Jedes Kind stellt sich früher oder später die Frage, warum Vögel fliegen können. Wir gehen der Sache auf den Grund und erklären, warum es den Tieren anders als uns Menschen möglich ist, problemlos durch die Lüfte zu fliegen.
Die besondere Flügelform
Wie fliegen Vögel? Diese Tiere haben es geschafft, den Himmel zu ihrem wichtigsten Lebensraum zu machen. Doch wie wird der Vogelflug realisiert? Nun, es hat im Grunde genommen mit der Form ihrer Flügel zu tun und mit der Art, wie sie diese bewegen. Wenn ein Vogel fliegt, gleitet er förmlich durch die Luft, und die Luft strömt über und unter dem Flügel vorbei. Betrachten wir einen Ausschnitt eines Vogelflügels von der Seite, sehen wir, dass er vorne groß ist und sich dann nach hinten verjüngt – wie ein Flugzeugflügel. Hier hat sich der Mensch die Natur zum Vorbild gemacht.
Kontrollierte Luftströme
Wenn man vom Fliegen spricht, handelt es sich dabei eher um eine kontrollierte Form von Luftströmen. Denn die Luft strömt um den Flügel wie Wasser in einem Fluss. Wenn wir genau beobachten, wie sich der Strömungsverlauf eines Flusses verhält, stellen wir schnell fest, dass er sich an den breiten Stellen sehr langsam bewegt, aber sehr schnell beschleunigt, wenn sich der Flusslauf verengt. Denn die gleiche Menge Wasser, die sich in den weiten Teilen befand, muss nun durch einen viel kleineren Raum an den schmalen Stellen bewegt werden.
Das Flussmodell erklärt
Sinnbildlich betrachtet könnte man sagen, die Luft entspricht mehreren nebeneinander fließenden Flüssen, die am Flügel des Vogels vorbeiströmen. Die Flügelform bzw. Tragfläche des Vogels sorgt dafür, dass der Luftstrom, der über die Oberseite des Flügels fließt, zusammengedrückt und verengt wird. Dadurch verhält es sich mit der Luft nun wie im Flussmodell – sie strömt schneller vorbei. Der Luftstrom, der unterhalb des Flügels fließt, verbreitert sich hingegen und verlangsamt sich ein wenig.
Übrigens: Das Hummel-Paradoxon erklärt, warum Hummeln trotz ihrer klobigen Körper dennoch fliegen können.
Wir halten also fest – die Luft muss ähnlich der Funktionsweise eines Flusses durch ihre Widerstandsverhältnisse schneller werden. Wenn sie dies tut, drückt sie weniger auf die Seiten des Vogelkörpers. Stellen wir uns vor, wir würden auf einem Boot diesen imaginären Luftfluss hinunterfahren und hätten eine alte Schiffskanone an Bord. Die Tragflügel des Vogels stellen wir uns nun als eine Insel vor und wir versuchen, sie mit unserer Kanone zu treffen. Allerdings müssen wir die Kanone jedes Mal neu laden, um abzufeuern, so dass wir nur alle paar Minuten schießen können.
Fahren wir den Fluss nun wirklich schnell hinunter, haben wir nur wenig Zeit, ein paar Kanonenkugeln auf die Insel zu schießen. Geht es dann wiederum an einem breiteren Teil des Flusses in einem viel langsameren Tempo hinunter, so können wir die Insel mit mehr Kanonenkugeln treffen.
Weitere Tricks der Vögel
Das gleiche Modell verbirgt sich hinter der Funktionsweise der Vogelflügel. Statt Kanonenkugeln landet hier jedoch die Luft auf dem Flügel. Da diese oben weniger auf die Flügelfläche drückt als unten, wird der Flügel über den entstandenen Auftrieb nach oben bewegt. Dies ist der Hauptgrund, warum Vögel fliegen können.
Aber es gibt auch andere Tricks, die Vögel anwenden, um die Lüfte zu erklimmen. Um beispielsweise mehr Luftmengen über ihre Flügel hinweg zu bekommen, flattern die Vögel besonders beim Start eines Fluges. Wenn sie das tun, drehen sie ihre Flügel nach vorne und unten und heben sie dann wieder hoch, um von vorne anzufangen. Das Drehen des Flügels nach vorne bewirkt, dass der Auftrieb aus der Luft den Vogel nicht nur nach oben, sondern auch nach vorne drückt. Dieser Vorstoß wird als Schubkraft bezeichnet.
Dieses ganze Flattern benötigt natürlich viel Energie, weshalb Vögel mit großen Lungen ausgestattet sind, die ihnen helfen zu atmen. Außerdem besitzen die Tiere starke Muskeln, um ihre Flügel zu bewegen. Hinzu kommt, dass ihr Körper so geformt ist, dass er die Luft effizient „durchschneidet“ – das Stichwort hier lautet Aerodynamik. Ferner sind Vogelknochen innen hohl, was sie sehr leicht macht.
Fazit – deshalb können Vögel fliegen
Ein Vogel bedient sich also verschiedener physikalischer Gesetze, um durch die Luft zu fliegen. Dabei spielen nicht nur seine Flügel eine wichtige Rolle. Was uns Menschen betrifft, so müssen wir unsere Leser leider enttäuschen – wir sind zu schwer und können nicht die Energie produzieren, die wir zum Fliegen brauchen würden. Deshalb benutzen wir wohl auch weiterhin Flugzeuge, um durch die Luft zu kommen. Und auch wenn wir mit Maschinen abheben, macht es uns noch immer Spaß, uns in Träumen vorzustellen, die Herren der Lüfte zu sein.
