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Fantastische Fliegerei durch avancierte Aeronautik:

das Design von Mauerseglern und Düsenjets

von
übersetzt von Team schöpfung.info

Der akrobatische Vogelflug hat Vogelbeobachter von Anfang an fasziniert. Und das Vogeldesign hat Konstrukteure von Flugmaschinen schon über ein Jahrhundert lang inspiriert.1 Dennoch gibt es immer noch neue Entdeckungen über ihre komplizierte Technik. Da werden wir wohl noch viel lernen müssen.

Ursprung des Vogelflugs

Gott hat uns in der Bibel offenbart, dass Er fliegende Geschöpfe am 5. Tag der Schöpfungswoche schuf, einen Tag, bevor Er Landtiere und Menschen schuf.

Foto von A.Wilson, USGSswifts

Fortschrittliche Kreationisten leugnen dies jedoch und glauben, dass Landreptilien vor den Vögeln kamen, und Evolutionisten glauben, dass sich die Vögel aus den Reptilien entwickelten.2

Befürworter der Evolution scheinen nicht zu verstehen, wie der Flug funktioniert und dass er verlangt, dass viele Dinge gleichzeitig richtig angeordnet sind.. So behauptete beispielsweise das von Skeptikern dominierte Australische Museum, dass bei einigen Dinosauriern sich ein bestimmter Knochen entwickelt hat, der es ihnen „auch erlaubte, ihre Hände in einer breiten, fächerförmigen Bewegung zu bewegen und mit ihren langen Armen und Greiffingern nach vorne zu schnippen, um nach fliehender Beute zu greifen. Diese kraftvolle, schlagende Bewegung ist heute ein wichtiger Bestandteil des Flügelschlags bei modernen Vögeln geworden.“3

Dies wäre jedoch genau die falsche Art von Bewegung für den Flug. Ein Schlag in Vorwärtsrichtung hätte gemäß dem 3. Newtonschen Gesetz (jede Aktion erzeugt eine gleich große entgegengesetzte Reaktion) zur Folge, dass der Vogel nach hinten beschleunigt wird. Bei einem Vogelflügel sind die Handschwingen (große, kräftige Flugfedern, Anm. d. Übers.) so abgewinkelt, dass sie die Luft nach hinten drücken, so dass der Vogel nach vorne angetrieben wird. Und die Flügel haben ein Profil wie Flugzeugtragflächen, die durch ihre Wölbung die Luft nach unten ablenken. Dies erzeugt Auftrieb, wiederum gemäß des 3. Newtonschen Gesetzes..4

Skeptiker ignorieren auch die erstaunliche Feder. Die Feder ist ein aerodynamisches Wunderwerk, das stark und leicht ist und sich vollkommen von einer Reptilienschuppe unterscheidet.5,6 Aber Federn sind nicht die Art von Strukturen, die an Gliedmaßen nützlich wären, die auf ein Beutetier einschlagen, da sie durch das Schlagen beschädigt würden.

Schließlich besteht der Zweck der Flügel darin, Luft nach hinten und unten zu drücken, so dass der Vogel vorwärts angetrieben und in der Luft gehalten wird. Die Flügel sollten also eine große Fläche mit hohem Luftwiderstand haben, damit der Vogel große Luftmengen bewegen kann. Aber für Gliedmaßen, mit denen nach vorne gegriffen werden soll, um Beute zu fangen, sind Flächen mit geringem Luftwiderstand vorteilhaft, d.h. sie sollten Luft leicht durchlassen. Denken Sie an die Löcher in einer Fliegenklatsche oder an stromlinienförmige Formen, die so gestaltet sind, dass sie sich durch die Luft bewegen, anstatt die Luft selbst zu bewegen. Außerdem würde das Rauschen der Luft des Vorstadium-Flügels die Beute vor ihrem drohenden Untergang warnen!

