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Bordsysteme

Stabilität und Schadensbekämpfung

55 Minuten Lesezeit

Voraussetzungen

Diese Lektion setzt Yachtmaster-Coastal-Kenntnisse in der Schiffsführung bei schwerem Wetter voraus, grundlegende Yachtbaukenntnisse (Kiel, Ballast, Bordwanddurchlässe und Seeventile) sowie den Umgang mit Lenzpumpen. Sie verknüpft sich direkt mit den Offshore-Lektionen zu Taktiken bei schwerem Wetter (Beidrehen, Ablaufen, Treibanker und Erholung nach einer Kenterung) sowie zum Verlassen des Schiffes. Es wird keine Mathematik benötigt, die über Multiplikation und Division hinausgeht. Wenn deine Yacht ein Stabilitätsheft, eine RCD/ISO-12217-Entwurfskategorie oder eine STIX-Nummer hat, halte sie griffbereit: Du wirst lernen, was diese Angaben bedeuten.

Lernziele

Am Ende dieser Lektion solltest du in der Lage sein:

  • Schwerpunkt (G), Auftriebsmittelpunkt (B), Metazentrum (M), metazentrische Höhe (GM) und aufrichtenden Hebelarm (GZ) zu definieren.
  • Eine GZ-Kurve zu lesen und die Anfangsstabilität, das maximale GZ, den Winkel der verschwindenden Stabilität, den Flutwinkel (Downflooding-Winkel) und die Fläche unter der Kurve zu erkennen.
  • Zu erklären, wie Beladung, Decksgewichte und teilweise gefüllte Tanks (Freie-Oberfläche-Effekt) die Stabilität verändern, und die Wirkung des Verschiebens eines Gewichts zu berechnen.
  • Zu erklären, warum Wellen und brechende Seen eine statisch stabile Yacht kentern lassen können.
  • Die flutbare Länge, die Schadensstabilität und die Grenzen der Gegenflutung zu erklären.
  • Eine Schadensbekämpfungsabfolge durchzuführen: das Leck finden, den Wassereinbruch stoppen oder verlangsamen, lenzen, die Stabilität beurteilen und entscheiden.
  • Den Wassereinbruch durch ein Loch abzuschätzen und mit einer realistischen Pumpenleistung zu vergleichen.
  • Dein Wissen dem RYA-Yachtmaster-Offshore-Lehrplan (G158) zuzuordnen, und zwar den Punkten zu Stabilität und Schadensbekämpfung: den Faktoren, die die Stabilität und Seetüchtigkeit einer Yacht beeinflussen, dem Kenterrisiko bei schwerem Wetter, der Wirkung von Gewichten und freier Oberfläche, Flutung und Schadensbekämpfung, dem Einsatz von Pumpen, dem Stoppen von Lecks und der Entscheidung, wann man das Schiff verlassen muss, so wie der Prüfer sie im mündlichen Teil und in praktischen Notfallübungen abfragen wird.
  • Die Formel zur Kentersicherheitsprüfung und die Stabilitätswerte auf dem Bauschild zu verwenden, um die Eignung einer Yacht für Offshore-Einsätze zu beurteilen.
  • Eine Krängung (List) von einem Loll-Winkel (Angle of Loll) zu unterscheiden und in jedem Fall richtig zu handeln.
  • Die Wirkung der Windstärke auf das Krängungsmoment zu berechnen und zu erklären, warum frühzeitiges Reffen eine Stabilitätsentscheidung ist.

Die grundlegenden Kräfte

Eine schwimmende Yacht wird von zwei gleich großen, entgegengesetzt wirkenden Kräften beeinflusst:

  • Gewicht, wirkt senkrecht nach unten durch den Schwerpunkt, G. Die Lage von G hängt davon ab, wie das Gewicht verteilt ist: Rumpf, Ballastkiel, Rigg, Motor, Tanks, Vorräte und Crew.
  • Auftrieb, wirkt senkrecht nach oben durch den Auftriebsmittelpunkt, B, den geometrischen Mittelpunkt des Unterwasservolumens.

Im aufrechten Zustand liegen G und B auf derselben senkrechten Linie, und das Boot befindet sich im Gleichgewicht. Wenn die Yacht krängt, verändert sich die Unterwasserform: Auf der niedrigen Seite taucht mehr Volumen ein, daher wandert B zur niedrigen Seite. G bewegt sich nicht (sofern sich nicht im Inneren etwas verschiebt). Die beiden Kräfte bilden nun ein Kräftepaar, getrennt durch einen waagerechten Abstand, den aufrichtenden Hebelarm GZ. Das aufrichtende Moment ist die Verdrängung multipliziert mit GZ.

Aufrichtendes Moment = Verdrängung x GZ

Eine Yacht von 8 Tonnen mit einem GZ von 0,5 m bei 30 Grad hat ein aufrichtendes Moment von 4 Tonnenmetern. Alles, was sie weiter krängen will (Wind in den Segeln, eine Welle, Crew an der Leeseite der Reling), muss dieses Moment überwinden.

Das Metazentrum und GM

Bei kleinen Krängungswinkeln (bis etwa 10 bis 15 Grad) schneidet die Senkrechte durch den neuen Auftriebsmittelpunkt die Mittellinie an einem nahezu festen Punkt, dem Metazentrum, M. Der Abstand von G nach oben zu M ist die metazentrische Höhe, GM.

Metazentrische Höhe mit G, B und M sowie dem Abstand GM

Bei kleinen Winkeln gilt für GZ näherungsweise: GM multipliziert mit dem Sinus des Krängungswinkels. GM bestimmt also die Anfangsstabilität: wie steif oder labil sich ein Boot anfühlt, wenn es sich zum ersten Mal krängt.

  • Großes GM: steifes Boot, widersteht dem Krängen, hat aber eine schnelle, ruckartige Rollbewegung, die unangenehm und ermüdend ist und das Rigg belastet.
  • Kleines GM: labiles Boot, krängt leicht, hat eine langsame, bequeme Rollbewegung.
  • Negatives GM (G über M): Das Boot schwimmt nicht aufrecht, sondern legt sich dauerhaft auf eine Seite (Loll). Das sollte bei einer Yacht im Normalzustand niemals auftreten; wenn doch, ist etwas Ernstes passiert (Flutung, Eis, zusätzliches Gewicht weit oben).

Ein breiter, flachbodiger moderner Kreuzer bezieht einen Großteil seiner Anfangsstabilität aus der Form (Rumpfform: B wandert beim Krängen weit seitlich). Eine schmale, tiefgehende klassische Yacht bezieht mehr ihrer Stabilität aus dem Gewicht (einem tiefen G). Das ist bei großen Winkeln wichtig, wie du gleich sehen wirst.

Die GZ-Kurve

Die GZ-Kurve (Kurve der statischen Stabilität) trägt den aufrichtenden Hebelarm gegen den Krängungswinkel auf, von aufrecht bis zur Kenterung. Sie wird vom Konstrukteur für einen angegebenen Beladungszustand berechnet, meist "minimale Betriebsbeladung" (leere Tanks, minimale Crew), das ist der ungünstigste Fall.

