BIONIK
Knabe Verlag Weimar
VON FLUGFRÜCHTEN ABGESCHAUT
Bernd Hill
1.
Auflage März 2014
©
2014 Knabe Verlag Weimar
Trierer Straße 65 99423 Weimar
Alle Rechte sind dem Verlag vorbehalten.
Grafische Bearbeitung
Nicole Laka
Satz und Layout
Nicole Laka
Lektorat
Julia Roßberg
Dieses Buch folgt den Regeln der neuen deutschen
Rechtschreibung.
ISBN
978-3-944575-05-6
www.knabe-verlag.de
BERND HILL
wurde 1947 geboren. Er studierte an der
PH/Univer-
sität Erfurt im Schwerpunkt Polytechnik. 1987
promovierte er
über
Erfindungsmethodik, 1995 erfolgte seine Habilitation über
Biostrategien und biologische Organisationsprinzipien an
der
Martin-Luther-Universität Halle.
Von 1998 bis 2012 lehrte Prof. Hill an der Universität
Münster
im Fachbereich Physik, Institut für Technik und
ihre Didaktik.
In verschiedenen Unternehmen führt er Innovationskurse
durch
und bezieht die
angewandte Bionik in systematische Produkt-
entwicklungsprozesse ein.
Seine Forschungstätigkeit bezieht sich
auf Innovationsstrategien, technische Kreativität sowie
systema-
tische und
angewandte Bionik.
BILDNACHWEIS
Illustrationen
Prof. em. Dr. Bernd Hill
Fotos Seite 29: H Berends@www.sxc.hu; Seite 43:
lockstockb@www.sxc.hu
Alle hier nicht mit anderer Quelle benannten Fotos stammen vom
Autor.
Inhaltsverzeichnis
Vorwort .................................................................................................................................... 5
1
Einleitung .............................................................................................................................. 7
2
Von Samen und Früchten lernen.................................................................................. 9
3
Windverbreitung von Samen und Früchten........................................................ 27
4
Aerodynamische Grundlagen .................................................................................... 30
5
Flugfrüchte und Flugsamen erforschen ................................................................ 44
6
Flugmodelle nach Vorbildern der Natur erfinden ............................................ 68
Literaturverzeichnis........................................................................................................ 86
Arbeitsblatt 1: Ahornfrüchte – Schraubenflieger der Natur ........................ 89
Arbeitsblatt 2: Aufbau einer Löwenzahnfrucht (I) ............................................ 90
Arbeitsblatt 3: Aufbau einer Löwenzahnfrucht (II) .......................................... 91
Arbeitsblatt 4: Die Wirkung der V-Form .............................................................. 92
Arbeitsblatt 5: Die Luftschraube................................................................................ 93
Arbeitsblatt 6: Helikoptermodelle ............................................................................ 94
Register.................................................................................................................................. 95
1.
Die Natur als Ideenschmiede
2.
Von Flugfrüchten abgeschaut
3.
Leichtbau – Konstruktionsprinzipien der Natur abgeschaut
4.
Riesenseerose und Kristallpalast
5.
Schmetterlingen abgeschaut
6.
Vom Fliegen
7.
Schätze aus dem Tropenwald
8.
Schwimmen und Tauchen
9.
Wärmedämmung
10.
Seil- & Netzkonstruktionen
11.
Klimatisierung und Lüftung
12.
Schönheit der Natur
13.
Tarnen und Täuschen
14.
Das 1 x 1 des Erfindens
15.
Wettrüsten der Sinne
16.
Werkzeuge der Natur
17.
Verpacken
18.
Roboter und Prothesen
19.
Erfinden mit der Natur
20.
Bionik in Wald und Flur
Alle Titel der Buchreihe (nach Erscheinen):
5
Lernen von der Natur
VORWORT
M
it dem zweiten Band „Flugfrüchte“ wird die neue Buchreihe unter
dem Motto „Frag' die Natur“ fortgesetzt. Diese Reihe wendet sich an eine breite
Leserschaft. Sie ist sowohl auf aktiven Wissenserwerb, als auch auf das eigenstän-
dige Forschen, Entdecken, Experimentieren und Erfinden ausgerichtet. Comics
und Infoboxen lockern dabei die Wissensaneignung auf. Der Leser erfährt durch
eigenes Handeln an interessanten Sachverhalten die Funktionalität, Vielfalt,
Effizienz und Schönheit der Natur und ihre Nutzung. Die Texte enden nicht mit
der Aufnahme erklärenden Wissens, sondern machen neugierig und fordern
zum Hinterfragen, Beobachten, Forschen, Modellieren, Experimentieren und
Konstruieren auf. Anschaulich werden Methoden des Problemerkennens und
-lösens dargestellt, damit eigenes Entdecken und Erfinden möglich wird und so
Freiräume für Kreativität geschaffen werden.
