Hummelflug

Hummelflug

Hummeln können bereits bei sehr niedrigen Temperaturen fliegen - manche Arten bereits ab 2 Grad über Null (Bienen erst ab 10 Grad Celsius).
In Trondheim waren es am 24.08.14 aber warme 20 Grad Celsius, als ich dieses Hummelchen über den Blumenkörben
an der neuen Nidelv-Fußgängerbrücke einfangen konnte. Doch interessiert hier vielmehr der Hummelflug an sich:


Nach dem "Hummel-Paradoxon" soll das Insekt aerodynamischen Gesetzen zufolge eigentlich nicht fliegen können ... wobei diese Mär schon längst widerlegt ist, sich aber als Anekdote nach wie vor hartnäckig hält. Wer sie nicht kennt - hier ist sie (gemäß Wikipedia) zum Nachlesen:


Die Geschichte kursierte zunächst als Scherz Anfang der 1930er Jahre unter Studenten des renommierten Aerodynamikers Ludwig Prandtl
an der Universität Göttingen, und sie wurde begierig von der Presse aufgenommen. Danach soll eines gemütlichen Bierabends
ein Biologe einen Aerodynamiker gefragt haben, warum eine Biene oder Hummel fliegen könne. Die Antwort
des Aerodynamikers soll nach einer kurzen Berechnung (auf einem Bierdeckel?) so gelautet haben:

"Die Hummel hat 0,7 cm² Flügelfläche und wiegt 1,2 Gramm. Nach den Gesetzen der Aerodynamik
ist es unmöglich, bei diesem Verhältnis zu fliegen."

Dazugedichtet wurden meist noch anschließende Sätze wie:

"Die Hummel kümmert das nicht und sie fliegt trotzdem" - oder, besser:
"Da die Hummel die Gesetze der Aerodynamik nicht kennt, fliegt sie dennoch."

Der Aerodynamiker soll seine Berechnungen vor dem Hintergrund, dass er die Flügel der Hummel fälschlich als steif angenommen hatte, nochmals
überdacht haben. Aus der späteren - richtigen - Antwort ließ sich dann aber natürlich keine Schlagzeile machen ... ;-)

Tatsächlich gibt es hier kein Paradoxon. Hummeln sind natürlich sehr viel kleiner als Flugzeuge. Sie bewegen sich jedoch in der gleichen Luft mit der gleichen Dichte und der gleichen Viskosität. Das hat zur Folge, dass die Reynolds-Zahl für den Hummelflug viele Größenordnungen kleiner
ist als die für den Flugzeugflug. Damit unterscheiden sich die Formen des Strömungsfelds um die Flügel erheblich. Theorien hierzu wurden
schon in den 1930er Jahren entwickelt. Dabei spielten insbesondere Wirbel eine entscheidende Rolle. Der experimentielle Nachweis
gelang 1996, als Charles Ellington von der Universität Cambridge Versuche zum Insektenflug vornahm: Durch den Flügelschlag
werden Wirbel erzeugt, die der Hummel den nötigen dynamischen Auftrieb verschaffen. Mithilfe einer Superzeitlupenkamera
fand Ellington heraus, dass die Hummel ihre Flügel bis zu 200 Mal pro Sekunde kreisförmig bewegt und dabei
einen tornadoartigen Luftwirbel (Tornado-Effekt) erzeugt. Dadurch entsteht ein Unterdruck,
und die an sich pummelige Hummel erhebt sich in die Luft.