GZ-Kurve des aufrichtenden Hebelarms mit maximalem GZ, der Steigung gleich GM und dem Winkel der verschwindenden Stabilität

Folgende Merkmale liest du aus der Kurve ab:

MerkmalWas es dir sagt
Steigung im UrsprungGM: Anfangssteifigkeit. Eine Tangente vom Ursprung, abgelesen bei einem Radiant (57,3 Grad), ergibt GM.
Maximales GZ und der Winkel, bei dem es auftrittDas größte stetige Krängungsmoment, dem das Boot widerstehen kann. Typischerweise 40 bis 60 Grad bei einer Fahrtenyacht.
Winkel der verschwindenden Stabilität (AVS)Der Winkel, jenseits dessen GZ negativ wird und die Yacht weiter kentert.
Bereich positiver StabilitätVon 0 Grad bis zum AVS.
Fläche unter dem positiven Teil der KurveDie Energie, die nötig ist, um die Yacht zu kentern (dynamische Stabilität).
Negative Fläche jenseits des AVSWie stabil die Yacht kopfüber ist. Eine kleine negative Fläche bedeutet, dass sie bald von der nächsten Welle wieder aufgerichtet wird.

Winkel der verschwindenden Stabilität

Der AVS ist der am häufigsten genannte Einzelwert und der, nach dem Prüfer fragen.

Winkel der verschwindenden Stabilität um 130 Grad und der Bereich positiver Stabilität

Als Faustregel sollte eine Hochseeyacht einen AVS von mindestens 120 Grad haben, eine Ozeanyacht 130 Grad oder mehr. Die Entwurfskategorien nach der Sportbootrichtlinie (Recreational Craft Directive) und ISO 12217-2 verwenden eine Kombination aus AVS, Verdrängung und der STIX-Zahl (Stabilitätsindex):

RCD-EntwurfskategorieVorgesehene BedingungenMindest-STIX
A (Ozean)Winde, die Windstärke 8 überschreiten können, und signifikante Wellenhöhen über 4 m, ohne außergewöhnliche Bedingungen32
B (Hochsee)Winde bis Windstärke 8, signifikante Wellenhöhen bis 4 m23
C (Küstennah)Winde bis Windstärke 6, signifikante Wellenhöhen bis 2 m14
D (geschützte Gewässer)Winde bis Windstärke 4, Wellenhöhen bis 0,3 m5

Beachte, dass der Mindest-AVS einer Kategorie von der Verdrängung des Bootes abhängt: Ein leichtes Boot in Kategorie A braucht einen größeren AVS als ein schweres. Ein breites, leichtes Boot mit hohem Freibord kann ein sehr großes maximales GZ, aber einen verhältnismäßig kleinen AVS und eine große negative Fläche haben, was bedeutet, dass es nach einer Kenterung eine Zeit lang kopfüber bleiben kann.

Fläche unter der Kurve: dynamische Stabilität

Die statische Stabilität (die Höhe der Kurve) sagt dir, wie viel stetiges Krängungsmoment das Boot aufnehmen kann. Aber eine Kenterung bei schwerem Wetter wird durch den Aufprall einer brechenden Welle verursacht, die Energie liefert und keinen stetigen Druck. Die Energie, die eine Yacht aufnehmen kann, bevor sie kentert, ist die Fläche unter der GZ-Kurve multipliziert mit der Verdrängung.

Fläche unter der GZ-Kurve als Maß für die dynamische Stabilität, die Energie, die zum Kentern nötig ist

Zwei Boote mit demselben maximalen GZ können eine sehr unterschiedliche Kenterfestigkeit haben: Dasjenige, dessen Kurve über einen größeren Winkelbereich positiv bleibt, hat mehr Fläche und nimmt mehr Wellenenergie auf. Auch die Verdrängung spielt eine Rolle: Bei gleicher GZ-Kurve hat ein schwereres Boot ein größeres aufrichtendes Moment und nimmt mehr Energie auf.

Flutwinkel (Downflooding-Winkel)

Die GZ-Kurve setzt voraus, dass der Rumpf wasserdicht ist. In der Realität strömt bei einem bestimmten Krängungswinkel Wasser durch Öffnungen herein: den Niedergang, offene Luken, Backskisten, Lüfter, den Motorluftansaugstutzen. Das ist der Flutwinkel (Downflooding-Winkel).

Flutwinkel, bei dem Luken, Lüfter und der Niedergang unter Wasser geraten

Jenseits dieses Winkels strömt Wasser herein, fügt hohes Gewicht und eine freie Oberfläche hinzu, und die tatsächliche Stabilität fällt viel schneller ab, als die Kurve vermuten lässt. Praktische Folgen:

  • Bei schwerem Wetter alle Luken schließen und sichern, die Schottbretter (so gesichert, dass sie auch bei Kopflage nicht herausfallen können) einsetzen, nicht benötigte Lüfter und Seeventile schließen und die Deckel der Backskisten verriegeln.
  • Eine Yacht, die mit offener Hauptluke auf 90 Grad gekrängt wird, kann innerhalb von Sekunden hunderte Liter Wasser aufnehmen. Mehrere Yachten bei den Fastnet-Rennen 1979 und dem Sydney-Hobart-Rennen 1998 gingen nach Kenterungen durch Flutung verloren oder wären beinahe verloren gegangen.
  • Luken, die sich nicht von innen und außen schließen lassen, oder nicht gesicherte Schottbretter senken den Flutwinkel praktisch ab.

Wie die Beladung die Stabilität verändert

Gewicht oben und Gewicht unten

Jedes Gewicht, das angehoben wird, hebt G an und verkürzt GZ bei jedem Winkel. Die Auswirkung auf die Kurve zeigt die folgende Abbildung.

Wirkung der Gewichtslage: Hohes Gewicht verringert das maximale GZ und den Stabilitätsbereich

Typische Übeltäter auf dem Hochseetörn:

  • Ein Dingi oder ein Außenborder auf Davits oder auf dem Vorschiff.
  • Solarpaneele, Radar und Windgeneratoren auf Bügeln und am Mast.
  • Ersatzkraftstoff und Wasser in Kanistern, an den Relingsstützen festgezurrt.
  • Im Mast eingerollte Großsegel, schweres Rollreffsystem und zusätzliche Fallen im Rigg (Gewicht in der Höhe hat wegen des Hebels eine sehr große Wirkung).
  • Anker und Kette, die im Bugkasten verstaut sind (hoch oben und am Ende des Bootes, was auch das Stampfen verstärkt).
  • Crew, die auf dem Kajütdach sitzt.

Faustregeln: Schwere Gegenstände tief und nahe der Bootsmitte verstauen; den zweiten Anker und die Reservekette im Kielraum nahe dem Mast aufbewahren; das Deck vor schwerem Wetter freiräumen; schwere Vorräte niemals auf hohen Regalen stapeln.

Berechnung der Verschiebung von G

Wird ein Gewicht innerhalb des Bootes verschoben, wandert G parallel zur Richtung, in die sich das Gewicht bewegt hat:

Verschiebung von G (GG1) = (verschobenes Gewicht x verschobene Strecke) / Gesamtverdrängung

Dieselbe Formel, mit hinzugefügtem oder entferntem Gewicht, liefert eine gute Näherung, wenn das Gewicht klein im Vergleich zur Verdrängung ist.

Der Effekt der freien Oberfläche

Wenn ein Tank teilweise gefüllt ist, bleibt die Flüssigkeitsoberfläche beim Krängen waagerecht. Die Flüssigkeit fließt zur niedrigen Seite und verlagert ihren Schwerpunkt nach außen, was dieselbe Wirkung hat wie das Anheben von G. Dies wird als virtueller Anstieg von G durch freie Oberfläche bezeichnet.

Effekt der freien Oberfläche: Flüssigkeit, die in einem halb gefüllten Tank wandert, verlagert G und verringert die Stabilität

Wichtige Punkte:

  • Der Effekt hängt von der dritten Potenz der Breite der freien Oberfläche ab, nicht von der Flüssigkeitsmenge. Ein halb voller, breiter Tank ist weit schlechter als ein schmaler, tiefer. Wird ein Tank durch ein längs eingebautes Schott in zwei Hälften geteilt, reduziert sich der Effekt auf ein Viertel.
  • Ein vollständig gefüllter (vollgepresster) oder vollständig leerer Tank hat keine freie Oberfläche.
  • Bilgenwasser, das über eine breite, flache Bilge schwappt, ist der schlimmste Fall von allen: breit, ungebremst und oft mit Schmutz vermengt.

