Monos sind schneller als Multis

… wollte die YACHT beweisen als sie 1993 das Ergebnis einer „Regatta“ zwischen einer Antigua 37 und dem Mono Luffe 40 veröffentlichte. Um das Ergebnis der Regatta, bei der die Luffe haushoch überlegen war, richtig werten zu können, muß man vier Kriterien gebührend würdigen.

• Sind die Fahrzeuge von Auslegung und Konstruktion angemessene Konkurenten?
• Ist der Regattakurs für die Konkurenten gleichermaßen günstig oder für einen ungünstig?
• Ist die Wetterlage und vorherrschende Windrichtung für jeden Teilnehmer gleich günstig?
• Besteht für einen Konkurrenten ein Vorteil durch eine ausgefuchste Crew?

Sind die Fahrzeuge von Auslegung und Konstruktion angemessene Konkurenten?

Der Kat Antigua 37 hat bei 11,3m Länge eine Breite von 4.5 t, die jedoch durch Zuladung und höheres Leergewicht erheblich überschritten wurde. Da die längste Strecke hoch am Wind, bzw. gekreuzt werden mußte, ist die mangelnde Leistung bei kleinen Am-Wind-Winkeln auf die kurzen Flossenkiele zurückzuführen. Zwar ist die Gesamtfläche der Flossen etwa doppelt so groß wie die Kielfläche der Luffe, doch ist das Verhältnis von Tiefgang zur Länge etwa 5-fach ungünstiger. Um beim Kreuzen die nötige Lateralkraft aufzubringen, ist ein erheblich größerer Winkel der Anströmung erforderlich, der wiederum den Fahrtwiderstand etwa verdoppeIt. Selbst bei scheinbar guter Höhe am Wind, wird der Kurswinkel durch die hohe Abdrift erheblich vergrößert. Solche Kats mit so kurzen Flossenkielen können nur auf raumen Kursen ab höheren Windstärken mit Einrümpfern mithalten. Die Luffe 40 ist als moderner Cruiser/ Racer eine Weiterentwicklung der Schärenkreuzer, was sich auch in der Yardstickzahl ausdrückt: 30qm-Schärenkreuzer Yst.= 95, Luffe Yst.= 89. Die Kielfläche mit Tiefgang 1,88m ist kurz, das Spatenruder weit achtern. Damit wird mit der Segelfläche von 65qm bei hohem Rigg optimales Kreuzen möglich. Unter gleichen Windbedingungen wichen die gelaufenen Kurse um 25° und mehr ab, was einerseits auf die Abdrift wie auch auf den hohen Windwiderstand der Aufbauten des Kats zurückzuführen ist. Oberkante Salon etwa 2,5 m über WL. Zwei Festpropeller des Kats brachten zusätzlichen Widerstand.

Ist der Regattakurs für die Konkurenten gleichermaßen günstig oder für einen ungünstig?

Bei derart großen Unterschieden in den effektiv möglichen Kreuzkursen, war die Ausfahrt aus der Förde bei Gegenwind ein schweres Handikap für den Kat. Während die Luffe mit wenigen Schlägen den Fahrwasserwindungen folgen konnte musste der Kat einen mehrfach längeren Weg machen. Auf einem größeren See-Dreieck wäre der Zeitunterschied nicht so groß ausgefallen.

Ist die Wetterlage und vorherrschende Windrichtung für jeden Teilnehmer gleich günstig?

Die Windstärke war zunächst für beide Yachten gleich günstig, doch änderte sich dies für den zurückbleibenden Kat infolge Drehung zum Nachteil.

Besteht für einen Konkurrenten ein Vorteil durch eine ausgefuchste Crew?

Sicher ist es leichter für eine erfahrene Crew einen gut getrimmten Mono zu händeln, als beim Kat sowohl die Überladung als auch die Zusatzwiderstände unter Wasser auf Anhieb festzustellen.

