Eulen sind lautlose Jäger: Im Anflug auf eine Beute ist ihr Flügelschlag kaum zu hören. Forscher haben jetzt festgestellt, dass die Eulenflügel durch gleich drei verschiedene Anpassungen so leise sind. Diese könnte man technisch nachahmen, um auch Flugzeugen und Windanlagen künftig leiser zu machen, berichten Forscher auf einer Konferenz der American Physical Society.
Wenn eine Taube oder Amsel im Anflug ist, ist das deutlich zu hören: Das charakteristische „Flapp-flapp“ des Flügelschlags verrät sie selbst unseren nicht sonderlich feinen Ohren. Anders bei den Eulen: Sie haben beste Voraussetzungen für eine erfolgreiche Jagd: Sie gehen nachts, im Schutz der Dunkelheit auf Beutesuche und überraschen ihre Beute durch ihre lautlose Annäherung. Dass sie diesen fast geräuschlosen Flug einer speziellen Konstruktion und Befiederung ihrer Flügel verdanken, ist schon länger bekannt. US-Forscher haben das Geheimnis des Eulenflugs jetzt aber noch genauer erkundet.
Drei Anpassungen sorgen für lautlosen Flug
„Eulen besitzen nicht weniger als drei verschiedene physikalische Merkmale, die ihnen beim lautlosen Fliegen helfen“, erklärt Studienleiter Justin Jaworski von der Lehigh University in Pennsylvania. „Einen Kamm steifer Federn an der Vorderkante des Flügels, einen flexiblen Hinterrand und sehr weiche Daunen an der Flügeloberseite.“
Normalerweise ist es die Flügelvorderkante, die sowohl bei Flugzeugen als auch bei Vögeln das meiste Geräusch hervorruft. Sie erzeugt Luftverwirbelungen, die als Schall hörbar werden. Bei der Eule trägt der gezahnte Kamm aus steifen Federn am Vorderrand dazu bei, diese Verwirbelungen etwas zu reduzieren, so viel war bereits klar. Aber das allein reicht nicht aus, um den Flug so lautlos zu machen.
Wie Jaworski und seine Kollegen feststellten, wirkt die Ober- und Hinterseite der Flügel zusätzlich wie eine Art nachträglicher Schalldämpfer. „Wie Modelle zeigten, kann das dominante Geräusch der Vorderkante effektiv durch entsprechend kalibrierte poröse und elastische Eigenschaften weiter hinten eliminiert werden“, erklärt der Forscher. Bei näherer Untersuchung des Eulenflügels fanden sich genau diese Eigenschaften:
Daunenstruktur dämpft Schall auf bisher unbekannte Weise
Die Hinterkante des Flügels läuft in eine gefranste, flexible Kante aus, die einen Teil der Wirbel dämpft und damit auch den Schall. Die samtartigen Daunen an der Flügeloberseite wirken wie eine nachgiebige, aber raue Oberfläche, ähnlich einem weichen Teppich. In Simulationen zeigte sich, dass die spezielle Struktur dieser Oberfläche Schall besser und anders schluckt als bekannte Schallschutzmaterialien. Entscheidend scheint dabei die verzweigte Geometrie der einzelnen Daunenfasern zu sein.
Erste Versuche, diesen Schallschutz-Effekt mit künstlichen Materialien nachzuahmen, waren erfolgreich: So kann schon ein einfacher Überzug mit einem netzartigen Material einen Teil des beim Fliegen entstehenden Schalls dämpfen. „Entwickelt man dieses Prinzip weiter, dann könnte das weitreichende Bedeutung auch für die Entwicklung von neuartigen, schallabsorbierenden Überzügen haben, beispielsweise für Flugzeuge oder Windturbinen“, sagt Jaworski. „Auch Lärm von Unterwasser-Fahrzeugen könnte so reduziert werden.“
(American Physical Society, 25.11.2013 – NPO)
