Aerodynamik des Schwingenflugs

Es wurden Flugexperimente unter Einsatz der induktiven Messung mit jeweils einem Paar von Miniaturspulen auf einem Flügel durchgeführt. Relativ einfach waren Ex- perimente, bei denen z.B. auf beiden Vorderflügeln jeweils ein Miniaturspulen-Paar befestigt war. Experimente mit je einem Spulenpaar auf Vorder- und Hinterflügel einer Körperseite gestalteten sich sehr schwierig. Nur sehr selten gelangen Experi- mente, bei denen auf jedem Flügel das Spulenpaar während des Versuchs intakt blieb und nicht von der Heuschrecke zerstört wurde.

Nur solche Experimente galten als gelungen, bei denen das jeweilige Versuchstier die so genannte Dauerflughaltung eingenommen hatte: zusammengeklappte Vorderbei- ne nach oben in die Vertiefung zwischen Kopf und Prothorax gelegt, Hinterbeine zusammengeklappt längs des Abdomens gehalten und die Mittelbeine von außen an die Hinterbeine gelegt.

Bei solchen Flügen im Windkanal zeigten sich die drei Haupt-Schwingungen (Oszil- lationen): Schlagen, Drehen und Schwenken eines Vorderflügels fast frei von Ober- wellen. Bei solchen Experimenten läßt sich der Flügelschlag eines Vorderflügels in den drei Oszillationen (Freiheitsgrade), Schlagen, Drehen und Schwenken, durch die nachfolgenden Formeln darstellen:

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Formeln der harmonischen 3D-Schwingung (Oszillation) Instationäre Aerodynamik

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Beim Segelflug ist die Strömungsverteilung um den Flügel nur ortsabhängig. Daher spricht man von einer stationären Strömung.

Beim Flügelschlag entsteht eine orts- und zeitabhängige, d.h. instationäre ('in' = nicht) Strömung. Das Maß dafür ist die reduzierte Frequenz. Beim Flug der Wan- derheuschrecken hat sie die unten angegebenen Werte. Daher müssen die für insta- tionäre Strömung geltenden Formeln angewendet werden. Für weitere Einzelheiten siehe die theoretischen Untersuchungen an Vogelflugmodellen von Dr. Wolfgang Send (DLR, Abt. Aeroelastik, Göttingen,
http://www.aniprop.de)

SchlagenUndReduzierteFrequenz150.jpg (38411 Byte)

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