Bionik. Bernd Hill
erfinden und bauen –
aber wie?
Wenn man ein
Fluggerät bauen will, muss man
vorher den Flug der Vögel und besonders den
der Fledermäuse studieren!
1
2
3
5
4
6
So geht es:
Zerlege die Fledermaus, halte dich an
sie und baue nach ihr das Gerät!
Ein
Mensch soll eine
Kraft entwickeln, die so
groß ist, um nicht nur das Kör-
pergewicht, sondern auch das
des Fluggerätes in der Luft
zu halten.
18
Vierhundert Jahre später ließ sich der französische Luftfahrtpionier Clément Ader
(1841–1925) ebenfalls vom Körperbau der Fledermaus für einen Schwingenflugap-
parat anregen. Sein Apparat „Aeole“ war mit einer Dampfmaschine ausgerüstet.
Auch er musste scheitern, denn das große Gewicht ließ nur kleine Luftsprünge
zu. Aber immerhin hat er im Gegensatz zu Leonardo seinen Flugapparat gebaut,
weil er der Meinung war, mit einem starken Motor würde es funktionieren.
Auf dem Gebiet der Erfindung von Warmluftballons war Leonardo jedoch
erfolgreicher. Er soll Schafdärme durch einen Blasebalg mit warmer Luft gefüllt
haben. Diese stiegen an die Decke seiner Werkstatt. Er erkannte daher schon
früh, dass erwärmte Luft eine Steigkraft hatte, und setzte diese Erkenntnis in die
Erfindung eines Ballons um.
An dieser Stelle seien noch die Erfindungen von Hubschrauber und Gleiter
genannt, die Leonardo schon vorweggenommen hatte, die aber erst viel später
wieder neu erfunden wurden.
Wärmekraftmaschine, welche die im Dampf enthaltene Druckenergie mittels
Kolben in mechanische Arbeit umwandelt. Der Ein- und Austritt des Dampfes in
den Kolben wird durch Schieber oder Ventile gesteuert. Der Dampf treibt einen
hin- und hergehenden Kolben in einem Zylinder an. Diese geradlinige Bewegung
des Kolbens wird durch einen Kurbeltrieb in eine Drehbewegung umgewandelt.
Die so erzeugte Drehbewegung wird über ein Getriebe (meist Riemengetriebe)
zum Antrieb einer Arbeitsmaschine weitergeleitet.
i
Dampfmaschine
19
DIE BRÜDER MONTGOLFIER
Die Heißluftballons der Brüder Montgolfier aus Frankreich basierten in der zweiten
Hälfte des 18. Jahrhunderts auf dem Prinzip „Leichter als Luft“. Erst die Entde-
ckung des physikalischen Phänomens, dass sich erhitzte Luft ausdehnt, machte
die Erfindung des Heißluftballons möglich. Anfang des 19. Jahrhunderts wurde
das leichte Gas Wasserstoff entdeckt, welches dann die Ballons füllte.
Aber wie kam es zur Erfindung des Heißluftballons durch die Brüder Montgol-
fier? Ausgangspunkt der Erfindung war der Brand einer mit Stroh gefüllten Scheune.
Die Menschen der umliegenden Häuser waren damit beschäftigt, das Feuer rasch zu
löschen. Als aufmerksame Beobachter machten die beiden Brüder eine interessante
Entdeckung. Sie sahen, wie über dem Brandherd brennende Strohhalme nach oben
stiegen und weit vom Wind fortgetragen wurden. Die Beobachtung, dass sich durch
erwärmte Luft leichte Gegenstände nach oben bewegen und so transportiert werden,
Gerät zur Erzeugung von Luftstößen. Beim Grillen dient es zur Entfachung des
Feuers. Der Blasebalg besteht aus einem verformbaren Hohlraum, der mit einem
Ventil ausgestattet ist. Beim Ansaugen der Luft ist das Ventil geöffnet (1). Beim
Ausstoßen der Luft aus der Düse ist das Ventil geschlossen (2).
Blasebalg i
1
2
Lufteintritt
Luftaustritt
20
führte sie zur Erfindung des Heißluftballons. Aber zunächst experimentierten die
Brüder mit Papier aus der Papierfabrik des Vaters. Dabei stellten sie kleine Papier-
säcke her. Jacques fertigte ein Drahtgestell an, worauf ein Papiersäckchen gestellt
wurde. Daraufhin zündete Joseph unter dem Gestell ein kleines Feuer an. So konnte
die heiße Luft in das Papiersäckchen gelangen, ohne dass es in Flammen aufging.
Das Säckchen hob vom Gestell ab und stieg in die Luft. Da dieses Experiment so gut
verlief, bauten sie alsbald einen größeren Ballon. Aus Stabilitätsgründen umgaben sie
diesen mit einem Netz aus Seilen, damit man unter der Ballonöffnung eine Aufent-
haltsmöglichkeit für Personen anbringen konnte. Im Jahr 1783 fand damit die erste
Fahrt in Paris statt. Da die Brüder anfänglich