MEHR SICHERHEIT AN DER BOJE

BIN ICH DER VERANKERUNG HILFLOS AUSGELIEFERT?

Von Dipl.-Ing. Harald Melwisch.

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    An einer Boje liegen ist sehr bequem, da man das Ankergeschirr nicht benutzen muss. Immer öfter darf man in Kroatien den eigenen Anker gar nicht benutzen, da Bojenfelder ausgelegt sind.
Kommt Sturm auf, ist man scheinbar hilflos der Haltekraft des Betonblockes der Bojen ausgeliefert.
Doch nur scheinbar, denn man kann etwas beitragen zur Haltekraft des Betonblockes:

Mit der Länge der Leine zur Boje kann man nämlich das wirksame Gewicht des Betonblockes beeinflussen !

 Die Situation an der Boje ohne Wind: 

 Die Boje ist mit ihrem Betonblock mit einer Trosse oder Kette verbunden, die ungefähr die Länge der Wassertiefe hat. Meist ist die Länge dieser „Bojenleine“ etwas grösser als die Wassertiefe, auch abhängig vom momentanen Wasserpegel aufgrund von Luftdruck, Tide und Wind. Wir nehmen der Einfachheit halber an dass diese Verbindung etwa die Länge der Wassertiefe hat. Das Schiff ist mit der „Schiffsleine“ mit der Boje verbunden.

Boje_1

Wenn jetzt Wind aufkommt:

Wenn Wind aufkommt, dann spannt die Windkraft das ganze Gebilde und taucht die Boje unter Wasser.
Die Kraft des Windes auf das Schiff ist natürlich sehr von den geometrischen Umrissen des Schiffes abhängig.
Bei einem 12 Meter langen Segelboot muss man beispielsweise mit folgenden Richtwerten rechnen:

Beaufort 6: 210 Kilopond
Beaufort 7: 330 Kilopond
Beaufort 8: 500 Kilopond

      Diese Kräfte wirken horizontal auf das Schiff und werden in der selben Grösse horizontal an den Betonblock weitergegeben. Der Block muss jetzt so schwer sein, dass seine Reibung am Grund grösser ist als diese Windkraft.

Boje_2

Aber nun kommt das wirkliche Problem:

Die Leine verläuft schräg abwärts und kann die horizontale Windkraft nur weitergeben wenn eine Auftriebskraft entsteht, die den Abwärtswinkel kompensiert.
Die untergetauchte Boje addiert noch ihre Auftriebskraft im Wasser, sodass am Betonblock eine Summen-Auftriebskraft wirksam wird. Diese Auftriebskraft verringert das Gewicht des Betonblockes und damit seine Reibung zum Grund.

Ein Beispiel:

Unsere Boje liegt auf 10m Tiefe an einem Betonblock von 1000kg, die „Schiffsleine“ ist 4m lang. Bei einer bestimmten Windlast sind Bojentrosse und Schiffsleine fast in einer Linie und bilden mit der Wasseroberfläche und der Vertikalen ungefähr ein 45 Grad Dreieck mit gleich langen Schenkeln.
In diesem Fall sind Windkraft und Auftriebskraft gleich groß. Ohne den Auftrieb der Boje zu rechnen sind am Betonblock bei Windstärke 7 daher ca. 330kp Auftrieb.
Der Betonblock wiegt jetzt nur mehr 670kg und die Reibung zwischen Block und Grund ist entsprechend kleiner. Die Horizontalkraft von 330kp wirkt aber trotzdem voll auf den Block. Sie kann ihn dann verschieben wenn die Reibung soweit geschwächt ist dass sie kleiner ist als die Horizontalkraft.

Boje_3

Allgemein mathematisch ausgedrückt :

In Zahlen ausgedrückt ergeben sich abhängig von der Länge der Schiffsleine (als Vielfaches der Wassertiefe) folgende gewichtsvermindernden Auftriebskräfte (als Vielfaches der Windkraft, ohne Bojenauftrieb):

Schiffsleine (als Vielfaches der Wassertiefe): 0,2   0,5    1      2
Auftriebskraft (als Vielfaches der Windkraft):  1,5   0,9   0,6  0,35

Das Diagramm im Bild nebenan zeigt das grafisch:
In x-Richtung die Schiffsleine als Vielfaches der Wassertiefe,
in y-Richtung die Auftriebskraft als Vielfaches der Windkraft.

Kurve

  Liegt man also mit 10m Schiffsleine auf 10m Wassertiefe („Schiffsleine / Wassertiefe“ = 1), dann erzeugt eine Bö von Beaufort 8 (ca. 500kp) doch noch eine Vertikalkraft von 0,6 facher Windkraft, also 300kp.
Ein Betonblock von 1000kg wiegt dann nur mehr 700kg und muss einer seitlichen Kraft von 500kg standhalten.

Wenn man sich in den kroatischen Bojenfeldern umsieht, dann kann man Schiffe sehen die mit nur 2m Leine die Boje „festgezurrt“ haben. Dies bedeutet bei 10m Wassertiefe ein Verhältnis von 0,2, also 1,5 fache Auftriebskraftkraft. Eine Bö von Beaufort 8 erzeugt damit 750kp Vertikalkraft. Ein 1000kg Betonblock hat dann nur mehr 250kg und wird die 500kp Windkraft seitlich sicher nicht überstehen ohne zu schlieren.

Eigentlich müssten die Besitzer von Bojenfeldern Skipper zur Verantwortung ziehen die Betonblöcke auf diese Art versetzen.
Zugegeben, lange Leinen in Bojenfeldern sind manchmal problematisch, weil die Bojen oft eng gesetzt sind.
Bei der Auswahl der Boje sollte man daher bei möglichem Schlechtwetter schon in späterer Windrichtung auf Freiraum achten und eine Leine zur Boje setzen die möglichst lange gefiert werden kann. Hat man einen Nachbarn in Windrichtung, dann sollte man mit ihm absprechen dass er auch fiert. Kommt man durch das Setzen einer langen Leine knapp an das Ufer oder einen Felsen, so muss das nicht unbedingt schlecht sein. Besser an einem schweren Block knapp am Felsen als an einem leichten Block auf den Felsen driften.

    Harald Melwisch

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