Nautische Berechnungs-Tools

Was sagt mir das Ergebnis?

Geografische Sichtweite
Die geografische Sichtweite gibt an, bis zu welcher Entfernung ein Ziel bestimmter Höhe (jeweilige Eingabe) in Abhängigkeit von der eigenen Augenhöhe theoretisch sichtbar ist.
Wird die Zielhöhe auf 0 m gesetzt, entspricht das Ergebnis dem Abstand des optischen Horizonts (Kimmabstand).

In der terrestrischen Navigation wird dieses Verfahren unter der Bezeichnung „Feuer in der Kimm“ auch zur Ortsbestimmung genutzt: In dem Moment, in dem ein Leuchtfeuer bekannter Höhe und Position am Horizont (in der Kimm) erscheint, lässt sich daraus der Abstand zu diesem Seezeichen bestimmen. Wird das Leuchtfeuer parallel gepeilt, ergibt sich ein aktueller Standort aus Peilung und Abstand.

Radar-/Funkreichweite
Die theoretische Radarreichweite und die Reichweite im UKW-Funk sind vergleichbar. Beide hängen maßgeblich von der Antennenhöhe ab. Hinzu kommt die Zielhöhe beziehungsweise im Funkbetrieb die Antennenhöhe der Gegenstelle.
Wird diese auf 0 m gesetzt, ergibt sich der Abstand des Radar-/Funkhorizonts. Da Radar- und Funksignale der Erdkrümmung in begrenztem Umfang folgen können, liegt der Radar-/Funkhorizont etwas jenseits des optischen Horizonts (rund 10 %).

Was ist in der Praxis zu bedenken?

Die hier angewendete Formel berücksichtigt ausschließlich den Einfluss der Erdkrümmung. Die optische Sichtweite hängt in der Praxis zusätzlich von den atmosphärischen Bedingungen ab. Bei eingeschränkter Sicht reduziert sie sich entsprechend; das Verfahren „Feuer in der Kimm“ ist dann zur Ortsbestimmung nicht mehr verlässlich. Hinzu kommt die begrenzte Tragweite mancher Leuchtfeuer.

Auch die Radar- und Funkreichweite kann durch atmosphärische Einflüsse beeinträchtigt werden. Ebenso können eine Neigung der Antenne (z. B. durch Krängung) und hoher Seegang die erzielbare Reichweite reduzieren. Darüber hinaus muss die effektive Sendeleistung für die jeweilige Entfernung ausreichen: Verluste durch Trennstellen, Verkabelung und den verwendeten Antennentyp (UKW-Funk) können die Reichweite deutlich beeinflussen.
Bei konventionellen Impulsradaranlagen hängt die erzielbare Reichweite zudem von der eingestellten Impulslänge ab.

Was sagt mir das Ergebnis?

Beim Steuern auf See muss man sich meist am Steuerkompass orientieren – in Ermangelung direkter Ansteuerungsmarken. Ein Magnetkompass ist jedoch auf Magnetkompass-Nord (MgN) ausgerichtet – während die Seekarte, auf der wir unsere Kurse und Routen abstecken, auf rechtweisend Nord (rwN) ausgerichtet ist. Anders ausgedrückt: Die Karte orientiert sich am geografischen und nicht am magnetischen Nordpol.

Obendrein wird ein Magnetkompass von schiffsmagnetischen Einflüssen in Gestalt von Metallteilen und Elektroinstallationen an Bord abgelenkt. Diese „Kompassfehler“ müssen berücksichtigt werden, damit beim Steuern nach Kompass der Bug auch tatsächlich in die Richtung zeigt, die wir in der Seekarte abgesteckt haben.

Die unterschiedliche Nordreferenz von Kompass und Karte wird durch Einbeziehung der Missweisung (MW) korrigiert. Die MW für das jeweilige Seegebiet und Jahr findet sich in der Seekarte. Hinzu kommt die Magnetkompassablenkung (Abl) durch schiffsmagnetische Einflüsse, die bootsspezifisch ist und vom anliegenden Steuerkurs abhängt. Entsprechende Korrekturwerte finden sich in der Ablenkungstabelle beziehungsweise Steuertafel des Bootes.

Die Beschickung des Magnetkompasskurses (MgK) mit MW und Abl ergibt den rechtweisenden Kurs (rwK) – also den auf rwN ausgerichteten Kurs. Wird zusätzlich die Windabdrift in Gestalt der Beschickung für Wind (BW) einbezogen, erhält man den Kurs durchs Wasser (KdW) – in diese Richtung bewegt sich die Yacht durchs Wasser. Setzt ein Tidenstrom, bewegt sich obendrein das Wasser selbst über Grund. Durch Berücksichtigung der entsprechenden Beschickung für Strom (BS) ergibt sich der Kurs über Grund (KüG) – also die Bewegungsrichtung der Yacht über Grund.