Für einen rechteckigen Tank gilt der virtuelle Anstieg von G näherungsweise:

Virtueller Anstieg = (Länge x Breite hoch drei / 12) x Dichte der Flüssigkeit / Verdrängung

Beispiel. Ein Wassertank von 1,0 m Länge und 1,2 m Breite unter dem Salonboden, halb gefüllt, auf einer Yacht von 8 Tonnen: (1,0 x 1,2 x 1,2 x 1,2 / 12) x 1,0 / 8 = 0,144 / 8 = 0,018 m. Stell dir nun 500 Liter Flutwasser in einer Bilge von 2,0 m Breite und 3,0 m Länge vor: (3,0 x 8,0 / 12) x 1,025 / 8 = 2,0 x 1,025 / 8 = 0,26 m. Das ist ein Drittel des GM einer typischen Yacht, verloren, bevor man das Gewicht des Wassers mitzählt.

Tankmanagement auf hoher See:

  1. Vor schwerem Wetter die Tanks entweder voll oder leer halten: Kraftstoff oder Wasser umfüllen, um den einen Tank voll zu pressen und einen anderen zu leeren.
  2. Aus paarweise angeordneten Backbord- und Steuerbordtanks gleichmäßig entnehmen, um eine Krängung zu vermeiden, oder einen Tank vollständig leeren, bevor man mit dem nächsten beginnt.
  3. Bilgen trocken pumpen; Lenzlöcher freihalten, damit das Wasser die Pumpe erreicht.
  4. Keine großen Mengen Kraftstoff oder Wasser in flexiblen Blasen oder Kanistern an Deck mitführen.

Durchgerechnetes Beispiel: Stabilitätsberechnung

Die folgende Abbildung fasst die nachfolgende Berechnung zusammen.

Durchgerechnetes Beispiel: Stabilitätswirkung beim Anheben eines Dingis auf Davits und Effekt der freien Oberfläche

Eine 12-m-Yacht verdrängt 8.000 kg (einschließlich des Dingis) und hat ein GM von 0,80 m. Für einen Hochseetörn hebt der Eigner das 100 kg schwere Dingi vom Cockpitboden auf die Heckdavits und hebt damit dessen Schwerpunkt um 2,5 m an.

  1. Verschiebung von G: GG1 = (100 x 2,5) / 8.000 = 0,031 m.
  2. Neues GM = 0,80 - 0,031 = 0,769 m.
  3. Die Wassertanks sind jeweils halb gefüllt, was einen weiteren virtuellen Anstieg von G um 0,05 m ergibt.
  4. Effektives GM = 0,769 - 0,05 = 0,719 m, eine Verringerung um 10 Prozent.

Was bedeutet das? Bei 10 Grad Krängung beträgt GZ näherungsweise GM x sin 10 Grad (0,174):

ZustandGMGZ bei 10 GradAufrichtendes Moment bei 10 Grad
Ursprünglich0,80 m0,139 m1.112 kg-m
Nach Davits und freier Oberfläche0,719 m0,125 m1.000 kg-m

Die gleiche Anhebung von G verkürzt GZ bei jedem Winkel, daher schrumpft die gesamte Kurve, das maximale GZ sinkt und der AVS rückt näher. Man füge Kanister an der Reling, ein nasses Großsegel im Mast und einen schweren Anker im Bugkasten hinzu, und die Verluste summieren sich. Jede Entscheidung für sich scheint belanglos; zusammen können sie einen AVS von 125 Grad auf einen von 110 Grad drücken.

Krängende Momente: Warum der Wind so wichtig ist

Stabilität ist nur die halbe Geschichte. Die andere Hälfte ist das, was das Boot krängen will. Das krängende Moment durch den Wind in den Segeln beträgt näherungsweise:

Krängendes Moment = Kraft auf die Segel x Höhe des Angriffspunkts der Segelkraft über dem Lateralwiderstandsmittelpunkt

Die Kraft auf die Segel ist proportional zum Quadrat der Windgeschwindigkeit. Eine Verdopplung der Windgeschwindigkeit bedeutet die vierfache Kraft.

Durchgerechnetes Beispiel. Eine 10-m-Fahrtenyacht führt 55 Quadratmeter Segelfläche. Bei 15 Knoten Wind (7,7 m/s, Windstärke 4) beträgt die Kraft auf die Segel beim Anliegen etwa 0,5 x 1,2 x 7,7 hoch zwei x 1,0 x 55 = etwa 1.960 N (rund 200 kp). Bei einem Angriffspunkt der Segelkraft 5 m über dem Lateralwiderstandsmittelpunkt beträgt das krängende Moment etwa 1.000 kg-m. Bei 30 Knoten (15,4 m/s, Windstärke 7) würden dieselben Segel, sofern noch gesetzt, die vierfache Kraft erzeugen, etwa 4.000 kg-m. Wenn das maximale aufrichtende Moment der Yacht 8 Tonnen x 0,65 m = 5.200 kg-m beträgt, bringt Windstärke 7 bei vollem Segel sie auf 77 Prozent ihres Maximums, ohne Reserve für eine Böe, eine Welle oder einen Fehler. Halbiert man die Segelfläche durch Reffen, halbiert sich auch das krängende Moment, und außerdem sinkt der Angriffspunkt: Die Wirkung ist größer, als die Segelfläche allein vermuten lässt.

Gleichgewicht. Die Yacht krängt so lange, bis das aufrichtende Moment dem krängenden Moment entspricht. Schau auf die GZ-Kurve: Der stetige Krängungswinkel liegt dort, wo GZ mal Verdrängung gleich dem krängenden Moment ist. Ein steifes Boot (hohes GM) krängt bei gleichem Wind weniger. Ein Boot, das in Böen schon bei 35 bis 40 Grad liegt, befindet sich nahe dem Scheitel seiner Kurve und hat kaum Reserve: früher reffen.

Böen und Squalls. Eine Böe ist ein plötzlicher Anstieg des Windes, oft um 50 Prozent oder mehr, und das krängende Moment steigt mit dem Quadrat des Verhältnisses: Eine Windzunahme um 50 Prozent ergibt die 2,25-fache Kraft. Eine Yacht, die bei dem stetigen Wind nahe an ihrem maximalen aufrichtenden Moment liegt, wird von der Böe niedergedrückt. Das Reff muss vor der Squall eingebunden werden, nicht während sie tobt. Dichtholen lösen, Anluven und Lösen der Großschot oder des Traveller-Läufers bauen die krängende Kraft in einer Sekunde ab; die Crew muss bereit sein, das zu tun.

Die Wirkung der Krängung auf die Segel

Wenn die Yacht krängt, bieten die Segel dem Wind weniger Fläche, und der Angriffspunkt wandert nach Lee, sodass das krängende Moment mit dem Kosinus des Krängungswinkels etwas abnimmt. Das hilft, aber nicht viel. Bei 60 Grad Krängung liegt das Großsegel nahezu waagerecht, das Boot ist fast auf der Seite, und die Kraft fällt stark ab, weshalb sich Kenterungen oft von selbst erholen, wenn die Segel den Wind verlieren. Verlass dich nicht darauf.

Durchgerechnete GZ-Kurve und dynamische Stabilität

Die folgende Tabelle zeigt GZ-Werte für eine typische 8-Tonnen-Hochseeyacht im minimalen Betriebszustand.

