Die aerodynamischen Vorgänge, wie sie beim Reise- und Schwebeflug von Libellen vorkommen, wurden mit zwei Profilen in einer Tandemanordnung erzeugt und mit Hilfe von Particle Image Velocimety (PIV) erfasst. Hierbei wurden Reynolds Zahlen im Transitionsbereich und reduzierte Frequenzen untersucht, die den Flügelschlag von Libellen abbilden und somit für die Entwicklung von Micro Air Vehicles (MAVs) relevant sind. Die Dynamik der Wirbelstrukturen, die sich in den stark abgelösten Strömungen über den Profilen bilden, wurde durch die Berechnung der Trajektorien der Wirbelzentren, der Druckintegrale und der Kontrollvolumenmethode analysiert. Weiterhin wurden Kraftmessungen und numerische Simulationen (URANS) durchgeführt, um die Ergebnisse abzusichern. Als erstes wurden Entstehung und Beeinflussung der Vorderkanten- und Hinterkantenwirbel an einem einzelnen Profil untersucht, indem eine nicht-sinusförmige Kinematik und das Konzept der optimalen Wirbelbildung angewendet wurden. Entgegen der gängigen Meinung, zeigen die Ergebnisse, dass der Vorderkantenwirbel ohne das Vorhandensein einer Strömungskomponente in Querrichtung beeinflusst werden kann. Ebenso kann der Hinterkantenwirbel durch die Überlagerung einer schnellen Nickbewegung im Tiefpunkt der Hubbewegung reduziert oder sogar komplett getilgt werden. Die darauf aufbauende Analyse der Strömung, die sich in der Tandemanordnung ergibt, zeigt für den Reiseflug, dass die Wirbelbildung am vordern Profil stark durch die Position des hinteren Profils beeinflusst wird. Dies gilt sowohl für den Fall, in dem das hintere Profil statisch ist, als auch, wenn es ebenfalls bewegt wird. Messungen bei verschiedenen Phasenwinkeln zwischen den Profilen haben gezeigt, dass bei einem Phasenwinkel von ψ=60° in der Summe ein Schub entsteht, was in Übereinstimmung mit Beobachtungen aus dem Libellenflug ist. Der für den Schub verantwortliche Mechanismus, konnte als eine Tiefdruck-Blase am hinteren Profil, die durch den vorüberziehenden Vorderkantenwirbel des vorderen Profils verursacht wird, identifiziert werden. In gleicher Weise entsteht durch das Vorüberziehen des Hinterkantenwirbels des vorderen Profils ein induzierter Wirbel am hinteren Profil, der den Energieverbrauch innerhalb der Aufwärtsbewegung verringert. Abschließend wurde die Strömung, die sich für die Tandemanordnung im Schwebeflug ergibt, mit Hilfe von zeitaufgelösten PIV-Messungen erfasst. Hierbei ergab sich, in Übereinstimmung mit den Erkenntnissen von Libellen, ein Phasenwinkel von ψ=90°, bei dem der Hinterkantenwirbel des vorderen Profils eine positive Wirkung auf die Entstehung des Vorderkantenwirbels des hinteren Profils hat. Dieser Mechanismus bestimmt die Stärke und Position des Hinterkantenwirbels am hinteren Profil und beeinflusst dadurch die Schuberzeugung und den Energieverbrauch. Diese Ergebnisse stimmen sowohl mit den Beobachtungen in der Natur, als auch mit Kraftmessungen an dreidimensionalen Schlagflügelmodellen überein. Dies legt die Vermutung nahe, dass die Strömungskomponente in der Querrichtung des Flügels nicht für eine effektive Kontrolle der Wirbelstrukturen notwendig ist, sondern aus den Einschränkungen bei der evolutionären Entwicklung von Schlagflügel herrührt. | German |