Windgradient

Segeltwist bei einem Drachen

Segeltwist bei starkem Wind

Der Begriff Segeltrimm (oft falsch: Segeltrimmung) bezeichnet beim Segeln die Einstellung der Segel und den Vorgang des Einstellens. Ziel ist die Anpassung der Segelstellung, beziehungsweise des Segelprofils an Wind, Kurs und Seegangsverhältnisse^[1] um ein möglichst günstiges Verhältnis von Widerstand (F_W-Wert) und Vortrieb (F_A-Wert) zu erreichen^[2] oder den Winddruck am Segel und somit die Krängung zu reduzieren. Korrekter Trimm erhöht neben der Geschwindigkeit den Komfort und die Sicherheit der Segler, sowie die Lebensdauer der Segel durch Reduktion des Killens. Teilweise greifen Trimmeinrichtungen nur indirekt am Segel an, indem die Einstellung des Riggs verändert wird (Mastfall und Mastbiegung)^[1].

Steuergrößen beim Segeltrimm

Diagramm zur Verdeutlichung des Windgradienten bei verschiedenen Windstärken

Verändert werden folgende Eigenschaften des Segelprofils:^[2]

Anstellwinkel

Der Anstellwinkel bezeichnet den Winkel, den scheinbarer Wind und gedachte Profilsehne, zwischen Vorliek und Achterliek des Segels, miteinander bilden. Für optimalen Vortrieb muss er so gewählt werden, dass auf Luv- und Leeseite des Segels eine laminare Strömung anliegt und liegt dabei (abhängig vom verwendeten Segeltyp) näherungsweise bei 15°^[3]. Der Anstellwinkel eines Segels wird immer mit Hilfe der Schot reguliert. Da der Winkel der gedachten Profilsehne, in Bezug zur Mittschiffsachse, auf Grund des Gradientenwindes, nicht in jeder Höhe des Segels konstant ist, wird er mit Hilfe der zusätzlichen Trimmeinrichtungen für jede Höhe annähernd korrekt eingestellt. Dieser Vorgang wird mit Windfäden kontrolliert. Wenn der Winkel in jeder Höhe richtig eingestellt ist, ergibt sich automatisch ein sogenannter Twist (Verdrehung des Segelprofils über die Höhe).

Twist

Aufgrund des Windgradienten (bodennah herrschen auf Grund von Reibung geringere Windgeschwindigkeiten als an der Mastspitze, wodurch der scheinbare Wind am Segelkopf achterlicher einfällt als am Segelhals) hat ein optimal getrimmtes Segel nicht auf ganzer Höhe den gleichen Anstellwinkel, sondern ist in sich verdreht^[3]. Diese Verdrehung bezeichnet man als Twist. Er entsteht durch den Schnitt der Segel, die Spannung der Lieken und den Windgradienten selbst. Das Ausmaß des Twists muss angepasst werden um eine optimale Anströmung zu erreichen. Bei Starkwind ist ein größerer Twist erforderlich als bei schwachen Winden, da der Windgradient bei höheren Windgeschwindigkeiten zunimmt. Erhöhter Twist vermindert die Krängung eines Bootes durch Reduktion des Drucks im oberen Anteil des Segels, was zum Abwettern von Starkwind genutzt werden kann. Zu starker Twist bedingt bei starkem Wind das Auswandern des Segeldruckpunktes nach Lee und das Auftreten von Kräften nach Luv im Masttopp, was zu übermässiger Krängung, erschwerter Steuerbarkeit und einer schwer kontrollierbaren Rollbewegung des Bootes führen kann.

Profiltiefe

Die Profiltiefe (auch: Bauchigkeit) beeinflusst sowohl den maximal erreichbaren Vortrieb des Segels als auch die maximale Höhe am Wind, die gelaufen werden kann. Je bauchiger desto größer der Vortrieb und desto kleiner die maximale Höhe am Wind. Es ist nicht möglich die Profiltiefe zu verändern, ohne dass dies auch eine Änderung der Lage des Bauches (Ort der höchsten Profiltiefe) zur Folge hätte. Eine Erhöhung der Profiltiefe hat immer auch ein Auswandern des Bauches nach Achtern zur Folge, was eine der Ursachen für den Verlust von maximaler Höhe am Wind ist.

