Segeln

Medizinische Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher (Facharzt für Innere Medizin) am 16. November 2014
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Das Segeln ist das fortbewegen eines Segelschiffs oder eines Segelboots mit der Nutzung der Windenergie. In der heutigen Zeit wird das Segeln in den Ländern der 1. Welt beinahe nur noch als Freizeitaktivität sowie Wettkampfsport betrieben. In einigen Regionen der Erde konnten sich hingegen die Segelschiffe zum Teil ihre wirtschaftliche Bedeutung bis heute erhalten.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Auf einer Urne aus Ägypten aus der Zeit 5000 v. Chr. ist die erste bekannte Darstellung eines Segelschiffes zu finden. Prinzipiell waren diese Segelboote für die Fahrt auf dem Nil gedacht. Allerdings wurden die Segelschiffe ebenso auch für Fahrten auf dem Mittelmeer oder dem Roten Meer genutzt. Die ägyptischen Schiffe besaßen einen Mast sowie ein bereits drehbares großes Rahsegel, so dass die Schiffe zugleich bei seitlichem Wind segeln konnten.

Segelschiffe hatten bis in das 19. Jahrhundert eine enorme Bedeutung für Handel, Kriegsführung, Warentransport und Fischfang. Mit der industriellen Revolution sowie der einhergehenden Entwicklung des Dampfschiffes, begann die Verdrängung der Segelschiffe durch maschinengetriebene Schiffe. Diese waren einerseits von den Bedingungen des Wetters weniger abhängig und benötigten andererseits geringeres Personal, weniger Fahrtzeiten.

Es ist allerdings schwer bestimmbar, seit wann das Segeln als Freizeitaktivität sowie Wettkampfsport betrieben wurde. Die führende Rolle im Sportsegeln übernahm etwa nach dem Dreißigjährigen Krieg England. Bereits im Jahre 1661 wurde dort die erste Segelregatta ausgetragen. 1775 wurde der erste Jachtklub zur Pflege des Segelsports gegründet. In der Folgezeit entstanden die ersten Satzungen sowie Vorschriften für Regatten der segelnden Schiffe. Das Segeln entwickelte sich bis in die heutige Zeit zu einem verbreiteten Freizeit- und Wettkampfsport.

Segelsport

Als Regatta (ital. Gondelwettfahrt) werden Wettfahrten im Segelsport bezeichnet. Regatten finden zugleich im Rudern, Kanu, Drachenboot sowie Windsurfen statt. Die Regatta zielt zugleich auf eine wettbewerbsfähige Einteilung in Bootstypen ab. Bei unterschiedlichen Bootsmaterial ist es äußerst schwer, im Wettsegeln einen gerechten Vergleich von Booten sowie Besatzungen vorzunehmen. Unter der Berücksichtigung der wichtigen Bauteile des Bootes sowie seiner Segelfläche sind einwandfreie sportliche Vergleiche möglich.

Neben dem reinen Segelrennsport wird von vielen Seglern auch das Fahrtensegeln betrieben. Der sportliche Wert der besonderen Anforderungen dieser Sportart besteht darin, Naturgewalten zu überwinden. Das bezwingen der Natur auf oft tagelangen Fahrten formt die Menschen und steigern das Zusammengehörigkeitsgefühl der Mannschaft. Die harten Bedingungen erfordern eine sorgfältige Vorbereitung, ausreichende theoretische Kenntnisse sowie gute praktische Erfahrungen.

Wind und Segel

In Verbindung des Fahrtwindes des in Fahrt befindlichen Segelbootes und des vorgegebenen atmosphärischen Windes entsteht eine dritte Luftströmung. Der atmosphärische oder natürliche Wind wird als wahrer Wind im Segeln bezeichnet.

Die zweite Strömungsart ist der Fahrtwind. Diese artifiziell erzeugte Luftströmung wird durch die Eigengeschwindigkeit des Bootes erzeugt. Aufgrund der Tatsache, dass das Boot in Fahrt immer in eine eindeutige Richtung fährt, kann der Fahrtwind auch immer nur aus einer Richtung stammen. Der auf einem Boot spürbare Wind hat weder die selbe Stärke noch die selbe Richtung wie der wahre Wind. Fahrtwind und wahrer Wind ergeben addiert den sogenannten scheinbaren Wind. Jener wahre Wind ist es, der auf die Segel wirkt.