Fazit

Für lange Seereisen, auf denen man mit vorwiegend raumen Winden rechnen kann, ist so ein Kat mit kurzen Stummelkielen geeignet, wenn er zusätzlich ausreichend motorisiert ist, um bei stärkeren Gegenwinden unter Motor Luvweg gut machen zu können. Sportliches Segeln ist nicht seine Stärke.

Zu diesem Vergleichssegeln berichtete mir unser Mitglied Hannes Cramer, daß er mit seiner MARAM schon mehrmals einer Luffe 40 begegnet sei und bei unterschiedlichen Windstärken auch auf gleichen Kursen lief. Dabei zeigte sich, daß bei kleiner Windstärke wohl die Luffe schneller, bei stärkeren Winden jedoch die MARAM überlegen war. Dies entspricht den allgemeinen Vorstellungen über Mehrrumpfboot-Segeln. Über Höhe am Wind beim Kreuzen und Luvgeschwindigkeit gibt es jedoch keine Aussagen bei diesem Vergleich.

Wodurch ist nun dieser krasse Unterschied möglich? Und wie erreicht man mit einem Kat sportliches Segeln? Im Gegensatz zur Antigua und vielen anderen Salonkats sind die Decks viel flacher und damit windschlüpfriger, womit die Widerstandsfläche erheblich verringert ist. Hinzu kommt, daß schnelIe, gut kreuzende Kats alle mit Schwertern ausgerüstet sind, die zum Teil erheblichen Tiefgang haben und deren Seitenverhältnis* bei schmaler Ausführung günstiger als bei Kielyachten ist. *(T/L = Tiefgang/ Profiltiefe).

Einige dieser schnellen Kats verzichten ganz auf einen Deckssalon, wie z.B. der HAVKAT 31 von Lars Oudrup. Falk Kaempfe bewies auf etlichen Regatten, daß man mit diesem Typ leicht gewinnen kann.

Nachstehend werden die Katalog-Daten einiger dieser Typen mit Schwert aufgeführt:

Von größeren Kats haben alle CATANA-Typen Schwerter, sodaß auch bei diesen Kats besseres Kreuzen erwartet werden kann.

Da weder die LUFFE 40 noch die ANTIGUA 37 als „Normalyachten“ angesprochen werden können, nur wenige Yachten der Yardstickliste haben Werte unter 100, stellt sich die Frage, wie groß ist denn die Abdrift einer „Normalyacht“? Da diese Frage nicht generell beantwortet werden kann, stelle ich die bei Juan Baader dokumentierten Leistungen eines Drachens vor: Dieser wurde bei einer Windgeschwindigkeit von 5m/sek (knapp 10 kn) mit 27° (Kurs) am Wind gemessen: Geschwindigkeit 2,2 m/sek = 4,28 kn bei einer Abdrift von 4°, sodaß der wahre Kurs 31° zum scheinbaren Wind betrug. Der Kompasskurs zur Windrichtung des wahren Windes beträgt damit 45°. V-Boot/ V-wahrer Wind = 0,44. Der Drachen hat bei 26,6 qm Segelfläche eine Lateralfläche (Kiel) von etwa 3 qm, was etwa 11% der Segelfläche ist! Während die Luffe 40 etwa nur 1 qm wirksame Kielfläche hat, was rund 1,5% der Segelfläche entspricht, hat die Antigua 37 etwa 2,25 qm Stummelkielfläche, was 3,35 % ihrer Segelfläche beträgt. So kleine Lateralflächen sind nur für schnelle Boote mit einem größeren Verhältnis von V-Boot zu V-wahrer Wind günstig, da sonst eben die Abdrift zu groß wird !

