Bionik. Bernd Hill

       erfinden und bauen –

       aber wie?

       Wenn man ein

       Fluggerät bauen will, muss man

       vorher den Flug der Vögel und besonders den

       der Fledermäuse studieren!

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       So geht es:

       Zerlege die Fledermaus, halte dich an

       sie und baue nach ihr das Gerät!

       Ein

       Mensch soll eine

       Kraft entwickeln, die so

       groß ist, um nicht nur das Kör-

      pergewicht, sondern auch das

       des Fluggerätes in der Luft

       zu halten.

      

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       Vierhundert Jahre später ließ sich der französische Luftfahrtpionier Clément Ader

       (1841–1925) ebenfalls vom Körperbau der Fledermaus für einen Schwingenflugap-

      parat anregen. Sein Apparat „Aeole“ war mit einer Dampfmaschine ausgerüstet.

       Auch er musste scheitern, denn das große Gewicht ließ nur kleine Luftsprünge

       zu. Aber immerhin hat er im Gegensatz zu Leonardo seinen Flugapparat gebaut,

       weil er der Meinung war, mit einem starken Motor würde es funktionieren.

       Auf dem Gebiet der Erfindung von Warmluftballons war Leonardo jedoch

       erfolgreicher. Er soll Schafdärme durch einen Blasebalg mit warmer Luft gefüllt

       haben. Diese stiegen an die Decke seiner Werkstatt. Er erkannte daher schon

       früh, dass erwärmte Luft eine Steigkraft hatte, und setzte diese Erkenntnis in die

       Erfindung eines Ballons um.

       An dieser Stelle seien noch die Erfindungen von Hubschrauber und Gleiter

       genannt, die Leonardo schon vorweggenommen hatte, die aber erst viel später

       wieder neu erfunden wurden.

       Wärmekraftmaschine, welche die im Dampf enthaltene Druckenergie mittels

       Kolben in mechanische Arbeit umwandelt. Der Ein- und Austritt des Dampfes in

       den Kolben wird durch Schieber oder Ventile gesteuert. Der Dampf treibt einen

       hin- und hergehenden Kolben in einem Zylinder an. Diese geradlinige Bewegung

       des Kolbens wird durch einen Kurbeltrieb in eine Drehbewegung umgewandelt.

       Die so erzeugte Drehbewegung wird über ein Getriebe (meist Riemengetriebe)

       zum Antrieb einer Arbeitsmaschine weitergeleitet.

       i

       Dampfmaschine

      

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       DIE BRÜDER MONTGOLFIER

       Die Heißluftballons der Brüder Montgolfier aus Frankreich basierten in der zweiten

       Hälfte des 18. Jahrhunderts auf dem Prinzip „Leichter als Luft“. Erst die Entde-

      ckung des physikalischen Phänomens, dass sich erhitzte Luft ausdehnt, machte

       die Erfindung des Heißluftballons möglich. Anfang des 19. Jahrhunderts wurde

       das leichte Gas Wasserstoff entdeckt, welches dann die Ballons füllte.

       Aber wie kam es zur Erfindung des Heißluftballons durch die Brüder Montgol-

      fier? Ausgangspunkt der Erfindung war der Brand einer mit Stroh gefüllten Scheune.

       Die Menschen der umliegenden Häuser waren damit beschäftigt, das Feuer rasch zu

       löschen. Als aufmerksame Beobachter machten die beiden Brüder eine interessante

       Entdeckung. Sie sahen, wie über dem Brandherd brennende Strohhalme nach oben

       stiegen und weit vom Wind fortgetragen wurden. Die Beobachtung, dass sich durch

       erwärmte Luft leichte Gegenstände nach oben bewegen und so transportiert werden,

       Gerät zur Erzeugung von Luftstößen. Beim Grillen dient es zur Entfachung des

       Feuers. Der Blasebalg besteht aus einem verformbaren Hohlraum, der mit einem

       Ventil ausgestattet ist. Beim Ansaugen der Luft ist das Ventil geöffnet (1). Beim

       Ausstoßen der Luft aus der Düse ist das Ventil geschlossen (2).

       Blasebalg i

       1

       2

       Lufteintritt

       Luftaustritt

      

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       führte sie zur Erfindung des Heißluftballons. Aber zunächst experimentierten die

       Brüder mit Papier aus der Papierfabrik des Vaters. Dabei stellten sie kleine Papier-

      säcke her. Jacques fertigte ein Drahtgestell an, worauf ein Papiersäckchen gestellt

       wurde. Daraufhin zündete Joseph unter dem Gestell ein kleines Feuer an. So konnte

       die heiße Luft in das Papiersäckchen gelangen, ohne dass es in Flammen aufging.

       Das Säckchen hob vom Gestell ab und stieg in die Luft. Da dieses Experiment so gut

       verlief, bauten sie alsbald einen größeren Ballon. Aus Stabilitätsgründen umgaben sie

       diesen mit einem Netz aus Seilen, damit man unter der Ballonöffnung eine Aufent-

      haltsmöglichkeit für Personen anbringen konnte. Im Jahr 1783 fand damit die erste

       Fahrt in Paris statt. Da die Brüder anfänglich