Was sich das Flugzeugdesign vom Vogelflug abschauen könnte

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Ingenieure der Universität Bristol und des Royal Veterinary College haben untersucht, wie sich der Flugzeugbau vom Vogelflug inspirieren lassen kann. Mit einem interaktiven Spiel und einer Augmented-Reality-App können Nutzer die Experimente der Ingenieure nachstellen.

• Würden Flugzeuge besser sein, wenn sie mehr wie Vögel wären?

• Ingenieure der Universität Bristol und des Royal Veterinary College haben unsere gefiederten Freunde studiert, um genau diese Frage zu beantworten.

• Die Antwort darauf wurde am Royal Society Summer Science 2021-Event enthüllt.

• Ein interaktives Spiel und eine Augmented-Reality-App ermöglichen es Anwendern, die Experimente der Forscher nachzustellen.

Das Team des Bio-inspired Flight Lab der Universität Bristol und des Royal Veterinary College wurde ausgewählt, um seine Forschungsergebnisse an der Royal Society Summer Science 2021 vorzustellen, die seit Donnerstag, dem 8. Juli, online stattfindet. Luft- und Raumfahrtingenieure sind seit langem fasziniert davon, wie Vögel fliegen und was wir daraus lernen können, wie sie sich an unterschiedliche Bedingungen anpassen. Im vergangenen Jahr hat das Team aus Bristol und dem RVC bedeutende Entdeckungen über die Art und Weise gemacht, wie sich die Flügel und Schwänze der Vögel bewegen, was ihnen Agilität und Effizienz verleiht -- Forschungen, die große Auswirkungen auf das zukünftige Flugzeugdesign haben könnten.

Das Team führte eine Reihe von Experimenten mit einigen der elegantesten Flugkünstler durch -- mit Lily, einer Schleiereule; Ellie, einem Habicht; und Sasha, einem Waldadler. Dazu gehörte die Entwicklung eines maßgeschneiderten Böengenerators und eines Windkanals, durch den Lily und Sasha fliegen konnten. Dabei wurden Hochgeschwindigkeits- und Motion-Capture-Kameras eingesetzt, um jede einzelne Feder im Detail zu erfassen, wie sie sich während ihres Fluges bog, krümmte und bewegte.

In einem anderen Experiment füllten sie das Labor mit Seifenblasen, die ein wenig zugesetztes Helium enthielten, sodass sie in der Luft schwebten. Während die Vögel durch diese Seifenblasenwolke glitten, wirbelten sie diese umher. So konnte das Team verstehen, wie Vögel ihre Schwänze auf eine andere -- und effizientere -- Weise als Flugzeuge nutzen.

Online-Inhalte machen die Forschung anschaulich

Um ihre Forschung in der virtuellen Ausstellung wirklich zum Leben zu erwecken, hat das Team eine Reihe von Online-Inhalten entwickelt. Dazu gehören ein interaktives Spiel, It's a breeze, und eine Augmented-Reality-App, OwlAR, die es den Nutzern ermöglicht, das Windböen-Experiment des Teams nachzustellen, indem sie mit einem mobilen Gerät die Schleiereule Lily durch ihr eigenes Wohnzimmer, den örtlichen Park -- oder wo auch immer sie sich gerade befinden -- fliegen lassen.

Die Forschung, die hinter diesem unterhaltsamen und interaktiven Inhalt steht, ist bedeutsam, weil sie zwei der größten Probleme löst, mit denen das Flugzeugdesign konfrontiert sind -- Leichtgängigkeit des Fluges und Treibstoffeinsparung.

"Zukünftige Flugzeuge und Flugroboter können ganz anders funktionieren als heutige Technologien.  Indem wir den Vogelflug studieren, können wir Inspiration für neue Wege zur Lösung von Herausforderungen wie Energieeinsparung und Umgang mit böigen Windverhältnissen bekommen."

"Es war erstaunlich, mit dem RVC zusammenzuarbeiten, um zu untersuchen, wie Vögel angepasst sind, um so effizient und robust zu fliegen", sagte Dr. Shane Windsor, Senior Lecturer in Aerodynamik im Department of Aerospace Engineering in Bristol.

"Wir versuchen, die natürliche Welt aus einer ingenieurwissenschaftlichen Perspektive zu verstehen, um sie dann umzudrehen und unser biologisches Wissen zu nutzen, um das technische Design zu verbessern. Es war ein Privileg, unsere Arbeit über die technischen Anwendungen des Vogelflugs auf dem Royal Society Summer Science-Event auszustellen.

Beobachtung von Greifvögeln und Eulen unterstützt das Flugzeugdesign

"Unsere virtuellen Besucher können sehen, wie die Beobachtung von Raubvögeln uns geholfen hat, Klappflügelflugzeuge für einen ruhigeren Flug zu entwickeln und den Luftwiderstand zukünftiger Kleinflugzeuge mit vogelähnlichen Schwänzen zu reduzieren. Darüber hinaus haben wir ein Stück Wissenschaft direkt zu Ihnen gebracht; warum nicht unsere Experimente nachmachen, indem Sie unsere Lieblingsschleiereule Lily mit unserem Augmented-Reality-Erlebnis OwlAR durch Ihr eigenes Zuhause fliegen?"

"Das rein digitale Format in diesem Jahr war eine lustige Herausforderung und eine großartige Möglichkeit, unsere wissenschaftliche Forschung der Welt mitzuteilen. Wir hoffen, dass wir fesselnde interaktive Inhalte mit einer dauerhaften Anziehungskraft geschaffen haben", sagte Professor Richard Bomphrey, Interim Vice Principal for Research; Professor für vergleichende Biomechanik am Royal Veterinary College.

Flugzeugdesign der Zukunft

"Es hat riesigen Spaß gemacht, unsere Forschung für die Öffentlichkeit über die Royal Society zu kuratieren. Unser Ziel ist es, jeden dazu zu bringen, über die Zukunft des Flugzeugs nachzudenken (und zu träumen!) und die Wissenschaftler von morgen zu inspirieren", sagte Jonathan Stevenson, PhD, Research Associate in Bird-inspired Aerodynamics vom Bristol's Department of Aerospace Engineering.

Bild oben: Mit der Augmented-Reality-App OwlAR können Benutzer das Windböen-Experiment des Teams nachstellen, indem sie mit einem mobilen Gerät die Schleiereule Lily durch ihr eigenes Wohnzimmer fliegen lassen. Bildquelle: University of Bristol

Royal Society Summer Science 2021: https://royalsociety.org/summer-science/summer-science-2021/urban-landscape/summer-planes-birds/

Weitere Informationen: https://stories.rvc.ac.uk/eagle-inspired-engineering/index.html

Online-Spiel It's a breeze: https://eagle.rit.bris.ac.uk/?_ga=2.233415196.384126651.1626090109-201322650.1626090109

Augmented Reality App (Anwendung nur für mobile Geräte): https://arweb.app/?zid=z/r9ki1c&rs=0&menu=0&toolbar=0

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