Wunderbare Wirbel

Studien über Mauersegler7,8 zeigen, dass zum Fliegen noch mehr gehört als die Ablenkung der Luft nach unten. Sie nutzen auch einen Vorderkantenwirbel (engl. leading-edge vortex = LEV), um noch mehr Auftrieb zu erzeugen, so dass „das derzeitige Verständnis darüber, wie Vögel fliegen, revidiert werden muss“.7

jet - swifts

Der Vogelflügel besteht eigentlich aus zwei Teilen: dem inneren „Armflügel“ und einem äußeren „Handflügel“. Der Armflügel lenkt die Luft nach unten ab, genau wie ein Flugzeugflügel, so der leitende Forscher John Videler von den Universitäten Leiden und Groningen in den Niederlanden.9 Die Analyse der Flüssigkeitsströmung10 zeigte jedoch, dass die scharfe Vorderkante des Handflügels leicht derartige „Mini-Tornados“ bildete, die dazu beitrugen, den Vogel nach oben zu saugen. Diese bilden sich bei einer Vielzahl von Flügelwinkeln, so dass der Vogelflügel weitaus seltener zum Strömungsabriss (plötzlicher Auftriebsverlust) neigt als ein Flugzeugflügel.11

Mauersegler haben sensenförmige Flügel, die jeweils aus einem relativ kleinen Armflügel und einem sehr langen Handflügel bestehen, der einen starken LEV erzeugt. Mauersegler können also ihre Flügel für einen schnellen Flug nach hinten schwenken, aber auch durch die Verringerung der Pfeilung (Begradigung der Flügel durch Vorwärtsschwenken) „auf dem Absatz kehrtmachen“.8 Dadurch können sie Insekten im Flug (mit dem Schnabel!) fangen. Und Vögel, die sich auf Ästen usw. niederlassen, brauchen LEVs, um hohen Auftrieb bei niedrigen Geschwindigkeiten zu erzeugen, sonst könnten sie nicht auf einem Ast landen.

Die Bedeutung der LEVs wurde bereits beim Flug von Insekten12 und Geiern13 festgestellt. Und auch Luft- und Raumfahrtingenieure haben sich ihren hervorragenden Auftrieb zunutze gemacht, um Überschallflugzeuge sicher landen zu lassen. Ihre kleinen, nach hinten gepfeilten Flügel ermöglichen einen schnellen Flug, aber ohne die LEVs würden ihre kleinen Flügel nicht genug Auftrieb erzeugen, wenn sie zur Landung abbremsen.

Flügeldesign

Die Kommentatoren haben ihre Berichterstattung über diese Forschung mit der üblichen faktenfreien Hommage an die Evolution verdorben:

„Um sowohl die Fluggeschwindigkeit als auch die Manövrierfähigkeit zu maximieren, sind Evolution und Luftfahrtingenieure auf die gleiche Lösung konvergiert – Schwenkflügel. Mauersegler und der Düsenjäger Tomcat schwenken ihre Flügel nach hinten, um hohe Geschwindigkeiten zu erreichen. Um enge Kurven zu fliegen, reduzieren beide Flieger ihre Flügelpfeilung.“8
swift dino bird

Alles nicht so einfach

Viele Evolutionisten meinen, dass sich Dinosaurier in Vögel verwandelt haben. Angeblich fingen einige Dinosaurier an, mit den Vordergliedmaßen zu flattern und Federn zu entwickeln. Irgendwann entwickelte sich der Schlagflug. Dies würde jedoch viele koordinierte Mutationen erfordern, um die Unmengen der erforderlichen neuen Informationen zu erzeugen. Und Zwischenprodukte der Dino-Vögel existieren nur als imaginäre Modelle – nicht als Fossilien.