Geht man vom geplanten Kartenkurs (KaK) aus, erhält man über die Kurswandlung einen Vorhaltekurs in Gestalt eines MgK, der neben den Kompassfehlern ebenso Windabdrift und Stromversatz ausgleicht – da hierbei BS und BW mit umgekehrten Vorzeichen eingehen. Wird dieser MgK gesteuert, sollte die Yacht über Grund trotz Wind- und Stromeinfluss genau dem vorgegebenen Kartenkurs folgen.

Beim Queren eines Verkehrstrennungsgebietes wäre hingegen der rechtwinklig zur allgemeinen Verkehrsrichtung verlaufende Kurs als rwK der Ausgangskurs, auf dessen Basis sich der erforderliche MgK sowie der zu erwartende KüG berechnen lassen.

Liegen für einen Beschickungswert keine Daten vor – wenn man etwa in einem Revier ohne Gezeitenströmungen unterwegs ist oder keine Ablenkungstabelle für den Steuerkompass existiert –, wird der betreffende Wert standardmäßig auf Null gesetzt. Wird keine Strombeschickung gewünscht, kann für die Fahrt durchs Wasser (FdW) einfach ein beliebiger Wert eingegeben werden.

Der Rechner eignet sich neben der Bordpraxis auch hervorragend zur Prüfungsvorbereitung: Stecke auf Deiner Übungskarte einfach beliebige Kurse ab, denk Dir einen Windversatz aus und rechne mit Strom zu beliebigen Zeiten – Deine Ergebnisse kannst Du jederzeit mithilfe des Rechners überprüfen.

Hinweis: Die Rechenwerte können bei der Strombeschickung leicht von den Ergebnissen aus einem gezeichneten Stromdreieck abweichen – zudem entspricht die vektorisierte Darstellung nicht exakt dem klassischen zeichnerischen Stromdreieck, da bei dessen Konstruktion abweichend vorgegangen wird.

Was ist in der Praxis zu bedenken?

Die Ergebnisse der Kurswandlung sind immer nur so belastbar, wie die eingesetzten Einzelwerte. So lässt sich etwa eine windbedingte Abdrift meist nur abschätzen. Die BW hängt schließlich nicht nur von der Windrichtung und -stärke, sondern ebenso vom Bootstyp, dessen Windangriffsfläche (Aufbauten, Besegelung) und vom Kurs zum Wind ab. Auf einem Amwindkurs fällt bei einer Segelyacht die Abdrift größer aus als auf einem Raumschotskurs – und übertakelt wird sie stärker abgetrieben als mit gerefften Segeln.

Exakte Werte finden sich immerhin für die regelmäßig verlaufenden Gezeitenströme. Einschlägige Gezeitenunterlagen (Seekarte mit Stromrauten, Gezeitenstromatlas) liefern detaillierte Angaben zur Stromrichtung (StR) und Stromgeschwindigkeit (StG) an verschiedenen Orten – meist in stündlicher Abfolge. Mittels Vektoraddition in Gestalt von Stromdreiecken lässt sich daraus der strombedingte Versatz berechnen.

Allerdings können auch die Gezeitenströme örtlich variieren – zum Beispiel an beschleunigenden Engstellen oder durch gegenläufige Neerströme an Biegungen. Außerdem bleiben windbedingte Oberflächenströme meist unberücksichtigt. Hier hilft nur aufmerksames Beobachten.

Hinzu kommt, dass auch längst nicht für jedes Boot eine detaillierte Liste zur Magnetkompassablenkung (Abl) auf verschiedenen Kursen existiert. Oder das schiffsmagnetische Feld wurde durch zusätzliche Einbauten oder Umrüstungen zwischenzeitlich verändert, so dass die existierende Tabelle nicht mehr aktuell ist.

Kurzum: In der Praxis sollte man sich nicht wundern, wenn sich trotz gewissenhafter Kursbeschickung mitunter Ablagen ergeben. Dies stellt die Rechenarbeit keineswegs komplett infrage – ohne Kursbeschickung würde man sich blind den beschriebenen Einflüssen ausliefern. Tritt trotzdem ein Versatz auf, wurde schlicht ein Faktor nicht oder nur unzureichend berücksichtigt und bedarf einer weiteren Korrektur.

Das lässt sich durch einen beständigen Abgleich von „Sollkurs“ und „Ist-Kurs“ – also der geplanten und der beobachteten Bewegung über Grund (etwa durch Mitkoppeln und regelmäßiges Bestimmen der Besteckversetzung) – praxisgerecht nachvollziehen; dies gehört zur navigatorischen Alltagspraxis.

Was sagt mir das Ergebnis?

