Washington. Vor 120 Jahren verunglückte Flugpionier Otto Lilienthal tödlich. Von seinen Forschungen zur Luftfahrt profitieren Experten heute noch.

120 Jahre nach dem tödlichen Absturz des Flugpioniers Otto Lilienthal wollen Physiker aus den USA den Segelflug optimieren. Dafür haben sie den sogenannten Thermikflug von Zugvögeln unter die Lupe genommen, wie die Forscher im US-Fachjournal „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) schreiben.

Die Tiere können mithilfe von Aufwinden mit wenig Kraftaufwand weite Strecken fliegen. Dabei finden sie die optimale Flugbahn, obwohl es in den Aufwinden turbulent zugehen kann. Das Team um Gautam Reddy von der University of California (San Diego) fragte sich, wie die Vögel das machen. Orientieren sie sich an Temperaturunterschieden? Oder an der Geschwindigkeit der vertikalen, thermischen Winde und deren Drehwinkel?

Fortlaufendes Training in einer Computersimulation

Die Wissenschaftler untersuchten die komplizierte Technik des Thermikflugs mithilfe von Computermodellen. Dabei setzten die Forscher auch sogenannte selbstverstärkende Lernalgorithmen ein: Ein Segelflieger wird in einer Computersimulation fortlaufend trainiert, indem er ein unmittelbares Feedback zu seinen Flugmanövern bekommt.

Bei den simulierten Tests zeigte sich, dass der höchste und längste Flug erreicht wird, wenn er konsequent am Drehmoment der Aufwinde ausgerichtet wird. Temperaturwechsel innerhalb der Winde spielten eine geringere Rolle. Um die Fluggeräte künftig weiter segeln zu lassen, könne demnach eher auf Temperaturmessgeräte verzichtet werden als auf relativ einfache mechanische Instrumente zur Messung des Drehmoments, schreiben die Forscher. Indem er bestimmte Umweltsignale berücksichtige, sei ein Flieger in der Lage, den Auftrieb zu steigern und selbst bei starken Turbulenzen die Segelleistung zu verbessern, betonte Mitautor Massimo Vergassola. Die Erkenntnisse müssten jedoch noch im Experiment bestätigt werden.

Auch Drohnen-Technik kann profitieren

Strömungsexperte Michael Klaas vom Aerodynamischen Institut der RWTH Aachen hält die Arbeit der US-Forscher für exzellent. Erstmals sei bei Untersuchungen der aufsteigenden Luftmassen auch die Rolle der Turbulenzen berücksichtigt worden. „Wenn man versteht, wie Vögel Entscheidungen treffen, kann man auch für den Segelflug oder für den Bau von Drohnen viel daraus lernen“, sagte Klaas, der nicht an der Studie beteiligt war.

Ingenieur Otto Lilienthal war am 9. August 1896 kurz nach dem Absprung von einem Berg in Brandenburg mit seinem Gleiter jäh 15 Meter in die Tiefe gestürzt. Einen Tag später starb der schwer verletzte Bruchpilot im Alter von 48 Jahren in der Bergmannschen Klinik in Berlin. Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) hatten jüngst die Gründe für Lilienthals Absturz untersucht und gefolgert, dass der Flugpionier mit seinem sogenannten Normalsegelapparat abgestürzt war, nachdem dieser sich bei einem als Sonnenbö bezeichneten Aufwind zu stark aufgerichtet hatte. „Sein tödlicher Absturz geht nicht auf einen Kons­truktionsfehler, sondern wahrscheinlich auf einen Pilotenfehler zurück“, sagt der leitende DLR-Experte, Andreas Dillmann. Klaas ergänzt: „Der Sprung vom Berg hatte mit Thermikflug nichts zu tun. Es war fast eher ein kontrollierter Absturz.“

Lilienthals Grundsätze gelten noch immer

Lilienthal gilt als Entdecker der Prinzipien der modernen Luftfahrt. Er war penibler Wissenschaftler, der seine Zuhörer mit einer schlüssigen Theorie begeistern konnte und er war ein Abenteurer, der an die Grenzen ging. 1889 veröffentlichte Lilienthal sein Hauptwerk „Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst“, in der er den Flügel eines Vogels als gewölbte Tragfläche beschrieb, deren Auftrieb höher ist als der von ebenen Tragflächen.

Die Grundsätze zur Beschaffenheit von Tragflächen und Luftwiderstand würden noch immer gelten, sagte Peer Wittig, stellvertretender Direktor des Otto-Lilienthal-Museums in Anklam. Seine theoretischen Abhandlungen hat Lilienthal mit Experimenten belegt. Er war überzeugt: „Die Nachahmung des Segelflugs muss auch dem Menschen möglich sein.“