Da wir jedoch wissen, dass der Düsenjäger intelligent konstruiert wurde, warum dann nicht auch der Mauersegler, denn gute Wissenschaft funktioniert durch Analogie. Darüber hinaus stellen die Autoren heraus:

„Der Gleitflug der Störche inspirierte Ende des 19. Jahrhunderts die ersten Flugzeugentwürfe von Otto Lilienthal. Die wohlwollenden Flugeigenschaften dieser langsamen und stattlichen Segler gaben den Flugzeugpionieren das Vertrauen, die Lüfte zu erobern.“

Der Artikel schloss:

„In Zukunft könnte die Flugsteuerung des Mauerseglers eine neue Generation von Ingenieuren inspirieren, sich verwandelnde mikro-robotische Fahrzeuge zu entwickeln, die mit der Wendigkeit, Effizienz und den kurzen Start- und Landefähigkeiten von Insekten und Vögeln fliegen können.“8

Mauersegler navigieren im Schlaf!

Mauersegler fliegen nachts oft in großen Höhen – 3000 m, d.h. so hoch wie kleine Privatflugzeuge – jedoch sind Mauersegler zu anspruchsvolleren Navigationsleistungen fähig. Und sie tun dies im Schlaf (ein Mauersegler schaltet jeweils die Hälfte seines Gehirns ab).

Dr. Johan Bäckman, ein Experte für Vogelzug an der Universität Lund in Schweden, untersuchte über 200 Mauersegler per Radar. Er stellte fest, dass sie mit einer unerwarteten Methode auf Kurs blieben. Anstatt Orientierungspunkte am Boden zu verwenden, beurteilten sie ihre Richtung anhand des Windes,14 damit sie nicht vom Kurs abgetrieben wurden. Dr. Bäckman sagte:

„Wir haben festgestellt, dass Mauersegler eine außerordentliche Fähigkeit haben, sich anhand des Windes zu orientieren. Selbst die fortschrittlichsten Flugzeuge mit guten Navigationsinstrumenten wären wahrscheinlich nicht in der Lage, die Winddrift auf diese Weise zu beurteilen. Das Bemerkenswerte ist, dass sie all dies tun, während sie durch die Nacht fliegen und in diesen sehr großen Höhen auf den Flügeln schlafen.“15

Die überlegene Flugsteuerung und Navigation sind genau das, was wir aus der biblischen Sicht erwarten würden – Vögel wurden von einem Designer gemacht, dessen Brillanz unser Verständnis übertrifft.