Bei Peilungen mit einem Magnetkompass ergibt sich dieselbe Problematik wie bei Magnetkompasskursen: Die jeweiligen Werte unterliegen Kompassfehlern in Gestalt der Missweisung (MW) und Ablenkung (Abl) – zu den Details siehe die Ausführungen zur Kursbeschickung.

Diese Problematik kommt ebenso zum Tragen, wenn Seitenpeilungen (SP) durch Addition des anliegenden Magnetkompasskurses (MgK) in eine Magnetkompasspeilung umgerechnet werden.

Jede Magnetkompasspeilung (MgP) muss daher um Abl und MW korrigiert und in eine rechtweisende Peilung (rwP) umgewandelt werden, um sie in die Seekarte übertragen zu können – etwa im Rahmen einer terrestrischen Standortbestimmung.

Auf Basis der rwP lässt sich in die Seekarte eine vom Peilobjekt ausgehende, gesicherte Standlinie eintragen (sie verläuft vom Peilobjekt ausgehend in Gegenrichtung des rwP-Werts). Irgendwo auf dieser Linie muss sich unsere Yacht zum Zeitpunkt der Peilung befinden.

Was ist in der Praxis zu bedenken?

Die Magnetkompassablenkung (Abl) bezieht sich immer auf den anliegenden Magnetkompasskurs (MgK). Ein häufiger Fehler besteht darin, die Abl stattdessen für den Wert der Magnetkompasspeilung (MgP) aus der Ablenkungstabelle zu entnehmen. Doch die Abl hängt nicht vom Messergebnis der Peilung ab. Salopp könnte man sagen: Dem Kompass ist es egal, in welche Richtung man beim Peilen gerade schaut – das wäre die MgP. Entscheidend ist allein, in welche Richtung der Kompass gerade ausgerichtet ist – das ist der MgK.

Die Abl lässt sich auch nur für einen festen Einbauort belastbar ermitteln. Für Handpeilkompasse, die überall an Deck genutzt werden können, existiert daher in aller Regel keine Ablenkungstabelle. Hier setzt man die Abl dann einfach auf Null – in Ermangelung einer belastbaren Einschätzung. Das bedeutet, dass Peilungen über einen Handpeilkompass meist einen entsprechenden Fehler aufweisen – im Gegensatz zu einer Peilung über einen fest eingebauten Steuerkompass mit aktueller Ablenkungstabelle/Steuertafel.

Eine Alternative besteht in einer Seitenpeilung (SP) – etwa mithilfe einer Peilscheibe. Hier wird die Richtung zum Peilobjekt in Relation zur Rechtvorausrichtung des Schiffes bestimmt. Die Nullmarke der Peilscheibe wird dafür auf die Bugrichtung ausgerichtet. Addiert man zum Peilwert der Seitenpeilung den aktuellen Magnetkompasskurs (MgK), erhält man eine Magnetkompasspeilung (MgP). Vorteil: Man kann die Peilscheibe an Deck flexibel nutzen und bei der Umrechnung in eine rwP dennoch auf die gesicherten Ablenkungswerte des Steuerkompasses zurückgreifen.

Eine Radaranlage im „Head Up“- oder „Course Up“-Modus liefert ebenfalls Seitenpeilungen, sogenannte Radar-Seitenpeilungen (RaSP) – was oft durch ein kleines „R“ für „Relative“ am betreffenden EBL-Wert angezeigt wird (EBL = Electronic Bearing Lineal). Bei einigen Geräten wird dabei in Halbkreisen gemessen: jeweils 180 Grad zur Backbord- und zur Steuerbordseite. Dann steht hinter dem Peilwert noch ein „S“ für „Starboard“ (Steuerbord) oder ein „P“ für „Portside“ (Backbord).

Ist die Radaranlage mit einem elektronischen Richtungsgeber vernetzt, kann sie auch Magnetkompasspeilungen („M“ für „Magnetic“) oder sogar rechtweisende Peilungen („T“ für „True“) bestimmen – je nach Art und Kalibrierung des betreffenden Sensors.

Was sagt mir das Ergebnis?

Wie stark der Wind weht, wird je nach Quelle in unterschiedlichen Maßeinheiten angegeben. Die meisten Segler bevorzugen die Windgeschwindigkeit in Knoten (kn) – zumal dieselbe Maßeinheit auch für die Bootsgeschwindigkeit verwendet wird und einen direkten Bezug zur nautischen Navigation hat: Knoten = Seemeilen pro Stunde.

Insbesondere im skandinavischen Raum wird hingegen gern mit Meter pro Sekunde (m/s) gearbeitet – dort sind meist auch die Windmessgeräte an Bord auf diese Maßeinheit eingestellt. In allgemeinen Wetterberichten wird die Windgeschwindigkeit derweil oft in Kilometern pro Stunde (km/h) angegeben, wie man es vom Tachometer im Auto kennt.

