Gefährliche Wellen und Ihr Boot

31. März 2011
Steve Tredup,

Ab welcher Größe werden Wellen groß genug, um Ihrem Boot echte Probleme zu bereiten?

von Steve Tredup

Es ist dunkel. Es stürmt. Die Wellen, wenn man sie sehen kann, sehen groß aus. Und Sie segeln weit weg vom Land. Eine der größten Sorgen, die ein Seemann haben kann, ist, dass er oder sie in einer Situation gefangen wird, in der sein Boot von einer Welle niedergeschlagen oder gerollt werden kann.Trotz der Angst vor Geschichten über außergewöhnlich gefährliche Stürme, wie sie beim Fastnet 1979 oder beim Rennen von Sydney nach Hobart 1998 verheerende Schäden angerichtet haben, erzeugen nicht alle Stürme gefährliche brechende Wellen. Aber einige Stürme tun es und ein umsichtiger Segler muss fragen: Weiß ich, welche Wellenhöhen für mein Boot gefährlich sind? Weiß ich, wann brechende Wellen auftreten können? Weiß ich, wann diese Bedingungen auftreten können, wenn ich fahre?

Hier geht es nicht um Schwerwettertechniken, sondern darum zu wissen, welche Wellen durch schweres Wetter gefährlich sein können.

Roll, roll, roll, dein Boot
Wann ist dein Boot in Gefahr, von einer Welle niedergeschlagen oder gerollt zu werden? Eine Studie des Department of Ship Science der University of Southampton und eine ähnliche Studie der Society of Naval Architects and Marine Engineers (SNAME) zusammen mit der United States Yacht Racing Union (jetzt US Sailing) haben gezeigt, dass normalerweise drei Bedingungen vorliegen müssen:

1. Die Wellenhöhe muss einen bestimmten Prozentsatz der Bootslänge überschreiten. An diesem Punkt wird die Welle gefährlich und enthält genug Energie, um den aufrichtenden Moment eines Bootes zu überwinden.

2. Das Boot ist Breitseite oder schräg zur Welle. Je mehr sich ein Boot von senkrecht zu einer Welle bewegt, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit eines Niederschlags. Wenn das Boot Bug oder Heck auf die Welle ist, werden die Chancen, gerollt zu werden, stark reduziert. Ja, ein Boot kann Pitch-poled sein (Ende-über-Ende geworfen), aber die Größe der Welle, die dazu benötigt wird, übersteigt bei weitem die Größe der kleineren Welle, die benötigt wird, um ein Boot niederzuschlagen, wenn es Breitseite zu einer Welle hat.

3. Das Boot wird von einer brechenden Welle getroffen. Sofern die Welle nicht bricht, sollte das Boot unabhängig von der Wellenhöhe im Vergleich zur Bootslänge und der Ausrichtung des Bootes zur Welle auf und über die Welle fahren. Das heißt nicht, dass es bequem ist oder möglicherweise dazu führt, dass das Boot außer Kontrolle gerät. Aber ohne dass die Welle auf dem Boot bricht, sollte das Boot selbst nicht niedergeschlagen werden.

Eine Meereswelle ist Energie. Je größer die Welle ist, desto mehr Energie enthält sie zusammen mit der Geschwindigkeit der Welle. Daher muss die Welle eine bestimmte Höhe haben, um genügend Energie zu haben, um ein Boot mit einer bestimmten Länge und Verschiebung zu rollen.

Die meisten Segler wären überrascht von der minimalen Wellenhöhe, die benötigt wird, um ein Boot zu rollen. Andrew Claughton (der Co-Autor des Berichts der University of Southampton, Department of Ship Science) schreibt in Adlard Coles ‚Heavy Weather Sailing von Peter Bruce: „Während der Modelltests, die durchgeführt wurden, um das Problem zu untersuchen, wenn die brechende Welle 30 Prozent der Rumpflänge betrug hoch, vom Trog bis zum Kamm, könnte es einige Yachten kentern, während Wellen bis zu einer Höhe von 60 Prozent der Rumpflänge alle Boote, die wir getestet haben, bequem überwältigen.“ Der Ausgangspunkt für eine Welle, die für das Rollen eines Bootes gefährlich ist, ist eine Welle, die nur 30 Prozent hoch ist, da das Boot lang ist.

Um gerollt zu werden, muss das Aufrichtmoment eines Bootes überwunden werden. Offensichtlich sind verschiedene Boote aufgrund von Länge, Balken, Verschiebung, Rollträgheit und Schwerpunkt anfälliger für Rollen als andere. Der Widerstand eines Einrumpfes gegen Krängung wird durch seine Schwerpunkte und seinen Auftrieb erzeugt. Dieser Widerstand gegen Krängung wird als Aufrichtmoment eines Bootes bezeichnet, das durch den horizontalen Abstand vom Schwerpunkt des Bootes und dem Auftriebszentrum beim Kippen des Bootes erzeugt wird. Je weiter diese Punkte horizontal voneinander entfernt sind, desto mehr Aufrichtmoment hat das Boot.

