Leiser Flug der Eulenvögel

Während der aerodynamisch erzeugte Lärm beim Menschen erst seit vergleichsweise kurzer Zeit Aufmerksamkeit gefunden hat, hat ein solches Geräusch schon seit Millionen von Jahren Bedeutung für den Flug von beutegreifenden Vögeln. Die meisten Eulenvögel (Strigiformes) weisen verschiedene Anpassungen auf, um Flug für ihre Beutetiere praktisch unhörbar zu machen und minimieren auf diese Weise die Fluchtchancen der Beutetiere. Im Mittelpunkt eines derzeit von der Gruppe Aeroakustik durchgeführten Forschungsprojektes steht die Erforschung dieses leisen Fluges und die Nutzbarmachung für technische Anwendungen.

Das im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms „Strömungsbeeinflussung in der Natur und Technik“ geförderte Vorhaben hat einen Beitrag zur Übertragung der Mechanismen des extrem leisen Eulenflugs auf die Technik zum Ziel. Eine der denkbaren Möglichkeiten der Übertragung dieser Mechanismen ist der Einsatz poröser Oberflächen bzw. die Fertigung umströmter Körper aus porösem Material. Die dabei zu erwartendende Beeinflussung der Schallentstehung bei der Umströmung von festen Körpern hängt von den Beschaffenheitsparametern des porösen Materials ab.

Die Ausgangsfrage des Vorhabens ist daher, welcher Art diese Abhängigkeit ist und welches die wesentlich beeinflussenden Beschaffenheitsparameter sind. Eine Antwort auf diese Frage könnte die erfolgreiche Anwendung des Prinzips auf technische Anwendungen ermöglichen. Aus anderen Anwendungsbereichen sind eine Reihe von Beschaffenheitsparametern poröser Stoffe bekannt, die zu einer homogenisierten Beschreibung des porösen Materials verwendet werden. Für Anwendungen der Materialien als akustische Absorber sind insbesondere die Parameter (Durch-)Strömungswiderstand bzw. Permeabilität, Porosität und Tortuosität von Bedeutung. Als Arbeitshypothese wird im Rahmen des Vorhabens zunächst davon ausgegangen, dass diese Parameter ebenfalls bestimmend für die Beeinflussung der Umströmung von Körpern aus porösem Material sind.

Ziel des Vorhabens ist es, ein Modell zu entwickeln, das die detaillierte Analyse des Einflusses dieser Beschaffenheitsparameter auf die Schallentstehung und die Schallabstrahlung ermöglicht. Messungen an Modellkörpern aus porösem Material im aeroakustischen Windkanal sollen als Basis für die Modellentwicklung dienen. Dabei soll neben der Schallentstehung auch der Einfluss des Materials auf die aerodynamischen Eigenschaften untersucht werden. Eine Untersuchung der Eigenschaften des Federkleides von Eulenvögeln im Vergleich zu anderen Vögeln soll quantitative Aussagen zu den porösen Beschaffenheitsparametern ermöglichen und zusätzliche Informationen für die Experimente im Windkanal liefern.