Katamarane - Erfahrungen mit der aktuellen Version

Erfahrungen mit dem aktuellen Katamaran

Michael Scharmer


Dieser Bericht basiert auf meinen Erfahrungen mit der Lösung von Problemen bei verschiedenen Multihulls und vor allem beim Katamaran. Vielleicht ist das für den interessant, der beabsichtigt, einen Katamaran zu bauen. Mein beruflicher Hintergrund: Nach dem Abitur habe ich Bootsbau gelernt, dann Schiffbau studiert, danach über sechs Jahre in einer Großschiffswerft und über 12 Jahre in der Yachtkonstruktion gearbeitet habe. Ich hoffe, durch meine Mithilfe und Kommentare dazu anzuregen, neue Konstruktionen und neue Kat oder Tri zu bauen.

Als die Mini40 in Deutschland nationale Klasse wurde, war ich sofort Feuer und Flamme. Da ich keine Vorstellungen hatte, wie so ein Multihull auszuführen ist, habe ich nach den Plänen der Ghost Train aus England einen Tri gebaut. Nach den ersten Segeln war es für mich unverständlich, weshalb bei dem Tri im Vorschiff so wenig Freibord vorhanden ist. Wenn der Tri an der Kreuz auf dem Leerumpf fuhr, war von den etwa 7-8 cm Freibord am Vorschiff nur etwa die Hälte übrig. Da ich damals dachte, Foils am Ruder wären nur was für Weicheier, hatte ich da auch keine angebaut. Aber auch heute, mit Foils, stellt sich heraus, dass die an der Kreuz keinen Einfluss haben oder wegen erhöhtem Widerstand nicht haben sollten. Als ich damals ohne Foils abgefallen bin, ging das ruckzuck, dass der Leerumpf unterschnitt und kenterte.

Heute ist das mit Foils am Ruder immer noch das gleiche Problem. Beim Abfallen mit gelegtem Ruder und dem so erhöhten Widerstand, dazu noch das Ruder mit etwa 5° angestellter Drehachse und zusätzlich das Abfallen mit Krängung, damit erzeugt das Ruder am Heck Auftrieb und der Vorsteven wird runter gedrückt. Dazu kommen dann noch die geöffneten Segel (das größte Krängungsmoment ist nicht an der Kreuz, sondern etwa bei 50° - 60° zum Wind) plus Welle, und man hat keine Chance, das Abfallen zu überleben. Das war im letztes Jahr beim Flevo-Cup an der Luvtonne öfters zu sehen (dazu aber auch bei dem Tri von Mike, der eigentlich am Vorschiff nicht genügend Freibord und nicht genügend Volumen hatte).

Ich hatte die Ghost Train nach meinen Vorstellungen verbessert und sie dann etwa zwei oder drei Jahre gesegelt. Danach habe ich noch einen Tri nach eigenem Entwurf gebaut und gesegelt, war damit aber nicht zufrieden. Da ich unbedingt einen Katamaran bauen wollte, um mal den Unterschied zum Trimaran zu sehen, habe ich aus dem Mittelrumpf des neuen Tris einen Katamaran gebaut und gesegelt. Beim letzten Meeting am Aartalsee war er aber noch nicht ganz fertig. Der Mittelrumpf hatte ein Volumen von etwa 2,3 kg. Daher hatte der Katermaran theoretisch ein Volumen von etw 4,6 kg. Der Kat hatte ein Gewicht von etwa 1,8 kg und ein Zusatzgewicht von etwa 600 g. Auch bei Vollladung war die Ecke Steven/Unterwasserschiff immer noch etwa 2 cm oberhalb der Wasseroberfläche. Flosse und Ruder waren am Mittelbeam angebracht, um an der Kreuz den gleichen Effekt wie beim Tri zu bekommen. Die Flosse war, wie beim Tri, senkrecht hinter dem Mast angesetzt. Der Mast stand auf halber Schiffslänge. Wegen der Wendeprobleme bei Originalkatamaranen war mein Kat damals nur 90 cm breit. Von diesem Katamaran war ich sofort beeindruckt. Im Vergleich zum Trimaran war er meiner Ansicht nach nämlich schneller. Um auf dem Leerumpf zu fahren, reichen 5° Krängung aus, was ein großer Vorteil ist. Der Tri dagegen legt sich an der Kreuz zunächst auf den Leerumpf, krängt in der Regel schon deswegen um 5°. Um nur auf dem Leerumpf zu segeln, muss ein Tri aber nicht nur 5° krängen, sondern wegen der halben Gesamtbreite nochmal um mindestens 10° mehr, also etwa 15°, hat daher also bei der Effektivität der Segelfläche schon erhebliche Nachteile.

