ist also erfüllt. Das negative Vorzeichen zeigt an, dass die Auftriebskraft der Gewichtskraft entgegengesetzt ist. Für einen beliebig geformten Körper erhält man die gesamte Auftriebskraft durch das Oberflächenintegral: F = - \iint_\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\;\subset\!\supset \;\;p(z) \; \vec_z \cdot d\vec Das Archimedische Prinzip folgt dann sofort aus dem Gaußschen Integralsatz: F = - \iiint_V \operatorname \; p(z) \vec_z \;dV= -g \cdot \rho \cdot \iiint_V dV = -g \cdot \rho \cdot V

Weblinks


- [http://www.walter-fendt.de/ph14d/auftrieb.htm Interaktives Experiment zur Größe der Auftriebskraft auf einen Körper, der in eine Flüssigkeit taucht]
- [http://www.mister-mueller.de/physik/Ph_unterricht/Ph_Experimente/Mechanik/Experiment_des_Archimedes.html Nachbau des historischen Experimentes mit einfachen Mitteln] Kategorie:Maritime Technologie Kategorie:Mechanik ja:アルキメデスの原理

Rückstoß

Der Rückstoß ist der Impuls, der auftritt, wenn ein Projektil in einer Schusswaffe durch eine Treibladung beschleunigt wird. Die Richtung des Rückstoßimpulses ist der Bewegungsrichtung des Projektils und der der expandierenden Gase entgegengerichtet. Die Energie des Rückstoßimpuls ergibt sich aus der Energie des Geschosses, der Energie der nach vorn expandierenden bzw. aus der Laufmündung ausströmenden Gase und aus dem Verhältnis der Masse dieser Komponenten zur Masse der Waffe. Die Geschwindigkeit der Rückstoßbewegung der Waffe errechnet sich gemäß dem Satz der Impulserhaltung wie folgt: R \ddot u ckstossgeschwindigkeit=\frac Für praktische Rechnungen wird zur Geschossmasse die Hälfte der Masse der Treibladung hinzuaddiert. Die Energie des Rückstoßes errechnet sich aus Energie=\frac Hieraus ergibt sich, dass ein leichtes Geschoß, das mit der gleichen Mündungsenergie den Lauf verläßt wie ein schwereres Geschoß, eine geringere Rückstoßenergie abgibt als das schwere Geschoß, sofern die Waffenmasse gleich ist. Der Rückstoß von Handfeuerwaffen, die für sehr starke Munition eingerichtet sind, kann z.B. durch Mündungsbremsen gesenkt werden. Der Rückstoß von Geschützen wird außer durch Mündungsbremsen meist auch durch einen hydraulisch gebremsten Rohrrücklauf aufgefangen. Die Energie des Rückstoßes wird bei Rückstoßladern dazu verwendet, um nach einem Schuß den Verschluß zu öffnen, die leere Patronenhülse auszuwerfen und eine neue Patrone ins Patronenlager nachzuführen. Siehe auch: Raketentriebwerk, Strahltriebwerk Kategorie:Schusswaffe Kategorie:Physik Kategorie:Schusswaffe Kategorie:Physik

Rakete

Eine Rakete (vom italienischen rocchetta = Spindel) ist ein Flugkörper mit Rückstoßantrieb (Raketenantrieb), der von der Umgebung unabhängig ist und daher auch im luftleeren Raum beschleunigt werden kann. Im Gegensatz zu Geschossen haben Raketen eine lange Beschleunigungsphase. Wegen der dadurch deutlich geringeren Belastungen kann die Struktur der Rakete sehr leicht gehalten werden. Bei Raketen reichen die Größenordnungen von den allbekannten Feuerwerksraketen der Silvesternacht über militärische Raketen bis hin zu der riesigen Energija oder der Saturn V, die im Apollo-Projekt - dem bemannten Flug zum Mond - eingesetzt wurde.

Geschichte

Der erste überlieferte Raketenstart fand 1232 im Kaiserreich China statt. Im Krieg gegen die Mongolen setzten die Chinesen in der Schlacht von Kai-Keng eine Art Rakete ein: Dabei schossen sie eine Vielzahl simpler, von Schwarzpulver angetriebener Geschosse auf die Angreifer ab. In Europa fand der erste dokumentierte Start einer Rakete 1555 im rumänischen Hermannstadt statt. Der Flugkörper verfügte bereits über ein Drei-Stufen-Antriebssystem.

Aufbau

Jede Rakete besteht aus den folgenden Baugruppen:
- Triebwerk (Raketentriebwerk bestehend aus Brennkammer, Düse (z.B. Aerospike-Düse), Pumpensystem und Kühlung)
- Stabilisierungs- und/oder Steuereinheit
- Nutzlast (Sprengkopf, Satellit, Mannschaft, Rückkehrmodul usw.) Die Baugruppen werden durch die Hülle zusammengehalten. Dabei können einzelne Baugruppen auch mehrfach vorkommen (Mehrstufenrakete).

Triebwerk

Für eigenstartfähige Flugkörper werden wegen des hohen Beschleunigungsbedarfs chemische Raketentriebwerke verwendet. Bereits erprobte Kernenergie-Raketentriebwerke wurden aus Sicherheits- und Umweltschutzgründen nicht eigesetzt. Elektrische Raketentriebwerke funktionieren nur im Vakuum und werden nur für bereits gestartete Raumsonden und Satelliten verwendet (Ionenantrieb).

Steuer und Lenkeinrichtungen

Ungelenkte Raketen

Ungelenkte Raketen werden durch den Abschusswinkel ausgerichtet und während des Fluges lediglich aerodynamisch stabilisiert. Dies erfolgt durch Drall oder Leitwerke, wobei auch Leitwerke Drall erzeugen können. Die Leitwerke befinden sich dabei stets am hinteren Ende der Rakete, hinter dem Schwerpunkt. Für Hobbybastler von Bedeutung sind Modellraketen.

Gelenkte Raketen

Gelenkte Raketen unterliegen während des Fluges einer Kursüberwachung und haben die Möglichkeit, den Kurs zu korrigieren. Dabei kann die Kurskorrektur autonom oder durch eine wie auch immer geartete Leitstation erfolgen. Die Kurskorrektur wird meist durch ein die Raumlage überwachendes Kreiselsystem eingeleitet. Dies kann durch folgende Steuerglieder erfolgen:
- Leitwerke wirken auf die umgebende Luft und können damit bei Flügen in der Atmosphäre auch nach Brennschluß genutzt werden
- Strahlruder wirken direkt im ausgestoßenen Gasstrom
- schwenkbare Expansionsdüse(n)
- Steuertriebwerke Im militärischen Bereich werden gelenkte Raketen als Flugkörper bezeichnet.

Hülle

Die Hülle von Raketen muss zu Gunsten des Treibstoffes und der Nutzlast möglichst leicht sein. Um nach Abbrand einer gewissen Treibstoffmenge möglichst wenig Totlast mitzuführen, werden größere Raketen mehrstufig ausgelegt. D.h. nach Brennschluss einer Stufe wird diese abgetrennt und die nächste Stufe zündet, dabei kann die Abtrennung (meist Absprengen) auch durch Zündung der nachfolgenden Stufe erfolgen. Die Auslegung der Hülle hängt sehr stark vom Anwendungsbereich der Rakete ab. Für Flüge in der Atmosphäre muss die Hülle aerodynamisch günstig ausgelegt werden, weiterhin wirken bei hoher Geschwindigkeit erhebliche aerodynamische Kräfte auf die Hülle ein und es kann zu erheblichen thermischen Belastungen durch Reibung kommen.

Anwendungen


- als Waffe (von der Raketenpistole zur Interkontinentalrakete), dann gegen die Menschenrechte verstoßend
- Raumfahrt
- Höhenforschung
- Technische Experimente
- Seerettung
- Leitungsbau (zum Schießen von Vorseilen über Täler)
- Feuerwerk
- Notsignale
- zur Simulation von Druckkräften auf die Spitze hoher Bauwerke (als 1957 die Freileitungsmaste der Leitung über die Straße von Messina fertiggestellt wurden, wurde die Eigenschwingdauer dieser Konstruktionen ermittelt, indem man an ihrer Spitze Raketen befestigte und diese zündete, Quelle Turmbauwerke, Bauverlag GmbH, Wiesbaden (Deutschland), 1966)

Trägerraketen, Höhenforschungsraketen und militärische Raketen

Für mehr Informationen zu Trägerraketen siehe den Hauptartikel Trägerrakete (Auswahl, siehe auch Liste der Raketentypen)
- USA: Aerobee, Vanguard, Thor, Atlas, Redstone, Saturn, Scout, Titan, Delta, Pegasus, Space Shuttle, Booster von Trägerraketen
- Russland/Sowjetunion/GUS: MMR06, R-7, Sojus, N1, Zyklon, Zenit, Kosmos, Proton, Energija, Angara, Volna
- Deutschland: Rheinbote (1943), A4 (1942), Rheintochter, Schmetterling, Wasserfall, Enzian
- Frankreich Diamant
- Großbritannien Blue Streak, Black Knight, Black Arrow, Skylark
- Europa: Ariane 1-3, Ariane 4, Ariane 5, Cirrus, Meteor, Europa, Vega, Monica, Zenit (Schweizer Höhenforschungsrakete)
- Volksrepublik China: Chang Zheng (Langer Marsch), Feng Bao
- Nordkorea: Taepodong
- Japan: My - Serie, N-Serie,Kappa oder J - Serie, H-1, H-2
- Indien: SLV, ASLV, PSLV, GSLV
- Pakistan: Hatf V (Ghauri)
- Israel: Shavit
- Brasilien: VLS-1

Raketenunfälle

Hauptartikel: Katastrophen der Raumfahrt Obwohl bei der Entwicklung und Erprobung von Raketen sich viele Explosionen ereigneten, gab es, da im Regelfall sehr strenge Sicherheitsmaßnahmen angewandt wurden, nur wenige Raketenunfälle mit Personenschaden.