Wenn ein Boot weiter kippt, erreicht es schließlich sein maximales Aufrichtmoment, wenn der maximale horizontale Abstand zwischen den Schwerpunkten und dem Auftrieb erreicht ist. Wenn das Boot mehr kippt, hat das Boot immer noch ein positives Aufrichtmoment, aber es wird abnehmen. Es wird weiter abnehmen, bis der Schwerpunkt und der Schwerpunkt des Auftriebs wieder ausgerichtet sind, aber in die falsche Richtung, was als Winkel der verschwindenden Stabilität bekannt ist (oft über 90 Grad). Das Boot könnte dann in beide Richtungen fallen, aber sobald der Punkt der verschwindenden Stabilität überschritten ist, fährt das Boot fort, bis ein neues Gleichgewicht gefunden ist, das eine vollständige Rolle oder eine umgekehrte Position sein kann.

Die Welle muss entlang ihres Kamms brechen, wenn sie auf das Boot trifft, um das Boot zu rollen. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Boot oben auf der Wellenfläche und wird durch die Steilheit der Welle gekippt. Wenn die brechende Vorderseite der Welle auf das Boot trifft, wirkt sie wie eine Kraft, um das Boot umzuwerfen, die Welle hinunter in den Trog. Wie weit das Boot niedergeschlagen wird, hängt von der Energie der Welle und dem Aufrichtmoment des Bootes ab.

Ihr Boot kann aufgrund seines Designs mehr oder weniger anfällig für Rollen sein als andere Boote, aber die Aspekte, an die Sie sich erinnern sollten, sind, dass Ihr Boot zwar stark von der Wellenfront gekippt werden kann, die Welle jedoch über 30 Prozent der Bootslänge betragen muss, auf dem Boot bricht und das Boot schräg ausgerichtet sein muss (Beam on ist das Schlechtere ) auf die Welle, um das Boot umzuwerfen oder das Boot vollständig umzudrehen. Es sei denn, die Welle ist so groß, dass es Pitch-Pole das Boot, ein Boot, das Bug oder Heck auf die Welle sollte nicht gerollt werden.

Wellenhintergrund
Lokaler Wind verursacht Wellen, und wenn diese Wellen von einem lokalisierten Wind getrennt werden, spricht man von Swell. Swell von außerhalb eines Gebiets und lokale Windwellen interagieren oft. Wenn ein Kamm auf einen anderen Kamm trifft, ergibt sich die kombinierte Höhe beider. Zum Beispiel würden sich der Kamm einer Fünf-Fuß-Welle und der Kamm einer Vier-Fuß-Welle stapeln, was zu einer Neun-Fuß-Welle führt (damit sich eine Welle so verdoppelt, müssen beide Wellen sehr lange und regelmäßige Wellen haben). Wenn der Kamm jedoch auf einen Trog trifft, brechen sie ab. In unserem Beispiel würde dies zu einer Ein-Fuß-Welle führen. Alle Bereiche dazwischen werden ebenfalls angetroffen.

Aufgrund dieser Wechselwirkungen erscheinen Wellen unterschiedlich und können verwirrt erscheinen. Wellen werden über ein großes Spektrum von Größen erscheinen, obwohl es für einen lokalen Beobachter eine allgemeine Höhe zu geben scheint. Aus diesem Grund geben Wellenvorhersagen, wie sie von der National Oceanic and Atmospheric Association stammen, einen Bereich von sechs bis acht Fuß an, der ein breites Gebiet abdeckt (Wellenfeld genannt).

Dieser Bereich wird jedoch oft missverstanden. Erstens ist die angegebene Wellenhöhe die signifikante Wellenhöhe, die der Durchschnitt des höchsten Drittels der Wellen ist, die angetroffen werden können. Es ist nicht der Durchschnitt aller Wellen, noch werden alle Wellen in diesem Bereich liegen. Einige Wellen werden kleiner und einige Wellen werden höher sein. Tatsächlich können Sie mit einer fast doppelt so hohen Welle rechnen (!) als die signifikante Wellenhöhe. Diese Art von Welle ist jedoch selten und tritt nur einmal alle 3.000 Wellen auf.

Wave lesson
Die Vorhersage gefährlicher brechender Wellen ist komplex. Die beste Information, auf die sich die meisten Segler verlassen müssen, ist der Wetterbericht. Wenn Sie also segeln, ist der Wellenvorhersageteil des Wetterberichts genauso wichtig wie der Rest des Berichts. Die Wellenhöhe (von der Unterseite des Troges bis zur Oberseite des Kamms) und die Wellenlänge (der Abstand von einem Kamm zum nächsten Kamm oder von einem Trog zum nächsten Trog) sind die beiden kritischen Informationen. Sobald Sie die Wellenhöhe und -länge kennen, können Sie feststellen, ob die Wellen im tiefen Wasser brechen können oder nicht.

