Vögel schlagen häufig mit den Flügeln, wenn sie sich einer Landung nähern, obwohl motorisierter Flug mehr Energie verbraucht als Gleitflug. Forschungen der University of Manchester legen nahe, dass dieses Verhalten ihnen helfen könnte, innerhalb des begrenzten Raums realer Landeumgebungen sicher abzubremsen.
Die in den Proceedings of the Royal Society A Mathematical Physical and Engineering Sciences veröffentlichte Studie verwendete mathematische Modellierungen, um zu untersuchen, wie ein Vogel ohne Flügelschläge landen könnte. Theoretisch könnte ein nicht motorisiert fliegender Vogel beim Aufsetzen seiner Füße eine Geschwindigkeit von null erreichen. Dieses Ergebnis würde jedoch einen deutlich schnelleren und längeren Anflug erfordern, als Vögel normalerweise nutzen.
Für einen Vogel von der Größe einer Taube zeigte das Modell, dass das Manöver mit mehr als der doppelten üblichen Reisegeschwindigkeit beginnen, sich horizontal über etwa 60 Meter erstrecken und einen Steigflug von ungefähr 20 Metern umfassen würde. Die Ergebnisse legen nahe, dass die niedrigstmögliche Aufsetzgeschwindigkeit nicht immer das praktischste Ziel ist. Flügelschläge könnten es Vögeln ermöglichen, ihre Geschwindigkeit in einem begrenzten Bereich zu verringern und dabei die Kontrolle zu behalten.
Die Forschung bietet auch eine Erklärung für die bogenförmigen Anflüge, die einige Vögel bei der Landung auf Sitzstangen verwenden. Frühere Arbeiten mit Harrisfalken hatten gezeigt, dass sie unterhalb der Sitzstange hindurchschwingen konnten, bevor sie zu ihr hinaufglitten — ein Manöver, von dem man annahm, dass es die nach dem Strömungsabriss der Flügel und dem Rückgang der aerodynamischen Kontrolle zurückgelegte Strecke verkürzt.
Das neue Modell legt nahe, dass diese Flugbahnen ein Gleichgewicht zwischen einer langsamen Ankunft an der Sitzstange und einer möglichst kurzen Zeit im Strömungsabriss widerspiegeln. Den Forschern zufolge könnte die Aufsetzgeschwindigkeit einen stärkeren Einfluss auf das bogenförmige Anflugverhalten haben als bisher angenommen.
Eine Landung auf dem Boden stellt ein anderes physikalisches Problem dar. Ein Vogel kann sich nicht unter die Landefläche weiterbewegen oder durch sein Ziel hindurch aufsteigen, sodass ein nicht motorisierter Anflug vor dem Aufsetzen nicht die gesamte Geschwindigkeit abbauen kann. Die verbleibende Energie muss von den Flügeln, den Beinen oder beiden aufgenommen werden.
Diese Anforderung könnte gegenläufige Kräfte auf die Evolution der Vögel ausüben. Stärkere Muskeln und Knochen, insbesondere in den Beinen, können einem Tier helfen, eine Landung auszuhalten, doch zusätzliches Gewicht kann die Flugleistung verringern. Die Forscher vermuten, dass das Gleichgewicht zwischen einem für effizientes Fliegen ausreichenden geringen Gewicht und einer für sichere Landungen ausreichenden Robustheit die Evolution der Vögel beeinflusst haben könnte.
Dieselben physikalischen Prinzipien könnten auch dazu beitragen zu erklären, wie andere fliegende Tiere Landungen ohne motorisierten Flug durchführen. Die Studie wurde von Dr. Ben Parslew, einem Dozenten für Luft- und Raumfahrttechnik an der University of Manchester, geleitet und trägt den Titel „Flight dynamics and optimal control of unpowered avian landings“.
Quellen: Phys.org.