Eine etwas gröbere Einordnung liefert die Angabe in Beaufort (Bft). Die Beaufort-Skala erstreckt sich vom 0 bis 12. Jedem Wert ist eine bestimmte Beschreibung beziehungsweise Charakteristik zugeordnet – vom „Windstille“ über „mäßige Brise“ und „steifer Wind“ bis zum „Orkan“.

Wird in Seewetterberichten von der Windstärke gesprochen, ist damit in der Regel der entsprechende Bft-Wert gemeint.

Was ist in der Praxis zu bedenken?

An Bord ist eine schnelle Umrechnung hilfreich, um Vorhersagen, Instrumentenanzeigen und Warnlagen rasch einordnen zu können.

Dabei ist zu bedenken, dass es sich bei kn, m/s und km/h um physikalische Geschwindigkeiten handelt, während die Bft-Angabe auf einer klassifizierenden Skala beruht.

Das bedeutet: Angaben in kn, m/s und km/h lassen sich direkt und eindeutig umrechnen. Die Einordnung in die Bft-Skala erfolgt hingegen anhand definierter Geschwindigkeitsbereiche.

Es gibt daher keine exakte Formel für eine direkte Umrechnung von kn, m/s oder km/h in Bft, sondern lediglich Faustformeln, die nur eingeschränkt funktionieren.

Hintergrund: Die im 19. Jahrhundert von Sir Francis Beaufort entwickelt Beaufort-Skala klassifiziert Windgeschwindigkeiten anhand der Auswirkungen des Windes an Land und auf See. Beaufort orientierte sich dabei unter anderem an der Besegelung, die eine Fregatte je nach Windstärke fahren konnte.

Später wurden zusätzlich typische Beobachtungen an Land – etwa im Gesicht spürbarer Wind – und auf See – etwa ein charakteristisches Wellenbild – zur Beschreibung der einzelnen Windstärken herangezogen.

Trotz dieser systembedingten Unschärfe hat sich die Angabe der Windstärke in Bft in vielen offiziellen Seewetterberichten und Vorhersagen bis heute etabliert.

Auch Starkwind- und Sturmwarnungen orientieren sich an der Beaufort-Skala (ab 6 Bft = Starkwind, ab 8 Bft = Sturm).

Was sagt mir das Ergebnis?

Das Strahlungsdiagramm einer Radarantenne weist eine Keulenform auf. Der horizontale Öffnungswinkel der Antenne bestimmt, wie stark die ausgesendeten Radarsignale horizontal gebündelt beziehungsweise aufgefächert werden (Keulenbreite).

Diese horizontale Auffächerung führt dazu, dass punktförmige Ziele auf dem Radarbild nicht als punktförmige Echos, sondern als der Keulenbreite entsprechende Echobögen dargestellt werden. Das räumliche Ausmaß dieser azimutalen Verformung (Azimut = Richtung) nimmt mit zunehmender Entfernung zu.

Das Rechenergebnis gibt an, wie breit der Echobogen eines punktförmigen Ziels in der eingestellten Entfernung in Abhängigkeit vom horizontalen Öffnungswinkel der Antenne ausfällt. Es bezieht sich auf das im Yachtbereich übliche X-Band-Radar (Wellenlänge etwa 3 cm).

Was ist in der Praxis zu bedenken?

Der horizontale Öffnungswinkel ist eine Gerätekonstante und den technischen Daten der Radarantenne zu entnehmen. Er bestimmt die horizontale Auflösung der Radaranlage – also ihr Vermögen, Ziele in gleicher Entfernung, aber unterschiedlicher Richtung (Azimut), als getrennte Ziele darzustellen.

Eine große azimutale Zielverformung kann dazu führen, dass sich die Echobögen benachbarter Ziele gegenseitig überdecken. Dies erschwert insbesondere das Auffinden von Hafeneinfahrten und Flussmündungen, ebenso wie exakte Peilungen.

Grundsätzlich gilt: Je kleiner die Antenne, desto größer der horizontale Öffnungswinkel. Moderne Radaranlagen mit digitalen Signalprozessoren können das horizontale Zieltrennungsvermögen durch sogenanntes „Beam Sharpening“ verbessern. Das hier berechnete Ergebnis bezieht sich ausschließlich auf den physikalischen Öffnungswinkel der Antenne – ohne Berücksichtigung rechnergestützter Zieltrennungsverfahren.

Was sagt mir das Ergebnis?