Eine Welle kollabiert oder bricht in tiefem Wasser, abhängig von der Steilheit der Welle. Die Basis der Welle (Trog zu Trog, d.h., die Länge der Welle) kann nur eine Welle einer bestimmten Höhe unterstützen. Wenn es diese Höhe überschreitet, wird die Welle zu steil und kollabiert und bricht nach vorne.Es gibt einige unterschiedliche Schätzungen des wissenschaftlichen, genauen Moments, in dem die Welle kollabieren wird, aber im Allgemeinen, wenn die Wellenhöhe die Wellenlänge im Verhältnis 1: 7 überschreitet, kann sie anfangen zu kollabieren. Dies nennt man den Bruchpunkt der Welle, aber ich nenne es die „Regel von 7 oder weniger“, wenn die Wellenlänge 7 mal oder weniger als die Wellenhöhe ist, dann kann die Welle brechen. Dies gilt für alle Messarten, Fuß oder Meter. Wenn die Wellenhöhe beispielsweise 15 Fuß beträgt, ergibt die Multiplikation mit 7 eine minimale Wellenlänge von 105 Fuß. Wenn die Wellenlänge 105 Fuß oder weniger beträgt, kann die Welle brechen.

Besteht Gefahr?Um zu wissen, ob Sie eine Wellenhöhen-Gefahrenzone betreten haben, müssen Sie zuerst wissen, welche Wellenhöhe für Ihr Boot gefährlich ist. Denken Sie daran, dass eine Welle genug potentielle Energie hat, um Ihr Boot ab 30 Prozent ihrer Länge niederzuschlagen, und sicherlich groß genug ist, wenn sie 60 Prozent der Länge des Bootes beträgt.

Wenn Sie die Wettervorhersage oder die manuelle Vorhersage verwenden, müssen Sie die Wellenhöhen und -längen kennen, mit denen Sie am nächsten Tag rechnen werden. Werden die Wellenhöhen Ihre Gefahrenzone überschreiten? Könnte eine andere Bedingung, wie mehr Wind oder eine entgegengesetzte Strömung, plötzlich normalerweise sichere Wellen gefährlich machen?

Wenn ja, dann müssen Sie wissen, ob die Wellen brechen werden. Wenn die Wellenlänge das 7-fache oder weniger als die Wellenhöhe beträgt, sollten Sie Vorsichtsmaßnahmen treffen.

Wenn Sie beispielsweise die Wellenhöhe von mindestens 30 Prozent zur Bootslänge verwenden, wenn Ihr Boot 40 Fuß lang ist, beginnt die Gefahrenzone in Wellenhöhe bei Wellen von 12 Fuß Höhe (40 x 30). Eine 12 Fuß hohe Welle könnte ein 40 Fuß langes Boot umwerfen, wenn das Boot irgendwo in der Nähe eines Strahls auf der Welle gefangen wird, wenn es bricht. Nach der Regel von 7 oder weniger wissen Sie, dass eine 12-Fuß-Welle nur brechen kann, wenn die Wellenlänge weniger als 84 Fuß (12 x 7) beträgt.

Im Gegensatz dazu sollten diese Bedingungen keine Gefahr für ein 40-Fuß-Boot darstellen, auch wenn einige die folgenden Bedingungen besorgniserregend finden.

Wenn die Welle höher als 12 Fuß ist, aber nicht bricht (eine nicht brechende Welle kann das Boot nicht in den Trog werfen);
Wenn die Länge der 12 Fuß hohen Welle 84 Fuß überschreitet (die Welle bricht nicht); oder
Wenn die Welle bricht, aber die Wellenhöhe weniger als 12 Fuß beträgt (zu klein, um das Aufrichtmoment des Bootes zu überwinden).

Um gefährliche Wellenhöhen und -längen für Ihr Boot zu bestimmen, können Sie diese Formeln verwenden:

Gefahr Welle Höhe
W Höhe = B Länge x 30%

Gefahr Welle Länge
W Länge < = W Höhe x 7

Jedoch, um es einfacher, die begleitende diagramm (pg. 47) ist für Boote von 30 bis 60 Fuß ausgelegt, basierend auf einer gefährlichen Wellenhöhe von 30 Prozent der Bootslänge.

Wenn Sie die Wellenbedingungen kennen, die eine Gefahr für das Rollen Ihres Bootes darstellen können, können Sie Maßnahmen ergreifen, um dies zu vermeiden oder zu verhindern.

Steve Tredup ist ein Seemann, der in der Versicherungsbranche arbeitet. Tredup lebt in der Nähe von Chicago und segelt auf dem Michigansee.

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