Tödliche Raketenunfälle, bei denen Personen am Boden Opfer waren

Tödliche Raketenunfälle bei bemannten Raumfahrtmissionen

Literatur:

Geschichte


- Volkhard Bode, Gerhard Kaiser: Raketenspuren. Peenemünde 1936-1996 - Eine historische Reportage mit aktuellen Fotos. Christoph Links Verlag - LinksDruck GmbH, Berlin, 1996 ISBN 3-86153-112-7
- Gerhard Reisig: Raketenforschung in Deutschland. Wie die Menschen das All eroberten. Agentur Klaus Lenser, Münster, 1997, ISBN 3-89019-500-8
- Michael J. Neufeld: Die Rakete und das Reich. Wernher von Braun, Peenemünde und der Beginn des Raketenzeitalters. Henschel Verlag, Berlin, 1999, ISBN 3-89487-325-6
- Harald Lutz: Die vergessenen Raketenexperimente von Cuxhaven. Sterne und Weltraum 44(3), S. 40 - 45 (2005), ISSN 0039-1263

Siehe auch


- Liste der Raketentypen, Rakete (militärisch)
- Marschflugkörper, Raketengleichung, Raketenantrieb, Raketentreibstoff, Höhenforschungsrakete, Experimentalrakete, Amateurrakete, Treibsatz, Wasserrakete, Raketenstartplatz, Weltraumbahnhof, Raketengrundgleichung, Raketenkamera, Rettungsrakete, Pogoeffekt, Space Shuttle, ESA, NASA
- William Congreve (Erfinder), Wernher von Braun, Conrad Haas, Robert Goddard, Hermann Oberth, Sergej Koroljow, Konstantin Ziolkowski, Berthold Seliger, Abdul Kalam, Reinhold Tiling
- Mannheimer Rakete (Musik)

Weblinks


- [http://freenet.meome.de/app/fn/artcont_portal_news_article.jsp?catId=83781 Raketenstart 1555 in Europa] Kategorie:Rakete Rakete ja:ロケット ms:Roket

Projektil

Projektile (lat.:"proicere" = 'werfen, vor sich werfen') sind die von Feuerwaffen abgeschossenen Objekte. Verallgemeinert spricht man auch von Schusskörper oder Geschoss.

Projektilarten

Allgemeines

In der Anfangszeit der Feuerwaffen wurden Eisen-, Blei- und steinerne Kugeln verschossen. Heutige Projektile bestehen entweder aus Stahl, Blei, Kupfer, abgereichertem Uran, Wolfram oder beziehen ihre Wirksamkeit gar nicht aus der kinetischen Energie, sondern aus ihrer Füllung. Ein Beispiel hierfür sind Gewehrgranaten (mit Sprengstoff gefüllte Projektile).

Form

Auch die heutige Form der Projektile hat nicht mehr viel mit den damaligen Kugeln gemein. Ein modernes Projektil besitzt meist eine zylindrische Form mit meist spitz zulaufendem Frontteil und einem sich wiederum leicht verjüngenden Ende. Je nach Form der Spitze wird sie als spitz, halbspitz oder rund bezeichnet, außerdem existieren noch einige Sonderformen: Hohlspitzgeschosse besitzen eine konkave Spitze, was beim Aufprall zu einer stärkeren Deformation und somit auch stärkeren Wirkung im Ziel führt (aus diesem Grund wird sie oft mit Teilmantelgeschossen verwechselt oder gleichgesetzt). Flachkopfgeschosse sind Geschosse mit einem abgeflachten Kopf. Sie werden besonders für Waffen mit Röhrenmagazin benötigt, um zu verhindern, dass die Spitze einer Patrone zu starken Druck auf das Zündhütchen der vor ihr gelagerten Patrone ausübt und somit die Patronen im Magazin zündet. Heute existieren Geschosse mit fast allen möglichen Kombinationen von Geschossform und Mantelkonstruktion.

Mantel- und Vollgeschosse

Bei Geschossen für Handfeuerwaffen unterscheidet man zwischen Vollmantel (Tombakmantel schließt die Spitze komplett ein und ist meistens am Boden offen), Vollgeschoss (z. B. Bleigeschoss oder Solidgeschoss) und Teilmantelgeschosse (Tombakmantel ist oben offen und am Boden geschlossen). Die Teilmantelgeschosse nehmen den größten Anteil der auf dem Markt befindlichen Geschosse ein. Die meisten Jagdgeschosse sind Teilmantelgeschosse z. B. RWS Kegelspitz (KS), Doppelkern (DK) oder Norma PPC Oryx oder Plastikspitz, da durch den vorne offenen Mantel eine Zerlegung des Geschosses beim Eindringen in das Wild gewährleistet wird. Damit wird die Geschossenergie auf das Ziel übertragen und der Wundkanal vergrößert, die Wahrscheinlichkeit, dass das Wild tödlich getroffen wird, erhöht sich somit. Vollmantelgeschosse hingegen haben eine höhere Durchschlagsleistung und hinterlassen einen glatten Wundkanal.

Kaliber

Den Durchmesser des Projektils bezeichnet man als Kaliber. Zu beobachten ist, dass der heutige Trend in Richtung kleinere Kaliber geht, um sowohl Gewicht als auch Platzbedarf einzusparen. So hatten die Gewehrpatronen des Mittelalters Projektile mit einem Kaliber von 14 mm aufwärts, während die heutige militärische Standardgewehrpatrone ein Projektil mit einem Durchmesser von 5,56 mm verwendet. Dies ist ohne Einbußen in Treffergenauigkeit und Durchschlagskraft möglich geworden, da heutige Treibmittel eine wesentlich größere Schubkraft erzeugen als das traditionell verwendete Schieß- / Schwarzpulver. Sie beschleunigen die Projektile auf viel höhere Geschwindigkeiten als früher technisch möglich war. So erreicht das Projektil der oben genannten 5,56x45mm Patrone an der Mündung eines 1 m langen Gewehrlaufs eine Geschwindigkeit von ca. 920 Meter pro Sekunde. Dies ist fast dreifache Schallgeschwindigkeit.

Tabelle von Projektilgeschwindigkeiten

Luftgewehrkugel : 150 m/s 9 mm x19mm (Pistole): 340 m/s 5,56 mm x45mm (G36): 920 m/s 7,62 mm x51mm (MG&G3): 800 m/s 12,7 mm x99mm (schweres MG): 800 m/s 120 mm x1400mm (Panzer): 1700 m/s.

Energie von Projektilen

Die Energie eines Geschosses errechnet sich nach folgender Formel: \mathrm=\frac Dabei wird E (Energie) in Joule angegeben, m (Masse des Projektils) in Kilogramm und V0 (Mündungsgeschwindigkeit des Projektils) in m/s. Der errechnete Energiewert gibt keinerlei Aufschluss über die Wirkung eines Projektils in bestimmter Distanz (Energieverlust auf dem Weg), seine Effektivität bei gepanzerten / ungepanzerten Zielen, seine Mannstoppwirkung usw. Die Energieentwicklung hängt außerdem noch von Faktoren wie der Ladung der Patrone und der verwendeten Schusswaffe ab. Hier ist eine kurze Liste der Daten einiger Patronen:

Siehe auch


- Drall

Weblinks


- [http://www.wissenschaft.de/wissen/news/249243.html www.wissenschaft.de: Studie: Wolframgeschosse sind krebserregend] Kategorie: Waffe Kategorie: klassische Mechanik

Satellit

Ein Satellit (v. lat.: satelles = Leibwächter) ist ein kleinerer Begleiter eines größeren Objekts. Der Begriff Satellit bezeichnet
- in der Astronomie einen Himmelskörper, der einen Planeten auf einer festen Bahn umkreist, siehe Satellit (Astronomie),
- in der Raumfahrt einen künstlichen Flugkörper, siehe Satellit (Raumfahrt),
- in der Genetik und Cytologie den Endabschnitt am kurzen Schenkel eines Chromosoms, siehe Satellit (Chromosom),
- in der Biologie Nucleinsäuren, siehe Satellit (Biologie),
- in der Neurologie eine Mantelzelle um eine Nervenzelle,
- bei Soundsystemen oder Heimkinoanlagen einen kleinen Mittel- und/oder Hochtonlautsprecher, siehe Satellit (Lautsprecher),
- einen Weltempfängerserie der Grundig AG,
- eine außerhalb einer Kernstadt liegende Sekundärstadt, siehe Satellitenstadt.
- Ein Satellitenstaat ist ein quasi-unabhängiger Staat, der jedoch politisch von einem anderen Staat abhängig ist.
- Ein Bedienungssatellit ist ein in Fahrzeugen der Marke Citroën verwendetes Kombielement.

Vögel

Die Vögel (Aves) (von althochdeutsch: fogal zu: fliegen) bilden neben den Amphibien (Amphibia), Reptilien (Reptilia) und Säugetieren (Mammalia) eine Klasse von Landwirbeltieren (Tetrapoda). Die Wissenschaft von den Vögeln ist die Ornithologie. Die Vögel leben auf allen Kontinenten; bislang sind rund 9.800 Vogelarten bekannt. Diese Zahl ist jedoch umstritten: manche Ornithologen sind der Auffassung, dass die tatsächliche Artenzahl weit darüber liegen könnte.