Krängungswinkel (Grad)01530456090110130
GZ (m)00,300,550,650,600,300,100
  • Maximales GZ beträgt 0,65 m bei 45 Grad. Das maximale aufrichtende Moment ist 8.000 x 0,65 = 5.200 kg-m.
  • AVS beträgt 130 Grad.
  • Anfangs-GM ist ungefähr GZ bei 15 Grad geteilt durch den Sinus von 15 Grad (0,259): 0,30 / 0,259 = etwa 1,16 m. Das ist näherungsweise, weil GZ bei 15 Grad bereits etwas unter der Tangente vom Ursprung liegt.
  • Fläche unter der Kurve. Anwendung der Trapezregel über jedes Intervall: 15 x (0 + 0,30)/2 = 2,25; 15 x (0,30 + 0,55)/2 = 6,4; 15 x (0,55 + 0,65)/2 = 9,0; 15 x (0,65 + 0,60)/2 = 9,4; 30 x (0,60 + 0,30)/2 = 13,5; 20 x (0,30 + 0,10)/2 = 4,0; 20 x (0,10 + 0)/2 = 1,0. Die Summe beträgt etwa 45,5 Meter-Grad, oder 45,5 x 0,01745 = 0,79 Meter-Radiant.
  • Energie zum Kentern (bis zum AVS) ist Verdrängung x Erdbeschleunigung x Fläche = 8.000 x 9,81 x 0,79 = etwa 62.000 Joule (62 kJ). Das klingt nach viel, aber eine brechende Welle trägt über die Länge eines Rumpfes weit mehr Energie als das. Deshalb schützt die statische Stabilität einer Yacht nicht vor dem Kentern in einer brechenden See.

Nun betrachte die Wirkung, wenn man 300 kg an die Spitze des Mastes und des Riggs hinzufügt (zum Beispiel ein schweres Radar, Rollreffanlage im Mast und ein nasses Großsegel), 9 m über G. GG1 = 300 x 9 / 8.300 = 0,33 m Anstieg von G. Das GZ bei jedem Winkel sinkt um GG1 mal den Sinus des Winkels: bei 45 Grad um 0,33 x 0,707 = 0,23 m, was GZ von 0,65 auf etwa 0,42 m bringt. Bei 90 Grad sinkt GZ von 0,30 auf etwa 0 (0,30 - 0,33). Der AVS fällt von 130 Grad auf nahezu 90 Grad. Diese vereinfachte Rechnung (die Korrektur ist GG1 sin Krängung für eine vertikale Verschiebung von G) zeigt, warum Gewicht in der Höhe so gefährlich ist und warum eine bescheiden wirkende Zugabe eine sichere Hochseeyacht in eine grenzwertige verwandeln kann. Betrachte dies als obere Abschätzung, da andere Effekte, etwa eine Änderung der Verdrängung, unberücksichtigt bleiben, aber die Lektion gilt.

Kenterungs-Screening und die Zahlen auf dem Schild

Die Formel des Kenterungs-Screenings

Ein schneller Indikator für die Kenterfestigkeit einer Yacht in brechender See, der in den Regeln für Hochseerennen verwendet wird, ist die Capsize Screening Formula (CSF):

CSF = maximale Breite (m) / (Verdrängungsvolumen in Kubikmetern) hoch ein Drittel

Das Verdrängungsvolumen ist die Verdrängungsmasse in Tonnen geteilt durch 1,025 (die Dichte von Meerwasser). Ein Wert von 2,0 oder weniger gilt für den Hochseeeinsatz als akzeptabel; breite, leichte Yachten haben höhere Werte und eine größere Anfälligkeit für Kenterung und für das Verbleiben kopfüber.

Beispiel. Eine 8-Tonnen-Yacht hat eine maximale Breite von 3,8 m. Volumen = 8 / 1,025 = 7,8 Kubikmeter; die Kubikwurzel ist 1,98. CSF = 3,8 / 1,98 = 1,92. Das liegt unter 2,0, die Yacht besteht das Screening also. Eine leichtere, breitere Yacht mit einer Breite von 4,0 m und einer Verdrängung von 6 Tonnen hat ein Volumen von 5,85 Kubikmetern, eine Kubikwurzel von 1,80 und ein CSF von 2,2: nicht so geeignet für harte Hochseebedingungen.

Das CSF ist ein Screening-Werkzeug, keine Garantie. Es berücksichtigt weder Ballast, Kieltiefe noch AVS.

Weitere Kennzahlen

  • Stabilitätsindex (STIX) nach ISO 12217-2 verbindet Länge, Breite, Verdrängung, AVS, Flutungshöhe, Ballast und weitere Faktoren in einer Zahl, die die Entwurfskategorie ergibt. Prüfe das Bauschild und das Eignerhandbuch.
  • Ballastverhältnis, das Kielgewicht geteilt durch die Gesamtverdrängung, liegt bei einer Fahrtenyacht typischerweise bei 30 bis 40 Prozent. Es ist ein Hinweis auf die gewichtsbasierte Stabilität, aber kein Maß dafür.
  • Aufrichtendes Moment je Grad Krängung bei 1 Grad, das im Handbuch mancher Yachten angegeben ist, erlaubt dir den Vergleich von Booten.
  • Entwurfskategorien A bis D sagen dir, für welche Bedingungen die Yacht konstruiert wurde, nicht, wozu sie bei Überladung fähig ist.

Krängung, Loll und negatives GM

Eine Yacht, die schief liegt, obwohl sie aufrecht sein sollte, befindet sich entweder in Schlagseite (List) oder im Loll, und die Abhilfe ist jeweils eine andere.

Schlagseite (List)Loll-Winkel (Angle of Loll)
UrsacheGewicht außerhalb der Mittellinie (positives GM)Negatives GM (G über M)
VerhaltenBleibt zu einer Seite geneigt; richtet sich wieder auf, wenn das Gewicht verlagert wirdKippt von einer Seite zur anderen; kann plötzlich von einer Seite auf die andere springen
Richtige MaßnahmeGewicht auf die Mittellinie bringen oder Kraftstoff bzw. Wasser umfüllenG senken: Gewicht aus der Höhe entfernen, freie Oberfläche abpumpen, Gewicht tief auf der Mittellinie hinzufügen; Crew tief und mittschiffs halten
Was man nicht tun sollteKein Gewicht auf die hohe Seite verlagern (die Yacht kann mit größerer Krängung auf die andere Seite kippen) und die freie Oberfläche nicht vergrößern

Ein Loll-Winkel ist gefährlich, weil das Boot in der Nähe der Aufrechten nur sehr wenig Stabilität hat. Er ist ein Zeichen dafür, dass etwas Ernstes nicht stimmt: Flutung mit freier Oberfläche, schweres Eis oder ein enormes Gewicht in der Höhe. Prüfe es mit einer langsamen Rollbewegung: Eine nach Backbord lollende Yacht rollt langsam nach Steuerbord, geht durch die Senkrechte und stellt sich auf einen ähnlichen Winkel nach Steuerbord ein. Behandle es als Notfall und verringere sofort die freie Oberfläche und senke G.