Trimmeinrichtungen

Großsegel

Bezeichnungen am Großsegel

Schemazeichnung eines Großbaums (1) mit Großschot (7), Unterliekstrecker (6), Baumniederholer (8) und einem verschiebbaren Lümmelbeschlag mit dem sich das Vorliek mittels einer Talje spannen lässt. Zusätzlich ist am Vorliek die Kausch für den Cunningham-Strecker erkennbar (oberer Bildrand).

Das Ende einer Achterliekleine. Die weiße Kunststoffklemme dient dem Belegen der Leine.

Ein einfacher Baumniederholer

In Bildmitte ist die über die gesamte Plicht laufende Traveller-Schiene mit Schlitten und Großschot erkennbar. Am rechten Bildrand sieht man den mehrfach untersetzten Achterstagspanner.

• Großfall und Cunninghamstrecker (kurz: Cunningham, auch: Vorliekstrecker): Mit diesen beiden Einrichtungen lässt sich die Spannung des Vorlieks verändern. Eine höhere Spannung hat ein flacheres Profil zur Folge, gleichzeitig wandert der Segelbauch nach vorn. Der Vorteil des Cunninghams liegt in der einfacheren Bedienung.^[1]

• Verschiebbarer Lümmelbeschlag: Auf Jollen und Kleinkreuzern wird oft ein höhenverstellbaren Lümmelbeschlag anstatt eines Cunninghams verwendet. Der Baum wird am Mast heruntergedrückt und arretiert um das Großsegelvorliek zu spannen.^[2]

• Unterliekstrecker: Hierbei handelt es sich um eine einfache Leine oder Talje, die vom Schothorn des Großsegels zur Baumnock läuft und der Spannung des Unterlieks dient. Höhere Unterliekspannung führt neben einer Abflachung des Profils zur Verlagerung des Bauchs in Richtung Großbaum.^[1] Ein Nachteil des Unterliekstreckers ist, dass bei bauchigem Trimm die projizierte Segelfläche verkleinert wird, weil sich das Schothorn von der Baumnock in Richtung Mast verschiebt. Dieses Problem lässt sich durch Verwendung eines Flachrefs umgehen.^[2]

• Flachref: Das Flachref ist entgegen seiner Bezeichnung keine Reff- sondern eine Trimmeinrichtung. Es handelt sich um eine Weiterentwicklung des Unterliekstreckers, die analog zum Cunningham-Strecker für das Vorliek funktioniert. Bei Verwendung eines Flachrefs wird das Schothorn fest am Baum angeschlagen, dabei ist das Unterliek des speziell geschnittenen Segels so bemessen, dass das Profil maximal bauchig getrimmt ist. Einige Zentimeter (in Richtung Segelkopf und Hals) vom Schothorn entfernt ist eine zusätzliche Kausch in das Großsegel eingearbeitet. An dieser Kausch wird ein Strecker gefahren, durch den das Segel flach getrimmt werden kann ohne die projizierte Segelfläche zu verkleinern. Die übrigen Auswirkungen des Flachrefs sind mit denen des Unterliekstreckers identisch.^[2]

• Achterliektrimmleine (auch: Achterliekleine, Jakobsleine oder: fälschlich Achterliekstrecker): Die Achterliektrimmleine ist eine dünne Leine, die durch den Saum des Großsegelachterlieks läuft. Man kann sie durchsetzten um ein Killen des Achterlieks zu Unterbinden (was die Lebensdauer des Segels erhöht. Die Leistungsverbesserung ist minimal. Die Achterliekleine hat praktisch keine Auswirkungen auf das Profil. Bei übertrieben großer Spannung kann das Liek nach Luv umklappen, was für den Luftstrom am Segel sehr ungünstig ist.^[1]