Allgemeine Kennzeichen


- Vögel sind Wirbeltiere (Vertebrata) und teilen mit diesen die Merkmale Wirbelsäule und zwei Paar Extremitäten, wovon die vorderen als Flügel dienen.
- Das Gefieder bestimmt das äußere Gesamtbild der Vögel wesentlich: Der Körper ist von Federn bedeckt. Diese Strukturen aus Keratin dienen beim Fliegen als Tragfläche und Steuerfläche, einer aerodynamisch günstigen Verkleidung des Körpers und als Isolation, die sogar meist je nach Temperatur und Wind veränderbar ist. Ferner hat das Gefieder Farben und dient oft der sexuellen Werbung. Bei Wasservögeln ist es wasserdicht und sorgt für Auftrieb. Das Gefieder wird zu bestimmten Zeiten (Mauser) gewechselt. Des weiteren sind bei allen Vögeln die Beine durch Hautschuppen bedeckt, was an ihre stammesgeschichtliche Entwicklung aus der Gruppe der Reptilien erinnert.
- Alle heute lebenden Vögel besitzen einen Schnabel ohne echte Zähne. Es gibt aber ausgestorbene Arten, die bezahnt waren. Der Schnabel besteht bei allen Vögeln aus Horn. Ausnahmen bilden nur die Taubenvögel (Columbiformes) und die Gänsevögel (Anseriformes), bei denen der Schnabel aus Knochenmasse besteht und von einer weichen Haut überzogen ist.
- Alle bekannten Vogelarten besitzen eine konstante Körpertemperatur (Endothermie, Homoiothermie), die höher ist, als bei allen anderen heute lebenden Tieren und ca. 42°C beträgt.
- Die meisten Vögel sind flugfähig. Flugunfähige Arten haben sich meist aus Arten entwickelt, die ursprünglich fliegen konnten. Dies betrifft zum Beispiel Laufvögel und Pinguine und viele Inselformen.
- Das Vogelskelett ist leicht gebaut, es besitzt zur Gewichtsreduzierung hohle Knochen. Der Anteil der Knochenmasse macht nur 8 bis 9 Prozent der Gesamtmasse aus, während er bei einigen Säugern bis zu 30 Prozent betragen kann. Das sehr große Brustbein hat einen vorspringenden Kiel, der als Ansatz für die sehr großen Flugmuskeln dient.
- Die Herzschlagfrequenz ist hoch: Die maximale Herzschlagfrequenz eines Strauß beträgt 178 Schläge pro Minute, diejenige eines Haussperlings 900 und schließlich diejenige eines Blaukehlkolibris 1260 Schläge pro Minute.
- Das Zentralnervensystem ist stark entwickelt, unter den Sinnesorganen sticht besonders die Leistungsfähigkeit des Auges hervor.
- Die Stimmbildung erfolgt bei Vögeln nicht im Kehlkopf, da Stimmbänder fehlen. Dafür liegt an der Gabelung der Trachea ein gesondertes Organ, der Syrinx, auch als »unterer Kehlkopf« bezeichnet.
- Die Vogellunge mit ihren Luftsäcken ist komplizierter gebaut als die aller anderen Wirbeltiere.
- Die meisten Vogelarten besitzen zur Gefiederpflege eine besondere, fett absondernde Drüse, die Bürzeldrüse. Bei einigen Arten wird deren Funktion durch sogenannte Puderdunen unterstützt bzw. komplett ersetzt (Kakadus, Taubenvögel, Reiher). Einigen Arten fehlen sowohl Bürzeldrüse als auch Puderdunen (Kormorane, Schlangenhalsvögel).
- Von den oben genannten Eigenschaften sind nur die Federn allein bei den Vögeln zu finden – so existieren (oder existierten) fliegende Tiere auch bei den Säugetieren (Fledermäuse) und Reptilien (Flugsaurier), Eier werden auch von Reptilien und Lurchen gelegt und selbst die Schnabelform ist nicht auf die Vögel beschränkt geblieben.

Entwicklungsgeschichte (Evolution)

Die Vögel entwickelten sich im Erdzeitalter der Jura. Ihre Vorfahren waren nach Ansicht der Mehrzahl der Forscher kleine Raubdinosaurier (Theropoden). Das bekannteste Bindeglied zwischen Raubdinosauriern und heutigen Vögeln ist der Archaeopteryx. Er besaß den heutigen Vögeln ähnliche Flügel. Fossilien dieser Art wurden in den Solnhofener Plattenkalken (Oberer Jura) gefunden. Er ist nach seinen Federn benannt: Archaeopteryx bedeutet altertümliche Feder beziehungsweise Urflügel. Die Verkaufsgeschichte der einzelnen Fossilexemplare, die Fundbeschreibung und Benennung spiegeln die Kämpfe zwischen Kreationisten und Anhängern der biologischen Evolution wieder: Archaeopteryx zeigt Merkmale von Reptilien und Vögeln, ein unbefiedertes Skelett mit schlechter Erhaltung kann leicht fehlbestimmt werden, was jahrelang beim sogenannten Harlemer Exemplar der Fall war. Ob Archaeopteryx als direkter Vorfahre der Vögel in Frage kommt, ist nicht klar. Viele meinen, dass er auf einem blind endenden Zweig des Stammbaumes einzuordnen ist. Die Arten aus dem Jura hatte noch Kiefer mit Zähnen, eine lange Schwanzwirbelsäule und bewegliche, bekrallte Mittelhandknochen. Vermutlich war sie – wie einige Sauropoden – schon warmblütig. Auch die aus der späteren Kreide-Formation erhaltenen Wasservögel waren bezahnt. Die heutigen Vogelgruppen mit ihren unbezahnten Kiefern haben sich seit Anfang des Tertiärs herausgebildet.

Wie kamen die Vögel phylogenetisch zu ihren Federn?

1995 in der Volksrepublik China entdeckte Urvögel aus der Unterkreide waren bezüglich Krallenhand, Bauchrippen und Beckenbau dem Archaeopteryx ähnlich. Doch zeigten manche Versteinerungen Federn und ein kräftiges Brustbein wie heutige Vögel, ferner einen Schnabel ohne Zähne und schwanzwärts nur mehr eine kurze Wirbelsäule. Als man 1998 einen gefiederten Minisaurier (Caudipteryx) fand, war die Entwicklung der Vögel, ihrer Federn und teilweise auch des Vogelflugs fast geklärt. Demnach entwickelten die Vogelvorfahren zunächst sowohl an den Vorder- als auch an den Hinterextremitäten Federn, offenbar zum Gleitflug von Baum zu Baum. Die Flügelbildungen an den Hinterextremitäten wurden im Laufe der Evolution reduziert, sodass lediglich die Arm- und Handschwingen zum Fliegen übrigblieben. Nach einer anderen These bildeten sich die Federn zuerst zum Schutz vor Wärmeverlust bei bodenlebenden, zweibeinigen Sauriern. Auch heutige Vögel haben Tausende von relativ einfach gebauten Flaumfedern, aber nur etwa 50 Schwingenfedern. Eine Entwicklung von isolierendem Flaum zu komplexeren Flugfedern macht auch die Zwischenstufen der Entwicklung plausibler, die für das Fliegen noch ungeeignet waren. Die Vögel entfalteten sich schließlich in der Kreidezeit zu großer Artenvielfalt, erlitten aber an deren Ende – wie andere Organismengruppen – einen großen Verlust ihrer Arten und Taxa. Zu Anfang des Tertiär entwickelten sich in sehr kurzer Zeit aus den vermutlich wenigen überlebenden Arten eine Vielzahl neuer Vogelgruppen, die die Grundlage unsere heutigen Vögel sind. Einige dieser Gruppen starben wieder aus. Vogelfossilien aus dem Eozän (Grube Messel) belegen eine vielfältige Vogelwelt, wobei die einzelnen Arten nicht nur heute noch lebenden Gruppen zuzuordnen sind. Ein Beispiel sind große, fleischfressende Laufvögel, die damals die Rolle der noch nicht entwickelten Raubtiere einnahmen.

Fortpflanzung

Die Eiablage ist ein allen Vögeln gemeinsames Merkmal. Es gibt zwar lebendgebärende Kriechtiere und eierlegende Säugetiere – für Fische und Lurche gilt das gleiche –, aber keine lebendgebärenden Vögel. Wahrscheinlich wäre eine längere Tragzeit und die damit verbundene Gewichtsveränderung für die Vögel als Flieger zu ungünstig, obwohl andererseits Fledermäuse und wohl auch die Flugsaurier durchaus lebendgebärend sind bzw. waren. Vielleicht haben die Vögel das Gebären lebender Junge auch ganz einfach nicht »erfunden«. Einige Vögel, etwa Laufvögel und Gänsevögel haben gut entwickelte Kopulationsorgane, während andere Vogelgruppen gar keinen oder einen einfach gebauten Penis besitzen. Bei weiblichen Vögeln ist im allgemeinen nur ein, und zwar der linke Eierstock (Ovar) entwickelt, während bei den Männchen zwei Keimdrüsen (Hoden) vorhanden sind. Der Follikel- oder Eisprung – das Freiwerden der Eizelle – kann durch verschiedenartige Reize (wie zum Beispiel Anblick eines Geschlechtspartners) ausgelöst werden. In der Öffnung des Eileiters verbleibt das Ei einige Minuten und wird von im Eileiter entlanggewanderten Samenzellen (Spermien) befruchtet. Danach befördern Muskelbewegungen des Eileiters das noch unfertige Ei in Richtung der Geschlechtsöffnung. Im Eileiter werden dem Dotter (bestehend aus einem Drittel Proteinen und zwei Dritteln Fetten und fettähnlichen Stoffen sowie Vitaminen und Mineralsalzen) und dem sich bereits furchenden Keimling erst das Eiklar (Eiweiß: Proteine, Salze und Wasser), die Eihaut und schließlich die Eischale angelagert. Im Gegensatz zu den weichschaligen Eiern der Reptilien sind die Schalen von Vogeleiern stark verkalkt (bis zu 94 Prozent Kalkgehalt); sie lassen jedoch einen Gasaustausch zur Atmung zu. Durch die Muskelbewegungen des Eileiters (dessen letzten Teil man als Uterus bezeichnet) erhalten Vogeleier ihre arttypische Form. Vogeleier enthalten alle Nährstoffe, Vitamine und Spurenelemente, die der Embryo zu seiner Entwicklung braucht. Der zum Stoffwechsel unerläßliche Sauerstoff wird durch die feste Schale hindurch aufgenommen. Die Eier von Nestflüchtern enthalten mehr Dotter als Eier von gleich großen, als Nesthocker schlüpfenden Vogelarten. In dem einen Fall sind die Küken schon kurz nach dem Schlüpfen weitgehend selbständig, während Nesthocker völlig hilflos, unbefiedert und meist blind aus dem Ei kriechen und von den Eltern lange gefüttert werden. Viele Vögel erbrüten nur ein Ei, während die größten Gelege mit 20 bis 22 Eiern bei Hühnervögeln vorkommen. Bei einigen Arten legen auch zwei oder mehrere Weibchen ihre Eier in ein gemeinsames Nest. Viele Vogelarten ziehen in einer Fortpflanzungsperiode mehrere Jahresbruten hintereinander hoch.

