Segel

Segel setzen und stellen mit Computer – steht häufig in Zeitungsartikeln von den Grossseglern. Auf den Schiffen die ich kenne, werden die Segel mit technischen Hilfen gesetzt und geborgen und Prozessoren mag es in der Hydraulik geben, aber Computerunterstützung bei der Entscheidung, welche Segel ich wo setze, gibt es auf den Schiffen nicht. Die Variablen sind umfangreich und wahrscheinlich auch nicht alle in mathematischen Formeln darstellbar. Das System Segeln auf einem grossen Schiff in all seinen Aspekten als Rechnermodell zu ermitteln entzieht sich wohl noch einer praktischen Anwendung. Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Segel auf den grossen Seglern. Die Schratsegel, die in der Schiffslängsrichtung nach vorn festgemacht sind. In der Schiene am Mast oder an Stagreitern am Stag werden die meist dreieckigen Segel gesetzt oder niedergeholt. Dagegen hängen die Rahsegel mit dem Oberliek an der Rah. Sie sind meist viereckig und werden auf der Rah geborgen oder in die Rah hinein gerollt. Schratsegel benötigen gute Luftanströmung um effektiven Auftrieb zu bringen. Und die Rahsegel bekommen den Wind senkrecht oder besser um 20° in den Wind gestellt. Wenn Sie also ein rahgetakeltes Schiff sehen, das alle Rah- und Schratsegel gesetzt hat, kann etwas nicht stimmen. Entweder der Segler hat optimale Bedingungen bei den Rahsegel, dann flattern die Schratsegel nur im Wind. Allerdings werden sie nicht flattern, weil die Schoten dicht geholt sind. Haben die Schratsegel gute Anströmung, bringen die Rahsegel nicht viel, sie stören eher die Anströmung an die Schratsegel. Der Begriff „unter Vollzeug“ wird gerne mit Respekt und Bewunderung für eine fähige Besatzung und tüchtigen Schiffsführer benutzt. Bei sanfter Brise und mitlaufender Hauptmaschine eine wunderschöne Kulisse. Nur über den guten Wirkungsgrad der Segel sollte man bei dem erhebenden Anblick besser nicht nachdenken. Ich musste erst die Arbeit von Herrn Schenzle über Wind-Zusatzantriebe lesen, um Windstärke / Windgeschwindigkeit und Energiefluss-Dichte in das richtige Verhältnis setzen zu können. Die Energiedichte der kinetischen Energie geht exponential nach oben. Bei Bft. 4 stehen alle Segel und jedermann ist fröhlich. Bei bft. 5-6 weht der Wind mit 10facher Stärke und bei Bft. 10 erreicht der Wind bereits die 100fache Energiefluss-Dichte. Für unser Beispiel Royal Clipper gilt, bei Bft.4 alle Segel gesetzt, also 5000 m², und das Schiff macht etwa 11 kn. Um die gleiche Geschwindigkeit bei Bft. 6 zu erreichen, muss ich die Segelfläche auf 500 m² reduzieren und bei Windstärke 10 auf 50 m². Das klingt alles sehr theoretisch, kommt aber nach meinen Erfahrungen gut hin. Sie können sich den begeisterten Segler vorstellen, der an der Kompetenz des Kapitäns zweifelt, weil der bei bft. 6-7 mehr als die Hälfte der Segelfläche wegnimmt. Segelschwerpunkt und Lateralwiderstand, ich hatte das schon angesprochen – ein anderes interessantes Problem in bezug auf Bau und Betrieb eines grossen Seglers. Der hintere Mast, Kreuzmast auf dem Fünfmast-Vollschiff und Besan auf der Barkentine, unterstützen die Manöver – bringen aber bei allen Segeln gesetzt den Segelschwerpunkt zu weit nach achtern. 5 Nach dem Motto – egal wie effizient, Hauptsache alles Tuch oben – ist das optimale Segeln dann weniger interessant. Um das Schiff auf Kurs zu halten, liegt das Ruder etwa 7 zur LeeSeite.

Alle Segel werden von Deck aus bedient, zum setzen und bergen muss keiner in den Mast. Was dem Kapitän mehr Freiheiten gibt, die Segelfläche – besonders bei Nacht und ungünstigen Wetterbedingungen zu bestimmen, ohne Besatzung zu gefährden. Die stehende Wache von 3 bzw. 2 Mann reicht aus, die Segel zu bedienen. Die Rahsegel werden durch Hydraulikmotoren an den Rahnocken horizontal auf einer Achse in der Rah gerollt. Jeweils drei Rahen können parallel über eine Winde gebrasst werden. Von drei Kontrollstationen werden die Segel der fünf Masten der Royal Clipper gesetzt oder gebrasst. Meistens funktioniert es auch. Bei viel Winddruck oder stark schlagenden Segeln kann es schon mal Probleme geben.

