MathiasW (Diskussion | Beiträge)
MathiasW (Diskussion | Beiträge)
Zeile 40: Zeile 40:


* '''Windgeschwindigkeit:''' Die Kräfte durch den Widerstand des Schiffs im Wind nehmen im Prinzip mit steigender Windgeschwindigkeit quadratisch zu. Bei doppelter Windgeschwindigkeit sollte mit einer vierfachen Kraft gerechnet werden.
* '''Windgeschwindigkeit:''' Die Kräfte durch den Widerstand des Schiffs im Wind nehmen im Prinzip mit steigender Windgeschwindigkeit quadratisch zu. Bei doppelter Windgeschwindigkeit sollte mit einer vierfachen Kraft gerechnet werden.
* '''Böen:''' Böen können in wenigen Sekunden sehr viel Energie auf das Boot übertragen, welche irgendwo absorbiert werden muss. Sei es durch ein weiteres Durchsetzen der Kette oder eine weitere Dehnung der Trosse / Ankerstropp / Hahnepot.
* '''Strömung:''' Die Strömung und ggf. auch wechselnde Tiedenströme wirken durch den Widerstand des Schiffs im Wasser als zusätzliche Kraft auf das Schiff. Im Prinzip addieren sich die Kraftvektoren. Für Segeljachten ergibt sich aus einem Knoten Strömungsgeschwindigkeit schätzungsweise oft eine ähnliche Kraft wie aus einer Windstärke.   
* '''Strömung:''' Die Strömung und ggf. auch wechselnde Tiedenströme wirken durch den Widerstand des Schiffs im Wasser als zusätzliche Kraft auf das Schiff. Im Prinzip addieren sich die Kraftvektoren. Für Segeljachten ergibt sich aus einem Knoten Strömungsgeschwindigkeit schätzungsweise oft eine ähnliche Kraft wie aus einer Windstärke.   
[[Datei:Winkel_Ankerschaft_Meeresgrund_klein.jpg|mini|513px|Die Haltekraft des Ankers bei Belastung ist Abhängig vom Winkel zwischen Ankerschaft und Meeresgrund]]
[[Datei:Winkel_Ankerschaft_Meeresgrund_klein.jpg|mini|513px|Die Haltekraft des Ankers bei Belastung ist Abhängig vom Winkel zwischen Ankerschaft und Meeresgrund]]
Zeile 48: Zeile 49:
* '''Seegang:''' Bei hohem Seegang am Ankerplatz und je nach Wirkung auf den Schiffsrumpf kann nach einer Aufwärtsbewegungen die Ankerkette sehr plötzlich steifkommen, das Schiff mit hohen Kraftspitzen in die Kette einrucken und den Anker nach oben ausreißen. In der Aufwärtsbewegung des Schiffs vergrößert sich gleichzeitig der Winkel am Anker. Kräftige vertikale Bewegungen stellen deshalb eine besonders große Gefahr für den Halt des Ankers dar. Der Seegang kann im Prinzip nur durch die Wahl des Ankerplatzes klein gehalten werden (siehe Hinweise zum [[#Ankerplatz]]).  
* '''Seegang:''' Bei hohem Seegang am Ankerplatz und je nach Wirkung auf den Schiffsrumpf kann nach einer Aufwärtsbewegungen die Ankerkette sehr plötzlich steifkommen, das Schiff mit hohen Kraftspitzen in die Kette einrucken und den Anker nach oben ausreißen. In der Aufwärtsbewegung des Schiffs vergrößert sich gleichzeitig der Winkel am Anker. Kräftige vertikale Bewegungen stellen deshalb eine besonders große Gefahr für den Halt des Ankers dar. Der Seegang kann im Prinzip nur durch die Wahl des Ankerplatzes klein gehalten werden (siehe Hinweise zum [[#Ankerplatz]]).  
* '''Schwojen:''' Das Schwojen und die daraus entstehenden Kraftspitzen beim Abbremsen und Einfahren in die Ankerkette sollten möglichst klein gehalten werden. Die Tendenz zum Schwojen hängt von vielen Faktoren wie der Position des Masts, der Bauform des Kiels und des Schiffs ab. Schwojen lässt sich verringern, in dem der Windwiderstand auf dem Vorschiff verkleinert wird, z.B. durch Abnehmen einer Rollgenua. Außerdem sollte das Schiff achtern im Wasser durch ein festgestelltes Ruder stabilisiert werden. Bei Bedarf kann auch eine kleine achterliche Tuchfläche den Bug im Wind stabilisieren.   