Praktische Vorbereitung für den Hochseetörn

Vor dem Auslaufen sollte ein Skipper im Rahmen des Sicherheitsbriefings eine Stabilitätsprüfung durchführen:

  1. Die Zahlen kennen. Die Entwurfskategorie, den AVS und das CSF (falls verfügbar) deiner Yacht. Wenn du sie nicht kennst, finde sie heraus.
  2. Tief und mittschiffs verstauen. Schwere Gegenstände auf dem Salonboden, über dem Kiel und möglichst nahe der Bootsmitte.
  3. Das Deck freihalten. Dingi sicher und so tief wie möglich festgezurrt (sofern nicht auf Davits), Kanister in den Backskisten oder unter Deck verstaut, nichts lose.
  4. Die Flutöffnungen prüfen. Luken, Bullaugen, Lüfter, Backskisten. Schottbretter mit Leinen gesichert. Seeventile geschlossen, wenn nicht in Gebrauch.
  5. Die Tanks planen. Voll oder leer. Wird der Steuerbordtank zuerst genutzt, auf den Backbordtank wechseln, bevor ein langer Schlag gefahren wird.
  6. Die Reffeinrichtungen prüfen und bereit sein, zu reffen, bevor der Wind auffrischt. Die Segel auf die Bedürfnisse der Yacht trimmen.
  7. Während des Törns überwachen. Mit dem Verbrauch von Kraftstoff und Wasser wird die Yacht leichter, und G kann steigen. Nasse Segel, Eis und Gischt fügen Gewicht in der Höhe hinzu. Erwäge einen halben Reservekanister Kraftstoff in einem tiefen Tank als Ballast.

Mastbruch und Rumpfschäden

Ein Mastbruch ist sowohl ein Stabilitätsereignis als auch ein Riggereignis. Ein Rigg, das über Bord gegangen ist, hängt immer noch an den Wanten und ist ein Rammbock gegen den Rumpf. Die See bewegt es und kann die Außenhaut in wenigen Minuten aufschlagen.

  • Sofort handeln. Mit Bolzenschneidern, einer Metallsäge oder durch Herausziehen der Bolzen freischneiden, je nachdem, was am schnellsten geht. Nicht zögern in der Hoffnung, es zu retten: Das Leben der Crew geht vor. Sicherstellen, dass alle Crewmitglieder vollzählig und unverletzt sind.
  • Propeller und Ruder schützen. Den Motor erst starten, wenn sicher ist, dass keine Leinen im Wasser sind. Ein verfangener Propeller ist der übliche Grund, warum eine Yacht nach einem Mastbruch nicht motoren kann.
  • Eine Nottakelage aufbauen aus einem Baum, einer Spinnakerbaum oder den Resten des Mastes, wenn möglich, und einen Anker setzen oder einen Treibanker ausbringen, wenn die Yacht auf eine Leeküste treibt.
  • Hilfe rufen (Pan-Pan) und Position und Absichten angeben.
  • Den Rumpf prüfen auf Schäden dort, wo das Rigg aufschlug, und auf Lecks an den Püttingen und am Deck, wo der Mast stand.

Schadenskit

Eine gut vorbereitete Hochseeyacht führt das Folgende an einem bekannten, trockenen Ort mit sich:

GegenstandZweck
Weichholzstopfen, konisch, an jedem Seeventil befestigtEin ausgefallenes Ventil abdichten
Ersatzschläuche und SchlauchschellenEinen defekten Schlauch ersetzen
Unterwasser-Epoxidspachtel und DichtbandKleine Lecks, Risse und Löcher abdichten
Sperrholz- und Neoprenplatten mit Schrauben und einer BohrmaschineEin Loch von innen abdecken
Kollisionsmatte oder ein Ersatzsegel mit LeinenEin Loch von außen abdichten
Ersatzlenzpumpe (Handpumpe) und ein großer EimerReserve zur elektrischen Pumpe
Metallsäge, Bolzenschneider, großes MesserDas Rigg freischneiden
Leinen, Latten, ein SpinnakerbaumDie Reparatur abstützen
Taschenlampe mit Ersatzbatterien, StirnlampenSuche im Dunkeln

Was das System funktionieren lässt, ist Übung (jedes Crewmitglied sollte wissen, wo die Stopfen, Seeventile und Pumpen sind) und ein Seeventil-Drill: Geh um das Boot herum, berühre jedes Seeventil, und nenne seine Armatur und den Weg, es zu schließen.

Durchgerechnetes Beispiel: Kenterung und Flutung

Um 23:00 Uhr, bei Windstärke 8 Sturm, läuft deine 12-m-Yacht unter blanken Masten vor dem Wind, als eine brechende Welle sie achtern trifft und sie auf 100 Grad rollt. Der Mast liegt für einige Sekunden im Wasser. Sie richtet sich wieder auf. Die Schottbretter des Niedergangs waren für die Belüftung herausgenommen, und 200 Liter Wasser sind ins Innere gelangt. Die Crew steht unter Schock, eine Person ist verletzt, und die Batterien sind nass. Das Wasser schwappt im Salon von einer Seite zur anderen.

  1. Sofortige Prioritäten. Alle zählen, sie angeleint ins Cockpit bringen und den Wassereinbruch stoppen: Schottbretter einsetzen und die Luke schließen. Die Beleuchtung einschalten.
  2. Die freie Oberfläche beurteilen. 200 Liter sind etwa 0,2 Tonnen: 2,5 Prozent der Verdrängung. Aber auf einem breiten Salonboden hat die freie Oberfläche eine große Wirkung: Bei einer Fläche von 3 m x 2 m beträgt der virtuelle Anstieg von G (3 x 2 hoch drei / 12) x 1,025 / 8 = 2,0 x 1,025 / 8 = 0,26 m, das ist ein Drittel eines typischen GM. Eine zweite Kenterung könnte weit schlimmer sein. Das Wasser schnell hinausbringen.
  3. Pumpen und lenzen. Die Hand- und elektrischen Pumpen sowie Eimer einsetzen. Die Siebe prüfen.
  4. Die Gefährdung verringern. Einen Treibanker ausbringen, um das Heck gegen die See zu halten und das Boot zu verlangsamen, oder beidrehen, wenn du Seeraum hast.
  5. Auf Schäden prüfen. Rigg, Rumpf, Niedergang und Elektrik. Die Crew auf Verletzungen prüfen.
  6. Die Küstenwache informieren. Pan-Pan mit Position, Schäden und Absichten. Erwäge, ein Rettungsboot um Bereitschaft zu bitten.
  7. Die Taktik überprüfen. Die Welle brach in einer Größe, die mit der Rumpflänge vergleichbar war, und die Yacht lief schnell. Weiter verlangsamen und das Heck gegen die Wellen halten.

Die zentrale Lehre ist, dass die Stabilitätsreserve aus der Kurve und der Wasserdichtigkeit besteht und beides aufrechterhalten werden muss, bevor die Welle kommt.

Erwartungen des Prüfers

  • G, B, M, GM und GZ sowie eine GZ-Kurve mit eingetragenem AVS definieren und skizzieren können.
  • Antworten auf: "Was passiert mit der Stabilität, wenn du diesen halb leeren Tank füllst?" (die freie Oberfläche verschwindet, die Stabilität steigt) und "Wo liegt dein Bereich positiver Stabilität?" (bis zum AVS, ein Wert, den du für deine Yacht kennen solltest).
  • Die Schadensbekämpfungsabfolge auswendig wiedergeben und jeden Schritt erklären. Die RYA erwartet eine systematische Reaktion: Loch finden, Wasser stoppen, lenzen, Stabilität beurteilen, entscheiden.
  • Wissen, wo alle Seeventile und Lenzpumpen auf dem Prüfungsboot sind, und es zeigen.
  • Realistisch sein, was die Pumpenleistung und die Grenzen des Bootes betrifft.