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Dieses Foto zeigt den Unterschied bei der Krängung. Es sind nicht nur zwei Tris zu sehen, der hintere gehört Ralf, der vorder ist ein Tri von Chris, sondern auch mein Katamaran. Deutlich ist der kleinere Krängungwinkel des Katamarans bei etwa gleichem Abstand des Mittelrumpfs der Tris und dem Luvrumpf des Katamarans zur Wasseroberfläche zu erkennen. Außerdem auch Nachteile bei der Effektivität der Flosse und des Ruders bei Krängung.

Die Flächen werden von Lee angeströmt und entwickeln bei Krängung nicht nur Querkraft nach Luv, sondern auch Querkraft nach oben. Da die Anhänge in der Mitte angesetzt sind, wird dadurch die Krängung verstärkt. Bei einem Kat mit Flosse und Ruder an den Rümpfen tritt der Effekt in dieser Deutlichkeit nicht auf.

Bei Krängung 0° war mein alter Kat beim Segeln am Aartalsee etwas leegierig. Wenn der Luvrumpf aus dem Wasser kam eher neutral. Bei zunehmender Krängung wurde der Kat jedoch immer luvgieriger und an der Kreuz nicht kenterbar. Der 90 cm breite Kat hatte keine Probleme beim Wenden. Aber durch das aufrichtende Moment in Folge der geringeren Breite gegenüber einem 122cm breiten Kat hatte er erhebliche Nachteile, da sich das aufrichtende Moment bei Schiffen (ob Containerschiffen, Segelbooten oder Multihulls) im Prinzip aus Länge x Breite3 ergibt. Deswegen hatte ich den Kat nicht nur auf die Maximalbreite sondern auch das Rigg auf ein Großsegelvorliek mit 155 cm und langem Großbaum geändert, um an der Kreuz ein kleineres krängendes Moment zu haben. Mein Ziel war es, auf dem Vorwindkurs den Druckpunkt nach unten zu bringen.

Der Effekt war sofort zu erkennen, da ich nun gegenüber den hohen Riggs mehr Segelfäche fahren konnte. Allerdings hat dieses niedrige Rigg bei Anströmung gegenüber den hohen Riggs einen höheren Widerstand. Bestes Beispiel für schlanke Flächen und die Effektivität sind da die Flügel der Segelflugzeuge, lang und schmal sollen sie sein.

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Durch die Verbreiterung des Kats wurde die Wende zu einem echten Problem. Meine Gegenmaßnahmen bestanden darin, nicht nur die Segel in der Wende richtig aufzumachen, sondern auch maximalen Ruderwinkel zu legen. Das funktioniert bis etwa 3 Bft. Bei mehr Wind und Welle wird es schwieriger. Die letzte Möglichkeit bestand damals für mich darin, das Ruder erheblich zu vergrößern. Fast auf die gleiche Profiltiefe und Fläche wie die der Flosse, aber in der Länge doch etwas kürzer. OK Die Flosse, die sich vorher senkrecht hinter dem Mast befand, setzte ich mit etwa 10° zum Mittelbeam vor dem Mast an, um bei allen Krängungswinkeln eine kleine Luvgierigkeit zu bekommen.
Nach verschiedenen Versuchen erreichte ich, dass der Kat, wenn beide Rümpfe im Wasser waren, nur eine geringe Luvgierigkeit zeigte, jedoch mit zunehmender Krängung immer luvgieriger wurde. Die Ursache war, dass bei zunehmender Krängung die Fläche des Ruders im Wasser kleiner als die der Flosse wurde. Folglich schoss der Kat, sobald das Ruder aus dem Wasser kam, in den Wind. Das war genau so, wie ich es haben wollte.

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Auch bei Trimaranen mit einer gepfeilten Flosse scheint es zu funktionieren. Ein Beispiel ist der Tri von Christian. Auch bei dem ist die gepfeilte Flosse vor dem Mast angesetzt. Zum Vergleich, dass mit einer senkrechten hinterm Mast angesetzter Flosse, ist der alte und der neue Tri von Eric. Ich hatte sie gesegelt und ich kann mir nicht vorstellen, wie man mit einer senkrechten Flosse soweit hinter dem Mast angesetzt, segeln kann. Ich konnte es nicht. Bei Krängung nur noch den Leerumpf im Wasser waren die Tri immer noch leegierig, erst bei großer Krängung wurden sie luvgierig und konnten daher an der Kreuz eigentlich nicht kentern.