Beim Radar-Plotten geht es um eine Auswertung von Radarinformationen zur Beurteilung einer möglichen Kollisionsgefahr. Durch das Festhalten der Position eines Radarechos zu unterschiedlichen Zeitpunkten – dies wird als Ortung bezeichnet – lässt sich aus der beobachteten Bewegung des Ziels eine Projektion in die Zukunft konstruieren. Im Mittelpunkt steht dabei die Frage, ob sich eine gefährliche Nahbereichslage zu diesem Fahrzeug ergeben wird, wenn keiner der Beteiligten etwas unternimmt – etwa durch eine Kurs- oder Geschwindigkeitsänderung.

Das eigene Fahrzeug wird beim Radar-Plotten gemeinhin mit dem Kennbuchstaben A bezeichnet, das andere Fahrzeug entsprechend mit B (weitere Ziele fortlaufend mit C, D, E …). Zunächst werden der Annäherungsvektor und die Annäherungsgeschwindigkeit des Ziels bestimmt: der Kurs der relativen Bewegung des Fahrzeugs B (KBr) und dessen relative Geschwindigkeit (VBr).

Hintergrund: In die Bewegung des Radarechos fließt die Bewegung der eigenen Yacht mit ein. Es handelt sich daher um eine relative Bewegung. Das Radar erfasst das Ziel mit einer Antenne an Bord der eigenen Yacht, die sich zwischen den Ortungen selbst weiterbewegt. Die beobachtete Echobewegung ergibt sich somit aus der Bewegung des anderen Fahrzeugs und der eigenen Yacht.

Projizieren wir den KBr – also die Richtung der Echobewegung – in die Zukunft, lässt sich der Punkt der größten Annäherung bestimmen, der CPA (Closest Point of Approach). Dabei handelt es sich um den minimalen Passierabstand in Seemeilen (sm): So nahe werden sich die Fahrzeuge kommen, wenn keiner etwas unternimmt. Der CPA liefert die Grundlage für die Beurteilung, ob die Situation unkritisch ist oder ein Ausweichmanöver erforderlich wird.

Aus der Verlagerungsgeschwindigkeit des Echos (VBr) lässt sich zudem die verbleibende Zeit bis zum Erreichen des CPA bestimmen, die TCPA (Time to Closest Point of Approach).

Da die eigene Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit bekannt sind, lassen sich mittels Vektoraddition außerdem der Kurs (KB) und die Geschwindigkeit (VB) des anderen Fahrzeugs bestimmen. Diese Angaben können beispielsweise für einen Funkanruf hilfreich sein („Ship near position … with course … and speed …“), sofern keine AIS-Daten vorliegen.

Die Ermittlung von CPA und TCPA entspricht der Vorgehensweise nach Regel 7 b) der Internationalen Kollisionsverhütungsregeln (KVR). Demnach ist eine vorhandene und betriebsfähige Radaranlage jederzeit zu nutzen, „um eine frühzeitige Warnung vor der Möglichkeit der Gefahr eines Zusammenstoßes zu erhalten“ – und zwar einschließlich der Anwendung „des Plottens oder eines gleichwertig systematischen Verfahrens zur Überwachung georteter Objekte“.

Für die Praxis bedeutet dies, dass CPA und TCPA auch bei guten Sichtverhältnissen überprüft werden sollten, insbesondere bei unklaren Annäherungssituationen. Ein gegebenenfalls erforderliches Ausweichmanöver erfolgt dann allerdings nach Sicht. Ein Ausweichen allein auf Basis von Radarinformationen bei verminderter Sicht nach Regel 19 KVR erfordert eine weitergehende Auswertung.

Was ist in der Praxis zu bedenken?

Das Ausmessen von Peilung und Zielabstand erfolgt beim Radar traditionell mithilfe des elektronischen Peillineals EBL (Electronic Bearing Lineal) und des variablen Abstandsrings VRM (Variable Range Marker). Die EBL-Anzeige liefert je nach Konfiguration der Anlage nordbezogene Werte oder eine Radar-Seitenpeilung (RaSP). Letztere wird bei einigen Geräten auch in Halbkreisen ermittelt – mit dem Zusatz „P“ für „Portside“ (Backbord) oder „S“ für „Starboard“ (Steuerbord). Ansonsten wird eine Seitenpeilung meist mit einem „R“ für „relative“ gekennzeichnet – ein nordbezogener Wert mit „M“ für „magnetic“ beziehungsweise „T“ für „true“.

Eine verbreitete Faustregel lautet: Ein Plott ist immer nur so gut wie die Werte für Kurs und Fahrt. Steuerungenauigkeiten zwischen den Ortungen verfälschen KBr und VBr – und damit auch den CPA. Gleiches gilt für eine stark gierende Yacht. Es kann daher sinnvoll sein, nicht nur zwei, sondern – sofern ausreichend Zeit zur Verfügung steht – drei oder vier Ortungen in die Bewertung einzubeziehen.

