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Schwirrflug

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Datei:Hummingbird wake Pengo.svg
Schwirrflug der Kolibris<ref name="Rayner">J. M. V. Rayner: Dynamics of vortex wakes of flying and swimming vertebrates. In: J. Exp. Biol. 49, 1995, S. 131–155.</ref>
Datei:Selasphorus platycercus2.jpg
Breitschwanzkolibri (Selasphorus platycercus) im Schwirrflug

Der Schwirrflug ist eine Flugart, bei der durch beide Flügelschläge Auftrieb erzeugt wird. Dazu müssen die Flügelspitzen eine liegende Acht beschreiben, wobei die Flügelvorderkante stets in Schlagrichtung zeigt und somit beim Ab- wie auch beim Aufschlag der Flügel Auftrieb erzeugt werden kann. Die Flügelschläge müssen sehr rasch erfolgen.

Tiere, die den Schwirrflug ausüben, können nicht nur wie ein Hubschrauber in der Luft stehen, sondern sind auch in der Lage, in alle Richtungen – auch rückwärts – zu fliegen. Wichtig für die optische Orientierung ist, den Kopf sehr genau auszutarieren.

Tiergruppen

Den Schwirrflug beherrschen Vertreter mehrerer flugfähiger Tiergruppen:<ref name="Warrick">D. R. Warrick, B. W. Tobalske, D. R. Powers: Aerodynamics of the hovering hummingbird. In: Nature 435, 2005, S. 1094–1097 doi:10.1038/nature03647.</ref>

Manche Tiere zeigen den Schwirrflug nur bei der Balz (z. B. Große Sackflügelfledermaus<ref name="Voigt" /> oder Blauflügel-Prachtlibelle).

Datei:Macroglossum.stellatarum.video.ogg
Taubenschwänzchen bei der Nektarsuche an Schmetterlingsflieder (Filmdauer 41 s; die Geschwindigkeit des Films ist originalgetreu).

Flugparameter

Die Flugschlagfrequenz der Kolibris im Schwirrflug beträgt etwa 40 bis 50 Hertz (Schläge pro Sekunde), die des Taubenschwänzchens etwa 70 bis 90 Hertz, Schwebfliegen bis zu 300 Hertz. Die Frequenz der Hautflügler ist nicht nerval steuerbar, aber meist konstant ausreichend hoch.<ref>Douglas L. Altshuler, William B. Dickson, Jason T. Vance, Stephen P. Roberts, Michael H. Dickinson: Short-amplitude high-frequency wing strokes determine the aerodynamics of honeybee flight. In: PNAS 102, Nr. 50, 2005, S. 18213–18218, doi:10.1073/pnas.0506590102.</ref>

Kolibris erzielen etwa 75 % ihres Auftriebes durch abwärts gerichtete Flügelschläge und etwa 25 % durch aufwärts gerichtete.<ref name="Rayner" />

Die Fluggeschwindigkeit der Kolibris ist im Verhältnis zur Körperlänge eine der höchsten der Wirbeltiere, die etwa zehn Zentimeter großen Annakolibris erreichen bei ihren Balzflügen kurzfristig Geschwindigkeiten von 27,3 m/s bzw. 98 km/h bei Beschleunigungswerten von etwa dem Zehnfachen der Erdbeschleunigung, im Durchschnitt werden 40–50 km/h<ref>Encyclopédie Larousse de la Nature. ISBN 2-03-152111-X</ref> erreicht. Die Fluggeschwindigkeit des Taubenschwänzchens beträgt bis zu 80 km/h.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />Das Taubenschwänzchen (Memento vom 26. Juni 2012 im Internet Archive), Arbeitsgemeinschaft Ornithologie und Naturschutz – AGON</ref>

Koevolution

Manche Pflanzen passten sich dem Schwirrvermögen ihrer Bestäuber anatomisch an (Koevolution). Spezielle Anpassungen an Vögel (hier: schwirrende Kolibris) werden Ornithophilie, Anpassungen an Schmetterlinge (z. B. an das Schwalbenschwänzchen) Lepidopterophilie genannt.

Analyse

In der direkten Beobachtung ist es für das menschliche Auge nicht möglich, die hohen Frequenzen des Flügelschlages zu differenzieren, das menschliche Auge kann maximal etwa 16 Bilder pro Sekunde unterscheiden. Selbst für Kameras stellen Frequenzen von 40 bis 90 Flügelschlägen pro Sekunde eine große Herausforderung dar. Hochgeschwindigkeitskameras können aber auch die Flügelbewegungen des Taubenschwänzchens aufzeichnen.

Zur Analyse und Messung des Auftriebs wurden trainierte Kolibris in einer Kammer mit Helium-gefüllten Seifenblasen im Schwirrflug gefilmt und die Bewegung der Luftblasen analysiert.<ref name="Rayner" />

Literatur

  • C. P. Ellington: The aerodynamics of hovering insect flight. I. The quasi-steady analysis. In: Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 305, Nr. 1122, 24. Februar 1984, S. 1–15, doi:10.1098/rstb.1984.0049.
  • C. P. Ellington: The Aerodynamics of hovering insect flight. II. Morphological parameters. In: Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 305, Nr. 1122, 24. Februar 1984, doi:10.1098/rstb.1984.0050.
  • C. P. Ellington: The Aerodynamics of hovering insect flight. III. Kinematics. In: Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 305, Nr. 1122, 24. Februar 1984, doi:10.1098/rstb.1984.0051.
  • C. P. Ellington: The Aerodynamics of hovering insect flight. IV. Aeorodynamic mechanisms. In: Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 305, Nr. 1122, 24. Februar 1984, doi:10.1098/rstb.1984.0052.
  • C. P. Ellington: The Aerodynamics of hovering insect flight. V. A vortex theory. In: Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 305, Nr. 1122, 24. Februar 1984, nur in PDF-Format, doi:10.1098/rstb.1984.0053.
  • C. P. Ellington: The Aerodynamics of hovering insect flight. VI. Lift and power requirements. In: Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 305, Nr. 1122, 24. Februar 1984, doi:10.1098/rstb.1984.0054.

Einzelnachweise

<references />

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