Für die Schot war der Servo HiTec HS-815BB mit einem Hebelarm von etwa 10 cm Länge in einen Rumpf eingebaut. In diesem Rumpf befanden sich auch Empfänger und der Ruderservo am Mittelbeam, der 6-Zellen-Akku war im anderen Rumpf. Da ich nur einen Polo fuhr, musste der Katermaran zusammenschiebbar sein, um ihn hinter den Sitzen transportieren zu können. Daher war es nicht möglich, die Beams fest anzukleben. In Folge dessen tordierte der Kat an der Kreuz sehr stark, so dass das Heck des Luvrumpfes durch die Wanten um etwa 5 cm hochgezogen wurde. Mit einem einzuklickenden Doppelkreuz aus 6 mm Kohlerohren, eins auf Beamhöhe, das andere im Kreuzpunkt etwa 6 cm tiefer, konnte ich dieses Problem lösen. Mit diesem Kat war ich sehr zufrieden.

Etwa drei Jahre nach dem ersten Kat hatte ich einen neuen Kat gebaut, mit einem Volumen von etwa 1,3 kg pro Rumpf. Die Stevenhöhe betrug rund 12 cm und die Breite 122 cm. Flosse und Ruder waren diesmal in beiden Rümpfen nicht in der Mitte, der Mast wieder auf halber Schiffslänge. Die Vorderkante der Flosse befand sich ungefähr 5 cm hinter dem Mast. Die Riggs des alten Kats passten in den neuen Kat. Die Elektronik war die gleiche wie beim alten Kat. Diesen Katamaran habe ich ganze zwei Male gesegelt und war völlig enttäuscht. Der Katamaran war zwar sehr gut zu wenden, fuhr aber im Gegensatz zu dem anderen Kat, egal ob da eine Böe oder ein Winddreher kam, immer geradeaus und kenterte. Dieses Problem war, trotz Verschieben der Flossen nach vorn oder hinten, nicht zu lösen. Mehr oder weniger im Gegensatz zu dem ersten Kat war dieser Kat meiner Meinung nicht segelbar. Deshalb habe ich diese Rümpfe recht schnell wieder abgelegt.

Die Rümpfe des ersten Kats bestanden aus 200 g Kohlegewebe und 40 g Glas auf zwei Positivformen, die in der Mitte verklebt waren. Genau das aber war das Problem dieses Katamarans. Im Laufe der Zeit gab es immer mehr Brüche oder Einschläge und nach sieben Jahren war er hin. Nicht mehr wasserdicht und auch nicht mehr wasserdicht zu bekommen.

Aus dem Grund habe ich vor etwa zwei Jahren neue Rümpfe aus 2 x 180 g Kohlewebe und 40 g Glas über der gleichen Positivform (ich bau die Rümpfe immer auf Positivformern) wie bei dem ersten Kat laminiert. Um die Torsion in Griff zu bekommen, befindet sich an den Rümpfen vom hinteren Beam zum Mast ein Rohr und vom gleichen Punkt zum Mast ein Draht. Von diesem Punkt ist noch ein Draht zum Beam, wo die Fock angesetzt wird, eingebaut. Zum Flevo-Cup letztes Jahr war er zwar fertig, ich hatte aber, da ich ihn noch nicht testen konnte, den alten Kat mitgenommen. Der Flevo-Cup war leider ein Desaster. Da der Segelservo ziemlich viel Strom zieht und der Servo bei Wind nach etwa einer Stunde die Segel nicht mehr dicht bekam, hatte ich als Alternative eine Winde eingebaut. Es war kein Problem, den Segelservo gegen die Winde zu tauschen. Dann ergaben sich aber Elektronikprobleme durch Feuchtigkeit, zudem Probleme mit der Winde (zu alt, zu ungenau und zu langsam), mit einem abgebrannten Ruderservo, durch Risse und Löcher in den Rümpfen, so dass ich zum Schluss Streicher ohne Ende hatte. Nach dem Flevo-Cup habe ich den Kat geschreddert, da ich keine Möglichkeit mehr sah, ihn zu reparieren.

