Luftfahrt: Trotz Turbulenzen mühelos aufsteigen

120 Jahre nach dem tödlichen Absturz des Flugpioniers Otto Lilienthal wollen amerikanische Physiker den Segelflug für die Langstrecke optimieren. Dafür analysierten sie den Thermikflug von Zugvögeln. Die Tiere nutzen Aufwinde, um mit wenig Kraft in die Lüfte aufzusteigen und weite Strecken zu fliegen. Sie finden dabei die optimale Flugbahn, obwohl es in den Aufwinden turbulent zugehen kann, schreiben die Forscher um Gautam Reddy von der Universität von Kalifornien in San Diego im Fachblatt „PNAS“. Sie fragten sich, ob sich die Vögel an Temperaturunterschieden orientieren oder eher an der Geschwindigkeit der vertikalen, thermischen Winde und deren Drehwinkel.

Die Forscher untersuchten das Verhalten der Tiere mit Computermodellen. Dabei setzten sie selbstverstärkende Lernalgorithmen ein: Ein Segelflieger wird in einer Computersimulation fortlaufend trainiert, indem er unmittelbares Feedback zu seinen Flugmanövern bekommt. Den höchsten und längsten Flug erreichte er in der Simulation, wenn er konsequent am Drehmoment der Aufwinde ausgerichtet wurde.

Die relativ einfachen Instrumente sind am wichtigsten

Temperaturwechsel innerhalb der Winde spielten hingegen eine geringere Rolle. Um die Fluggeräte künftig weiter segeln zu lassen, könne also eher auf Temperatursensoren verzichtet werden als auf relativ einfache mechanische Instrumente zur Messung des Drehmoments, schreiben die Forscher. Wenn er bestimmte Umweltsignale berücksichtige, sei ein Flieger in der Lage, den Auftrieb zu steigern und selbst bei starken Turbulenzen die Segelleistung zu verbessern, sagt Mitautor Massimo Vergassola. Die Erkenntnisse müssten allerdings noch im Experiment bestätigt werden.

Erstmals sei bei Untersuchungen der aufsteigenden Luftmassen genauer hingeschaut und die Rolle der Turbulenzen berücksichtigt worden, sagt Strömungsexperte Michael Klaas vom Aerodynamischen Institut der RWTH Aachen über die Arbeit der US-Forscher. „Wenn man versteht, wie Vögel Entscheidungen treffen, kann man für den Segelflug oder den Bau von Drohnen viel daraus lernen.“

Lilienthal machte einen Fehler - und bezahlte mit dem Leben

Otto Lilienthal war am 10. August 1896 nach dem Absprung vom Gollenberg im Westhavelland mit seinem Gleiter 15 Meter in die Tiefe gestürzt. Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) hatten kürzlich festgestellt, dass sich der Normalsegelapparat des Flugpioniers bei einem als Sonnenbö bezeichneten Aufwind zu stark aufgerichtet hatte. „Sein tödlicher Absturz geht nicht auf einen Konstruktionsfehler, sondern wahrscheinlich auf einen Pilotenfehler zurück“, sagt DLR-Experte Andreas Dillmann. Andrea Barthelemy, dpa