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Zum Flug der rasch fliegenden Rinderbremse, Tabanus bovinus (Diptera: Tabanidae)

[Aspects of Flight of the Fast Flying Cattle Fly, Tabanus bovinus.]

Nachtigall, Werner

Entomologia Generalis Volume 27 Number 1 (2004), p. 35 - 53

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published: Aug 1, 2004

DOI: 10.1127/entom.gen/27/2004/35

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Kurzfassung

Unterschiedlich rasche Flüge von etwa 25 Exemplaren von Tabanus bovinus Linnaeus 1758 (Rumpflänge lR= 2,3 ± 0,3 cm), die zu den schnellsten Fliegern zumindest der einheimischen Insektenwelt gehören, wurden nahe einer Kuhherde bei 29°C < Ta < 32°C und definierten, die Fluggeschwindigkeit in Bewegungsrichtung kaum beeinflussenden Windverhältnissen gegen unstrukturierten Hintergrund videographisch (50 Halbbilder 1/s, bis 1/16000 s) registriert. Die Flügelschlagfrequenz wurde nach Tonspuranalysen zu 110 ± 10 1/s bestimmt. Bei 111 auswertbaren raschen Vorbeiflügen betrug die mittlere Fluggeschwindigkeit der schnellsten Flüge v durchschn. max = 5,71 ± 1,90 % m 1/s (20,56 ± 6,84 km 1/h), die Relativgeschwindigkeit v rel = 228 ± 76 1R 1/s. Die zugehörigen, auf die Rumpflänge bezogenen Reynoldszahl betrug Re 1R = 10 hoch 4, der Fortschrittsgrad lambda = 0,68. Pro Flügelschlag flog Tabanus bovinus hierbei 5,34 cm, das heißt 2,2 Körperlängen weit. Es wird wahrscheinlich gemacht, daß dies mit der Extrem-Flügelkinematik eines „fast vertikalen Aufschlags“ gerade noch möglich ist. Mit zunehmender Fluggeschwindigkeit sinkt der Rumpfanstellwinkel von alpha R = 45° im Schwirrflug auf Werte nah 0°. Der abdominal etwas abgeplattete Rumpf erzeugt bei Schrägstellung merklichen Auftrieb (Auftriebsbeiwert cA 25 = 0,67), was den Flügelauftrieb etwas entlasten könnte. Der Widerstandsbeiwert c w bei Null-Anstellwinkel beträgt c w min = 0,67 bei Re = 10 hoch 4, was in diesem Re-Bereich eine gute Strömungsanpassung bedeutet. Bei physiologischer Anströmung von vorne ist c w gegenüber allen anderen experimentellen Anströmungen am geringsten. Mit zunehmendem Rumpfanstellwinkel steigt der c w-Wert im Bereich 5° < alpha < 45° angenähert linear. Darstellungen aufgelöster aerodynamischer Rumpfpolaren c w (alpha R) und c A (alpha R) sowie Rauchkanalbilder zur Strömungssichtbarmachung werden gegeben.

Abstract

Different quick flights of about 25 specimens of Tabanus bovinus Linnaeus 1758 (body length l R = 2,3 ± 0,3 cm), belonging to the fastest flyers at least in the local insect fauna, were video recorded (50 half frames 1/s, up to 1/16000 s) against unstructured background near a herd of cows at 29°C < T alpha = < 32°C and defined, the flying speed in flight direction nearly not influencing wind conditions. The wing beat frequency was determined by audio tracks to 110 ± 10 1/s. Within 111 analyzable fast flights the flight speed was v average max = 5,71 ± 1,90 m 1/s (20,56 ± 6,84 km 1/h), the relative speed v rel = 228 ± 76 l R 1/s. The Reynolds number was Re lR = 10 to the 4. The advance ratio was lambda = 0,68. During one wing beat Tabanus bovinus L flew 5,34 cm, that means 2,2 body lengths. It is shown, that this just might be possible with the extreme wing beat kinematics of “nearly vertical upstroke”. At increasing flight speed the body angle sinks from alpha R = 45° at hovering flight to nearly 0°. The abdominally something flattened trunk produces at oblique position noticeable lift (lift coefficient c A 25 = 0,67), disburdening the lift of the wing. The drag coefficient c w at zero angle of attack amounts to c w min = 0,67 at Re = 10 to the 4, that means a good flow adaptation within the given Re-range. At physiological flow conditions (front wind) c w is smaller than at any other experimental flow directions. With increasing body angle the cw-value rises within the range 5° < alpha < 45° nearly linearly. Presentations of resolved aerodynamic polars of the trunk c w (alpha R) and c A (alpha R) and photos in a smoke wind tunnel showing the flow are given.

Keywords

Tabanus bovinus Linnaeus 1758FluggeschwindigkeitInsektenflugRumpfwiderstandSchneller Flugbody dragfast-flightflight speedinsect flight