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Archimède   1. Juni 1999
04.jpg (12993 octets) Wind in den Segeln

 

 

Wie nutzen Matrosen die Kraft des Windes?

Für den ägyptischen Matrosen zu Zeiten der Pharaonen war die Schiffahrt relativ einfach. Er fuhr mit eingezogenen Segeln den Nil stromabwärts, um Alexandria mit Landwirtschaftsprodukten zu versorgen. Dort belud er sein Schiff mit Öllampen aus Karthago und fuhr stromaufwärts wieder zurück. Dann war der Wind günstig. Er brauchte nur sein Rahsegel zu setzen und sich vor dem Wind treiben zu lassen.
Untersuchen wir die Schiffahrt vor dem Wind.
Je schneller das Schiff vorankommt, desto mehr nimmt die Kraft des Windes in den Segeln ab. Der Wind, der auf das Schiff einwirkt, ist der effektive Wind, das heißt, der tatsächliche Wind vermindert um die Geschwindigkeit des Schiffes. Je schneller das Schiff also fährt, desto schwächer ist der effektive Wind.  Wenn die Geschwindigkeit von Schiff und Wind übereinstimmt, ist der effektive Wind gleich Null, und es wirkt keinerlei Kraft mehr auf das Segel ein: Das Schiff beschleunigt nicht mehr. Wären nicht die Reibungen des Wassers auf dem Rumpf, würde es sicheinfach in Windgeschwindigkeit bewegen. Dennoch ist die Schiffahrt vor dem Wind nicht ungefährlich. Wenn ein Schiff das Wasser teilt, erzeugt es eine Welle, die sogenannte Bugwelle, die aus der Ansammlung des von der Bugwelle vor das Schiff gedrängten Wassers und dem hinter dem Schiff entstehenden Unterdruck resultiert.
Das Schiff muß also beständig das durch diese Welle verursachte Gefälle überwinden, und wenn diese zu stark ist, beschleunigt der effektive Wind das Schiff nicht mehr, das dann seine Höchstgeschwindigkeit erreicht. Aber er bläst weiter auf die Segel, und wenn der Wind zu stark ist, kann der Mast brechen, falls man die Besegelung nicht reduziert.

So mußten die Matrosen in den schrecklichen Zeiten der Segelschiffahrt bei der Umsegelung Kap Horns, wenn das Unwetter tobte, in die Rahen klettern, um das Segel aufzugeien, ein sehr gefährliches Unterfangen. Bei jeder Passage verlor ein Schiff durchschnittlich einen Matrosen. Um die Wirkungen der Bugwelle zu verringern, bestand eine weniger riskante Lösung darin, längere Schiffe zu benutzen. Das Gefälle, das das Schiff überwinden muß, ist dann weniger stark, und das Schiff kann schneller fahren.

Das wußten bereits die gefürchteten Wikinger und bauten deshalb ihre langen, schmalen Schiffe. Aus dem gleichen Grund werden die modernen Überseeschiffe und Öltanker immer länger. Daß sie motorisiert sind, ändert nichts an dem Problem: Die Höchstgeschwindigkeit eines Schiffes wird immer von der Bugwelle begrenzt.

  © 1999 ARTE G.E.I.E