Brut und Schlüpfen der Jungen

Einige Vogelarten (Großfußhühner) nutzen Fremdwärme zum Ausbrüten ihrer Eier. Die meisten Vögel jedoch wärmen ihre Eier im Brust- und Bauchgefieder. Bei einigen Arten haben die an der Brut beteiligten Geschlechter Brutflecke (federlose Hautpartien an Brust und Bauch), an denen die Körperwärme besser zu den Eiern gelangen kann als durch das isolierende Gefieder. Bei vielen Arten brüten beide Partner, bei anderen nur das Weibchen oder seltener ausschließlich das Männchen, zum Beispiel der Kaiserpinguin. Die Bruttemperatur liegt bei etwa 34 °C. Die Eier werden während der Brut häufig gewendet, um so eine gleichmäßige Erwärmung zu gewährleisten. Viele andere Faktoren, wie genügend Feuchtigkeit, keine übermäßige Erwärmung durch Sonneneinstrahlung, keine oder nur wenige schwache Erschütterungen u. a. sind wichtig für eine erfolgreiche Brut. Die kürzeste Brutdauer beträgt 11 Tage, die längste etwa 12 Wochen. Kurz vor dem Schlüpfen ist die Kalkschale durch Kalkabbau vom Embryo dünner geworden. Die Jungvögel geben oft schon vor Verlassen des Eies Rufe von sich, die oftmals der Synchronisation des Schlüpfvorganges dienen oder für die Beziehung zwischen Altvogel und Nestling von entscheidender Bedeutung sind. Der Jungvogel reibt und pickt von innen her die Eischale auf, bis ein kleines Loch entsteht. Dazu ist auf der Spitze des Oberschnabels und bei einigen Vogelarten auf dem unteren Schnabelteil ein kleiner, harter Höcker, der Eizahn ausgebildet, der wenige Tage nach dem Schlüpfen abfällt oder zurückgebildet wird. Der gesamte Schlüpfvorgang dauert – je nach Vogelart – einige Minuten oder bis zu vier Tagen (Röhrennasen).

Flugunfähige Vögel

Die Flugfähigkeit ist bei einigen Vogelarten bzw. Gruppen sekundär verlorengegangen, das heißt, sie sind flugunfähig. Das kann mehrere Gründe haben:
- Anpassung an das Leben im Wasser. Wie dieses bei den auf der Südhalbkugel lebenden Pinguinen der Fall ist. Auch die auf der Nordhalbkugel lebenden Alkenvögel zeigen eine Tendenz zur Flugunfähigkeit, der ausgestorbene Riesenalk war flugunfähig. Beide Gruppen „fliegen“ unter Wasser mit ihren Flügeln.
- Die Verdauung von energiearmer Nahrung erfordert ein großes und damit schweres Verdauungssystem. Grasfressende Vögel wie Gänse sind daher besonders schwer. Aufgrund des Flugvermögens können Vögel nicht beliebig an Größe zunehmen. Daher gibt es unter entsprechenden Nahrungsspezialisten ebenfalls sekundär flugunfähige Arten wie beispielsweise den Kakapo.
- Auch die Umstellung auf schnelles Laufen wie beim afrikanischen Strauß kann zu Flugunfähigkeit führen.
- Als letztes kann auch das Nichtvorhandensein von bodenbewohnenden Raubsäugern eine Flugfähigkeit überflüssig machen. Deshalb haben viele Bewohner isolierter Inseln das Fliegen zugunsten anderer Fähigkeiten aufgegeben. Vielen Arten wurde dies aber zum Verhängnis, nachdem durch Seefahrer doch Raubsäuger (z.B. Katzen), Ratten, Schweine usw. eingeführt wurden. Beispiele sind die inzwischen ausgestorbenen Dronten (Didus ineptus) auf Mauritius, der neukaledonische Kagu (Rhynochetos jubatus), die neuseeländische Takahé (Porphyrio mantelli) und der ebenfalls flugunfähige Galapagoskormoran (Nannopterum harrisi).

Sinne der Vögel

Die Sinnesleistungen der Vögel unterscheiden sich nicht grundlegend von den Säugetieren. Allerdings gibt es aufgrund der anderen Lebensweise Unterschiede in der Konstruktion und der Gewichtung der einzelnen Sinne, die es oft schwer machen sich vorzustellen, wie Vögel ihre Umwelt wahrnehmen. afrikanischen Strauß

Sehen

Je nach Ökologie besitzen Vogelaugen zahlreiche Spezialanpassungen. So können Eulen bei Nacht zwar mehr sehen als Tagvögel oder der Mensch, ihr Sehen ist allerdings weniger auf Sehschärfe, als auf Lichtausbeute ausgerichtet. Dies funktioniert aufgrund gleicher Physik wie bei lichtstarken Objektiven, die ebenfalls mit wenig Licht auskommen, sich dabei aber Schärfeprobleme, besonders mit der Schärfentiefe einhandeln. Wanderfalken sind dagegen auf Tagjagd optimiert, sie können kleine Objekte wie Beutevögel über Entfernungen von über einem Kilometer ausmachen und verfolgen. Zumindest kleine Vögel sind in der Lage, UV-Licht zu sehen, bei großen Vögeln wird das UV-Licht vom Glaskörper des Auges zu stark ausgefiltert. Viele Arten besitzen nicht nur drei Farbrezeptoren wie der Mensch, sondern einen zusätzlichen Farbrezeptor für UV-Licht. Zwei Grundtypen von UV-Rezeptoren sind nachgewiesen, einer mit einem Maximum von etwa 405 Nanometern, einer mit 375 Nanometern. Der Nutzen des UV-Lichtes ist sehr unterschiedlich:
- Mäuse-Urin leuchtet im UV-Bereich, mäusejagende Greife können so von oben eine Landschaft auf ihren Mäusereichtum beurteilen.
- Bei Früchten kann der Reifegrad ganz anders beurteilt werden, manche Schimmelpilze besitzen im UV-Bereich andere Farben und fallen so besser auf.
- Es gibt einige Vogelarten, bei denen sich die Geschlechter im für uns sichtbaren Licht nicht unterscheiden, wohl aber im UV-Licht. Stare oder einzelne Meisenarten (Blaumeisen) sind dafür ein Beispiel. Die meisten Vogelarten können mehr Bilder pro Sekunde unterscheiden als wir Menschen. In der Vogelhaltung werden daher Neonröhren nicht mit 50 Hertz betrieben, da dieses Licht für Vögel flimmert. Vogelaugen sind anders als bei Säugern fest in der Schädelkapsel fixiert, also unbeweglich. Je nach ökologischer Anpassung ist die Fähigkeit zum räumlichen Sehen von Art zu Art sehr unterschiedlich. Bei Artengruppen, bei denen entscheidend ist, dass sie andern nicht zum Raub zu fallen (z. B. Tauben und Hühnervögel), sind die Augen seitlich am Kopf angeordnet. Dies erlaubt einen fast vollständigen Rundblick um 360°, die Überlappung der Sichtfelder und damit die Fähigkeit zum räumlichen Sehen ist aber relativ gering. Das andere Extrem stellen Eulen dar. Bei ihnen sind die Augen nebeneinander an der Vorderseite des Kopfes angeordnet (also wie bei Menschen). Die Sichtfelder der Augen überlappen sehr stark, entsprechend gut ist daher auch das räumliche Sehvermögen. Die geringe seitliche Ausdehnung des Sichtfeldes wird durch eine sehr starke Beweglichkeit der Halswirbelsäule ausgeglichen. Eulen können ihren Kopf um bis zu 270° drehen. Viele Vögeln wippen beim Gehen mit dem Kopf vor und zurück. Dabei dient die Rückwärtsbewegung dazu, den Kopf für einen Moment relativ zur Umgebung in Ruhe zu halten, sodass das Bild auf der Netzhaut sich nicht bewegt, zugunsten der besseren Erkennbarkeit bewegter Objekte – wie beispielsweise eines Raubtieres.

Magnetsinn

Bei einigen Arten, besonders bei Zugvögeln, ist ein Sinn für das Magnetfeld der Erde nachgewiesen. Dieser Magnetsinn ist wahrscheinlich im rechten Auge des Vogels und/oder im Schnabel lokalisiert. Der Magnetsinn im Auge funktioniert wahrscheinlich mit Hilfe der so genannten Radikalpaarbildung. Hierbei lässt das ins Auge fallende Licht bestimmte Moleküle zu Radikalen zerfallen. Diese Reaktion könnte durch das Erdmagnetfeld beeinflusst werden. Der Magnetsinn im Schnabel funktioniert durch eingelagerte magnetische Teilchen, die sich nach dem Magnetfeld der Erde ausrichten und so einen Reiz auf das umliegende Nervengewebe ausüben. Im Gegensatz zum technischen Kompass richtet sich der Magnetsinn der Vögel nicht nach der Polung des Magnetfeldes, sondern basiert auf der Erkennung der Inklination der Erdmagnetfeldlinien. Experimentell nachgewiesen wurde der Magnetsinn erstmals 1967 am Zoologischen Institut in Frankfurt am Main durch Wolfgang Wiltschko bei Rotkehlchen.

Hören

Vögel besitzen keine Ohrmuschel, die äußere Gehöröffnung ist von einem Kranz kleiner Federn umgeben. Zur Schallortung müssen Vögel daher intensive Kopfbewegungen ausführen. Das Mittelohr besitzt nur ein Gehörknöchelchen, die Columella, die dem Steigbügel der Säugetiere entspricht. Die Schnecke ist relativ kurz und nur leicht gewunden und wird als Papilla basilaris bezeichnet. Der Hörsinn ist bei Vögeln dennoch relativ gut entwickelt und hat beispielsweise bei Eulen große Bedeutung für die Beutejagd. Der Frequenzbereich ist ähnlich wie beim Menschen, tiefe Töne bis 100 Hertz werden nicht wahrgenommen. Das zeitliche Auflösungsvermögen für Töne liegt über dem des Menschen. Ornithologen müssen sich bei vielen Lautäußerungen von Vögeln damit behelfen, dass sie sie aufnehmen und verlangsamt abspielen, um die Details hören zu können.

