Federn und Vogelflug

Federn und Vogelflug Übung

• Definiere die Fachbegriffe zum Aufbau einer Vogelfeder.

  Tipps

  Zu jedem Begriff gibt es eine richtige und eine falsche Antwort, sodass insgesamt drei Antworten korrekt sind.

  Lösung

  Federn sind sehr leicht. Das ist von Vorteil, denn insgesamt darf der Vogel kein hohes Gewicht haben, um fliegen zu können.
  Der Federkiel verläuft über die gesamte Länge der Feder und ist innen hohl und sorgt für eine hohe Stabilität.
  Als Spule wird der Teil des Kiels bezeichnet, der in der Haut des Vogels steckt.
  Als Schaft wird der obere Teil der Feder benannt, an dem die Federäste abgehen.

  Äste mit Strahlen bilden die sogenannte Federfahne. Die Strahlen sind bogenförmig und haben auf der Unterseite Widerhaken. Die Äste stehen so nah beieinander, dass sich die Strahlen benachbarter Äste überlappen. Dadurch verhaken sich die Strahlen wie ein Klettverschluss ineinander und die Oberfläche der Federfahne ist zusammenhängend und luftundurchlässig. Erst durch die Luftundurchlässigkeit der Schwungfedern kann ein Auftrieb erzeugt werden wie bei den Tragflächen eines Flugzeugs.

• Ordne den verschiedenen Federarten ihre Funktionen zu.

  Tipps

  Eine Daunendecke ist schön warm. Überlege mal, warum Daunendecken so warm sind.

  Die Schwungfedern befinden sich auf der gesamten Fläche der Flügel.

  Lösung

  Es gibt unterschiedliche Arten von Vogelfedern, die verschiedene Funktionen erfüllen:

  • Schwungfedern bilden die Tragfläche an den Flügeln.
  • Schwanzfedern dienen der Steuerung beim Flug.
  • Deckfedern bedecken den Rumpf, den Kopf, die Flügelansätze und den Schwanzansatz. Sie schützen vor Wasser, Staub und Schmutz.
  • Unterfedern werden auch als Daunen bezeichnet. Diese befinden sich unterhalb der Deckfedern. Sie isolieren und schützen vor Kälte. Nicht alle Vögel haben Unterfedern.

• Erläutere die Besonderheit der Flügelform.

  Tipps

  Schau dir die Pfeile in dem Bild an. Welche Pfeile sind länger? Oberhalb oder unterhalb des Flügels?

  In welche Richtung ist der Flügel gekrümmt?

  Lösung

  Neben dem Vorhandensein von luftundurchlässigen Federn ist die Flügelform der Vögel entscheidend für ihre Flugfähigkeit. Um das zu verstehen, schauen wir uns den Querschnitt eines Vogelflügels an: Er ist nach oben gewölbt. Die Oberseite ist stärker gekrümmt als die Unterseite. Zudem ist der Flügel an der vorderen Kante verdickt und läuft nach hinten spitz zu.

  Luft umströmt den Flügel daher folgendermaßen: Die zu umströmende Oberfläche ist durch die stärkere Krümmung oberhalb des Flügels größer als unterhalb. Beim Umströmen muss die Luft dort also eine höhere Geschwindigkeit haben. Dadurch entsteht über dem Flügel ein Unterdruck und unterhalb ein Überdruck. Durch diese Druckunterschiede entsteht oberhalb des Flügels ein Sog: Dadurch kann der Vogel abheben.

  Auch die Flügel eines Flugzeugs sind auf ähnliche Weise geformt wie der Vogelflügel, da sie nach dem gleichen Prinzip funktionieren. Bitte beachte jedoch, dass wir hier nur eine stark vereinfachte Darstellung des Flugprinzips behandelt haben. Zum sogenannten Auftrieb tragen noch weitere physikalische Phänomene bei.

• Beschreibe die verschiedenen Flugarten von Vögeln.

  Tipps

  Beim Ruderflug rudert der Vogel mit seinen Flügeln.

  Wenn ein Kolibri fliegt, sehen wir nur schwirrende Flügel.

  Einen Ruckelflug und Schwingflug gibt es nicht. Diese Wörter haben wir uns ausgedacht.