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Bei diesem Wettbewerb faszinierte mich der Tri von Mike mit seinen 45°-Foils. Bei mehr Wind fuhr er weniger Höhe, war aber an der Kreuz sauschnell, sodass ich keine Möglichkeit hatte mitzuhalten. Damals hatte ich bei der Kieler Woche auch die Hydroptere segeln sehen. Auf Raumschotkursen und auf den Foils war die Geschwindigkeit unglaublich, nur Kreuzen konnte er nicht. Das Problem sind eben die 45°-Foils. Wenn er auf den Foils fährt, wird die Breite sofort kleiner und das aufrichtende Moment ebenso (siehe oben, b3). Mike sagte, dass er an der Kreuz nicht auf den Foils fahren, sondern den Leerumpf im Wasser halten will. In dem Moment entsteht aber das Problem, dass das Foil des Leerumpfs flacher zur Wasseroberfläche wird, Auftrieb erzeugt und gleichzeitig die Flosse nach Luv drückt. Solange aber die Flosse in Luv im Wasser ist (wenn der Mittelrumpf gerade eben aus dem Wasser kommt, ist das Luvfoil noch im Wasser), sorgt die Flosse in Luv für Querkraft nach Lee. Dadurch arbeiten die Flossen gegeneinander (die Flosse in Luv mit kleinerer Fläche, aber größerem Winkel zur Wasseroberfläche gegenüber der Leeflosse mit mehr Fläche, aber kleinerem Winkel) und erhöhen den Widerstand. Sie sind aber immer noch schneller als die 'normalen' Mini40.

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Wie oben bereits erwähnt, war mein neuer Kat fertig. Da ich aus gesundheitlichen Gründen kein Auto mehr fahre, ist der Kat komplett demontierbar. So passt der gesamte Kat in eine Sperrholzkiste und ermöglicht mir, mit der Bahn zu den Events zu fahren. Sonst ist eigentlich alles gleich wie beim alten Kat. Ich hatte aber die Hoffnung, irgendwann mit den Foils experimentieren zu können und habe daher das Rigg und die Flosse um 7 cm nach vorne verschoben, um den Abstand zwischen den Foils am Ruder und an den Flossen zu vergrößern und damit das Raumschotsegeln zu sichern und zu stabilisieren. Eine Ausführung mit Foilern hat aber noch nicht funktioniert. Allerdings ist wegen der Verschiebung ein anderes Problem aufgetreten, mit dem ich nicht gerechnet hatte.

Letztes Jahr hatte ich den neuen Kat am Brombachsee im Wasser und musste feststellen, dass er leegierig ist. Dieses Problem wurde bei zunehmendem Wind und kleineren Riggs immer schlimmer. Zudem, und das ist das wirklich große Ärgernis, greift diese Maßnahme beim Krängen, wie oben schon beschrieben, nicht. Er war immer dabei abzufallen und nur mit Krampf auf dem Leerumpf segelbar. Am Samstag nach dem Flevo-Cup 2017 bin ich mit dem Kat in Mettenhof (Kiel) gewesen, um einige Problemlösungen zu finden. Dabei ist ein Video entstanden. In diesem Video ist zu sehen, dass, egal wie viel Krängung es gab oder wie weit die Segel geöffnet waren, der Kat geradeaus fuhr und dann kenterte.

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Video Kenterung


Aus diesem Grund wird der vordere Beam, das Rigg und die Flosse wieder auf die Mitte der Länge des Schiffs, also um etwa 7 cm zurück versetzt . Um das Wendeproblem des Katamarans in den Griff zu bekommen, hatte ich letzes Jahr beim Flevo-Cup angefangen, Versuche mit einem Ruder à la Becker zu machen. Siehe dazu den Beitrag Becker-Ruder in RC-Network.

Da ich letztes Jahr auch im neuen Boot erneut Probleme mit Wasser hatte, habe ich die Elektronik aus den Rümpfen in eine Kiste hinterm Mast auf Mitte Schiff versetzt. Vorteil ist, dass Wasser in den Rümpfen für die Elektronik kein Problem mehr ergibt. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Verkabelung zwischen den Beams entfällt. Negativ ist aber, dass dadurch der Kat zusätzlich schwerer geworden ist und nun wegen der dickeren Aussenhaut und der Kiste um etwa 500 g mehr wiegt als der alte Kat, jetzta also 2350 g auf die Waage bringt. Aber dafür ist die Kiste jetzt wasserdicht. Außerdem musste der ursprüngliche Segelservo einer gepimpten Version weichen. Durch Austauschen des 180°-Poti der Segelwinde gegen ein 10-Gang-Poti ist aus dem Servo eine Winde mit etwa 10 Umdrehungen geworden. Die Winde habe ich in Gosport gefahren. Sie war aber viel zu langsam. Um das zu ändern, habe ich das 10-Gang-Poti wieder ausgebaut und gegen ein 120°-Poti getauscht. Dieses Poti wird zusammen mit einem 1:2,5-Getriebe betrieben (Kohlefaserbox, Zahnräder von Conrad). Dadurch werden aus den bisherigen 180° jetzt 1,5 Umdrehungen. Um mehr Weg zu bekommen, ist die Schot untersetzt - genauso, wie bei dem Segelservo. Die Trommel hat einen Durchmesser von 5 cm. Das vergrößert das Moment der Winde gegenüber dem 10 cm Hebelarm um den Faktor 4. Beim Flevo-Cup und dem Wind am Sonntag war ich völlig zufrieden. Der Servo hat 39 € gekostet, wiegt aber 180 g.
Da ich auf die Bahn angewiesen bin, muss ich mit dem ganzen Krempel (Rumpfkiste, Segelkiste, Rucksack und Tasche) auch in die Bahn kommen. Schwierigkeiten bereitete das lange Unterliek des Großsegels. Dadurch war die Segelkiste extrem breit und passte nicht in die Ablage (deswegen hatte ich auch letztes Jahr auf der Fahrt zum Brombachsee Probleme mit dem Kontrolleur). Inzwischen habe ich das Großsegel geändert. Ein wesentlich kürzeres Unterliek erlaubt nun eine etwa 15 cm schmalere Kiste.