Bei der Ermittlung von Kurs und Geschwindigkeit eines Ziels ist zudem auf die verwendeten Referenzsysteme zu achten – insbesondere darauf, ob es sich um eine Seitenpeilung oder um eine nordbezogene Peilung handelt. Für konsistente Ergebnisse sollten Kurs- und Peilwerte jeweils auf derselben Referenz basieren. Auch die Art der eigenen Geschwindigkeit hat Einfluss auf das Ergebnis – ob etwa mit der Fahrt durchs Wasser (FdW) oder mit der Fahrt über Grund (FüG/SOG) gerechnet wird.

In der Praxis wurde das zeichnerische Radarplotten weitgehend durch rechnergestützte Verfahren ersetzt. Viele Yachtradaranlagen verfügen über eine MARPA-Funktion („Mini Automatic Radar Plotting Aid“). Diese berechnet automatisch CPA und TCPA sowie Kurs und Geschwindigkeit verfolgter Ziele.

Allerdings ist auch MARPA auf stabile und belastbare Eingangsdaten angewiesen. Steuerfehler, Gieren oder eine instabile Zielverfolgung können die Ergebnisse verfälschen. Zudem setzt die Funktion einen angeschlossenen und korrekt arbeitenden Richtungssensor voraus.

Die hier berechneten Werte können geringfügig von zeichnerisch ermittelten Lösungen abweichen.

Was sagt mir das Ergebnis?

Die theoretische Rumpfgeschwindigkeit beschreibt die Höchstgeschwindigkeit in Verdrängerfahrt. Dabei entwickelt sich ein Wellensystem aus Bug- und Heckwelle, das von der Yacht selbst erzeugt wird und aus dem sie nicht ausbrechen kann. Denn die Wellenlänge wächst mit zunehmender Geschwindigkeit und entspricht ab einem bestimmten Punkt in etwa der Wasserlinienlänge des Bootes – ein weiteres Beschleunigen wird dadurch stark erschwert.

Die Wellenlänge hängt unmittelbar von der Wasserlinienlänge des Bootes (LWL = Länge der Wasserlinie bzw. Length at the Waterline) ab und begrenzt dessen maximale Fortbewegungsgeschwindigkeit durchs Wasser.

Was ist in der Praxis zu bedenken?

Die tatsächliche Wasserlinienlänge eines Boots kann von der Konstruktionswasserlinie (KWL bzw. CWL = Construction Water Line), die meist in den technischen Daten angegeben ist, abweichen – etwa durch Beladung und zusätzliche Ausrüstung, die das Boot tiefer eintauchen lassen. Auch Krängung führt je nach Rumpfform zu einer Veränderung der effektiven Wasserlinienlänge.

Gleitfähige Boote können die theoretische Rumpfgeschwindigkeit übertreffen, wenn sie in Gleitfahrt übergehen (für sie gilt diese „Schallmauer“ nicht). Ebenso kann ein sogenannter „Surf“ bei achterlichem Wind und achterlicher See ein zeitweises Überschreiten der Rumpfgeschwindigkeit ermöglichen.

Nichtsdestotrotz liefert die theoretische Rumpfgeschwindigkeit einen belastbaren Anhaltspunkt für die Einschätzung des Geschwindigkeitspotentials von Touren-Segelbooten und Verdränger-Motoryachten.

Was sagt mir das Ergebnis?

Die Segeltragezahl (STZ) gibt das Verhältnis von Verdrängung und Segelfläche an – es handelt sich dementsprechend um einen dimensionslosen Wert (ohne Maßeinheit). Sie liefert eine Einschätzung des Segel- und Speed-Potenzials einer Segelyacht: Eine hohe Segeltragezahl verheißt mehr „Segel-PS“ – die Yacht weist angesichts ihres Gewichts eine vergleichsweise große Segelfläche auf, was insbesondere ihre Leichtwindeigenschaften (ungerefft) verbessert.

Denn schon bei verhältnismäßig wenig Wind kann genügend Druck bzw. Kraft erzeugt werden, um die Yacht zu beschleunigen. Ein Boot mit derselben Verdrängung, aber niedrigerer Segeltragezahl benötigt mehr Wind, um in Fahrt zu kommen und reagiert auch nicht so behände auf eine Windzunahme.

Achtung: Insbesondere im englischsprachigen Raum wird alternativ oft die sogenannte „Sail Area to Displacement Ratio“ (SA/D) verwendet. Sie stellt auf dieselben Zusammenhänge ab, kann allerdings bei der Nutzung abweichender Maßeinheiten wie etwa Fuß, Quadratfuß und Pfund zu abweichenden Ergebnissen führen. Der Wert für die SA/D fällt dann deutlich größer als der Wert für die STZ aus.

Was ist in der Praxis zu bedenken?