Damit erschließt sich in persönlicher Weise die faszinierende Welt der Natur-
phänomene und ihre Nutzung.
Die Bände enthalten:
Sachinformationen über interessante und erstaunliche biologische und
technische Phänomene,
Abenteuer des Entdeckens und Erfindens in Form von Bildergeschichten,
6
Denk- und Arbeitsweisen von Entdecker- und Erfinderpersönlichkeiten,
nützliche Methoden zur individuellen Erschließung von Natur und
Technik,
und spannende Experimente zur Erkenntnisgewinnung und Selbstbau-
Anleitungen zur praktischen Erprobung.
Im fortlaufenden Text dienen folgende Symbole zur Orientierung:
Viel Spaß beim Lesen,
Forschen und Experimentieren.
i
Infobox zur Begriffserläuterung
8
Modelle
l
Methoden zur Erkenntnis-
T
Experimente
gewinnung und -umsetzung
7
EINLEITUNG
1
J
eder kennt die Pusteblume, den Löwenzahn, und erfreut sich daran, die Früchte
weg zu blasen. Dabei ist es ein Erlebnis zu sehen, wie der Wind lautlos die fein
gestaltete, fast zerbrechlich wirkende Frucht davon trägt. Ein Wunder! Nur selten
jedoch nehmen wir die Frucht in ihrer Ganzheit wahr, sehen nicht die filigrane
Konstruktion des Schirmchens und das mit vielen kleinen Widerhäkchen be
-
setzte Samenkorn.
Wir sagen fast ausnahmslos, dass die Früchte ausgefallen sind und entdecken
kaum die Wunder des stabilen Schwebefluges. Oft bleiben uns die erstaunlichen
und originellen „Erfindungen“ der Natur verborgen, weil wir sie
nur unzureichend wahrnehmen. Wir können
aber der Natur so manch Interessantes ab-
schauen, von all ihren Erfindungen, die
sie im Laufe von Jahrmillionen wäh
-
renden Entwicklungsprozessen hervor
gebracht hat.
Die lebende Natur ist eine uner
-
schöpfliche Quelle für technische Erfin-
dungen und andere Problemlösungen.
Von unserer Aufnahmebereitschaft
Löwenzahn und seine
Fallschirmfrüchte
8
und Kreativität hängt es ab, ob wir Anregungen für Lösungen finden, die wir
brauchen.
Schon bei einem Spaziergang kann die Natur zahlreiche Vorbilder für Lösungs-
möglichkeiten zur Auswahl bieten. Zielgerichtete Streifzüge und Exkursionen
in der Natur eröffnen neue Perspektiven in Bezug auf ein zu lösendes Problem
und begünstigen die Erzeugung von Lösungsideen, auf die wir zu Hause oder am
Arbeitsplatz nie kommen würden.
Mit Flugsamen und -früchten können allerlei aufschlussreiche Experimente
durchgeführt werden, um die Prinzipien des Gleit-, Schrauben- und Schirmfluges
zu verstehen. Faszinierend ist es auch, von den verschiedenen Flugsamen und
-früchten funktionsfähige Flugmodelle abzuleiten. Dabei fördert das Basteln
handwerkliches Geschick im Umgang mit Werkzeugen und den unterschiedlichen
Materialien. Hierbei sind der Fantasie und kreativen Neugier keinerlei Grenzen
gesetzt. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, Flugsamen und -früchte mit
den verschiedensten Materialien nachzubauen oder neuartige Flugmodelle zu
erfinden. Die Freude und der Stolz an selbst entwickelten und selbst hergestellten
Flugmodellen, die auch richtig funktionieren, können zu einer Quelle weiterer
eigener Entdeckungen und Erfindungen führen.
Die Baupläne der Natur in Form von Konstruktionen zu Flugsamen und
-früchten dienen so als Denkanregung für die Entwicklung neuer Formen und
Modelle. Untersuchungen des Aufbaus und der Funktion von Windverbreitungs-
konstruktionen können die eigenen gestalterischen Fähigkeiten und Fertigkeiten
beflügeln und dazu verhelfen, tiefer in die Grundlagen des Fliegens einzudringen.
Vielleicht werden auch durch die Untersuchung von pflanzlichen Flugobjekten
gänzlich ausgefallene Ideen für Neukonstruktionen entstehen?
Das Buch zeigt u. a., wie durch die systematische und zielgerichtete Nutzung
von Entdeckungs- und Erfindungsmethoden die Kreativität bei der Entwicklung
