Flugfähigkeit – das „Hummel-Paradoxon“
Hummel an einer
Kornblume
Hartnäckig hält sich in populärer Literatur die Legende, dass eine Hummel nach den Gesetzen der
Aerodynamik nicht fliegen könne. Die Geschichte kursierte zunächst als Scherz Anfang der 1930er Jahre unter Studenten des renommierten Aerodynamikers
Ludwig Prandtl an der Universität Göttingen, und sie wurde begierig von der Presse aufgenommen.
[39] Nach dieser Geschichte soll eines Abends in einer Gaststätte ein Biologe einen Aerodynamiker gefragt haben, warum eine Biene oder Hummel fliegen könne. Die Antwort des Aerodynamikers soll nach einer kurzen Berechnung auf einem Bierdeckel oder einer Serviette in etwa so gelautet haben:
Die Hummel hat 0,7 cm² Flügelfläche und wiegt 1,2 Gramm. Nach den Gesetzen der Aerodynamik ist es unmöglich, bei diesem Verhältnis zu fliegen.
Dazugedichtet wurden meist noch anschließende Sätze wie:
Die Hummel kümmert das nicht und sie fliegt trotzdem. oder
Da die Hummel die Gesetze der Aerodynamik nicht kennt, fliegt sie dennoch.
Der Aerodynamiker soll seine Berechnungen vor dem Hintergrund, dass er die Flügel der Hummel fälschlich als steif angenommen hatte, nochmals überdacht haben. Aus der späteren Antwort ließ sich aber wohl keine Schlagzeile machen. Es ist umstritten, wer dieser Aerodynamiker war. In einigen Quellen wird vermutet, dass es sich um den Schweizer Gasdynamiker
Jacob Ackeret (1898–1981) gehandelt haben könnte. Eventuell war es auch
André Sainte-Laguë, ein Mathematiker und Mitarbeiter des französischen Entomologen
Antoine Magnan. Letzterer erwähnt eine ähnlich lautende Behauptung seines Assistenten zum Flug der Insekten 1934 in seinem Buch
Le Vol des Insectes.
Tatsächlich gibt es hier kein
Paradoxon. Hummeln sind sehr viel kleiner als Flugzeuge. Sie bewegen sich jedoch in der gleichen Luft mit der gleichen Dichte und der gleichen
Viskosität. Das hat zur Folge, dass die
Reynolds-Zahl für den Hummelflug viele Größenordnungen kleiner ist als die für den Flugzeugflug. Damit unterscheiden sich die Formen des Strömungsfelds um die Flügel erheblich. Theorien hierzu wurden schon in den 1930er Jahren entwickelt. Dabei spielten insbesondere
Wirbel eine entscheidende Rolle. Der experimentelle Nachweis dazu wurde 1996 erbracht, als Charles Ellington von der
Universität Cambridge Versuche zum Insektenflug vornahm: Durch den Flügelschlag werden Wirbel erzeugt, die der Hummel den nötigen
dynamischen Auftrieb verschaffen. Die Existenz dieser Wirbel ließ sich mit optischen Mitteln zeigen.
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