Eine Empfehlung für die Segelfläche in Abhängigkeit von der Windstärke und der relativen Richtung gibt die Werft-Richtlinie. Bis Bft. 4 können alle Segel gesetzt werden, nimmt der Wind bis 5 und 6 bft.zu, muss ich ganz schnell die Fischermänner und Bramsegel bergen, von erst 2700 m² bleiben dann noch 1800 m², 1/3 weniger. Nach der Werftkalkulation ist zu erwarten, dass die Barkentinen bei Windstärke 6, allen Segeln gesetzt und der Wind aus der dann ungünstigsten Richtung von querab kommend, auf 20° Schlagseite kommt. Die hohen Masten und damit die hohen Segelschwerpunkte der Fischermänner bringen viel Hebel. Hoch am Wind segelnd, werde ich besser auf die Rahsegel verzichten. Bei Starkwindbedingungen kann ich die Marssegel führen und einige Stagsegel zur Kursunterstützung stehen lassen. Und bei Sturm, gemäss der Windenergie-Dichte reicht das stehende Gut – bzw. die Untermars und ein Stagsegel. Auch zur Stabilisierung reichen ein oder zwei Stagsegel, um das Schiff in der Sturmsee etwas zu stützen. Die Forderung bleibt unter allen Bedingungen, die Schiffe aufrecht zu segeln. Jedenfalls nicht mehr als 7° bis 8° Krängung. Was diesmal auch vernünftig ist, denn Schlagseite bringt nicht mehr an Geschwindigkeit. Auch für Royal Clipper gibt es eine Werft-Empfehlung über die zu setzenden Segel und die Windstärke. Da es hier vor allem um die Stabilität geht, wird der scheinbare Wind als der ungünstigste Fall von querab kommen. Bis Bft 5 alle Segel gesetzt. Diese Bedingung tritt häufiger auf und bringt kaum mehr als 5° Krängung. Allerdings liegt das Ruder dann ca.5° nach Lee, um das Schiff auf Kurs zu halten. Aber das ist ja der Vorteil eines Schiffes mit vielen Masten, ich kann die Segelfläche so konfigurieren, dass ich Segel- und Lateralschwerpunkt übereinander bekomme. Nur wird dafür kaum jemand an Bord Verständnis haben, wenn ich achtern die Segelfläche reduziere. Bei Bft 7 mit mehr als der Hälfte der verfügbaren Segelfläche zu segeln erfüllt nicht die Bedingungen von der Wind-Energiedichte. Was auch für 8 Bft gilt. Bei 9 und 10 Bft, Sturm bzw. Schwerer Sturm, reduziert sich die Segelfläche auf einige Stützsegel, die aber von guter Wirkung sind. Ich habe bei orkanartigem Sturm, Bft 11, vorm Wind und bei relativ flacher See 17 Knoten erreicht. Interessant wäre sicher die Antwort auf die Frage, wie viel Leistung für diese Geschwindigkeit notwendig sind, wenn für 11 Knoten Fahrt ca. 5000 PS erforderlich sind. Ein Phänomen des Segelns lässt sich auch auf einem grossen Segelschiff nicht vermeiden – die Schräglage unter dem Winddruck. Die kurze Information über den Fluss an kinetischer Energie bei zunehmendem Wind gibt einen Hinweis auf die Kräfte, die das Schiff bewegen.

Natürlich gibt es Toleranzen, die liegen bei normalen Bedingungen bei 6°, maximal 10° – 11°. Was darüber hinaus geht, wird lästig und macht das Schiff nicht schneller.

Ich glaube das Problem kennen alle Segler, wenn der Zeitpunkt für das Reffen der Segel verpasst wurde. Man spürt, dass selbst die gereffte Gross und ein kleines Vorsegel noch zuviel sind. Das kann auch auf einem Grosssegler passieren, und auch hier wird Segelbergen oder Reffen zum Problem. Die Rahsegel drehen sich wie eine Jalousie in die Rah. Auf den Rahnocken sitzen Hydraulikmotoren, die die durchgehende Achse drehen, auf der das Segel befestigt ist. Bei normalen Bedingungen funktioniert das. Wenn das Segel schlägt oder zuviel Druck hat, kann es zu Problemen kommen. Das Segel muss sich gleichmässig auftuchen, um Platz in der Rah zu finden. Schlimmstenfalls gehen die Rigger hoch und schlagen Geitaue und Gordings an,
um das Segel hoch an die Rah zu bringen und aufzutuchen. Was nicht allzu häufig passiert.