  Lösung

  Mithilfe des Auftriebs kann der Vogel den Gleitflug meistern. Dabei startet er auf einer gewissen Höhe und gleitet dann zu Boden.

  Beim Segelflug nutzen Vögel sogenannte Aufwinde, welche z. B. dadurch entstehen, dass Luft an einem Hang nach oben geleitet wird. Aufwinde entstehen auch, wenn sich Luft am Boden erwärmt und dann nach oben steigt.

  Der Ruderflug beschreibt das typische Auf- und Abschlagen von Vogelflügeln.
  Beim Abwärtsschlag bilden die Flügel eine geschlossene Fläche, die Schwungfedern liegen dabei übereinander. Der Vogel gewinnt an Höhe und fliegt vorwärts. Beim Aufwärtsschlag stellen sich die Federn so, dass die Luft dazwischen hindurchströmen kann. Der Luftwiderstand ist gering, der Flügel kann also leicht nach oben bewegt werden.

  Im Rüttelflug schlägt der Falke schnell mit seinen Flügeln auf und ab, um eine Maus auszuspähen. Dabei bleibt er an derselben Stelle in der Luft stehen.
  Hat der Falke eine Maus entdeckt, schießt er mit angelegten Flügeln im Sturzflug zur Erde.

  Ein Kolibri im Schwirrflug schlägt seine Flügel kreisend bis zu achtzig mal in der Sekunde. Kolibris können in der Luft stehen und sogar rückwärts fliegen.

• Leite dir aus der Flügelform her, warum ein Vogel fliegen kann.

  Tipps

  Schau dir das Bild genau an.

  Vier der Antworten sind richtig.

  Lösung

  Du kannst oben in dem Bild erkennen, dass der Flügel an der Oberseite stärker gewölbt ist als an der Unterseite.
  Wenn die Luft im Flug nun am Flügel vorbeiströmt, muss sie an der Oberseite schneller vorbei, denn dort hat sie durch die stärkere Wölbung ja einen etwas längeren Weg.
  Die schnellere Luftströmung führt zu einem Unterdruck, wodurch sich ein Sog bildet. Der Flügel wird nach oben gezogen.

• Bestimme den Vogelflug des Vogels anhand der Beschreibung.

  Tipps

  Der Haussperling in unserem Beispiel ***gleitet** durch die Luft, ohne einen Flügelschlag zu tätigen.

  Jeder Beschreibung ist eine Flugart zuzuordnen.

  Extrem schnelle, kreisende Flügelschläge sehen schwirrend aus.

  Lösung

  • Ruderflug: Diese Flugart beschreibt das typische Auf- und Abschlagen von Vogelflügeln. Da so erst das Aufsteigen vom Erdboden erreicht wird, beherrscht nahezu jede Vogelart den Ruderflug.

  • Segelflug: Beim Segelflug nutzen Vögel sogenannte Aufwinde. Ein Vogel, der den Segelflug besonders gut beherrscht, ist der Storch.

  • Gleitflug: Beim Gleitflug gleitet der Vogel in der Luft, ohne die Flügel zu bewegen. Dabei verliert er nach und nach an Höhe. Die Länge des Flugs ist allerdings unterschiedlich. Ein Haussperling kann beispielsweise bis zu 80 Meter weit gleiten, wenn er von einem zehn Meter hohen Baum startet. Der Mäusebussard kommt dabei um einiges weiter – und das ohne einen einzigen Flügelschlag.

  • Rüttelflug: Hier schlägt der Vogel die Flügel auf und ab, bleibt aber an der gleichen Stelle in der Luft stehen. Das macht zum Beispiel der Falke, wenn er aus der Höhe seine Beute beobachtet.

  • Sturzflug: Beim Sturzflug stürzt der Vogel mit dem Kopf voran und angelegten Flügeln nach unten. Dabei kann er sehr schnell werden. Diese Flugart verwendet unter anderem der Bussard, wenn er nach der Beobachtung seine Beute fangen will.

  • Schwirrflug: Beim Schwirrflug beschreiben die Flügel eine liegende Acht. Dadurch wird sowohl beim Aufschlag als auch beim Abschlag ein Auftrieb erzeugt. Ein Vogel, der diese Flugart beherrscht, ist der Kolibri.