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Eine weitere Schwierigkeit ist zur Zeit, den Großsegelkopf in Griff zu bekommen. Beim Flevo-Cup sind im Großsegel, egal welches Rigg, Diagonalfalten entstanden. Zudem ist dieses Großsegel bei mehr Wind auf dem Vormwindkurs kaum zu bändigen. Die Wanten und das Vorliek der Fock sind auf einer etwa 15/16-Teilung am Großsegel angeschlagen. Bei der alten Großsegelform war das egal. Jetzt sind die Wanten zwar immer noch an der gleichen Stelle, das Vorstag aber nur noch etwa 1-2 cm unterhalb des Mastkopfes. Dadurch wird der Mast im Kopf nach vorne gebogen, bei mehr Wind wird so die Kraft im Vorstag und dem Luvwant größer. Zumindest beim Test am letzten Samstag in Mettenhof sind diese Diagonalfalten im B-Rigg nicht mehr aufgetreten. Da die Flosse und das Rigg um 7 cm nach hinten verschoben, die Wanten aber nicht geändert wurden, hoffe ich, dass das Vormwindproblem nicht mehr auftritt. Die Schwierigkeit war durch das Leewant entstanden, das den Großsegelbauch nach hinten gedrückt hat und in Folge dessen ist das Achterliek nach vorn geklappt. Beim Segeln mit dichteren Schoten ist dieses Problem nicht entstanden. Die Eigenart mit der Luv- bzw. Leegierigkeit ist durch den Großsegelkopf allerdings nicht gelöst worden, siehe Video von Mettenhof.

Die 45°-Flossen habe ich an dem Kat bei wenig und viel Wind ausprobiert und war mit der Kreuzfähigkeit überhaupt nicht zufrieden. Der ganze Krempel ist schon ausgebaut und bereits entsorgt worden. Beim Flevo-Cup konnte man aber bei Gerd die raumschots auftretende Geschwindigkeit mitbekommen, als der Tri aus dem Wasser kam, aber auch nur raumschots. Und da ich 15 Jahre FD gesegelt habe (weit überlappende Genua, Mastfall ohne Ende und an der Kreuz ist der FD ein Gedicht) will ich einen Kat haben, der gut kreuzt und nicht einen, der nur auf Raumschotkurs schnell ist. Eigentlich kann man auf einem Raumschotskurs keine Regatta gewinnen. Normalerweise segeln wir auch keine Raumschotskurse bei unseren Regatten.

Resümee
Nach meiner Erfahrung und auch nach Erics Erfahrungen nach dem Tausch der Boote am Wolfgangsee, ist der Trimaran wesentlich einfacher zu segeln, da er an der Kreuz durch den recht großen Krängungswinkel wesentlich gutmütiger ist. Sehr gute Beispiele dafür sind die Tris von Ralf und Eric. Ein Kat ist wesentlich agiler, springt bei Böen sofort an und darf beim Segeln nicht aus den Augen gelassen werden, sonst kentert der. Aber ich bin der Meinung, dass der Kat eine höhere Kreuzfähigkeit hat, mehr Höhe läuft und bei Böen schneller anspringt. Deswegen wird der neue Mini40 (ist in Planung und teilweise bereits im Bau) bei mir wieder ein Katamaran. Die Probleme, die ich bisher hatte, hoffe ich bei dem neuen Kat in Griff zu bekommen. Aber auch da werde ich weitere Versuche mit Foilern machen.
 
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