Zeitschrift für vergleichende Physiologie

, Volume 71, Issue 3, pp 326–341 | Cite as

Vergleichende Untersuchungen zur flugbiologischen Funktion des Daumenfittichs (Alula spuria) bei Vögeln

I. Der Daumenfittich als Hochauftriebserzeuger
  • Werner Nachtigall
  • Baldur Kempf
Article

Zusammenfassung

Zur Klärung der aerodynamischen Funktion des Daumenfittichs wurden Messungen der Luftkraftkomponenten an 4 Vogelflügeln mit angelegter and abgespreizter Alula durchgeführt, Rauchkanalmessungen der Flügelumströmung gemacht und die großen Anstellwinkel von Vogelflügeln im Bremsanflug durch Hochfrequenzregistrierung bestätigt. Übereinstimmend ergibt sich, daß die abgespreizten Alulae im Anstellwinkelbereich von 30°<α<50° als Hochauftriebserzeuger wirken (Auftriebserhöhung maximal 25%) und gerade in diesem Winkelsbereich die Strömungsablösung von der Flügeloberseite verhindern. Verschiedene weitere funktionelle Möglichkeiten und ebenso die technischen Analoga dieses biologischen Mechanismus werden diskutiert.

Comparative studies on the function of the bastard wing (alula spuria) in the flight biology of birds

I. The alula as a producer of high lift

Summary

In order to clarify the aerodynamic function of the alula spuria, the following observations were made on the wings of four avian species: (1) differential measurements of the aerodynamic force components produced by the wing with the alula spread away from or laid against the rest of the wing, (2) smoke-tunnel measurements of the air flow around the wing under the same conditions of alula position, (3) confirmation by high-frequency photography of the large angles of attack used by birds in stopping their flight. From the agreement among the results it follows that, at very high angles of attack (30°<α<50°), the abducted alulae function as producers of high lift (maximal increase in lift 25%) and exactly in this range of α impede the breaking away of the air stream from the upper surface of the wing. Additional functional possibilities are discussed, as well as technical analogues of this biological mechanism.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Literatur

  1. Ahlborn, F.: Zur Mechanik des Vogelfluges. Abh. a.d. Gebiet der Naturw. (Hamburg) 14 (1896).Google Scholar
  2. Altmann, R.: Das Landeverhalten des Wellensittichs. Staatsexamensarbeit, München, unpubl. (1965).Google Scholar
  3. Aymar, G. C.: Bird flight. Dodd, Mead (1936).Google Scholar
  4. Bilo, D.: Zur Methodik der kinematischen und aerodynamischen Analyse des Kleinvogelfluges. Verh. dtsch. Zool. Ges. (1970) (im Druck).Google Scholar
  5. - Flugbiophysik von Kleinvögeln. I. Kinematik und Aerodynamik des Flügelabschlags beim Haussperling (Passer domesticus). Z. vergl. Physiol. (1971) (im Druck).Google Scholar
  6. Brown, R. H.: The flight of birds. Biol. Rev. 38, 460–489 (1963).Google Scholar
  7. Eck, B.: Technische Strömungslehre. 7. Aufl. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1966.Google Scholar
  8. Franz, V.: Die Funktion des Daumens am Vogelflügel. Naturwiss. Wschr. 14 (1918).Google Scholar
  9. Gladkow, N. A.: Die adaptive Bedeutung der Alula bei den Vögeln. Bull. Soc. Natur. Moscou 46 (1937).Google Scholar
  10. —: Flüge in der Natur. Jena: Urania 1953.Google Scholar
  11. Graham, R. R.: Safety devices in wings of birds. British Birds 24 (1938).Google Scholar
  12. Hanzak, J.: Das große Bilderlexikon der Vögel. Gütersloh: Bertelsmann 1965.Google Scholar
  13. Hertel, H.: Struktur — Form — Bewegung. Biologie und Technik. Mainz: Krausskopf 1963.Google Scholar
  14. Kempf, B., Nachtigall, W.: Ein Rauchkanal zur Strömungsuntersuchung an Vogelflügeln. Experientia (Basel) 26, 667–668 (1970).Google Scholar
  15. Lachmann, G.: Die Strömungsvorgänge an einem Profil mit vorgelagertem Hilfsflügel. ZFM 14, 71 (1923) und ZFM 15, 109–116 (1924).Google Scholar
  16. Lachmann, G. V.: Slots in the wings of birds. J. Roy. Aero Soc. 36 (1932).Google Scholar
  17. Marey, E. J.: Le vol des oiseaux. Paris 1830.Google Scholar
  18. Mises, R. v.: Fluglehre, 5. Aufl. Berlin: Springer 1936.Google Scholar
  19. Nachtigall, W.: Aerodynamische Messungen am Tragflügelsystem segelnder Schmetterlinge. Z. vergl. Physiol. 54, 210–231 (1967).Google Scholar
  20. —, Wieser, J.: Profilmessungen am Taubenflügel. Z. vergl. Physiol. 52, 333–346 (1966).Google Scholar
  21. Oehme, H.: Flug und Flügel von Star und Amsel. Biol. Zbl. 82, 413–453 und 569–587 (1963).Google Scholar
  22. Ormond, J. F.: „Schwingen“. München: Hans Reich 1962.Google Scholar
  23. Pennycuick, C. J.: A wind-tunnel study of gliding flight in the pigeon Columba livia. J. exp. Biol. 49, 509–526 (1968).Google Scholar
  24. Rüppell, G.: Flugmanöver des Gartenrotschwanzes (Phoenicurus phoenicurus L.). Im Druck (1970).Google Scholar
  25. Schlichting, H., Truckenbrodt, E.: Aerodynamik des Flugzeuges, Bd. 1, 1. Aufl. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1959.Google Scholar
  26. Schmitz, F. W.: Aerodynamik des Flugmodells, 4. Aufl. Duisburg: Lange 1960.Google Scholar
  27. Seilkopf, H.: Der Daumenfittich der Raubvögel als Steuerorgan. Z. indukt. Abstamm.- u. Vererb.-L. 27, 123 (1922).Google Scholar
  28. Stolpe, M., Zimmer, K.: Die flugmechanische Bedeutung des Daumenfittichs. J. Ornithol. 86, 485–496 (1938).Google Scholar
  29. Sy, M.: Funktionell anatomische Untersuchungen am Vogelflügel. J. Ornithol. 84 (2) 199–296 (1936).Google Scholar
  30. Weick, F. E., Platt, N. C.: Wind-tunnel tests on a model wing with fowler flap and special developed leading-edge slot. NACA TN No 459 (1933).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1971

Authors and Affiliations

  • Werner Nachtigall
    • 1
  • Baldur Kempf
    • 1
    • 2
  1. 1.Zoologische Institute der Universitäten Saarbrücken und MünchenDeutschland
  2. 2.GersthofenDeutschland

Personalised recommendations