Stabilität in den Wellen

Die GZ-Kurve wird in ruhigem Wasser berechnet. Auf See gilt:

  • Wellenkamm mittschiffs: Bug und Heck tauchen weniger ein, und die Wasserlinie in der Mitte verengt sich bei vielen Rumpfformen, sodass die Stabilität deutlich abnehmen kann, genau dann, wenn die Yacht auf dem Wellenkamm liegt und dem Wind und dem brechenden Kamm am stärksten ausgesetzt ist.
  • Brechende Wellen liefern einen plötzlichen Schlag. Eine brechende Welle, die höher als etwa 55 Prozent der Rumpflänge ist und das Boot querab trifft, kann die meisten Yachten unabhängig von ihrer statischen Kurve rollen. Deshalb ist das Beidrehen ohne Segel in brechender See so gefährlich, und deshalb werden aktive Taktiken bevorzugt (Ablaufen mit Treibanker, Beidrehen, Motoren gegen die See).
  • Querschläger (Broaching): Beim Surfen an einer Wellenfront kann die Yacht quer zur See geraten und flachgelegt werden und dann vom nachfolgenden Kamm getroffen werden.
  • Rollresonanz: Stimmt die Periode der Wellen mit der natürlichen Rollperiode des Bootes überein, schaukeln sich die Rollbewegungen auf. Ein Kurs- oder Geschwindigkeitswechsel ändert die Begegnungsperiode und unterbricht den Kreislauf.
  • Wasser an Deck und im Cockpit fügt Gewicht in der Höhe mit einer freien Oberfläche hinzu. Die Cockpitlenzer müssen groß genug sein, um ein geflutetes Cockpit schnell zu leeren.

Schadensstabilität

Flutbare Länge

Wenn ein Abteil flutet, sackt die Yacht ab und trimmt zu ihm hin. Die flutbare Länge ist die Länge des Rumpfes, die geflutet werden kann, ohne dass das Boot über eine Sicherheitsgrenze hinaus einsinkt (die Freibordmarke, eine Linie knapp unter der Deckskante). Wasserdichte Schotte teilen den Rumpf in Abteile; wenn ein einzelnes Abteil nicht länger ist als seine flutbare Länge, übersteht die Yacht das Fluten dieses Abteils.

Flutbare Länge: die größte Abteillänge, die fluten darf, ohne die Freibordmarke zu überfluten

Die meisten Fahrtenyachten haben keine echten wasserdichten Schotte: Wasser aus einem Loch im Vorschiff läuft über die Bilge nach achtern in das ganze Boot. Einige Hochsee- und Rennyachten haben ein wasserdichtes Kollisionsschott vorne (die Crashbox), und einige haben wasserdichte Türen zur Vorpiek und zur Achterpiek. Wenn dein Boot sie hat, halte die Türen auf dem Törn geschlossen; sie verschaffen Zeit.

Annahmen zur Schadensstabilität

Handelsschiffe und nach MCA-Vorgaben klassifizierte Fahrzeuge müssen in bestimmten Kategorien rechnerisch nachweisen, dass sie definierte Schäden überstehen.

Annahmen zur Schadensstabilität in Vorschriften: Umfang des Lecks, Durchlässigkeit, Freibordmarke, Rest-GZ und maximale Krängung

Die Kerngedanken lassen sich auf jede Yacht übertragen:

  • Durchlässigkeit ist der Anteil eines Abteils, den Wasser tatsächlich füllen kann. Ein leerer Raum ist zu etwa 95 Prozent durchlässig; ein Raum, der mit Vorräten, Segeln und Maschinen vollgepackt ist, weniger, daher füllt sich eine volle Vorpiek bis zu einem niedrigeren Niveau als eine leere.
  • Nach einer Flutung muss die Yacht über Reststabilität verfügen: eine positive GZ-Kurve mit genügend Fläche, um den Seegang zu überstehen, während du den Schaden behebst.
  • Die Krängung nach einem Schaden muss begrenzt werden, typischerweise auf 15 bis 25 Grad, damit die Crew arbeiten und Pumpen sowie Luken funktionieren können.
  • Das Flutwasser im Boot hat eine große freie Oberfläche. Auch wenn die Yacht schwimmt, ist ihre Stabilität stark verringert.

Gegenflutung

Große Schiffe fluten manchmal absichtlich ein Abteil auf der gegenüberliegenden Seite, um eine Schlagseite (List) auszugleichen. Bei einer Yacht ist das fast nie angebracht. Es verringert die Krängung, fügt aber weiteres Gewicht hinzu, senkt überall den Freibord, verringert die Reserveauftrieb und fügt eine zweite freie Oberfläche hinzu. Erwäge es nur, wenn du die endgültige Verdrängung und den Freibord berechnet hast und sicher bist, dass die Schlagseite selbst die Hauptgefahr ist. Eine Schlagseite durch Verlagern von Vorräten, Crew oder durch Umfüllen von Kraftstoff zu korrigieren, ist meist besser.

Schadensbekämpfung

Wasserquellen

Finde heraus, woher das Wasser kommt, bevor du entscheidest, was zu tun ist. Häufige Quellen, grob nach Wahrscheinlichkeit geordnet:

  1. Seeventile, Schläuche und Schlauchschellen (Toiletten, Motoransaugung, Cockpitlenzer, Spüle in der Pantry).
  2. Stopfbuchse am Heck und Propellerwelle oder Dichtung des Saildrives.
  3. Lager des Ruderschafts oder Verlust des Ruders.
  4. Undichtigkeiten am Deck, an Fenstern, Luken, Püttingen und im Ankerkasten bei schwerer See.
  5. Kielbolzen nach Grundberührung (ein "Kiel-Aufschlag" kann den Rumpf um die Kielwurzel reißen).
  6. Kollision mit einem Container, einem Treibgut oder einem anderen Schiff.
  7. Tankleckagen, Ausfall des Wassersystems (Süßwasser, das in die Bilge gepumpt wird).

Schmecke das Wasser: Süßwasser deutet auf einen Tank oder das Wassersystem hin; Salzwasser bedeutet Rumpf oder Deck.

Wie schnell Wasser eindringt

Der Durchfluss durch ein Loch hängt von seiner Fläche und von der Wassertiefe darüber ab (Druckhöhe). Näherungsweise gilt:

Durchfluss pro Sekunde = 0,6 x Lochfläche x Quadratwurzel aus (2 x 9,81 x Tiefe)
LochTiefe unter der WasserlinieUngefährer Zufluss
25 mm (1 Zoll) Durchmesser, etwa ein ausgefallenes Seeventil0,5 m55 Liter pro Minute
38 mm (1,5 Zoll), etwa ein geplatzter Schlauch eines Cockpitlenzers0,5 m125 Liter pro Minute
50 mm (2 Zoll)1,0 m310 Liter pro Minute
100 x 100 mm Loch durch eine Kollision1,0 mEtwa 27 Liter pro Sekunde, rund 1.600 Liter pro Minute

Die Tiefenbeziehung ist wichtig: Ein doppelt so tiefes Loch lässt etwa 40 Prozent mehr herein. Das Boot zu krängen, damit ein Loch aus dem Wasser gehoben wird (Wende auf den anderen Bug, Gewicht verlagern), kann die einzige wirksamste erste Maßnahme sein.

Pumpenleistung

Pumpenleistungen werden ohne Förderhöhe und mit sauberem Wasser gemessen. Auf einer Yacht hebt die Pumpe das Wasser um einen Meter oder mehr zu einem Auslass, durch einen langen, engen Schlauch, aus einem Sieb, das sich mit Schmutz zusetzt. Geh davon aus, dass die tatsächliche Leistung etwa der Hälfte des Nennwerts entspricht.