• Baumniederholer (auch: Baumniederhalter, Baumkicker oder kurz: Kicker - teilweise wird der Begriff Kicker verwendet um Systeme, die den Baum zusätzlich anheben können, von einfachen Niederholern abzugrenzen): Um den Twist des Segels zu kontrollieren kann der Großbaum mittels Baumniederholer nach unten gezogen werden. Ein durchgesetzter Baumniederholer reduziert den Twist, erhöht die Spannung auf dem Achterliek und flacht das Profil ab. Die Bedeutung des Baumniederholers für den Stand der Segel ist auf raumen und Vormwind-Kursen am größten.^[2] Bei kleinen Riggs (auf Jollen) führt ein stramm durchgesetzter Baumniederholer zu einer Verstärkung der Mastbiegung (konvexe Seite Richtung Bug), was das Profil im unteren Bereich zusätzlich abflacht und zum Vorliek verlagert. Dient der Niederholer der Kontrolle dieser Biegung, ist sein Anschlagpunkt am Mast häufig über eine Schiene höhenverstellbar.^[4] Die einfachste Form des Baumniederholers ist eine Talje, die von einem Anschlagpunkt unterhalb des Lümmelbeschlags am Mast zum Großbaum zieht. Systeme, die den Baum zusätzlich nach oben verkippen können (zur Umkehrung der Wirkung eines normalen Baumniederholers und um die Dirk überflüssig zu machen. ^[2]), werden häufig als Rohrniederholer bezeichnet. Man unterscheidet hierbei:

1. starre Kicker: Ein starres Rohr trägt den Baum. Solche einfachen Rohrkicker lassen sich entweder mit Hilfe von Schlitten am Mast oder Baum, mittels eines Gewindes oder durch Teleskopbauweise (meist feststellbar durch Federbolzen) in ihrer Länge verstellen.
2. gefederte Kicker: Ein Federmechanismus wird mit einer Talje kombiniert, was eine schnelle stufenlose Verstellung erlaubt.
3. hydraulische Kicker: Sind die auftretenden Kräfte sehr hoch, oder soll die Bedienung mit kleiner Crew erleichtert werden finden solche Systeme auf großen Yachten Verwendung.^[4]

• Achterstagspanner: Der Achterstagspanner verstärkt die Mastbiegung. Auf diese Weise entspannt/öffnet er das Achterliek, flacht das Profil vor allem im Unteren teil ab und verlagert es nach vorn. Bei Booten ohne Achterstag kann der gleiche Effekt durch Änderung der Wantenspannung, des Pfeilungswinkels oder der Länge der Salinge erreicht werden (Eine Korrektur auf dem Wasser ist in diesem Fall nicht möglich.)^[2] Bei toppgetakelten Booten ist der Effekt auf die Mastbiegung nur gering ausgeprägt.^[5]

• Traveller: Der Traveller besteht aus einer quer zur Längsachse des Bootes angebrachten Schiene und einem daran verstellbar angebrachtem Schlitten. Dieser Schlitten bildet den Anschlagpunkt für die Großschot. Über den Traveller lassen sich der Twist und die Profiltiefe des Segels kontrollieren, indem die Angriffsrichtung der Schot geändert wird.^[6] Befindet sich der Travellerschlitten in Lee, zieht die Schot den Baum stark nach unten, Twist und Profiltiefe werden reduziert und das Achterliek schließt sich. Steht der Schlitten in Luv ist es umgekehrt.^[1]

Vorsegel (Fock und Genua)

Bezeichnungen am Vorsegel

Ein verschiebbarer Fockschotholepunkt auf seiner Leitschiene

• Fockfall: Analog zum Großsegel wird mit diesen Einrichtungen die Spannung des Vorlieks geändert. Bei höherer Spannung wird das Profil flacher und wandert nach vorne und oben. Um einen guten Stand des Vorsegels zu erreichen muss das Fall so dicht durchgesetzt werden, dass sich keine waagrechten Falten bilden. Treten senkrechte Falten auf ist es zu dicht durchgesetzt.^[1]

