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Hydrodynamik: Fliegen im Schaum

Flügel im Schaum
Bestünde unsere Atmosphäre aus feinem Schaum, müssten unsere Flugzeuge über Kopf fliegen. Im Gegensatz zu Gasen oder Flüssigkeiten verleiht Schaum einer Tragfläche keinen Auftrieb, sondern zieht sie nach unten. Das haben nun die drei Physiker Benjamin Dollet und François Graner vom Laboratoire de Spectrométrie Physique (LSP) sowie Miguel Aubouy vom CEA Laboratorium im französischen Grenoble festgestellt. Sie erzeugten mit einer Waschlösung einen feinen Schaum aus jeweils etwa 3,5 Millimeter großen Seifenblasen. Damit umspülten sie eine Tragfläche, die sie mit einer Videokamera beobachteten. Zugleich bestimmten sie die auf die Tragfläche wirkende Kraft.

Wie bei der Hydro- und Aerodynamik üblich, strömt auch Schaum oberhalb des Flügels schneller als unterhalb. Das führt normalerweise zu einem Auftrieb. Die oberhalb der Tragfläche an den Bläschen zerrenden Kräfte deformierten diese jedoch beträchtlich. Um dieser Verformung entgegen zu wirken, saugen die Bläschen unterhalb der Tragfläche den Flügel nach unten. Das führt zu einer resultierenden Kraft, die nach unten gerichtet ist. Wollte man also in einem Schaumbad fliegen, müsste man die Tragflächen eines Flugzeugs umdrehen.

Ob diese Erkenntnis einmal bei der Erforschung fremder Planeten eine Rolle spielen wird, steht noch in den Sternen. Die Physiker verfolgen zunächst zumindest irdische Ziele. Sie glauben, ihre Ergebnisse könnten wichtig sein für das Arbeiten mit Granulaten oder Polymeren, für die Erzgewinnung oder für die Förderung von Erdöl aus porösem Gestein. Ferner meinen sie, dass selbst die embryonalen Zellen eines heranwachsenden Fötus der von ihnen untersuchten Dynamik gehorchen.

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