Gierzwaluwen passen in hun zweefvluchten de vorm van hun vleugels voortdurend aan om efficiënt te vliegen en manoeuvres te maken. Daardoor weten zij hun vliegprestatie tot een factor drie te verbeteren. Dat concludeert een team van onderzoekers dat in een windtunnel metingen verrichtte aan de vogelvleugels en de uitkomsten vergeleek met waarnemingen in het veld. De onderzoekers van Wageningen Universiteit, Rijksuniversiteit Groningen, TU Delft, Universiteit Leiden en collega’s in het Zweedse Lund presenteren hun bevindingen deze week in het omslagverhaal van Nature. Het onderzoek past in de nieuwe trend in de luchtvaarttechniek die zich laat inspireren door het vlieggedrag van vogels.
Gierzwaluwen, die vrijwel hun hele leven in de lucht doorbrengen, veranderen tijdens het maken van zweefvluchten voortdurend de vorm van hun vleugels. Soms staan de vleugels wijd uit, soms zijn ze schuin naar achteren gericht. De vormveranderingen zijn voor vogelaars en leken gemakkelijk waar te nemen. Onderzoekers in Nederland en Zweden hebben geprepareerde vleugels van vijftien gierzwaluwen doorgemeten in een windtunnel. De dode gierzwaluwen, waren afkomstig van vogelopvangcentra. Het team bepaalde de draag- en weerstandskrachten die de vleugels opwekken bij verschillende vormen, hoeken en vliegsnelheden tot 30m/s (108 km/uur). Sommige van die combinaties waren in de windtunnel extremer dan in natuurlijke situaties.
Rechte vlucht
Uit de metingen berekenden de onderzoekers dat gierzwaluwen bij lage snelheden met uitgestrekte vleugels tot wel twee maal langer en ruim zestig procent verder kunnen vliegen. Bij hoge vliegsnelheden moeten de vleugels juist naar achteren gericht worden om vergelijkbare voordelen te behalen.
De metingen bevestigen theoretische vermoedens en vormen het eerste experimentele bewijs dat gierzwaluwen en andere vogels stukken efficiënter en wendbaarder vliegen als ze hun vleugelvorm aanpassen aan de vliegsnelheid. |
Gierzwaluwen richten de vleugels naar achteren bij hoge vliegsnelheden en slaan ze bij bochten wijd uit.
Meer foto's: www.ezo.wur.nl/UK/Press/Swift+photos/
© Ran Schols - www.pbase.com/ranschols/swift |
Zuinige bocht
Tijdens het vliegen van normale bochten, zoals ’s zomers in thermiekbellen boven de stad, slaan gierzwaluwen hun vleugels wijd uit. Op die manier kunnen zij tot wel drie maal efficiënter en sneller wenden met minimaal hoogteverlies. Als de gierzwaluw daarentegen onder een daalhoek van meer dan 45 graden met hoge snelheid in een zeer scherpe bocht omlaag vliegt, kunnen de uitgestrekte vleugels overbelast raken. In de windtunnel braken de recht uitgestrekte vleugels op het bot onder dergelijke condities. Naar achteren gerichte vleugels konden die belasting van meer dan vier maal hun gewicht (4g) echter prima verdragen.
Nachtrust
De uitkomsten van dit onderzoek vergeleken de onderzoekers met waarnemingen van het natuurlijke vlieggedrag van deze aërodynamisch gevormde vogels. Ze komen tot de conclusie dat de gierzwaluw zeer efficiënt omgaat met zijn energie, zowel overdag bij het vangen van wel 20.000 insecten, als ’s nachts wanneer de vogel uitrust door om en om te klapwieken en te zweven. De vliegsnelheid tijdens het rusten waarbij de lucht met 8-10 m/s (29-36 km/uur) langs de vleugels blaast, blijkt optimaal voor een minimaal energieverbruik.
Toepassing
De nieuwste ontwerptrend in de luchtvaart is om vliegtuigvleugels een vorm te geven die resulteert in minimale energieverspilling. De optimale vorm hangt van de snelheid en vluchtfase van start, kruisvlucht tot landing af. Steeds is weer een andere vleugelvorm nodig. Zonder te weten hoeveel voordeel vogels daadwerkelijk behalen met hun continu vervormbare vleugels keken ontwerpers van NASA de vormveranderingen van vogels al in 2003 af voor een revolutionair ‘morphing wing’ vliegtuigontwerp. De onderzoekers zien ook toepassingen voor nieuwe microvliegtuigjes met camera’s en sensoren voor surveillance- en spionagedoeleinden die in hun voorkomen en gedrag vogels imiteren. Dergelijke vliegtuigjes zijn niet alleen efficiënt maar ook moeilijk van echte vogels te onderscheiden. Tien studenten Lucht- en Ruimtevaarttechniek van de TU Delft zullen in de komende maanden de nieuwe inzichten gebruiken om met ingenieurs en biologen van Wageningen Universiteit een dergelijk vliegtuigje te ontwerpen.
| Gierzwaluwen leggen in hun leven een afstand af gelijk aan zes maal een retour naar de Maan, ruim 4,5 miljoen kilometer ofwel honderd maal de aardbol rond. Tijdens hun leven in de lucht leven zij van insecten, ‘s nachts rusten ze uit op 1,5 km hoogte. Ze trekken van Zuid-Afrika naar Europa en paren zelfs vliegend. |
Gierzwaluwen paren in de lucht.
Meer foto's: www.ezo.wur.nl/UK/Press/Swift+photos/
© Graham Catley - www.nyctea.co.uk
|
Alleen voor het bouwen van een nest, waarvoor materiaal vliegend wordt verzameld, en het broeden zoeken ze smalle holen en spleten op. Gierzwaluwen zijn veel te zien boven oude Europese steden waar zij op zomeravonden luidruchtig het luchtruim doorkruisen. Ze zijn niet verwant aan huis- of boerenzwaluwen, maar familie van de kolibries, eveneens bekend van hun luchtacrobatiek.
Waarnemingen Gierzwaluw 2007
>> Ga naar de site van De Natuurkalender - Gierzwaluwen |
Op de site van De Natuurkalender kunt u meer informatie vinden over de gierzwaluw.
Meestal worden vanaf eind april de eerste gierzwaluwen gezien in ons land. Rond eind juli vertrekken ze alweer naar Afrika.
Op de site van de Natuurkalender worden de waarnemingen geregistreerd van de locaties waar de eerste gierzwaluwen gezien zijn. |
Foto 1: Cover photo Nature: Turning swifts keep their head horizontal during a banked turn - Gierzwaluwen houden hun hoofd horizontaal bij het maken van een bocht.
© Jean-Francois Cornuet - http://jfcornuet.info
Meer foto's: www.ezo.wur.nl/UK/Press/Swift+photos/