Bionik. Bernd Hill

FW

       A

       angeströmte Querschnittsfläche

       (cm

       2

       oder m

       2

       )

       F

       A

       Auftriebskraft (N)

       F

       R

       resultierende Kraft (N)

       F

       W

       Strömungswiderstand (N)

       F

       V

       Vortriebskraft (N)

       α

       Flügelanstellwinkel (Vogel)/

       Flossenausschlagwinkel (Fisch)

       Biologie

       Technik

       Bionik

       +

       =

       9

       sozusagen als Denkanregung. So wies die Dach- und Kuppelkonstruktion des

       Londoner Kristallpalastes nur bedingte Ähnlichkeit mit der Struktur der Blatt-

      unterseite der Seerose auf.

       Die Natur diente dem Menschen von jeher als Lehrmeisterin und Vorbild für

       die Lösung neuer, zu bewältigender technischer Probleme. Jedoch kam er vielem,

       was die Natur sozusagen für sich gelöst hatte, erst viel später auf die Spur. Die

       lebende Natur hat gegenüber der technischen Entwicklung einen Vorsprung von

       vielen Millionen Jahren. Auch wenn es in der Vergangenheit so war, dass in der

       Technik Lösungen existierten, die es auch schon längst in der Natur gab, so ist es

       immer wieder eine Notwendigkeit, die Natur nach ihren Lösungen zu befragen.

       Dabei ist es eine Tatsache, dass es für jedes zu lösende technische Problem, eine

       Vielzahl von passenden Lösungsprinzipien in der lebenden Natur gibt.

       Wer also die Natur bewusst als Lösungs- und Ideenquelle nutzt, wird viele

       interessante Denkanregungen erhalten. Das Buch zeigt auf, wie Naturlösungen

       in Technik und Architektur übertragen werden. Der Inhalt orientiert sich an der

       Natur als Ideen- und Lösungsquelle

       Funktionsprinzip

       Erhöhung der Stabilität und

       Knicksteifigkeit bei minimalem

       Aufwand an Biomasse durch

       innere Hohlräume und äußere

       Materialanhäufung.

       Strukturprinzip

       Anwendung:

       Leichtbau

       in der Technik

       Flügeldecke des Rüsselkäfers

       Schädelknochen eines Vogels

       Wand des Grashalmes

       Bienenwabe

       Riesenseerosenblatt

       Meerestang

       Längsschnitt

       10

       Leitlinie „Biologische Phänomene entdecken – technische Lösungen erfinden“.

       Zunächst werden neben der Entdeckungsgeschichte der Riesenseerose auch

       ihre biologischen Merkmale beschrieben. Danach ist dargestellt, wie das Leicht-

      bauprinzip dieser Seerose in der Architektur von Glashäusern unterschiedlicher

       Größe umgesetzt wurde.

       Auch hierbei werden dem Leser einfache Methoden des Forschens und Entde-

      ckens zur Erkenntnisgewinnung sowie solche des Erfindens zur Erkenntnisum-

       setzung vorgestellt.

       Ein spannendes Abenteuer des Entdeckens und Erfindens steht bevor – los geht's.

       Entdecken und Erfinden sind kreative Handlungen beim Lösen von Problemen in

       Naturwissenschaft und Technik.

       Entdecken bedeutet etwas wahrzunehmen, was in der Umwelt existiert, also

       die Aufdeckung bestehender, bisher aber unbekannter Gesetzmäßigkeiten oder

       Sachverhalte in Natur, Gesellschaft und Technik.

       Erfinden dagegen ist das Erzeugen neuartiger technischer Lösungen, die auf

       industrieller Anwendbarkeit und auf technischen Fortschritt sowie auf einer

       erfinderischen Leistung beruhen.

       i

       Entdecken und Erfinden

       Öffnen einer Blüte (Entdeckung):

       Kronblätter vieler Blüten können

       durch Verändern der Temperatur-

      bzw. der Lichtintensität Öffnungs-

      oder Schließbewegungen ausführen.

       Stadionüberdachung (Erfindung):

       Öffnen oder Schließen des

       Daches durch einen hydraulischen

       Mechanismus.

       11

       D

       ie

       großen Schwimmblätter der Riesenseerose machten ihre Entdecker

       neugierig auf deren Bauweise. Sie fragten sich, wie eine solch riesengroße dün-

      ne Blattfläche stabilisiert wird. Das Geheimnis ihrer Stabilität fanden sie an der

       Natur als Anregung zum Problemlösen

       DIE RIESENSEEROSE – VORBILD

       FÜR DEN KRISTALLPALAST?

       Blattunterseite.

       Fähigkeit eines Systems (z.B. Laubblatt) nach einer Störung durch äußere

       Einwirkungen (z.B. Sturm) wieder in den Ausgangszustand zurück zu kehren.

       Stabilität

       i

       A

       f

       B

       Sturm

       A

       Ausgangszustand

       B