Gleichgewichtssinn

Vögel besitzen mehrere unabhängige Gleichgewichtsorgane. Neben einem Gleichgewichtsorgan im Ohr sitzt ein zweites Organ im Becken, das zum Beispiel beim Sitzen auf Ästen die Körperlage analysiert. Vögel, bei denen dieses Organ zerstört ist, können ohne Gesichtssinn auf Störungen wie zum Beispiel das Drehen des Sitzastes nicht mehr richtig reagieren.

Geruchssinn

Sehr lange Zeit ging man von der Vorstellung aus, dass Vögel nur einen gering entwickelten Geruchssinn besitzen (sog. Mikrosmatiker). Als Ausnahme galt der neuseeländische Kiwi, der seine Nasenöffnung an der Schnabelspitze hat und sich vorwiegend nach dem Geruch orientiert. Aber auch die Gruppe der amerikanischen Neuweltgeier besitzt nachweislich Geruchsvermögen. Das wird u.a. auf die fehlende Nasenscheidewand zurückgeführt und ist in Freilandbeobachtungen und -versuchen bewiesen worden. Neuere Untersuchungen zeigen aber, dass auch andere Vogelarten ein zumindest dem Menschen ebenbürtiges Geruchsempfinden haben.

Geschmackssinn

Die Geschmacksknospen der Vögel liegen nicht wie beim Säuger auf der Zunge, sondern im Bereich des Zungengrunds und im Rachen. Die Anzahl der Geschmacksknospen ist deutlich geringer als bei Säugetieren (Ente etwa 200, Mensch 9000), dennoch ist der Geschmackssinn bei Vögeln nicht so untergeordnet wie man lange angenommen hat. Je nach Art spielt der Geschmack gegenüber dem Tastsinn des Schnabels und der Zunge jedoch bei der Nahrungsauswahl eine untergeordnete Rolle.

Ordnungen und Familien der Vögel

Die Klasse der Vögel ist die artenreichste der Landwirbeltiere. Sie umfasst etwa 9.000 Vogelarten mit ca. 35.000 Unterarten. Von ihren zwei Unterklassen (Urkiefer- und Neukiefervögel) ist erstere klein und bis auf 6 Ordnungen ausgestorben. Hierhin gehören insbesondere die Laufvögel, die wegen des fehlenden Brustbeinkamms flugunfähig sind. Von den weiteren etwa 33 Ordnungen umfasst jene der Sperlingsvögel fast 60 Prozent aller Arten. In dieser Gruppe ist wiederum die Unterordnung der Singvögel (Oscines) die umfangreichste. Eine systematische Übersicht findet sich unter Systematik der Vögel.

Vogelschutz

Die Zahl der Vogelarten nimmt ab. Die aussterbenden Arten betrafen oft Inselpopulationen; sie wurden durch den Menschen oder von ihm eingeführte andere Tierarten ausgerottet. Gegenwärtig gelten über 10 Prozent der 9000 rezenten Vogelarten als gefährdet. Sie werden in sogenannten roten Listen aufgeführt. Weltweit arbeitet die Vogelschutzorganisation BirdLife International, mit ihren jeweils nationalen Partnerorganisationen für den Schutz der Vögel und ihrer Lebensräume. In Deutschland ist der Naturschutzbund Deutschland (NABU, der Landesbund für Vogelschutz LBV in Bayern ist angegliedert) der nationale Partner von BirdLife. In der Schweiz arbeitet der Schweizer Vogelschutz SVS, ASPO, ASPU und in Österreich Birdlife Österreich für den Erhalt der Artenvielfalt, als BirdLife-Partner. Siehe auch: Vogelwarte, Sibley-Ahlquist-Taxonomie, Systematik der Vögel, Ausgestorbene Vögel

Vögel und Menschen

Seit der Menschwerdung hat Homo sapiens unter den Tieren auch die Vögel aufmerksam beobachtet, um sich von ihnen orientieren oder warnen zu lassen, sie zu jagen oder einzufangen. Recht viele Vogelarten spielen daher in der Mythologie eine Rolle, vom Adler bis zum Sperling. Redensartlich hat sich davon auch im heutigen Deutsch Etliches erhalten: Jemand stinkt wie ein Wiedehopf oder ist zänkisch wie eine Meise oder ist einfach ein Gimpel, wenn er jedem auf den Leim geht (gemeint hier der Vogelleim). Gestisch kann man ihm einen Vogel zeigen. In der derben Umgangssprache ist ans Vögeln zu erinnern. In den Künsten tauchen zahlreiche Vogelarten auf, um nur Die wunderbare Reise des kleinen Nils Holgersson mit den Wildgänsen zu nennen. In vielen Kulturkreisen sind mythologische Vögel anzutreffen. Erwähnt seien etwa Phönix, Greif, Ziz (Jüdisch), Roch (Arabisch), Feng (Chinesisch) oder Garuda (Indonesisch). Daneben seien die Harpyien der griechischen Sagenwelt sowie Wotans Begleiter, die Raben Hugin und Munin, genannt. Auch die Heraldik ist reich an stilisierte Vogelmotiven. Zu nennen ist insbesondere der Adler, das das Wappentier zahlreicher Staaten (Deutschland, Österreich, Polen, USA u.a.) ist. Zahlreiche Vögel werden heutzutage regelmäßig von Menschen verzehrt - siehe dazu Geflügel. Auch hält der Mensch zahlreiche Vögel als Haus- oder Nutztiere. In Deutschland nimmt dies für einheimischer Vogelarten seit dem 19. Jh. stark ab. Etliche gezähmte Vögel, wenn bereits als Jungvögel und im Käfig geduldig dazu angehalten, lernen es auch, Worte und kurze Sätze nachzusprechen, so besonders - nach absteigender Gelehrigkeit angeordnet - Papageien, Stare, Raben, Krähen und Elstern. Auch abrichten lassen sie sich, z.B. Körner von den Lippen aufzunehmen u.a.m., bis hin zur Dressur als Nutztier, wie zumal der Jagdfalke. Siehe auch: Vogelsang Im Einzelnen suche unter den verschiedenen Vogelnamen.

Weitere Informationen

Literatur

Einhard Bezzel, Roland Prinzinger: Ornithologie. Verlag Eugen Ulmer, 2. Auflage, Stuttgart 1990, ISBN 3825280519

Weblinks


- [http://www.bsc-eoc.org/avibase/avibase.jsp?pg=home&lang=DE Avibase - Die Welt-Vogel-Datenbank]
- [http://www.faunistik.net/BSWT/AVES/aves_merkmale01.html Merkmale der Vögel]
- [http://www.tierundnatur.de/vall-bio.htm Vögel (Aves): Biologie]
- [http://www.ausgabe.natur-lexikon.com/Voegel.php Vogel-Monographien im Natur-Lexikon]
- [http://www.vogelwarte.ch Schweizerische Vogelwarte, alles rund um Vögel]
- [http://webmuseen.de/MusWiss_9129312.html Johann Friedrich Naumann]
- [http://www.vogellexikon.de Vogellexikon.de]
- [http://www.vogelstimmen.de Vogelstimmen.de]
- [http://www.virtual-bird.com/birdsounds.htm Vogelstimmen Audio files] ! ja:鳥類 ko:새 ms:Burung simple:Bird th:นก

Ikarus

Ìkaros (bekannt auch unter seinem latinisierten Namen Icarus, deutsch Ikarus) war in der griechischen Mythologie der Sohn des Daídalos (lateinisch: Daedalus). Beide wurden als Strafe für den Ariadnefaden von König Minos im Labyrinth des Minotauros auf Kreta gefangen gehalten. Da Minos die Seefahrt kontrollierte, erfand Daidalos Flügel für sich und seinen Sohn. Dazu befestigte er Federn mit Wachs an einem Gestänge. Vor dem Start schärfte er Ikarus ein, nicht zu hoch und nicht zu tief zu fliegen, da sonst die Feuchte des Meeres beziehungsweise die Hitze der Sonne zum Absturz führen würde. Zuerst ging alles gut, aber nachdem sie Samos und Delos zur Linken und Lebinthos zur Rechten passiert hatten, wurde Ikarus übermütig und stieg so hoch hinauf, dass die Sonne das Wachs seiner Flügel schmolz, die Federn sich lösten und er ins Meer stürzte. Der verzweifelte Daedalus, der sicher in Sizilien ankam, benannte das Land Ikaria zur Erinnerung an sein Kind. Dort errichtete er einen Tempel für Apollon und hängte seine Flügel als Opfer für den Gott hinein.