* '''Schwojen:''' Das Schwojen und die daraus entstehenden Kraftspitzen beim Abbremsen und Einfahren in die Ankerkette sollten möglichst klein gehalten werden. Die Tendenz zum Schwojen hängt von vielen Faktoren wie der Position des Masts, der Bauform des Kiels und des Schiffs ab. Schwojen lässt sich verringern, in dem der Windwiderstand auf dem Vorschiff verkleinert wird, z.B. durch Abnehmen einer Rollgenua. Außerdem sollte das Schiff achtern im Wasser durch ein festgestelltes Ruder stabilisiert werden. Bei Bedarf kann auch eine kleine achterliche Tuchfläche den Bug im Wind stabilisieren.   
* '''Elastizität''' der Verbindung vom Bug zum Anker: Eine straffe Kette, wie sie insbesondere beim Ankern in sehr flachem Wasser bei Böen oder Schwell sehr schnell auftritt, hat nur sehr geringe Elastizität. Kraftspitzen vom Bug übertragen sich deshalb sehr direkt auf den Anker. Eine zusätzliche Ankertrosse zwischen Bug und Ankerkette kann durch ihre Elastizität einen Teil der dynamischen Kräfte und ihre Energie aufnehmen und dadurch die Kraftspitzen die am Anker wirken verringern. Die Minderung der Kraftspitzen in einer Ankertrosse kann besonders bei stürmischem Wind oder starker Bewegung des Schiffs durch Seegang oder Schwojen wichtig werden. Hierzu wird eine [https://www.ibn-online.de/artikel/2046/Radolfzell-Sicher-fest Trosse mit hoher Dehnngsfähigkeit] aus Polyamid oder geschlagenem Polyester zwischen dem Ende der Ankerkette und dem Bug des Schiffs eingesetzt. Die Möglichkeit zur Energieaufnahme wächst entsprechend der Dehnungsfähigkeit mit zunehmender Länge. Für Ankersituationen mit starkem Seegang und stürmischem Wind sollten effektive Trossenlängen von zumindest 15 bis 20 m hinzugefügt werden, um eine deutliche Elastizität zu erzielen. Diese elastische Länge kann auch erreicht werden, indem die Trosse über den Bugbeschlag weiter über Deck zu einer Mittschiffsklampe geführt wird. Wichtig ist dabei, die Trosse am Bugbeschlag und allen möglichen Scheuerstellen z.B. mit einem Stück Schlauch gegen Durchscheuern zu schützen.  
* '''Elastizität''' der Verbindung vom Bug zum Anker: Eine straffe Kette, wie sie insbesondere beim Ankern in sehr flachem Wasser bei Böen oder Schwell sehr schnell auftritt, hat nur eine sehr geringe Elastizität. Kraftspitzen vom Bug übertragen sich deshalb sehr direkt auf den Anker. Eine zusätzliche Ankertrosse oder ein langer Ankerstropp / Hahnepot zwischen Bug und Ankerkette kann durch ihre Elastizität einen substantiellen Teil der dynamischen Kräfte und ihre Energie aufnehmen und dadurch die Kraftspitzen die am Anker wirken deutlich verringern. Die Minderung der Kraftspitzen in einer Ankertrosse kann besonders bei stürmischem Wind oder starker Bewegung des Schiffs durch Seegang oder Schwojen wichtig werden. Hierzu wird eine [https://www.ibn-online.de/artikel/2046/Radolfzell-Sicher-fest Trosse mit hoher Dehnngsfähigkeit] aus Polyamid oder geschlagenem Polyester zwischen dem Ende der Ankerkette und dem Bug des Schiffs eingesetzt. Die Möglichkeit zur Energieaufnahme wächst entsprechend der Dehnungsfähigkeit mit zunehmender Länge. Für Ankersituationen mit starkem Seegang und stürmischem Wind sollten effektive Trossenlängen von zumindest 15 bis 20 m hinzugefügt werden, um eine deutliche Elastizität zu erzielen. Diese elastische Länge kann auch erreicht werden, indem die Trosse über den Bugbeschlag weiter über Deck zu einer Mittschiffsklampe geführt wird. Wichtig ist dabei, die Trosse am Bugbeschlag und allen möglichen Scheuerstellen z.B. mit einem Stück Schlauch gegen Durchscheuern zu schützen.  