PumpeTypische NennleistungRealistische Leistung
Handmembranpumpe (groß, bei 45 Hüben pro Minute)60 bis 70 Liter pro Minute30 bis 40 Liter pro Minute, sinkend, wenn der Pumpende müde wird
Elektrische Tauchpumpe (Nennleistung 2.000 US-Gallonen pro Stunde)125 Liter pro Minute50 bis 70 Liter pro Minute
Eimer und eine verschreckte CrewUnterschiedlichÜberraschend wirksam für kurze Zeit
Motor-Rohwasseransaugung auf die Bilge umgeleitet (Notfall)20 bis 40 Liter pro MinuteWie angegeben, wenn das Sieb frei ist

Vergleiche dies mit der Tabelle oben. Selbst ein Loch von einem Zoll kann die Bilgenpumpen einer typischen Fahrtenyacht überfordern. Deshalb hat das Stoppen des Wassers immer Priorität, und Pumpen verschafft nur Zeit.

Die Abfolge der Schadensbekämpfung

  1. Alarm geben und Aufgaben verteilen. Eine Person steuert und navigiert; eine startet die Pumpen; die übrigen suchen das Leck. Erwäge früh ein Pan-Pan (oder Mayday, wenn das Boot sinkt), damit Hilfe unterwegs ist, falls sich die Lage verschlechtert.
  2. Das Leck finden. Bodenbretter anheben, Backskisten öffnen, dem Wasser bergauf folgen. Jedes Seeventil und die Stopfbuchse am Heck prüfen.
  3. Stoppen oder verlangsamen. Das Seeventil schließen. Einen konischen Weichholzstopfen in eine ausgefallene Armatur schlagen (einen an jedem Seeventil angebunden halten). Bei größeren Löchern mit Kissen, Segeln oder Kleidung ausstopfen und mit einem Bodenbrett und einem Keil oder einem Spinnakerbaum abstützen. Unterwasser-Epoxidspachtel und Platten aus Sperrholz oder Neopren können von innen über ein Loch geschraubt oder abgestützt werden. Außen wird eine Kollisionsmatte oder ein Segel, das mit Leinen unter den Rumpf gezogen wird, durch den Wasserdruck gegen das Loch gepresst und kann den Zufluss stark verringern.
  4. Den Druck verringern. Langsamer fahren, das Boot krängen, um das Loch anzuheben, oder den Kurs ändern, damit die beschädigte Seite nach oben und nach Lee zeigt.
  5. Pumpen. Alle Pumpen und Eimer. Siebe frei halten. Den Motor so lange wie möglich zum Laden laufen lassen, aber darauf achten, dass Wasser nicht den Luftansaugstutzen und die Lichtmaschine erreicht.
  6. Stabilität und Auftrieb beurteilen. Steigt, bleibt oder fällt der Wasserstand? Liegt die Yacht schief oder trimmt sie? Sind Zufluss und Pumpenleistung stabil? Wasserdichte Türen schließen. Lose Gewichte sichern.
  7. Entscheiden. Den nächsten sicheren Hafen anlaufen, Begleitung oder eine Bergungspumpe anfordern (die Küstenwache und die RNLI können Pumpen abwerfen oder liefern) oder das Verlassen des Schiffes vorbereiten. Verlasse die Yacht nicht in die Rettungsinsel, solange sie noch schwimmt und du sie noch halten kannst: "In die Rettungsinsel umsteigen" heißt, erst dann von Bord zu gehen, wenn das Boot unter dir tatsächlich sinkt.

Durchgerechnetes Beispiel: Grundberührung und Flutung

Um 02:00 Uhr trifft deine 11-m-Yacht bei 6 Knoten einen Felsen, 15 Seemeilen vom nächsten Hafen entfernt, bei mäßigem Seegang. Crew aus vier Personen. Vorn dringt Wasser mit geschätzt 50 Litern pro Minute ein. Die realistische Pumpenleistung zusammen beträgt etwa 80 Liter pro Minute (Hand- plus elektrische Pumpe). Der Bug trimmt um etwa 5 Grad nach unten.

Sofortmaßnahmen.

  1. Das Boot vom Felsen weg stoppen und die Tiefe prüfen: Du willst nicht erneut auflaufen.
  2. Rollen verteilen: Skipper an Deck mit dem Kommando, eine Person pumpt von Hand, eine sucht vorne, eine ist am Funkgerät.
  3. Ein Pan-Pan mit Position, Art des Problems, Absichten und Personen an Bord senden. Die Küstenwache bitten, in Bereitschaft zu bleiben, und erwägen, ein Rettungsboot mit einer Bergungspumpe zu beauftragen.

Beurteilung. Die Pumpen übersteigen den Zufluss um etwa 30 Liter pro Minute, daher sollte der Wasserstand sinken, sofern die Pumpen weiterarbeiten und das Leck nicht größer wird. Doch der Bug-Unter-Trimm zeigt, dass sich Wasser vorn schneller sammelt, als es die Pumpe erreicht, vermutlich weil die vorderen Lenzlöcher blockiert sind.

Maßnahmen.

  1. Die Quelle finden: ein Riss im Rumpf am Vorfuß. Mit einem Kissen ausstopfen und mit einem Bodenbrett und dem Bootshaken abstützen.
  2. Crew und schweres Gerät (Ersatzanker, Werkzeugkasten, Wasserkanister) nach achtern bringen, um den Bug anzuheben und den Druck auf das Loch zu verringern.
  3. Wenn du ein wasserdichtes Schott oder eine vordere Crashbox hast, diese schließen.
  4. Ein Segel als Kollisionsmatte über den Bug hängen, wenn die Bedingungen es erlauben.
  5. Mit verringerter Geschwindigkeit (3 bis 4 Knoten) zum Hafen weiterfahren, um den Wasserdruck am Bug zu verringern. Bei 3,5 Knoten benötigen die 15 Seemeilen etwa 4 Stunden und 20 Minuten. Bei einem Nettogewinn von 30 Litern pro Minute gewinnen die Pumpen, aber ein verstopftes Sieb oder eine erschöpfte Crew an der Handpumpe würde das umkehren. Die Pumpenden alle 15 Minuten wechseln.
  6. Den Bilgenstand und den Zufluss alle 15 Minuten überwachen und in vereinbarten Abständen der Küstenwache melden.
  7. Rettungsinsel und Notfalltasche bereit halten. Wenn das Wasser zu steigen beginnt, erwäge, an einer geschützten Küste aufzulaufen, statt in tiefem Wasser zu sinken.

Häufige Fehler

  • Die Pumpenleistung überschätzen. Geh von der halben Nennleistung aus, die mit der Müdigkeit der Crew und Schmutz weiter sinkt.
  • Pumpen, bevor man nach dem Leck sucht. Pumpen verschafft Zeit; das Stoppen des Wassers rettet das Boot.
  • Tanks bei schwerem Wetter halb gefüllt lassen. Vor dem Wetter voll pressen oder leeren.
  • Schleichende Gewichtszunahme: Dingis auf Davits, Kanister an der Reling, schwere Anker im Bug, Ausrüstung auf dem Kajütdach.
  • Offene Luken und ungesicherte Schottbretter bei schwerem Wetter, die den Flutwinkel senken.
  • Gegenflutung, um eine Schlagseite zu beheben, ohne die Wirkung auf Freibord und Stabilität zu berechnen.
  • Zu früh das Schiff verlassen. Viele Crews sind aus Rettungsinseln verloren gegangen, während ihre Yachten später schwimmend gefunden wurden.
  • Keine Stopfen: Weichholzstopfen sollten an jedem Seeventil angebunden sein, und die Crew sollte wissen, wo die Seeventile sind.
  • Die Daten des eigenen Bootes nicht kennen: AVS, Entwurfskategorie und die Lage jeder Bordwand-Durchführung.