Zunächst entspricht die tatsächliche Verdrängung einer Fahrtenyacht im typischen Gebrauch nur selten der werftseitigen Angabe. Nachträgliche Installationen und mitgeführte Ausrüstung sowie Beladung und Crew sorgen meist für ein deutlich höheres Gewicht. Eine Yacht, die beispielsweise für eine Atlantiküberquerung ausgerüstet wurde, wird schon allein angesichts des mitgeführten Proviants und Trinkwasservorrats mit einer veränderten Segeltragezahl rechnen müssen.

Die tatsächliche Segelperformance einer Yacht hängt darüber hinaus noch von weiteren Faktoren wie unter anderem der Rumpfform sowie der Gestaltung des Unterwasserschiffs und seiner Anhänge ab. Zudem spielt die Gewichtsverteilung eine Rolle: Eine Yacht mit tiefliegendem Ballast und/oder hohem Ballastanteil segelt steifer. Sie kann somit auch länger unter Vollzeug fahren beziehungsweise muss später reffen. Zudem erhöht ein breiter Rumpf die Anfangsstabilität und sorgt ebenfalls für einen späteren Reffpunkt.

Obendrein beeinflussen Segelplan, Rigg-Geometrie und Trimm-Möglichkeiten die Segelperformance. Lassen sich die Segel effizient höheren Windgeschwindigkeiten anpassen (flacherer Trimm), kann wiederum der Reffzeitpunkt hinausgezögert werden.

Und je länger eine Yacht ihre volle Segelfläche tragen kann (ohne dass diese ihre Effizienz verliert), desto mehr Performance wird sie auf dem Wasser bieten.

Gleiches gilt für einen effektiven Leichtwindtrimm und den Einsatz spezieller Leichtwindsegel (Gennaker, Code Zero & Co.). Letztere erhöhen durch ihre große Fläche wiederum die Segeltragezahl.

Was sagt mir das Ergebnis?

Das Verhältnis von Länge zu Breite ermöglicht ebenfalls eine Einschätzung des Segelverhaltens. Ein schlanker Rumpf reduziert die Anfangsstabilität und sorgt somit für ein rankeres Boot: Es krängt früher als ein Boot mit hoher Anfangsstabilität. Im Gegenzug erlaubt die verringerte benetzte Fläche eine bessere Leichtwindperformance. Schlanke Boote vermögen in aller Regel auch mehr Höhe am Wind zu laufen. Das bedeutet einen kleineren Wendewinkel, was sich insbesondere beim Kreuzen auszahlt. Man könnte auch salopp sagen, dass hier etwas Komfort zugunsten der Performance aufgegeben wird. Denn ein schlanker Rumpf bietet bei derselben Bootslänge naturgemäß weniger Raum unter Deck als eine vergleichsweise breite Yacht.

Was ist in der Praxis zu bedenken?

In der Praxis hängen die Segelperformance und die erzielbare Höhe am Wind noch von vielen weiteren Faktoren ab (siehe die Ausführungen zur Segeltragezahl). So sind gerade für den Wendewinkel auch Segelplan und Rigg-Geometrie von entscheidender Bedeutung – etwa, wie eng sich das Vorsegel schoten lässt.

Die Ausführungen an dieser Stelle sind außerdem lediglich auf Fahrtenyachten anzuwenden – bei Rennyachten spielen noch deutlich mehr Faktoren mit hinein.

Für manche Eigner ist es auch einfach eine Geschmacksfrage – sie finden schlanke Rümpfe attraktiver als vergleichsweise breite Schiffe. Andere legen wiederum mehr Wert auf ein maximales Raumangebot. Wie auch immer: Der Wert liefert auch ohne Besichtigung und aussagekräftige Fotos zumindest eine allgemeine Einschätzung der Gestaltung der Yacht.

Was sagt mir das Ergebnis?

Während die Segeltragezahl eine Einschätzung der Performance einer Segelyacht liefert, steht bei der Comfort Ratio (CR) der Segelkomfort im Fokus – genauer: das Verhalten der Yacht im Seegang. Die CR wird von manchen Blauwasserseglern als Auswahlkriterium verwendet, denen möglichst angenehme beziehungsweise gemäßigte Bootsbewegungen wichtiger sind als maximaler Speed. Zumal bei Ozeanüberquerungen auch vorzugsweise mit achterlichen Winden gesegelt wird – etwa auf der sogenannten „Barfußroute“.

Je höher die Comfort Ratio, desto ruhiger sollte das Boot im Wasser liegen und sich im Seegang bewegen. Allerdings sinkt mit zunehmender CR auch die Segelperformance – kurzum: Die Yacht wird mit zunehmendem Komfortwert auch immer schwerfälliger.

Was ist in der Praxis zu bedenken?