In einem Schaubild (Anlage 1 (28k)) sind die Winkel und Geschwindigkeiten von zwei Mehrrümpfern im Vergleich zum Drachen dargestellt: Der Katamaran K mit den Werten der ANTIGUA mit 57° Kurswinkel, entsprechend 114° Wendewinkel, der Trimaran PIVER-NUGGET, schwertlos mit 10° Abdrift, wie er von mir vermessen wurde. Für den Drachen ergab sich bei einem Kurswinkel von 45° inklusive 4° Abdrift eine Fahrt von 2,2 m/sek. und damit eine Luvgeschwindigkeit von 31,1% des wahren Windes, der als Bezugsgröße „1“ dargestellt ist. Während die Werte des Drachens im Geschwindigkeitsbereich von 4-8 m/sek. Wind vom Tri trotz der großen Abdrift beim Kreuzen erreicht wurden, kann ein Kat mit noch geringerem Anströmwinkel keinesfalls die Luvgeschwindigkeit des Drachens erreichen. Der Tri hat mit 6m Wasserlinie und 27 qm Segelfläche etwa die gleichen Werte wie der Drachen. Mit einer Yardstickzah1 von 107, später 103 war er eingestuft, hat aber auf Langstreckenregatten selbst Yachten mit Werten unter 100 geschlagen.

Was nun die Bewertung zwischen Monos und Multis betrifft, so sind Yardstickzahlen nur im Geschwindigkeitsbereich unter der Rumpfgeschwindigkeit sinnvoll und zulässig, da Multis auch ohne Wellenunterstützung diese leicht überschreiten können, wenn sie eine günstige Verdrängungsverteilung haben. So wurde beispielsweise mit einer DRAGONFLY Mk1 mit Originalrigg bei Wind von 10-12m/sek eine Geschwindigkeit von 18-20 kn (nach geeichtem Log) erreicht. Bei einem Kurs von etwa 90° zum wahren Wind ergibt es einen Scheinbaren Wind von 14-17 m/sek mit einem Einfallswinkel von nur 45°.

Wichtig für so hohe Geschwindigkeit ist ein sauberes Unterwasserschiff, der richtige Trimmzustand (entlasteter Bug, Crew nach achtern auf dem Schwimmer) und optimale Schotung von Fock und Groß.

Für einen Touren-Kat mag ein hohes Geschwindigkeitspotential nicht unbedingt notwendig sein, jedoch sollte nach meiner Ansicht auf eine gute Leistung beim Kreuzen bei stärkeren Winden und entsprechendem Seegang Wert gelegt werden, damit man sich vor einer Leeküste frei kreuzen kann. Viele Segler verlassen sich in solchen Lagen auf ihren Motor, ohne die Risiken zu bedenken, daß durch Treibgut in der Schraube oder Blasen in der Leitung dieser zum Stillstand kommt, etc. Man sollte deshalb unbefriedigendes Kreuzen durch Veränderung des Lataralplans verbessern. So ließen sich in die dicken, profilierten Flossenkiele Senkschwerter einbauen, am besten asymmetrische, wodurch die Abdrift und damit der induzierte Widerstand erheblich vermindert würde.

Auch lange Steckschwerter ließen sich nachträglich einbauen, wobei diese an einer Bordwand wenig Platz wegnehmen würden. Die Gefahr, diese gelegentlich abzubrechen, läßt sich durch Reserveblätter beheben. Steckschwerter sind mit gleichmäßiger Profilierung am einfachsten und billigsten selbst herzustellen.

Da es meist unbekannt ist: Man braucht zur Herstellung keine teuren, aufwendigen Formen. Es genügt, über eine stärkere Latte in etwa 35% Profiltiefe zwei ebene Platten zu spannen und vorn mit einer stärkeren Nasenleiste zu verleimen. Wenn diese in Tiefenrichtung mit Unidirektionalgewebe und Harz verstärk wird, ist nur noch die Lackierung nötig. Grund: Alle Profile, auch die ebene Platte, haben bei kleinen Anströmwinkeln unter 10° den gleichen Seitenkraftanstieg. Das Verhältnis Tauch-zu Profiltiefe ist wichtiger als die Form, nur auf eine gut gerundete Nasenkante von R= 1,5-2% des Profils sollte man achten, damit die Strömung nicht so leicht im Seegang verwirbelt, sondern gut anliegt.

