Die Aerodynamik von Sitzvögeln könnte das Flugzeugdesign beeinflussen

Wenn Sie jemals beobachtet haben, wie ein Vogel auf einem Ast landet, ist Ihnen vielleicht aufgefallen, dass er seine Flügel schnell in einem hohen Winkel nach oben schlägt, um eine sanfte Landung auszuführen. Bei einigen Vögeln landen sie jedoch, indem sie stattdessen ihre Flügel falten, während sie sich hinsetzen, und erzeugen eine ausladende Bewegung, wenn sie langsamer werden.

Um das Geheimnis hinter diesen Bewegungsunterschieden aufzudecken, untersuchte ein Forscherteam der UCF-Abteilung für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik die Aerodynamik von Vogelsitzmanövern und ihre Auswirkungen auf das Flugzeugdesign. Die Ergebnisse der Forscher wurden kürzlich in veröffentlicht Flüssigkeiten zur körperlichen Überprüfungund ihr Papier wurde auch in vorgestellt Physikdas Online-Magazin der American Physical Society.

Das Team unter der Leitung des Doktoranden Dibya Raj Adhikari für Luft- und Raumfahrttechnik fand heraus, dass die schwungvolle Bewegung, die die Form eines Vogelflügels verändert, den Auftrieb erhöht und eine bessere Kontrolle der aerodynamischen Kräfte während einer Landung ermöglicht.

„Ein vollständiges Verständnis dieses Sitzmanövers würde helfen, die Leistung der natürlichen Flieger zu quantifizieren und bei der Konstruktion sichererer Flugzeuge helfen“, sagt Adhikari. „Dieses Sitzmanöver ermöglicht es den Vögeln auch, innerhalb einer kurzen Entfernung reibungslos zu landen. Daher kann ein Sitzmanöver mit Pfeilflügelkonfiguration eine Option sein, wenn die Landebahnentfernung ein Problem ist.“

Um die Bewegung von Vogelflügeln zu simulieren, verwendete das Team Aluminiumplatten, die sie durch einen Wassertank mit silberbeschichteten Glaskugeln schoben. Eine rechteckige Platte wurde verwendet, um einen geraden Flügel nachzuahmen, während eine sich verjüngende Platte verwendet wurde, um einen gefalteten Flügel nachzuahmen. Die Platten wurden einige Sekunden lang mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, dann gekippt und während der Verzögerung in Richtung der Tankwand verschoben, um das Nicken und Schwingen eines Vogels bei der Landung nachzuahmen.

Die Forscher fanden heraus, dass die Pfeilbewegung den Vorderkantenwirbel stabilisierte, einen der Hauptmechanismen, die den Auftrieb verbessern. Diese Stabilisierung führt letztendlich zu einer besseren Landung bei Vögeln – und möglicherweise bei Flugzeugen.

Adhikari arbeitete an dieser Forschung unter der Leitung von Assistenzprofessor Samik Bhattacharya, dessen frühere Arbeit ihn zur UCF zog. „Während meines Masters habe ich mit experimentellen Techniken an einem bioinspirierten Flug gearbeitet“, sagt Adhikari. „Ich wollte mehr auf diesem Gebiet erforschen und fand Samik Bhattacharya, der hier an der UCF eine ähnliche Art von Forschung durchführte.“