Zusammenfassung

  • Stabilität entsteht durch das Kräftepaar zwischen Gewicht (über G) und Auftrieb (über B). Der aufrichtende Hebelarm ist GZ; das aufrichtende Moment ist die Verdrängung mal GZ.
  • GM bestimmt die Anfangssteifigkeit; die GZ-Kurve zeigt das ganze Bild: maximales GZ, AVS, Bereich der Stabilität und die Fläche (Energie) unter der Kurve.
  • Eine Hochseeyacht sollte einen AVS von mindestens 120 Grad haben; Entwurfskategorie und STIX-Zahl fassen die Eignung zusammen.
  • Gewicht anheben, Decksausrüstung hinzufügen und teilweise gefüllte Tanks verringern alle GZ bei jedem Winkel. Der Effekt der freien Oberfläche hängt von der dritten Potenz der Breite ab: Tanks voll oder leer halten.
  • Wellen, brechende Kämme und Flutung verschlechtern die reale Stabilität gegenüber der Kurve in ruhigem Wasser.
  • Prioritäten der Schadensbekämpfung: Alarm geben, Leck finden, stoppen, Druck verringern, pumpen, Stabilität beurteilen, entscheiden.
  • Ein kleines Loch lässt sehr viel Wasser herein; die realistische Pumpenleistung beträgt etwa die Hälfte des Nennwerts.

Kontrollfragen

  1. Definiere GZ und erkläre, wie das aufrichtende Moment berechnet wird.
Antwort: GZ ist der waagerechte Abstand zwischen der Wirkungslinie des Gewichts durch G und der Wirkungslinie des Auftriebs durch B, wenn die Yacht krängt. Das aufrichtende Moment ist gleich Verdrängung mal GZ.
  1. Was ist der Winkel der verschwindenden Stabilität, und welchen Mindestwert solltest du für eine Hochseeyacht anstreben?
Antwort: Der Krängungswinkel, bei dem GZ null wird; darüber hinaus kentert die Yacht weiter. Mindestens 120 Grad für Hochseesegeln, idealerweise 130 Grad oder mehr für Ozeanpassagen.
  1. Warum ist die Fläche unter der GZ-Kurve wichtiger als das maximale GZ, wenn es um das Kentern durch brechende Wellen geht?
Antwort: Eine brechende Welle liefert Energie als Stoß. Die Fläche unter der Kurve (multipliziert mit der Verdrängung) stellt die Energie dar, die die Yacht aufnehmen kann, bevor sie kentert; ein Boot mit einer breiteren Kurve nimmt mehr Energie auf, selbst wenn das maximale GZ gleich ist.
  1. Eine 10-Tonnen-Yacht hat 200 kg Kette, die vom Bugkasten in die Bilge nahe dem Mast gebracht wird, 1,5 m tiefer. Um wie viel bewegt sich G und in welche Richtung?
Antwort: GG1 = (200 x 1,5) / 10.000 = 0,03 m nach unten (und auch nach achtern, falls die Kette nach achtern bewegt wurde), wodurch GM um 0,03 m steigt.
  1. Warum ist ein halb voller breiter Tank gefährlicher als ein halb voller schmaler Tank mit derselben Kapazität?
Antwort: Der Effekt der freien Oberfläche hängt von der dritten Potenz der Breite der freien Oberfläche ab. Eine Verdopplung der Breite erhöht den virtuellen Anstieg von G achtfach, unabhängig von der Flüssigkeitsmenge.
  1. Was ist der Flutwinkel, und wie kann die Crew ihn bei schwerem Wetter vergrößern?
Antwort: Der Krängungswinkel, bei dem Öffnungen wie der Niedergang, Luken und Lüfter unter Wasser geraten und Wasser hereinströmt. Die Crew vergrößert ihn effektiv, indem sie alle Luken schließt und sichert, Schottbretter einsetzt und sichert, Lüfter schließt und die Backskisten verriegelt.
  1. Ein 25-mm-Seeventil fällt 0,5 m unter der Wasserlinie aus. Wie schnell dringt das Wasser ungefähr ein, und wie verhält sich das zu einer typischen Handlenzpumpe?
Antwort: Etwa 55 Liter pro Minute. Eine große Handpumpe mit einer Nennleistung von 60 bis 70 Litern pro Minute schafft in der Praxis vielleicht nur 30 bis 40 Liter pro Minute, sodass die Pumpe allein nicht mithalten kann. Das Schließen des Seeventils oder das Eintreiben eines Weichholzstopfens hat Priorität.
  1. Nenne die Abfolge der Schadensbekämpfung in der richtigen Reihenfolge.
Antwort: Alarm geben und Aufgaben verteilen (gegebenenfalls einschließlich Pan-Pan oder Mayday); das Leck finden; stoppen oder verlangsamen; den Druck verringern (langsamer fahren, krängen, um das Loch anzuheben); mit allem verfügbaren pumpen; Stabilität, Trimm und den Trend des Wasserstands beurteilen; entscheiden, ob man den Hafen anläuft, Hilfe anfordert, aufläuft oder das Verlassen des Schiffes vorbereitet.
  1. Warum ist Gegenflutung auf einer Yacht selten angebracht?
Antwort: Obwohl sie die Schlagseite verringert, fügt sie Gewicht hinzu, senkt überall den Freibord, verringert den Reserveauftrieb und fügt eine weitere freie Oberfläche hinzu, sodass sich die Gesamtstabilität und Überlebensfähigkeit verschlechtern können. Vorräte und Crew zu verlagern oder Kraftstoff umzufüllen ist meist besser.
  1. Warum kann eine Yacht auf einem Wellenkamm anfälliger für das Kentern sein als in ruhigem Wasser bei gleichem Krängungswinkel?
Antwort: Liegt der Kamm mittschiffs, ändern sich Wasserlinienfläche und Unterwasserform des Rumpfes, wodurch die Stabilität sinkt, während die Yacht dem vollen Wind und dem brechenden Teil der Welle ausgesetzt ist. Die GZ-Kurve für ruhiges Wasser überschätzt das verfügbare aufrichtende Moment.

11. Eine Yacht hat eine maximale Breite von 3,6 m und eine Verdrängung von 6,5 Tonnen. Berechne den Kenterungs-Screening-Wert und sage, ob sie besteht.

Antwort: Volumen = 6,5 / 1,025 = 6,34 Kubikmeter; Kubikwurzel = 1,85. CSF = 3,6 / 1,85 = 1,95, knapp unter 2,0, also besteht sie das Screening, aber mit wenig Reserve.

12. Was ist der Unterschied zwischen einer Schlagseite (List) und einem Loll-Winkel, und wie behandelst du jeden?

Antwort: Eine Schlagseite ist eine stetige Krängung zu einer Seite bei positivem GM, verursacht durch außermittiges Gewicht; das Gewicht auf die Mittellinie bringen. Ein Loll-Winkel ist eine Krängung, die durch negatives GM verursacht wird; die Yacht kann auf die andere Seite kippen. Abhilfe schaffen, indem man G senkt (Gewicht aus der Höhe entfernen, freie Oberfläche abpumpen, tiefen Ballast auf der Mittellinie ergänzen), niemals durch Verlagern des Gewichts auf die hohe Seite.

Übung · 10 Aufgaben

Stabilität und Schadensbekämpfung: Übung

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ZuordnenDie GZ-Kurve

Ordne das Merkmal der GZ-Kurve dem zu, was es dir sagt.

Ziehe jede Karte auf ihre Entsprechung oder tippe erst eine Karte und dann einen Platz an.

1Steigung am Ursprung
2Maximaler GZ
3AVS
4Fläche unter der positiven Kurve
5Negative Fläche jenseits des AVS
0/5 placed

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