Die Formel für die Comfort Ratio wurde vom kanadischen Yachtdesigner Ted Brewer entwickelt. Sie geht davon aus, dass ein schweres Boot durch sein Gewicht die Bewegung im Seegang mäßigt. Zugleich liegt die Annahme zugrunde, dass eine große Fläche (Länge und Breite) bei gleichem Gewicht den Segelkomfort verringert – wobei es hier um die Oberfläche geht, die sozusagen den Wellen als Angriffsfläche entgegengesetzt wird.

Dabei werden jedoch zahlreiche weitere wichtige Aspekte außer Acht gelassen – wie unter anderem die Gestaltung des Unterwasserschiffs und seiner Anhänge, die Stevenform und der Segelplan. Sie haben ebenfalls großen Einfluss darauf, wie sich ein Boot im Seegang „anfühlt“. So zeigen beispielsweise Langkieler und Kurzkieler ein sehr unterschiedliches Seeverhalten, was die CR unberücksichtigt lässt.

Vergleiche der jeweiligen CR unterschiedlicher Bootstypen sind auch nur bei Booten gleicher Größe sinnvoll, denn eine größere Länge und Breite schlagen sich fast zwangsläufig in der CR nieder. Dabei hat zum Beispiel eine größere Rumpfbreite (im Verhältnis zur Länge) eine höhere Anfangsstabilität und damit ein steiferes und länger aufrecht segelndes Boot zur Folge. In ruhiger See mag es sich somit komfortabler anfühlen als ein eher rankes Boot mit höherer CR.

Es kommt eben auch immer darauf an, welche Eigenschaften man persönlich mit einem „angenehm“ segelnden Boot verbindet und unter welchen Bedingungen man es vorzugsweise nutzt.

Was sagt mir das Ergebnis?

Der Ballastanteil soll Rückschlüsse auf die Stabilität einer Segelyacht zulassen – also ihr Vermögen, einer Krängung entgegenzuwirken und sich selbstständig wieder aufzurichten. Der unterhalb der Wasserlinie mitgeführte Ballast – meist aus Blei oder Gusseisen – dient dazu, das aufrichtende Moment zu erhöhen. Die Yacht segelt damit steifer und kann ihre Segelfläche effizienter nutzen (späterer Reffpunkt). Das macht sich vor allem auf Amwindkursen bemerkbar – hier wirkt das aufrichtende Moment der seitlichen Neigung durch den Wind entgegen. Obendrein erhöht es die Kentersicherheit.

Was ist in der Praxis zu bedenken?

Das aufrichtende Moment wird neben dem Ballast auch von der Rumpfform bestimmt. Breite Yachten (siehe Längen-Breiten-Verhältnis) weisen insbesondere eine höhere Anfangsstabilität auf als eher schlanke Boote. Darüber hinaus spielt die Position des Ballasts eine entscheidende Rolle: Je tiefer der Ballast liegt, desto größer fällt der aufrichtende Hebelarm aus.

Ein niedrigerer Ballastanteil bedeutet daher nicht zwingend eine verringerte Stabilität. So müssen Yachten mit geringem Tiefgang – zum Beispiel klassische Langkieler – für dieselbe Steifigkeit deutlich mehr Ballast mitführen als Boote mit tiefgehendem Kurzkiel und daran hängender Ballastbombe (bei identischer Länge und Rumpfbreite). Langkieler benötigen für dasselbe aufrichtende Moment also einen deutlich höheren Ballastanteil als eine Yacht mit tiefer (Ballast-)Kielfinne. Umgekehrt kann eine Yacht mit tiefem Ballast bei identischem Ballastanteil mehr Segelfläche länger tragen. Deshalb weisen Rennyachten meist sehr tiefe Kielanhänge auf.

Kurzum: Es kommt immer auf eine konstruktive Gesamtbetrachtung an. Eine belastbarere Einschätzung der Stabilität und Steifigkeit von Segelyachten liefern Hebelarmkurven. Sie fußen auf einer modellbezogenen Momentrechnung, bei der jede Einzelkomponente und deren Lage sowie die Rumpfform mit einfließen.

Hinzu kommt, dass nachträgliche Einbauten und die Beladung diese Momentrechnung verändern und damit ebenfalls die Stabilität einer Yacht beeinflussen. Auf Regattayachten wird zum Beispiel manchmal versucht, durch das Crewgewicht auf der „hohen Kante“ die Stabilität zu erhöhen (wie beim „Ausreiten“ einer Jolle). Ebenso kann die spätere Montage von zusätzlicher Ausrüstung oberhalb der Wasserlinie – etwa von Geräteträgern – die Stabilität verringern. Dieses Zusatzgewicht erhöht die Gesamtverdrängung und reduziert damit den Ballastanteil entsprechend.

Hinweis: Für Gleichstrom-Bordsysteme (12 V/24 V) ist die Berechnung direkt anwendbar. Bei 230 V Wechselstrom kann die tatsächliche Leistung abweichen.