• verstellbare Holepunkte: Auf vielen Yachten läuft die Fock-, beziehungsweise Genuaschot über einen in der Längsachse des Bootes verschieblichen Umlenkpunkt. Dieser Umlenk- oder Holepunkt auf dem Vorschiff oder Seitendeck kann meist mit Hilfe von Leinen aus der Plicht heraus bedient werden. Die Trimmeinrichtung kontrolliert durch die Änderung des Angriffswinkels der Fockschot (analog zum Traveller für die Großschot) den Twist und die Profiltiefe des Vorsegels.^[7] Ein Verschieben in Bugrichtung verringert den Twist, schließt das Achterliek und erhöht Profiltiefe, in Heckrichtung ist die Wirkung gegenteilig. Als Orientierung auf Amwindkurs dienen (falls keine Windfäden vorhanden sind) die Spannungen von Unter- und Achterliek, die bei mittlerem Wind etwa gleich sein sollten. Bei modernen Segelschnitten sollte die Spannung des Achterlieks geringfügig höher liegen als die des Unterlieks.^[1] Seltener ist eine Verstellung der Holepunkte in Querschiffsrichtung möglich, die Wirkung gleicht in diesem Fall der eines Barber Haulers.

• Barber Hauler (auch: Barberholer oder (Fock-)Schotbeiholer): Eine enge Führung der Fockschot (die Holepunkte liegen nahe der Mitschiffslinie) erlaubt das Fahren von höheren Kursen am Wind und verkleinert den Wendewinkel. Auf raumen Kursen ist mit dieser Schotführung jedoch kein guter Stand der Segel mehr erreichbar und die projizieren Segelfläche gering. Dieses Problem lässt sich durch die Verwendung eines Fockschotbeiholers umgehen. Der Beiholer besteht aus einem Klappblock, der vor dem Holepunktauf die Fockschot gesetzt wird (alternativ kann ein Metallring verwendet werden, durch den die Schot geführt wird^[7]) und an einer Leine befestigt ist. Diese Leine wird über einen weiteren Block, der meist an der Fußreling des Bootes angeschäkelt ist, umgelenkt, so dass sich die Fock durch Dichtholen der Leine weit ausstellen lässt.^[1] Wird der Barber Hauler mitschiffs der eigentlichen Holepunkte befestigt, lässt sich eine engere Schotung des Segels erreichen um mehr Höhe zu laufen.^[7].

• Achterliektrimmleine (auch: Achterliekleine, oft fälschlich: Achterliekstrecker): Die Fockachterliektrimmleine hat die gleichen Wirkungen wie die Achterliektrimmleine des Großsegels.^[1]

• Achterstagspanner: Bei topp- und 15/16-getakelten Booten wird über den Achterstagspanner der Durchhang des Vorstags kontrolliert. Das Durchsetzen des Spanners reduziert den Durchhang und verlagert so den Bauch von Fock, beziehungsweise Genua nach vorn und flacht das Segelprofil ab. Mit durchgesetztem Achterstagspanner kann mehr Höhe am Wind gelaufen werden.^[5]

Hilfsmittel zum Segeltrimm

Trimmscheibe

Eine Trimmscheibe gibt Auskunft zu den Einstellungen der Trimmeinrichtungen unter Berücksichtigung der Wind- und Wellenbedingungen. Trimmscheiben gibt es in herkömmlicher Form aus Kunststoff oder Karton, neuerdings auch in elektronischer Form als iPhone-Applikation.

Verklicker

Zwei Verklicker für die Montage im Masttopp

Ein Verklicker zeigt die Windrichtung an und erleichtert so das korrekte Einstellen des Anstellwinkels. Verklicker werden entweder am Masttopp oder an den Wanten befestigt. Ersatzweise können Wollfäden (oder etwas Vergleichbares) an den Wanten befestigt werden.^[8]