Ikaros-Sage in der Darstellung Ovids

Die Ikaros-Sage ist uns am vollständigsten von Ovid in seiner Ars amatoria, II, 21-96, sowie auch in seinen Metamorphosen (Ovid) (VIII, 183-235) überliefert. Der Text des letztgenannten Werkes wird hier so wörtlich wie möglich, ohne die Form des Hexameters (Daédalus íntereá Cretén longúmque perósus ...) beizubehalten, wiedergegeben: :Daidalos, der inzwischen die Insel Kreta und die lange Verbannung hasste, und der berührt war von der Liebe zu seinem Geburtsort, war durch das Meer eingesperrt. "Mag er (=Minos) ", sagte er, "Länder und Meere (Wellen) versperren; aber der Himmel steht sicher offen; wir werden dort gehen; Mag er auch alles besitzen, die Luft (den Luftraum) besitzt (beherrscht) Minos nicht." :Sprach's und richtet seinen Geist auf unbekannte Künste und erschafft die Natur neu (erneuert die Natur). Denn er legt die Federn der Reihe nach hin, bei der kleinsten angefangen, wobei immer einer langen eine jeweils kürzere folgt, so dass man glauben könnte, sie wären auf einer Anhöhe gewachsen. So stieg einst die Panflöte allmählich mit unterschiedlichen Schilfrohren an. :Dann verbindet er alle Federn in der Mitte mit einer Leinenschnur und ganz unten mit Wachs, und biegt die so zusammengefügten Federn mit einer leichten Krümmung, um echte Vögel nachzuahmen. :Der kleine Ikaros stand dabei, und ohne zu wissen, dass er seine eigene Gefahr anfasst, greift er bald mit freudestrahlendem Gesicht nach Flaumfedern, die ein vorüberziehender Lufthauch bewegt hatte; bald machte er mit dem Daumen das gelbe Wachs weich und behinderte das wunderbare Werk seines Vaters durch sein Spiel. Nachdem die letzte Hand an das Unternehmen gelegt worden war, schwang der Baumeister selbst seinen Körper in die doppelten Flügel im Gleichgewicht hinein und schwebte in der bewegten Luft. :Er unterrichtet auch seinen Sohn, und sagt, "Ich ermahne dich, Ikaros, dich auf mittlerer Bahn zu halten, damit nicht, wenn du zu tief gehst, die Wellen die Federn beschweren, und wenn du zu hoch fliegst, das Feuer sie versengt. Zwischen beiden fliege! Ich befehle dir auch, nicht den Bootes, den Großen Wagen oder das gezückte Schwert des Orion anzuschauen. Nimm deinen Weg unter meiner Führung." Zugleich gibt er ihm Flugvorschriften und passt seinen Schultern die unbekannten Flügel an. :Zwischen der Arbeit und seinen Mahnungen wurden die greisen Wangen nass, und es zitterten die väterlichen Hände. Er gab seinem Sohn Küsse, die nicht wiederholt werden sollten. Und durch die Federn erhoben, fliegt er voraus und fürchtet um seinen Begleiter, wie ein Vogel, der von seinem hohen Nest seine zarten Nachkommen in die Luft geführt hat, und er ermahnt ihn zu folgen und lehrt ihn verhängnisvolle Künste und bewegt selbst seine Flügel und schaut auf die seines Sohnes zurück. :Diese sah jemand, während er mit zitternder Angelrute Fische fing, oder ein Hirte, der sich auf seinen Stab oder ein Bauer, der sich auf seinen Pflug stützte, und staunte und glaubte, dass solche, die ihren Weg durch die Lüfte nehmen könnten, Götter seien. Und schon war auf der linken Seite das der Iuno (griechisch: Hera) heilige Samos (sowohl Delos als auch Paros waren zurückgelassen worden) und auf der rechten Seite Lebinthos und das an Honig reiche Kalymne, als der Knabe begann, sich am kühnen Flug zu erfreuen, sich von seinem Führer trennte und, angezogen durch die Begierde nach dem Himmel, einen höheren Weg nahm. Die Nähe der glühenden Sonne machte das duftende Wachs, das Band der Federn, weich. Das Wachs war geschmolzen. Jener schwingt die nackten Arme, und da er keinen Flugapparat mehr hat, bekommt er keine Luft zu fassen, und sein Mund, der den väterlichen Namen ruft, wird durch das blaue Wasser aufgenommen, das von ihm seinen Namen bekam. :Und der unglückliche Vater – nun schon nicht mehr Vater – rief: "Ikaros!". "Ikaros!" rief er. "Wo bist du? In welcher Gegend soll ich dich suchen?" "Ikaros!" wollte er (noch einmal) rufen. Da erblickte er die Federn in den Wellen, und er verfluchte seine Künste und barg den Körper in einem Grab; und die Erde wurde nach dem Namen des Bestatteten benannt.

lateinischer Originaltext

Daedalus interea Creten longumque perosus exilium tactusque loci natalis amore clausus erat pelago. "Terras licet" inquit "et undas obstruat, at caelum certe patet; ibimus illac! Omnia possideat, non possidet aera Minos." Dixit et ignotas animum dimittit in artes naturamque novat. Nam ponit in ordine pennas, a minima coeptas, longam breviore sequenti, ut clivo crevisse putes: sic rustica quondam fistula disparibus paulatim surgit avenis. Tum lino medias et ceris adligat imas, atque ita compositas parvo curvamine flectit, ut veras imitetur aves. Puer Icarus una stabat et ignarus sua se tractare pericla ore renidenti modo, quas vaga moverat aura, captabat plumas, flavam modo pollice ceram mollibat lusuque suo mirabile patris impediebat opus. Postquam manus ultima coepto imposita est, geminas opifex libravit in alas ipse suum corpus motaque pependit in aura. Instruit et natum "Medio" que "ut limite curras, Icare", ait "moneo, ne, si demissior ibis, unda gravet pennas, si celsior, ignis adurat. Inter utrumque vola, nec te spectare Booten aut Helicen iubeo strictumque Orionis ensem: me duce carpe viam." Pariter praecepta volandi tradit et ignotas umeris accommodat alas. Inter opus monitusque genae maduere seniles, et patriae tremuere manus. Dedit oscula nato non iterum repetenda suo pennisque levatus ante volat comitique timet, velut aves, ab alto quae teneram prolem produxit in aera nido, hortaturque sequi damnosasque erudit artes et movet ipse suas et nati respicit alas. Hos aliquis, tremula dum captat harundine pisces, aut pastor baculo stivave innixus arator vidit et obstipuit, quique aethera carpere possent, credidit esse deos. Et iam Iunonia laeva parte Samos - fuerant Delosque Parosque relictae -, dextra Lebinthos erat fecundaque melle Calymne, cum puer audaci coepit gaudere volatu deseruitque ducem caelique cupidine tractus altius egit iter: rapidi vicinia solis mollit odoratas, pennarum vincula, ceras. Tabuerant cerae: nudos quatit ille lacertos remigioque carens non ullas percipit auras, oraque caerulea patria clamantia nomen excipiuntur aqua, quae nomen traxit ab illo. At pater infelix nec iam pater "Icare" dixit, "Icare" dixit "ubi es? Qua te regione requiram?" "Icare" dicebat: pennas adspexit in undis devovitque suas artes corpusque sepulcro condidit, et tellus a nomine dicta sepulti.

Wirkung

Die Gestalt des Ikaros ist in der europäischen Kultur immer wieder Anreger und Gegenstand künstlerischer, wissenschaftlicher und technischer Schöpfungen geworden. An Beispielen sind zu nennen:

Malerei


- Der Sturz des Ikarus (Brueghel)
- Der Sturz des Ikarus (Saraceni), Carlo Saraceni (1585 - 1620).
- Der Sturz des Ikarus (Molzahn), Johannes Molzahn

Literatur


- Axel Kutsch: Ikarus fährt Omnibus. Neue Gedichte, 2005, ISBN 3-935221-47-9
- Alberto Vazquez-Figueroa: Ikarus, 2004, ISBN 3-548-25899-9
- Herbert Jennings Rose: Griechische Mythologie;;, 3. Aufl. München 1969, ISBN 0-25-26
- Sin Yoo; Ikarus, Dädalus, Sisyphus. Drei mythische Modelle des Widerstands bei Wolf Biermann, Berlin 2005, ISBN 3-86573-048-5

Siehe auch


- Ikarisches Meer Kategorie:Literarische Figur Kategorie:Luftfahrtpionier Kategorie:Griechische Mythologie ja:イカロス

Otto Lilienthal

Otto Lilienthal (
- 23. Mai 1848 in Anklam, Provinz Pommern; † 10. August 1896 in Berlin – nach einem Absturz in den Rhinower Bergen bei Stölln, Provinz Brandenburg am Vortag) war ein wichtiger Pionier der Flugzeug-Entwicklung.

Bedeutung als Flugpionier

Lilienthal führte den ersten Gleitflug nach dem Prinzip "schwerer als Luft" durch und unterschied sich von zahlreichen Vorläufern dadurch, dass er nicht nur einen einmaligen Flug versuchte, sondern nach ausführlichen theoretischen und praktischen Vorarbeiten deutlich über 1.000mal gesegelt ist.

Anfänge

Lilienthals Vater, ein mathematisch und technisch begabter Mann, besaß zunächst eine gutgehende Tuchhandlung, deren Kundenkreis - vorwiegend Gutsbesitzer aus der Umgebung - er verlor, als der sich 1848 öffentlich für die Demokratie aussprach. Anschließend führte er einen Torfstich recht erfolgreich, verstarb aber früh. Lilienthals Mutter, eine Musiklehrerin, die in Dresden und Berlin studiert hatte, musste ihre drei Kinder fortan alleine erziehen. Sie legte dabei großen Wert auf Musik, setzte aber auch die durch den Vater begonnene technische Erziehung fort. Ihre Söhne Otto und Gustav besuchten von 1856 bis 1864 das Gymnasium in Anklam, im Mathematikunterricht trafen sie dabei auf Gustav Spörer. Die beiden führten schon 1862 erste Flugversuche durch: Sie beobachteten den Vogelflug, speziell von Störchen und bauten ein Flügelpaar aus Leisten und Buchenspanbrettern. Dann gingen sie nachts - um nicht verspottet zu werden - zum Kugelfang des Anklamer Schießplatzes, um die Flügel mit den Armen zu bewegend dem Wind entgegenzulaufen. Von der Mutter unterstützt richteten die beiden nun ihr ganzes Leben darauf aus, den einen Menschenflug durchzuführen. Der Flug der Störche blieb dabei die wesentliche Inspirationsquelle, womit sie durchaus frühe Bioniker waren. 1864 besuchte Otto die Abteilung für Maschinenschlosser der Potsdamer Provinzialgewerbeschule, wobei er bei Verwandten lebte und seinen Unterhalt selber verdiente. Nach zwei Jahren begann er dann ein Praktikum bei der Berliner Maschinenfabrik Schwartzkopff, nun teilte er ein Bett als "Schlafbursche" mit einem Droschken- und Rollenkutscher. Er stieg in der Firma schnell auf und kam zunächst in das Zeichen-, dann in das Konstruktionsbüro. Während all dieser Zeit beschäftigte er sich weiter mit dem Menschenflug.