In der Praxis ist meist eine einfache '''Faustformel zur Einschätzung einer minimalen Länge der Ankerkette''' hilfreich. Für typische Segelyachten kann eine erste Orientierung aus dem Produkt aus der  '''  Tiefe ab Bug zum Anker (m)  x  maximaler Windstärke inklusive möglicher Böen (Bft)  '''  abgeleitet werden. Dadurch werden 1. der Winkel am Anker hinsichtlich der Haltekraft und 2. die Windgeschwindigkeit als Quelle der Energie als zwei wichtige Faktoren berücksichtigt. Als Optimum und gerade noch ausreichend für Starkwindböen bis Windstärke 7 wird zunächst eine Länge der Ankerkette entsprechend der 7-fache Tiefe ab Bug eingeschätzt. Hierbei ist allerdings ein ungünstiger abfallender Verlauf des Meeresgrundes zustäzlich zu berücksichtigen, da sich der Winkel am Anker dadurch erhöhen und die Haltekraft abnehmen kann.
In der Praxis ist meist eine einfache '''Faustformel zur Einschätzung einer minimalen Länge der Ankerkette''' hilfreich. Für typische Segelyachten kann eine erste Orientierung aus dem Produkt aus der  '''  Tiefe ab Bug zum Anker (m)  x  maximaler Windstärke inklusive möglicher Böen (Bft)  '''  abgeleitet werden. Dadurch werden 1. der Winkel am Anker hinsichtlich der Haltekraft und 2. die Windgeschwindigkeit als Quelle der Energie als zwei wichtige Faktoren berücksichtigt. Als Optimum und gerade noch ausreichend für Starkwindböen bis Windstärke 7 wird zunächst eine Länge der Ankerkette entsprechend der 7-fache Tiefe ab Bug eingeschätzt. Hierbei ist allerdings ein ungünstiger abfallender Verlauf des Meeresgrundes zustäzlich zu berücksichtigen, da sich der Winkel am Anker dadurch erhöhen und die Haltekraft abnehmen kann.
Zeile 56: Zeile 57:
Die anfängliche Einschätzung einer minimalen Länge der Ankerkette kann grafisch in Bezug auf Tiefe, Windstärke, Winkel, relative Haltekraft des Ankers und die Länge der Ankerkette dargestellt werden, hier als '''Beispiel für eine 15 m Segelyacht''': [https://www.skipperguide.de/mediawiki/images/Min_anchor_chain_length_2019_10_20_DE.pdf Hinweise zur Länge der Ankerkette], auch auf Englisch [https://www.skipperguide.de/mediawiki/images/Min_anchor_chain_length_2019_10_20_EN.pdf Notes on length of anchor chain].  
Die anfängliche Einschätzung einer minimalen Länge der Ankerkette kann grafisch in Bezug auf Tiefe, Windstärke, Winkel, relative Haltekraft des Ankers und die Länge der Ankerkette dargestellt werden, hier als '''Beispiel für eine 15 m Segelyacht''': [https://www.skipperguide.de/mediawiki/images/Min_anchor_chain_length_2019_10_20_DE.pdf Hinweise zur Länge der Ankerkette], auch auf Englisch [https://www.skipperguide.de/mediawiki/images/Min_anchor_chain_length_2019_10_20_EN.pdf Notes on length of anchor chain].  


Bei stürmischen Windböen sollten zur Steigerung der Haltekraft längere Ankerketten und zusätzliche Maßnahmen zur Begrenzung der Kraftspitzen am Anker durch [https://www.segeln-kurs270.de/content/Technik/Anker/Anker.html zusätzlichen Einsatz einer elastischen Ankertrosse] genutzt werden. Denn tatsächlich steigt die Windenergie sogar quadratisch mit der Windgeschwindigkeit und zunehmender Seegang und Schwojen können zu kritischen Kraftspitzen führen. [https://www.sfv-strongbow.com/images/Toernberater/MathAnkern.pdf Mathematik des Ankerns und Nutzung einer elastischen Trosse]
Bei stürmischen Windböen sollten zur Steigerung der Haltekraft längere Ankerketten und zusätzliche Maßnahmen zur Begrenzung der Kraftspitzen am Anker durch [https://www.segeln-kurs270.de/content/Technik/Anker/Anker.html zusätzlichen Einsatz einer elastischen Ankertrosse] genutzt werden. Denn tatsächlich steigt die Windenergie sogar quadratisch mit der Windgeschwindigkeit und zunehmender Seegang und Schwojen können zu kritischen Kraftspitzen führen. [https://www.sfv-strongbow.com/images/Toernberater/MathAnkern.pdf Mathematik des Ankerns und Nutzung einer elastischen Trosse] [https://trimaran-san.de/die-kettenkurve-oder-wie-ein-mathematiker-ankert/ Die Kettenkurve - oder wie ein Mathematiker ankert].