Die beiden ermittelbaren Größen lassen sich nach dem physikalischen Prinzip eines Kräfteparallelogramms, einer vektoriellen Addition, aufzeichnen und berechnen. Die resultierende dritte Kraft stellt die dritte Luftströmung dar, den sogenannten Scheinbaren Wind. Dieser fällt auf allen Kursen, außer beim Vorwindkurs, vorlicher ein als der Wahre Wind. Bei Raumschotkursen kann der Winkel zwischen beiden etwa 35° erreichen. Der wahre Wind ist schwächer als der scheinbare, wenn dieser vorlicher und flauer als der wahre Wind eintrifft und wenn dieser achterlicher als querab einfällt. Hierbei reicht die Differenz von +30 Prozent bis zu –50 Prozent.

Beim Vorwindkurs wirken beide genau gegeneinander und heben sich teilweise auf. Die Veränderung der Stärke des scheinbaren Windes, allerdings nur bei gleichbleibendem wahrem Wind, wird deutlich bei starkem Anluven oder Abfallen gespürt. Die Luftströmung des scheinbaren Windes liefert den eigentlichen Antrieb des Bootes im Segel. Theoretisch betrachtet benutzt ein Segelboot zum Anfahren aus dem Stand nur den Naturwind, dann aber, sobald es in Fahrt ist, den scheinbaren Wind als Antrieb.

Der scheinbare Wind bildet im Segel einen messbaren Punkt, an dem sich alle Kräfte konzentrieren. Dieser theoretische Punkt wird als gemeinsamer Segelschubpunkt bezeichnet. Diese Konzentration der Kräfte im Segel sorgt für den eigentlichen Vortrieb des Segelbootes. Der Vortrieb des Bootes wird unterschieden, zum einen in einen Schub durch die vorwärtstreibende Windkraft, zum anderen in einen Schub durch den Sog auf der Leeseite des Segels.

Der Wind wird aus seiner bisherigen Richtung abgelenkt, wenn er auf ein Hindernis wie ein Segel trifft. Das Segel übt eine Kraft auf den Wind aus um ihn abzulenken, und der Wind übt eine gleichgroße aber entgegengesetzte Kraft auf das Segel aus. Sie üben also Kräfte nach dem Prinzip der Wirkung und Gegenwirkung aus und genau hier entsteht die aerodynamische Kraft.

Wind und Kraft

Trifft der in der Theorie gleichmäßig über das Meer wehende Wind auf ein Segel, kann das Antriebsprinzip beim Segelboot mit der Wirkungsweise einer Flugzeugtragfläche verglichen werden. Ein Flugzeug hält sich in der Luft, weil die über die Tragflächen strömende Luft das Flugzeug nach oben zieht.

Anders als bei einer Flugmaschine, wirkt sich bei einem Segelboot die Luftströmung als eine nach vorn „bugsierende“ Kraft aus. Dementsprechend wird durch das Segel eines Bootes die Luftströmung abgelenkt. Dabei ist festzustellen, dass es nur in direkter Nähe des Segels zu einer Ablenkung bzw. Richtungsänderung des Windes kommt. Weiter entfernt verlaufende Luftfäden werden entweder noch nicht abgelenkt oder haben bereits wieder zu ihrer gleichmäßigen Bahn zurückgefunden.

Die auf das Segel treffende Luft ist gezwungen ihre Richtung zu ändern. Ergo fließen die Luftfäden an der Windzugewandten Seite des Segels, man spricht von der Luvseite, einen kleineren Raum an als zuvor. An dieser Seite entsteht infolgedessen dadurch ein Überdruck der das Segel zur Leeseite drückt. Die Luft die an der Luvseite vorbeiströmt, wird also bei ihrer Ablenkung verdichtet und komprimiert.

Da der Luftstrom auf der Leeseite nicht linear weiter strömen kann, da sich dann hinter dem Segel ein Vakuum bilden würde, folgen die Luftfäden dem Segel. Somit werden also auch diese gebeugt. Es kann somit festgehalten werden, dass die Luftmenge an der Leeseite mehr Raum ausfüllen muss als an der Luvseite. Hinter dem Segel ist ein Bereich entstanden in dem der Druck niedriger ist als der Umgebungsdruck. Auf dieser Seite des Segels entsteht durch diesen Unterdruck eine Sogwirkung.

Der Speed der Luft auf der gewölbten Außenseite des Segels ist größer als auf der Innenseite. Dies hat zur Folge, dass auf der Leeseite ein Unterdruck und auf der Luvseite ein Überdruck entsteht. Der so entstandene Druck auf der Luvseite und der Sog auf der Leeseite wirken simultan und bilden die Gesamtkraft die als aerodynamische Kraft bezeichnet wird.

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