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Aufflug ``mit dem Widerstand'' bei der Blauflügel-Prachtlibelle Calopteryx virgo (Odonata: Calopterygidae)

[Take-off by Drag Generation in the Blue-winged Demoiselle, Calopteryx virgo (Odonata: Calopterygidae]

Nachtigall, Werner

Entomologia Generalis Volume 26 Number 4 (2003), p. 241 - 251

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published: Jun 1, 2003

DOI: 10.1127/entom.gen/26/2003/241

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Kurzfassung

Im Gegensatz zu Schlägen mit Phasenverschiebung zwischen Vorder- und Hinterflügeln, die beim normalen Flug und beim Werbeflug mit gleichphasischer bis gegenphasischer Bewegung verlaufen können, (u. a Anders & Roppell 1996) wurde für den raschen vertikalen Abflug folgendes festgestellt: Alle Flügel schlagen synchron und rasch nach unten. Mit Modellmessungen unter Strömungssichtbarmachung wurde gezeigt, daß dadurch ein abwärts wandernder Wirbelring erzeugt wird, ähnlich dem bei einem abhebenden Kohlweißling (Ellington 1980). Sofern dessen Kenngrößen ausmeßbar sind, zeigen Berechnungen mit Näherungsformeln, daß dadurch eine aufwärts gerichtete Reaktionskraft bis etwa zur Größe des doppelten Tiergewichts erzeugt wird, die das Tier hochkatapultiert. Bereits der nächste Flügelschlag verläuft mit starker Phasenverschiebung unter Auftriebsnutzung. Damit wurde die in Roppell (1985, 1989) angeführte - aber strömungsmechanisch nicht näher erläuterte - Möglichkeit des "Fliegens mit dem Widerstand" an Hand einer meßtechnisch zugänglichen und rechnerisch annäherbaren Flugsituation nachgewiesen.

Abstract

It is shown that - contrary to equal phasic up to antiphasic beating of the fore- and hindwings at normal flight and in mating flight (a.o. Anders & Ruppell 1996) - during quick vertical starts, all wings beat rapidly and synchronously downward. Model measurements using flow visualisation show that hereby a downward travelling vortex ring, very similar to that of a white cabbage butterfly's vertical take-off (Ellington 1980), is generated. When parameters are measurable, calculations using approximation parameters show that an upward directed reaction force corresponding up to double body weight is generated, thus catapulting the insect vertically into the air. The very next wing-beat already shows a pronounced phase shift which permits lift generation. Thereby the possibility of flying by drag generation, that was indicated by Roppell (1985, 1989) but not analysed in terms of flow mechanics was proved using a flight situation that was measurable and the parameters of which could be calculated.

Keywords

Calopteryx virgo (Linnaeus 1758)InsektenflugFlugverhaltenaerodynamischer WiderstandFlugstartinsect flightflight behaviouraerodynamic dragtake-off