Erst bei sehr langen Ankerketten, z.B. ab der vierfachen Schiffslänge, gewinnt das Eigengewicht der Kette und ihr Durchhängen auf dem Weg vom Bug zum Anker auch bei höheren Kräften eine leicht dämpfende Wirkung. Solange die Kette nicht gestreckt wird, bleibt die Haltekraft am Anker vollständiger erhalten, so dass für sehr lange Ankerketten etwas geringe Faktoren zur Bestimmung der Länge angesetzt werden können.  
Erst bei sehr langen Ankerketten, z.B. ab der vierfachen Schiffslänge, gewinnt das Eigengewicht der Kette und ihr Durchhängen auf dem Weg vom Bug zum Anker auch bei höheren Kräften eine leicht dämpfende Wirkung. Solange die Kette nicht gestreckt wird, bleibt die Haltekraft am Anker vollständiger erhalten, so dass für sehr lange Ankerketten etwas geringe Faktoren zur Bestimmung der Länge angesetzt werden können.  
Zeile 64: Zeile 65:
Regeln, die sich ausschließlich auf die Wassertiefe beziehen, begrenzen zwar den Winkel zum Anker, vernachlässigen dabei aber wesentliche Faktoren, die beim Ankern in geringen Wassertiefen mit kleineren Schiffen und Yachten Bedeutung haben: 1. den zuätzlichen Abstand vom Bug zur Wasseroberfläche, 2. den grundlegenden und quadratisch zunehmenden Einfluss der Windgeschwindigkeit auf die wirkenden Kräfte, 3. die Größe des Schiffs, seine Masse und die wirksamen Hebel.
Regeln, die sich ausschließlich auf die Wassertiefe beziehen, begrenzen zwar den Winkel zum Anker, vernachlässigen dabei aber wesentliche Faktoren, die beim Ankern in geringen Wassertiefen mit kleineren Schiffen und Yachten Bedeutung haben: 1. den zuätzlichen Abstand vom Bug zur Wasseroberfläche, 2. den grundlegenden und quadratisch zunehmenden Einfluss der Windgeschwindigkeit auf die wirkenden Kräfte, 3. die Größe des Schiffs, seine Masse und die wirksamen Hebel.


Es gibt inzwischen einige Online Rechner, dies es einem erlauben, die am Anker auftretende Spitzenlast und die minimal benötigte Kettenlänge abzuschätzen. Erwähnt seien hier die beiden Rechner http://svamanda.dk/anchor/intro und http://www.anchorchaincalculator.com . Beide beruhen auf dem gleichen mathematisch-physikalischen Energiebilanz Model, welches im Grunde eine Erweiterung des von Harald Melwisch verwendeten Models ist.
Wie relevant dynamische Effekte für das Boot sind hängt stark von dessen Konstruktion ab. Je schwerer ein Boot im Verhältnis zu seiner Windangriffsfläche ist, desto weniger ist es von durch Böen verursachte dynamische Effekte betroffen. Das gleiche gilt für das Verhältnis von Gewicht zu Unterwasserschiffangriffsfläche bzgl. Schwell. Aus diesem Grund sind moderne Yachten und insbesondere Mehrrümpfer von den dynamischen Effekten deutlich stärker betroffen als schwere konventionelle Verdränger.
 
Es gibt inzwischen einige Online Rechner, dies es einem erlauben, die am Anker auftretende dynamische Spitzenlast und die minimal benötigte Kettenlänge abzuschätzen. Erwähnt seien hier die beiden Rechner http://svamanda.dk/anchor/intro und http://www.anchorchaincalculator.com . Beide beruhen auf dem gleichen mathematisch-physikalischen Energiebilanz Model, welches im Grunde eine Erweiterung des von Harald Melwisch verwendeten Models ist.


== Ankermanöver ==
== Ankermanöver ==