Das Segel als Flügel: Auftrieb und Widerstand
1Die Lektion in einfachen Worten
Ein gewölbtes Segel in kleinem Winkel zum Wind lenkt die Luftströmung um. Die Luft wirkt mit Auftrieb zurück, wie am Flügel. Widerstand wirkt in Windrichtung.
Anstellwinkel
Der Anstellwinkel liegt zwischen dem scheinbaren Wind und der Profilsehne des Segels, der geraden Verbindung von seiner Vorderkante zur Hinterkante. Die Vorderkante heißt Vorliek, die Hinterkante Achterliek. Bei kleinem Anstellwinkel strömt die Luft gleichmäßig um beide Seiten des gewölbten Segels. Das Segel lenkt die Luftströmung um, und die Luft übt eine Gegenkraft auf das Segel aus.
Auftrieb und Widerstand
Die gesamte Kraft der Luft auf das Segel lässt sich in zwei Anteilen leichter verstehen. Auftrieb wirkt rechtwinklig zum scheinbaren Wind. Widerstand wirkt in Richtung des scheinbaren Windes, nach Lee. Die umgelenkte Strömung senkt den Druck auf der Leeseite (windabgewandt) und erhöht ihn auf der Luvseite (windzugewandt). Die Luft auf beiden Seiten muss nicht gleichzeitig am Achterliek ankommen. Das Segel erzeugt Kraft, indem es die Luftströmung umlenkt.
Zu kleiner Winkel
Lässt du das Segel zu weit heraus (fierst es), oder steuerst du zu nah am Wind, wird der Anstellwinkel zu klein. Das Vorliek wölbt sich nach innen und flattert. Das Segel killt: Der Wind hält es nicht mehr in Form, und seine Kraft lässt nach.
Zu großer Winkel
Ist das Segel für den Windwinkel zu dicht geholt (herangezogen), kann die Strömung der Leeseite nicht mehr folgen. Sie löst sich ab und verwirbelt. Es kommt zum Strömungsabriss: Der Auftrieb nimmt ab, der Widerstand zu. Das Boot krängt, neigt sich also zur Seite, und wird langsamer, statt schneller zu werden. Ein Segel mit abgerissener Strömung sieht voll und ruhig aus. Deshalb übersiehst du den Zustand leicht.
Vorwindkurs und zwei Segel
Platt vor dem Wind, mit Wind genau von achtern, steht das Segel quer zum Wind. Die Strömung ist weitgehend abgerissen. Das Segel arbeitet vor allem durch Widerstand: Der Wind schiebt es. Der Segelspalt ist der Abstand zwischen Vorsegel (vor dem Mast) und Großsegel (dahinter). Jedes Segel beeinflusst die Luftströmung am anderen.
2Wichtige Daten
- Auftrieb
- Rechtwinklig zum scheinbaren Wind
- Widerstand
- In Richtung des scheinbaren Windes, nach Lee
- Killen
- Anstellwinkel zu klein: Das Vorliek wölbt sich nach innen und flattert
- Strömungsabriss
- Anstellwinkel zu groß: Die Strömung löst sich auf der Leeseite ab
- Vorwindkurs
- Strömung am Segel meist abgerissen; Antrieb durch Widerstand
3Kernpunkte
- 1
Bei kleinem Winkel zum scheinbaren Wind wirkt ein Segel wie ein Flügel und erzeugt Auftrieb.
- 2
Auftrieb wirkt rechtwinklig zum scheinbaren Wind; Widerstand wirkt in dessen Richtung.
- 3
Segel zu weit gefiert oder Boot zu nah am Wind gesteuert: Das Segel killt.
- 4
Zu dicht geholt: Strömungsabriss, mehr Krängung und weniger Fahrt. Das Segel kann dabei gut aussehen.
- 5
Vor dem Wind wird das Segel vor allem durch Widerstand geschoben.
4Häufige Fehler
Falsch: Im Zweifel das Segel dichter holen. Ein ruhiges Segel arbeitet auch.
Richtig: Auch an einem vollen, ruhigen Segel kann die Strömung abgerissen sein: Bei zu großem Anstellwinkel löst sie sich ab, und der Auftrieb nimmt ab.
Falsch: Die Luft auf der gewölbten Seite muss die Luft auf der anderen Seite am Achterliek wieder treffen. Deshalb fließt sie schneller.
Richtig: Diese Vorstellung gleicher Laufzeiten ist falsch. Das Segel lenkt die Strömung um. Dadurch entsteht niedrigerer Druck in Lee und höherer Druck in Luv.
5Praxisfall & Prüfungstipps
Auf Halbwindkurs, mit Wind von der Seite, hat deine Crew die Fock, eine Vorsegelart, stark dicht geholt. Das Segel steht glatt und ruhig, aber das Boot krängt stark und wirkt langsam. Würdest du die Fock dichter holen oder fieren, und warum?
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Wahrscheinlich ist die Strömung an der Fock abgerissen, weil sie zu dicht geholt ist. Fiere sie etwas, um den Anstellwinkel zu verkleinern. Prüfe, ob die Fahrt zunimmt und die Krängung abnimmt. Dichterholen würde den Winkel noch vergrößern.
Prüfungstipps
- Anstellwinkel: zwischen scheinbarem Wind und Profilsehne des Segels.
- Auftrieb wirkt rechtwinklig zum scheinbaren Wind, Widerstand in dessen Richtung.
- Killen: Winkel zu klein. Strömungsabriss: Winkel zu groß; die Luftströmung löst sich ab.
- Vor dem Wind arbeitet ein Segel hauptsächlich durch Widerstand.
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