Literaturangaben

  1. Siehe McIntosh, A., 100 years of airplanes—but these weren’t the first flying machines! Creation 26(1):44–48, 2003; creation.com/airplanes. Zurück zum Text.
  2. Siehe auch Q&A: Did birds really evolve from dinosaurs?; creation.com/dinosaurs#birds. Zurück zum Text.
  3. Sarfati, J., Skeptics/Australian Museum ‘Feathered Dinosaur’ display: Knockdown argument against creation? creation.com/dinodisplay, 26. November 2002. Zurück zum Text.
  4. Viele Erklärungen für den Flug von Vögeln und Flugzeugen beinhalten den Bernoulli-Effekt, bei dem eine schnellere Strömung eines Fluids den Druck verringert. Die schnellere Luftströmung an der Oberseite bedeutet also, dass der größere Druck an der Unterseite des Flügels Auftrieb erzeugt. Dies ist jedoch eher ein sekundärer Grund für den Auftrieb. Neuere Studien betonen das 3. Newtonsche Gesetz. Wenn es eine Drehung in der Strömung gibt, dann wirkt eine Kraft auf das Objekt, die dies bewirkt. Es gibt zwei Gründe dafür, dass die Vorwärtsbewegung der Flügel die Luft nach unten ablenkt: erstens sind die Flügel leicht nach oben in den Luftstrom geneigt (positiver „Anstellwinkel“); zweitens wirkt der Coandă Effekt, bei dem ein Fluid der Krümmung der Oberfläche folgt, die von der oberen Oberfläche nach unten zeigt. Siehe Anderson, D. und Eberhardt, S., Understanding Flight, McGraw–Hill, 2001; home.comcast.net. Prof. Andy McIntosh lehrt seine Studenten, dass der Auftrieb im Wesentlichen auf die Zirkulation (Fachbegriff für die Drehung der Strömung) zurückzuführen ist, die als Reaktion Auftrieb erzeugt. Die Strömung verlässt die Hinterkante eines realen Flügels glatt (die Kutta-Bedingung), was die Zirkulation hervorruft. Der Auftrieb ist gegeben durch l = ρv g, wobei l = Auftrieb pro Flügelspannweiteneinheit, ρ = Dichte, v = Geschwindigkeit, g = Zirkulationsstärke (Kutta–Zhukovsky Theorem). Zurück zum Text.
  5. Siehe Sarfati, J.D., Refuting Evolution, Kap. 4, Creation Ministries International, Brisbane, Australia, 1999–2004. Zurück zum Text.
  6. Matthews, M., Scientific Americanadmits creationists hit a sore spot: Need for a ‘new paradigm’ in bird evolution; creation.com/sciamsore, 13. März 2003. Zurück zum Text.
  7. Videler, J.J., Stamhuis, E.J. und Povel, G.D.E., Leading-edge vortex lifts swifts, Science 306(5703):1960–1962, 10. Dezember 2004. Zurück zum Text.
  8. Müller, U.K. und Lentink, D., Turning on a dime, Science 306(5703):1899–1900, 10. Dezember 2004 (Kommentar zu Ref. 7). Zurück zum Text.
  9. Zitiert in Britt, R.R., Secret of Bird Flight Revealed (Hint: Think Fighter Jets), Live Science, livescience.com, 9. Dezember 2004. Zurück zum Text.
  10. Ein Fluid ist eine Flüssigkeit oder ein Gas. Es spielt keine Rolle, welches Fluid benutzt wird, solange das Verhältnis von Geschwindigkeit und Viskosität – die Reynoldszahl – konstant ist. Diese Zahl ist das Verhältnis aus Trägheits- zu Viskositätskräften und ist nach dem Britischen Ingenieur Osborne Reynolds (1842–1912) benannt. Sie ist definiert durch Re = ρvl/μ, wobei ρ die Dichte, v die mittlere Geschwindigkeit, l die charakteristische Länge und μ die Viskosität bedeutet. Diese Forscher nutzten ein 1,5-fach vergrößertes Modell in einem Wasserkanal, da es einfacher zu analysieren war als in einem Windkanal. Zurück zum Text.
  11. Wenn der Pilot die Fluggeschwindigkeit senkt, muss der Anstellwinkel des Tragflügels steigen, um genug Auftrieb zu erzeugen (der Pilot zieht den Steuerknüppel zu sich heran). Es tritt aber ein Punkt ein, an dem die auf der Oberseite des Flügels glatt abfließende Strömung abreißt und die Tragfläche plötzlich keinen Auftrieb mehr erzeugt. Die Nase des Flugzeugs senkt sich plötzlich ab, was in Bodennähe zu Unfällen führt. Zurück zum Text.
  12. Insects—defying the laws of aerodynamics? Creation 20(2):31, 1998; Brookes, M., On a wing and a vortex, New Scientist 156(2103):24–27, 11. Oktober 1997. Zurück zum Text.
  13. Vulture vortex victory, Creation 21(3):8, 1999; Flying, Januar 1999, S. 109. Zurück zum Text.
  14. Bäckman, J. und Alerstam, T., Harmonic oscillatory orientation relative to the wind in nocturnal roosting flights of the swift Apus apus, Journal of Experimental Biology 205:905–910, 2002. Zurück zum Text.
  15. Zitiert in Day, E., Revealed: how the swift keeps to its course at 10,000 feet—even as it sleeps: New research reveals navigational skills of the bird that outperforms the most advanced aircraft, Sunday Telegraph, S. 11, 14 März 2004. Zurück zum Text.

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Weitere Literatur

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