Zweiter Flugapparat

Im Sommerurlaub 1887 bauten die Gebrüder Lilienthal in Anklam ihren zweiten Flugapparat, diesmal aus Palisanderholz und Gänsefeder nach in Berlin angefertigten Zeichnungen. Allerdings setzten sie wieder auf animierte Flügel, weswegen der Versuch erneut keinen Erfolg bringen konnte. So kamen ihnen Zweifel, ob ein Abheben vom Erdboden überhaupt möglich sei, zumal auch unter den wissenschaftlichen Autoritäten in dieser Frage keine Euphorie herrschte. Beispielsweise untersuchte Hermann von Helmholtz die Problematik und sagte 1872, dass "... es kaum wahrscheinlich sei, dass der Mensch auch durch den allergescheitesten flügelähnlichen Mechanismus, den er durch seine eigene Muskelkraft zu bewegen hätte, in den Stand gesetzt werden würde, sein eigenes Gewicht in die Höhe zu heben und dort zu erhalten". Dies ist bekanntlich bis heute nicht widerlegt, wurde aber seinerzeit von der Öffentlichkeit derart missverstanden, als wäre ein Flug generell nicht möglich. Infolgedessen mussten sich die Lilienthals damit ständig auseinandersetzen.

Neue Versuche

Oktober 1867 begann Otto ein Studium an der von Franz Reuleaux geleiteten Gewerbeakademie Berlin, aus der später die TH Charlottenburg hervorging, bekam schnell ein Stipendium, und der Verkauf eines von den Brüdern selbst gebauter Tretroller brachte Geld für neue Versuche. So konnte unter dem Gelächter der Kommilitonen weitere Flugversuche durchgeführt werden. Nach dem Abschluss 1870 schlug Otto ein Angebot von Reuleaux aus, Assistent zu werden, und meldete sich als Einjährig-Freiwilliger für den Deutsch-Französischen Krieg. In einen Brief an seinen Bruder schrieb er über die Luftballons, welche die in Paris eingeschlossenen Gruppen nutzten. Dann kommt er mit neuen Plänen zurück.

Wege in die Selbständigkeit

Um den Menschenflug doch noch realisieren zu können, versuchten die Gebrüder Lilienthal, mit einem eigenen Unternehmen Geld zu verdienen. Die ersten Versuche dazu schlugen fehl, die Entwürfe für einen Heißluftmotor brachten ebenso keine Einnahmen, wie das Patent für eine Schrämmaschine. Die ausgereiften Entwürfe für ein Kinderspielzeug mussten abgegeben werden, da die Entwicklung zu teuer gekommen wäre: Friedrich A. Richter kaufte sie und machte den Anker-Steinbaukasten weltberühmt, er wird noch heute hergestellt. 1881 erhielt Otto ein Patent für Schlangenrohrkessel, welches den erhofften Erfolg brachte: Eine kleine Werkstatt wuchs schnell zur Fabrik mit 60 Mitarbeitern, die selbstverständlich eine Abteilung für einen Flugzeugbau bekam. Das Unternehmen wurde - beeinflusst von den Ideen von Moritz von Egidy - überaus modern geführt. Schon 1890 erhielten die Arbeiter eine Gewinnbeteiligung, die 25% des Reingewinns ausmachte. Die Dampfkessel- und Maschinenfabrik Otto Lilienthal in der Köpenicker Straße 110/113, Berlin existierte unter diesen Namen noch bis zum 1. Weltkrieg.

Auf dem Weg zum Erfolg

1889 veröffentlichte Otto sein Buch Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst, welches seinerzeit als bedeutendste flugtechnische Veröffentlichung galt. Von der Allgemeinheit blieb es allerdings unbemerkt, sie beachtete nur den Ballonflug, was die Lilienthals bei ihren Aktivitäten sehr behindert. In seinem Werk betonte Otto nachdrücklich, man müsse den Vogelflug genau nachahmen. Er war sich ganz sicher, damit ans Ziel zu gelangen: "Die Nachahmung des Segelflugs muss auch dem Menschen möglich sein, da er nur ein geschicktes Steuern erfordert, wozu die Kraft des Menschen völlig ausreicht." Darüber hinaus befand er sogar, dass es die einzige Methode für den Menschen sei, schnell, frei und mit wenig Kraft fliegen zu können. Inzwischen hatten die Gebrüder längst erkannt, daß der Flügelform einer entscheidenden Bedeutung zukam: "Die wichtigste Erkenntnis dieser Jahre war die Entdeckung, dass gewölbte Tragflächen einen größeren Auftrieb liefern, als ebene." Diese Erkenntnis besaßen zwar auch andere Flugtechniker, aber die Lilienthals haben sie als einzige mit einer systematischen Vogelbeobachtung verbunden. Ihr Vorgehen "Vom Schritt zum Sprung, vom Sprung zum Flug" ermöglichte schließlich einen erfolgreichen Gleitflug. Im Verein zur Förderung der Luftschiffahrt, dem Otto schon seit 1886 angehörte, legte er seine vielbeachteten Auffassungen in einem Vortrag wie folgt dar: "Es gibt nichts verkehrteres, als auf Grund theoretischer Arbeiten sogleich eine Flugmaschine fix und fertig bauen zu wollen. Beim Herumraten und planlosen Probieren komme für die Fliegekunst überhaupt nichts heraus. Der Übergang müsse vielmehr planvoll und schrittweise erfolgen."

Praktische Versuche

Auftrieb 1891 waren die erforderlichen theoretischen Untersuchungen abgeschlossen, nun ging es daran, Flugapparate im großen Umfang zu testen. Daran nahm Gustav nicht mehr teil, eine zeitweilige Krankheit, aber auch seine beruflichen Aktivitäten hinderten ihn daran. Infolgedessen ist der erste Menschenflug heute ausschließlich mit dem Namen Otto Lilienthal verbunden, wenngleich sein Bruder an den Vorbereitungen dafür entscheidend mitwirkte. Für die Versuche diente ein zusammenklappbarer Flugapparat, ein mit Schirting (mit Lack überzogenes Baumwollgewebe) bespannter Weidenholzrahmen. Seine Ausmaße: 6,6 m Spannweite, ca. 14 m² Tragfläche und eine größte Flügeltiefe von 2,5 m. Es begann mit Stehübungen gegen den Wind, gefolgt von Sprüngen vom Sprungbrett im Garten hinter dem Wohnhaus, die immerhin schon 6 bis 7 m Weite erreichten. Ab Sommer 1891 suchte Otto geeignete "Flugplätze" auf, zunächst ein geeignetes Gelände am Mühlenberg bei Derwitz (Landkreis Potsdam-Mittelmark). Dort kam es schon zu 25 m weiten Flügen. Die gesamte freie Zeit nutzte Otto für zahllose Versuche, wobei er jeden Flug auswertete und den Apparat kontinuierlich verbesserte. Beispielsweise erhöhten vertikale und horizontale Schwanzflächen die Stabilität. Auch war er ständig auf der Suche nach einem geeigneten Übungsterrain, insbesondere um bei jeder Windrichtung gegen den Wind starten zu können. So gab es Versuche in einer Kiesgrube in Berlin-Steglitz, auf den Gollenberg bei Stölln, in den zwischen Rathenow und Neustadt gelegenen Rhinower Bergen und in Neustadt an der Dosse. Letztere Stelle wurde 1893 zum Hauptübungsplatz, dort kam schon zu Flugweiten von 300 m. 1894 ließ Lilienthal in Berlin-Lichterfelde auf seine Kosten einen 15 m hohen Hügel aufschütten, der sehr bald als "Fliegeberg" in aller Munde war. Insgesamt hatte Otto Lilienthal in seinem Leben 21 Flugapparate, darunter auch Flügelschlagapparate gebaut. 1894 ging eines dieser Gleitflugzeuge, der so genannte Normalsegelapparat, in Serienproduktion, 1895 flog sogar ein Doppeldecker mit 5,5 bis 7 m Spannweite und 25 m² Tragfläche. Auch konstruierte er zwei Motoren für Segelflugzeuge, die aber nicht mehr zum Einsatz kamen.

Resonanz

Durch Vorträge im Verein zur Förderung der Luftschiffahrt, Veröffentlichungen in der Zeitschrift für Luftschiffahrt und Physik der Atmosphäre, und der Zeitschrift Prometheus, Pressemeldungen und Fotografien der Flüge war Lilienthal nun überaus bekannt geworden. Zahlreiche in- und ausländische Besucher kamen nach Berlin, um sich die Flüge anzusehen, Ludwig Boltzmann und Octave Chanute wollten die Versuchsergebnisse in allen Einzelheiten erfahren. Besonders hervorzuheben ist Nikolai Jegorowitsch Schukowski, der 1895 nach Berlin kam und an den Flugübungen teilnahm. In einen Zeitschriftenaufsatz sagte er: "Die wichtigste Erfindung der letzten Jahre auf dem Gebiet der Luftfahrt ist der Flugapparat des deutschen Ingenieurs Otto Lilienthal."

Letzter Flug

Nikolai Jegorowitsch Schukowski 1896 stürzte Lilienthal aufgrund einer "Sonnenbö" (thermische Ablösung) aus 15 bis 20 m Höhe ab, brach sich das Rückgrat und erlag einen Tag später, am 10. August 1896, dieser schweren Verletzung. Vom Absturzapparat ist ein Foto erhalten, das ihn auf dem Hof der Maschinenfabrik Lilienthal liegend zeigt. Nach seinem Tode arbeiteten viele Flugpioniere nach seiner Methode weiter, in den USA waren dies vor allem Octave Chanute und die Gebrüder Wright.

Gedenkstätten

Sein Fliegerberg in Berlin-Steglitz (Lichterfelde), Schütte-Lanz-Straße, wurde 1932 zur Lilienthal-Gedenkstätte umgestaltet. Weitere Lilienthal-Denkmale befinden sich in Anklam, bei Derwitz im Havelland und in Stölln bei Rhinow. 1932 Am 7. Juni 1988 erhielt der Berliner Flughafen Tegel den zusätzlichen Namen "Otto Lilienthal". Die Deutsche Luftwaffe hat einen Airbus A310 MRT Medevac nach ihm benannt. Die Bundeswehrkaserne (Luftwaffe) im mittelfränkischen Roth ist nach Otto Lilienthal benannt. Ein Otto Lilienthal Museum über den Flugpionier, sein Schaffen und das Fliegen kann man in seiner Geburtsstadt Anklam besuchen. Otto Lilienthal wird durch seine Versuche nicht nur zu einem der wichtigsten Wegbereiter des Gleit-, sondern auch des Motorflugs. So werden seine grundlegenden Erkenntnisse (wie zum Beispiel die bezüglich des Auftriebs an gekrümmten Flächen) von anderen Flugpionieren (Gebrüder Wright, Gustav Weißkopf, Wilhelm Kress, Karl Jatho) übernommen und weiterentwickelt.