Für den vorstehend behandelten Geschwindigkeitsvergleich wurden die Yardstickzahlen herangezogen, da es bisher meines Wissens nach kein Messverfahren gibt, das alle geschwindigkeitsrelevanten Faktoren von Bootsform und Takelung ausreichend berücksichtigt. Auch zur Berechnung der Texel Ratings werden nur die Bootslänge, das Gewicht und die Segelfläche eingesetzt. Die Form und Schlankheit der Bootskörper werden nicht berücksichtigt, ebensowenig die Höhe des Brückendecks über Wasser, sowie Form und Größe des Deckssalons.

Studiert man die Zeichnungen von Serien-Multis, wird man nur ganz selten den Seitenriß des Unterwasserschiffes mit dem Lateralplan finden, fast nie einen Spantriss noch die Wasserlinien der Rümpfe. Somit lassen sich noch nicht einmal die Schlankheitsgrade und die Verdrängungsverteilung der Rümpfe exakt ermitteln.

Hätte man alle vorgenannten Angaben mit zusätzlichen Details über Seerelings, Handläufe, etc., könnte ein erfahrener Spezialist (für Normalwetterlagen) Vortrieb und Widerstand ziemlich genau berechnen.

Leider würde auch dieses Ergebnis häufig verfälscht, da durch Seegang, Krängung und Zustand des Unterwasserschiffs (Rauhigkeit, Bewuchs) ein kaum erfassbarer Fehler auftritt.

In den von mir berechneten Tabellen, die in den BOOTEN 91 und 92 (Vereinszeitung Multihull Deutschland: www.multihull-verein.de veröffentlicht sind, wurden deshalb nur Multis verglichen, deren Rümpfe den gleichen Schlankheitsgrad haben. Mit dem NORM-KAT O wurde in den weiteren Spalten jeweils ein Tri verglichen, der mit einem Wert: Verdrängung - Segelfläche oder Schwimmwasserfläche übereinstimmt. Für den Segler interessant sind die Werte ab Zeile 13, deren Bedeutung aus der danebenstehenden Erklärung hervorgeht.

Interessant ist für mich, daß der Vater des Texel-Ratings, Nico Boon, feststellte, daß die in der Tabelle in Zeile 19 resultierenden Ratings sich qualitativ kaum von den mit seiner ganz anderen Methode gewonnenen Werten unterscheiden.

Will man die Leistung seines Bootes bei unterschiedlichen Windstärken auf allen Kursen wirklich wissen, bleibt die eigene Vermessung. Um die Polaren für verschiedene Windstärken zu ermitteln, braucht man

• die Fahrt durch Wasser, die sich einerseits mit einem geeichten Log in einem möglichst stehenden Gewässer - keine Strömung!- messen läßt,

• einen Windmesser, der sowohl die Richtung als auch die Stärke des scheinbaren Windes mißt. Zwar wird durch das Rigg selbst die Strömung schon vor dem Schiff etwas abgelenkt, doch ist dieser Fehler gering, wenn der Meßwertgeber hoch genug über dem Masttopp steht.

• ein gutes GPS-Gerät gibt ebenfalls sowohl Fahrt als auch Kurs an, womit sich das Ablesen von Kompasskursen erübrigt.

Wichtig für die Messung ist natürlich eine möglichst gleichmäßige Windstärke, die man natürlich häufiger in Luv von Küsten bei mittlerer Windstärke antrifft.

Wie solche Polardiagramme aussehen, kann man aus dem angeführten Beispiel einer Messung für eine 12-mR-Yacht bei 3 verschiedenen Windstärken entnehmen (Anlage 2 (72k)). Da diese Polaren durchaus denen schneller Trimarane entsprechen, kann man entnehmen, daß das Verhältnis von Boots- zu Windgeschwindigkeit mit zunehmender Windstärke abnimmt, ebenso wie die Luvgeschwindigkeit. Dabei verlagert sich auch der Punkt der Höchstgeschwindigkeit von kleinen zu großen Amwindwinkeln. Ferner zeigt sich, daß es bei geringer Windstärke günstiger ist, vorm Wind zu kreuzen, als platt vorm Laken zu segeln.

Autor: Kurt Diekmann, München