Messtechnik

Aus der Praxis – Bei Olympia schneller segeln als der Wind?

Unter bestimmten Bedingungen ist es möglich dass die Geschwindigkeit von Segelbooten größer ist als die, mit einem Windmesser, gemessene Windgeschwindigkeit des Windes ist. Bedingung ist eine hohe Seitenführungskraft bei gleichzeitig geringem Widerstand im Schub nach vorn und ein Segel mit ausreichend hohem Gleitverhältnis.
Im Normalfall meint man das ein Segelboot am meisten Vortrieb hat wenn Rückenwind herrscht und das Schiff vom Wind geschoben wird. In diesem Fall ist es aber nicht möglich sich schneller zu bewegen als der Wind.
Anders verhält es sich wenn der Wind von der Seite auf ein schräg stehendes Segel trifft. Hier kommt ein weiteres Phänomen der Aerodynamik ins Spiel. Der Auftrieb. Da das Segel keine gerade herabfallende Form hat wenn sich Wind in ihm fängt sondern eine gewölbte Form hat, wirkt es wie die Tragfläche von einem Flugzeug.Winde und Windmessung beim Segeln
Dort wird der Auftrieb erzeugt indem die Luft über der Tragfläche eine höhere Strömungsgeschwindigkeit besitzt als die Luft unterhalb der Tragfläche. Durch diese Geschwindigkeitsdifferenz wird ein Unterdruck an der Oberseite der Tragfläche erzeugt und hebt somit das Flugzeug in die Luft.
Ein ähnliches Verhalten ist auch am Schiffssegel zu beobachten. Die vorbeiströmende Luft an der Innenseite des Segels hat eine geringere Strömungsgeschwindigkeit als die vorbeiströmende Luft an der Außenseite des Segels. Der daraus resultierende Unterdruck an der Außenseite des Segels erzeugt eine besondere Art der Auftriebskraft die schräg nach vorn gerichtet ist.
Durch eine entsprechende Bauform des Bootskörpers wird die seitwärts wirkende Kraft abgefangen und in eine Vorwärtsbewegung umgewandelt. Diese Kraft kann deutlich größer sein als die alleinige Druckkraft des Windes auf die Segel. Und somit kann eine höhere Bootsgeschwindigkeit erreicht werden als die tatsächlich gemessene Windgeschwindigkeit. Der Fahrtwiderstand des Bootsrumpfes hat allerdings einen maßgeblichen Anteil an der Endgeschwindigkeit des Bootes.
Bei Segelbooten eignen sich besonders die Bauformen der Katamarane und der Trimarane da diese Mehrkörpersegelboote sehr spritz zulaufende Bootskörper haben und doch stabil im Wasser liegen.
Leichter haben es hingegen Strand- oder Eissegler. Ein durch Windkraft angetriebenes Fahrzeug auf einer Eisfläche kann Geschwindigkeiten bis 200 km/h erreichen obwohl der Wind nur mit 50 km/h bläst.