9. Der sichtbare Kraftaufwand der Vögel.

Wenn wir einen Vogel fliegen sehen, so können wir uns allemal ein

ungefähres Bild von seiner bei diesem Fluge zu leistenden

Kraftanstrengung verschaffen. Je langsamer die Flügelschläge erfolgen,

und je geringer ihr Ausschlag ist, desto weniger Arbeit wird der Flug

dem Vogel verursachen. Wenn der Vogel gar mit stillgehaltenen Flügeln

segelt oder kreist, so werden wir annehmen müssen, daß seine

Muskelthätigkeit dabei eine verschwindend kleine ist.

Aber auch einen ungefähren Zahlenwert für die Flugarbeit der Vögel

können wir ohne Schwierigkeiten erhalten. Wir können die Flügelschläge

zählen, welche vom Vogel in der Sekunde gemacht werden; wir können uns

die Kenntnis vom Gewichte des Vogels und von der Form seiner

ausgebreiteten Flügel verschaffen; wir können aus letzterer auch auf die

ungefähre Lage desjenigen Flügelpunktes schließen, an welchem die

Mittelkraft des hebenden Luftwiderstandes angreift, und nach

Feststellung des Flügelausschlages den ungefähren Hub dieses

Luftwiderstandscentrums in Metern gemessen angeben.

Durch unsere Sinneswahrnehmungen an einem fliegenden Vogel können wir

daher mit einem gewissen Grad von Genauigkeit die Fliegearbeit

herleiten, welche in der Überschrift »Der sichtbare Kraftaufwand der

Vögel« genannt ist.

Es sei angenommen, was ja annähernd der Fall ist, daß der Vogel die

Flügel gleich schnell hebt und senkt, daß also für die Flügelaufschläge

in Summa dieselbe Zeit verbraucht wird als zu den Niederschlägen. Es sei

ferner angenommen, daß der Flügelaufschlag verschwindend wenig auf

Hebung und Senkung des Vogels einwirkt und auch verschwindend wenig

Muskelarbeit erfordert. Die Fliegearbeit des Vogels besteht dann nur im

Herunterschlagen der Flügel, und nur die hierbei pro Sekunde

zurückgelegte relativ zum Vogel gemessene Wegstrecke des

Luftwiderstandscentrums ist für die Rechnung in Anschlag zu bringen.

Wenn der Vogel G kg wiegt, wird beim Flügelaufschlag diese Kraft ihn

herunterdrücken, denn sie wirkt während dieser Zeit allein auf den

Vogel. Damit der Vogel aber beim Flügelniederschlag sich wieder

ebensoviel hebt, wie er beim Flügelheben sank, muß auch beim

Flügelniederschlag eine Kraft von G kg hebend auf den Vogel wirken. Der

Vogel muß daher durch Niederschlagen seiner Flügel einen nach oben

wirkenden Luftwiderstand erzeugen von der Größe 2G, damit nach Abzug

seines Gewichtes G noch ein G als Hebewirkung übrigbleibt. Nur so ist

der Vogel, welcher ohne zu steigen und ohne zu sinken fliegt, im

Gleichgewicht zu denken.

In Wirklichkeit geschieht der Flügelaufschlag der Vögel, wie die

Beobachtung lehrt, etwas schneller wie der Niederschlag. Dadurch würde

der hebende Luftwiderstand etwas kleiner als 2G sein dürfen. Läßt man

ihn jedoch für die überschlägliche Rechnung zunächst in dieser Größe, so

hat man ein Äquivalent für die jedenfalls geringe, aber immerhin noch

vorhandene Arbeitsleistung beim Aufschlag der Flügel.

Die beim Flügelniederschlag vom Vogel zu überwindende Kraft ist mithin

in der Größe von 2G in Anschlag zu bringen, und die während des

Niederschlages auf den Vogel wirkenden Kräfte sind durch Fig. 3

dargestellt.

[Illustration: Fig. 3.]

Diese Widerstandskraft ist nun vom Vogel auf der Ausschlagsstrecke des

Druckcentrums so oft in der Sekunde zu überwinden als Flügelschläge in

der Sekunde gezählt wurden, und dieses giebt den zweiten Faktor des

Produktes, aus dem sich der pro Sekunde zu leistende Kraftaufwand

zusammensetzt. Nennen wir die Ausschlagsstrecke s, und werden n

Flügelschläge pro Sekunde gemacht, so ist der sekundliche Widerstandsweg

n × s und die sekundliche Arbeitsleistung

A = 2G × n × s.

Ein Beispiel möge dies erläutern:

Ein 4 kg schwerer Storch macht 2 Flügelschläge in der Sekunde und der

Flügelausschlag beträgt im Centrum des Luftwiderstandes etwa 0,4 m.

Es ist also für den Storch G = 4; n = 2; s = 0,4. Er braucht daher

ungefähr den Kraftaufwand A = 2 × 4 × 2 × 0,4 = 6,4 kgm, also noch nicht

den zehnten Teil einer Pferdekraft.

Es ist ganz lehrreich, auf diese Weise die ungefähre Kraftleistung

verschiedener Vögel zu berechnen. Man wird finden, daß dieselbe viel

geringer ist, als man im allgemeinen annimmt.

Gewährt nun diese Art der Berechnung zunächst auch nur einen ungefähren

Überschlag der Kraftleistung, so ist doch einzusehen, daß sich der so

erhaltene Wert nicht viel von dem wirklichen Kraftaufwand der Vögel

unterscheiden kann.

Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst Ein Beitrag zur Systematik der Flugtechnik · 第 10 / 50 题