Patente

Von Lilienthal sind 25 Patente bekannt; nur 4 davon betrafen Flugapparate. Sein erstes Patent (angemeldet auf den Namen seines Bruders Gustav Lilienthal) bezog sich auf die Schrämmaschine. Der Großteil betraf gefahrlose Dampfkessel und Klein-Dampfmaschinen.

Literatur


- Biografie: Manuela Runge, Bernd Lukasch: Erfinderleben - die Brüder Otto und Gustav Lilienthal; Berlin-Verlag, 2005; ISBN 3-8270-0536-1
- Zur Erfindung des Flugzeugs und den Folgen siehe: Andreas Venzke: Pioniere des Himmels: Die Brüder Wright - Eine Biografie; Verlag Artemis und Winkler 2002; ISBN 3-53807-143-8 (darin eine umfangreiche Analyse der Lilienthalschen Pioniertaten)
- Zur Maschinenfabrik "Otto Lilienthal" siehe: Otto Lilienthal Museum Anklam. Der Dampfmotor des Flugpioniers. Kulturstiftung der Länder - Patrimonia 271; Anklam, 2004; ISSN 0941-7036
- Zu seinen Flugzeugen und deren Nachbau siehe: Stephan Nitsch: Vom Sprung zum Flug; Brandenburgisches Verlagshaus 1991; ISBN 3-327-01090-0; Berlin 1991

Siehe auch

Luftfahrt, Motorflug, Geschichte der Luftfahrt

Weblinks


-
- http://www.lilienthal-museum.de
- http://www.otto-lilienthal.de/
- Einen Familienstammbaum von Karl Wilhelm Otto Lilienthal findet man unter http://www.steffen-sobe.de/af/namen/lilienthal.shtml Lilienthal, Otto Lilienthal, Otto Lilienthal, Otto Lilienthal, Otto Lilienthal, Otto Lilienthal, Otto Lilienthal, Otto ja:オットー・リリエンタール

Gebrüder Wright

Die Brüder Wright, Orville Wright (
- 19. August 1871 in Dayton, Ohio; † 30. Januar 1948) und Wilbur Wright (
- 16. April 1867 in Melville, Indiana; † 30. Mai 1912 in Dayton, Ohio) sind Pioniere des Motorfluges. Motorflug

Bedeutung

Die Brüder Wright begründeten den Motorflug: Sie führten den ersten Flug mit einem frei fliegenden, sich mit eigener Kraft vorwärtsbewegenden Flugapparat nach dem Prinzip "schwerer als Luft" durch. Hierüber gibt es jedoch eine Kontroverse (siehe unten).

Anfänge

Motorflug Motorflug Wilbur und Orville Wright wuchsen als dritter bzw. vierter Sohn eines protestantischen Bischofs († 1917) in Dayton, Ohio, USA auf. Sie interessierten sich bereits sehr früh für die Technik und dabei auch für die Fliegerei, was nach ihrer eigenen Erinnerung damit begann, dass ihr Vater ihnen im Sommer 1878 ein Schraubenflieger-Spielzeug, ein sogananntes "Hilicoptere" schenkte, welches die beiden nachbauten, nachdem es zerbrach. Selbstverständlich haben sie auch häufig selbstgebaute Drachen steigen lassen, dass war nämlich seit Benjamin Franklins Versuchen mit elektrischen Ladungen speziell unter der Jugend in den USA überaus populär. Durch den Sezessionskriegs verarmt konnte Bischof Wright seine Söhne nicht studieren lassen, woraufhin diese Mitte der 1880er Jahre damit begannen, eine Druckerei zu betreiben. Sie druckten Lokalzeitungen, Kirchenzeitungen und Kataloge und am Ende des Jahrzents waren sie mit einer selbst gegründeten Zeitung sogar journalistisch tätig, dabei übernahmen sie alle wesentlichen Arbeiten bis hin zum Vertrieb selber. Ihre Pläne, eine Fabrik für Verbrennungsmotoren aufzubauen, mussten sie mangels Kapital allerdings aufgeben. Es reichte nur für eine Fahrrad-Reparaturwerkstätte, welche sie 1890 in Dayton eröffneten und so gut führten, dass schon drei Jahre später eine Fabrik, die Wright Cycling Company daraus geworden war - ein Jahr zuvor hatten sie einige der ersten der so geannten Safety Bikes (Fahrräder mit zwei gleich großen Reifen, was das Fahrradfahren einfacher und populärer machte) erworben. Die Brüder Wright waren durch eigene Anstrengung zu hervorragenden Mechanikern geworden, Zeitgenossen beschrieben sie als bescheiden, pünktlich, fleißig und ein bescheidenes Leben führend. Mit der Fahrradwerkstatt sicherten sie einerseits ihre materielle Existenz, andererseits sammelten sie Erfahrungen, die ihnen später beim Flugzeugbau zugute kamen, zum Beispiel Fragen der Balance, des leichten Gewichts, des Kettenantriebs und der Aerodynamik. 1895 erweiterten sie ihr Unternehmen mit einem ersten selbst entwickelten Fahrradmodell. Bis zum Jahr 1900 entstanden so rund 300 einzeln angefertigte Fahrräder.

Theorie des Fliegens

Die Wrights bewunderten Otto Lilienthal außerordentlich und waren von seinem tödlichen Absturz erschüttert. Daraufhin beschlossen sie, die Unglücksursache zu erforschen und einen sicheren Flugapparat zu bauen. Sie gingen ebenso systematisch wie Lilienthal vor und begannen noch 1886 mit dem Studium aller flugtechnischen Literatur, insbesondere von Sir George Cayley, Octave Chanute, James Means (1853 bis 1920), Louis Pierre Mouillard (1834–1897) und natürlich Otto Lilienthal. In ihrer Autobiographie schrieben sie: "Mouillard und Lilienthal, die großen Propheten des Fluges, erfüllten uns mit ihrer unauslöschlichen Begeisterung und verwandelten die große Neugier in den Eifer von Schaffenden". Am 30. Mai 1899 wandte sich Wilbur an das Smithsonian Institute in Washington mit der Bitte um Nachweis weiterer Literatur, in diesem Schreiben brachte er seine Überzeugung zum Ausdruck, dass "der Flug des Menschen möglich und praktisch realisierbar ist". Er verwandte alle Zeit, die ihm der Betrieb ließ, auf das Studium flugtechnischer Probleme: "Es ist mein Wunsch, mir alles anzueignen, was darüber schon bekannt ist, um dann nach Möglichkeit mein Scherflein zum schließlichen Erfolg eines künftigen Erfinders beizutragen."

Doppeldecker-Gleitapparat

Octave Chanute 1899 begannen die Brüder mit dem Bau des ersten Flugapparates, einem Doppeldecker-Gleitapparat. Er besaß bereits ein äußerst wichtiges Merkmal: die Verwindung der Tragflächen, mit der die waagerechte Lage immer wieder hergestellt werden konnte. Edmund Rumpler sagte zu dieser Erfindung, "... welche direkt dem Vogelflug nachgebildet ist", sie hatte "...hauptsächlich dazu beigetragen, die großen Erfolge der Brüder Wright herbeizuführen". Die Wrights verließen sich zunächst auch auf die Tabellen von Lilienthal, fanden jedoch heraus, dass der Smeaton-Koeffizient, eine Variable in den Formeln für Auftrieb und Luftwiderstand, fehlerhaft war. Um praktische Tests durchzuführen, ließen sie von ihrem Angestellten Charlie Taylor einen Windkanal bauen. Die Konstuktion als Doppeldecker brachte für den zukünftigen Motoreinbau gewaltige Vorteile: Solch eine Konstruktion erzeugt bei gleicher Spannweite mehr Auftrieb, so dass der Apparat bereits bei einer geringeren Geschwindigkeit abhob. Der Nachteil des erhöhten Luftwiderstands kam bei den geringen Geschwindigkeiten jener Zeit noch nicht zum Tragen. Oktober 1900 erprobten die beiden Brüder den Doppeldecker-Gleitflug erst einmal unbemannt auf den von ihnen eigens für Flugversuche erworbenen Gelände am Kill Devil Hill bei Kitty Hawk in North Carolina, einem Ort an der Atlantikküste, der sich wegen starker und konstanter Winde besonders eignete. Im Sommer 1901 erlaubte ein verbesserter Apparat bemannte Gleitflüge bis zu 100 m und bei bis zu 35 km/h Gegenwind, wobei der Pilot im Apparat lag. Im Herbst lud man dann Octave Chanute, den inzwischen fast 70-jährigen "großen alten Mann" der amerikanischen Fliegerei, ein den Experimenten beizuwohnen. Er half mit seinem Assistenten Augustus M. Herring (1865 bis 1926) uneigennützig, den Gleitapparat zu verbessern und war ein enthusiastischer Fürsprecher der Wrights, sowohl in den USA wie auch in Europa. Bei den Versuchsflügen machte man mit dem negativen Wendemoment eine weitere bedeutende flugtechnische Entdeckung: der Kurvenflug nur mittels Flügelverwindung gelang nicht. Erst durch Anbringen eines beweglichen Seitenruders und dessen synchronen Ausschlägen mit der Flügelverwindung gestattete es, das negative Moment aufzuheben und dadurch beliebig zu manövrieren. Alfred Hildebrand, er würdigte die Aktivitäten als erster in Deutschland, schrieb nach einem Treffen in den USA: "Man hat das Gefühl, dass man Leute vor sich hat, auf die man sich in jeder Beziehung und in allen Lagen des Lebens verlassen kann." Und: "Ihre Ruhe verlieren sie nie, nie ließen sie sich zu etwas drängen, das sie nicht wollten; nie ließen sie sich verleiten, einen Flugversuch