Windfäden und Segeltuchstreifen

Windfäden (kleine Fäden aus leichter Kunstfaser oder Wolle) kurz hinter dem Vorliek von Fock und Großsegel, sowie Segel- oder Spinnakertuchstreifen am Achterliek der Segel (Telltales) zeigen den Verlauf des Luftstroms am Segel an. Diese Indikatoren dienen der Kontrolle des Segeltrimms. Wenn alle Windfäden waagrecht dem Verlauf des Segels folgend auswehen ist der Trimm optimal (als Ausnahme darf der oberste Tuchstreifen bei sehr leichtem Wind intermittierend nach Lee auswehen).^[4] Ein Flattern der Fäden oder Tuchstreifen zeigt Turbulenzen an und liefert dem Sachkundigen Hinweise welche Trimmmaßnahmen eingeleitet werden sollten.^[9] Das Flattern der lee- oder luvwärtigen Fäden am Vorliek zeigt einen zu kleinen, beziehungsweise zu großen Anstellwinkel an. Flattern nur die oberen oder unteren Fäden am Vorliek oder Segeltuchstreifen am Achterliek muss der Twist über entsprechende Trimmeinrichtungen angepasst werden.

Trimmtabellen

Trimmtabellen enthalten Angaben zu den Einstellungen einzelner Trimmeinrichtungen unter bestimmten Bedingungen. Es handelt sich um Übersichten, die dem Ungeübten ein besseres Verständnis vom Zusammenspiel der Einrichtungen vermitteln. Die Angaben sind in der Regel unpräzise beziehungsweise allgemein gehalten, da die exakten Einstellungen ohnehin von Rigg, Rumpf und verwendeten Segeln abhängen. Gute Trimmtabellen berücksichtigen neben Windstärke, Kurs zum Wind und Seegang, das Rigg des Bootes, da Trimmeinrichtungen bei verschiedener Takelung unterschiedlich wirken ^[10].

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f g h i j} Peter Schweer: Das Optimal Getrimmte Rigg. 10. Auflage. Delius Klasing Verlag, Bielefeld 2006, ISBN 3-87412-101-1
2. ↑ ^{a b c d e f g h} Joachim Schult: Segeltechnik. 11. Auflage. Delius Klasing Verlag, Bielefeld 2004, ISBN 3-87412-140-2
3. ↑ ^{a b} Lester Gilbert: Wind Gradient.. aktuelle Homepage
4. ↑ ^{a b c} Jan Kuffel: "Serie Trimminstrumente, Teil 3: Baumniederholer". In: palstek. Nr. 1-08, 21. Dezember 2007. PALSTEK Verlag GmbH, Hamburg, ISSN 0936-5877, S. 74-83
5. ↑ ^{a b} Jan Kuffel: "Serie Trimminstrumente, Teil 1: Achterstagspanner". In: palstek. Nr. 5-07, 31. August 2007. PALSTEK Verlag GmbH, Hamburg, ISSN 0936-5877, S. 62-69
6. ↑ Jan Kuffel: "Serie Trimminstrumente, Teil 2: Traveller". In: palstek. Nr. 6-07, 27. Oktober 2007. PALSTEK Verlag GmbH, Hamburg, ISSN 0936-5877, S. 56-65
7. ↑ ^{a b c} Jan Kuffel: "Serie Trimminstrumente, Teil 4: Holepunkte". In: palstek. Nr. 2-08, 29. Februar 2008. PALSTEK Verlag GmbH, Hamburg, ISSN 0936-5877, S. 62-71
8. ↑ Harald Schwarzlose: Kleine Yachten. 2. Auflage. Delius Klasing Verlag, Bielefeld 1997, ISBN 3-7688-0904-8
9. ↑ Arvel Gentry: More on Telltales and Tuft System.. aktuelle Homepage
10. ↑ Dipl.-Ing. Peter Schweer: Segeltrimm vom Profi.. aktuelle Homepage

Siehe auch

 Portal: Segeln – Übersicht zu Wikipedia-Inhalten zum Thema Segeln

Literatur

• Czesław A. Marchaj: Die Aerodynamik der Segel : Theorie und Praxis. Delius Klasing, Bielefeld 1997, ISBN 3768810178

Weblinks

• Abhandlung von Dipl.-Ing. Peter Schweer (Fritz-Segel)
• Artikel über Windfäden (WB-Sails) (Englisch)