Kenterungsverhältnis (Capsize Screening Formula - CSF)
Das Kenterungsverhältnis (Capsize Screening Formula) ist eine schnelle Überprüfung auf Basis von zwei Werten für ein bestimmtes, beängstigendes Szenario: Ein Boot, das von einer brechenden Welle durchgekentert wird und kieloben liegen bleibt. Im Gegensatz zu den meisten anderen Kennzahlen auf dieser Website wurde es nicht entwickelt, um Geschwindigkeit oder Komfort vorherzusagen. Es war als Triage-Werkzeug gedacht: Eine schnelle Methode, um Boote zu identifizieren, die vor dem ernsthaften Fahrtensegeln auf See einer genaueren Prüfung unterzogen werden sollten.
Ursprung: Das Fastnet Race von 1979
Am 14. August 1979 geriet die Flotte des Fastnet Race in den Western Approaches in einen Sturm der Stärke 10 mit Wellenbedingungen, die jegliche Erwartungen übertrafen. Von 303 gestarteten Booten wurden 24 aufgegeben, 5 sanken und 19 Segler verloren ihr Leben. Viele Boote kenterten durch – und entscheidend war, dass einige so lange kieloben liegen blieben, dass Besatzungsmitglieder verloren gingen.
Das technische Komitee des Cruising Club of America (gemeinsame Untersuchung von USYRU/SNAME) reagierte mit einer Formel, die jeder Segler anhand der Daten aus dem Prospekt berechnen konnte. Das Ziel war nicht, ein Boot als sicher oder unsicher zu zertifizieren; es ging darum, Entwürfe mit einem erhöhten Risiko zu identifizieren, nach einem Flachlegen im durchgekenterten Zustand zu verbleiben. Die Formel, auf die man sich einigte, ist heute als CSF bekannt (Wikipedia, Capsize screening formula).
Die Logik dahinter ist einfach: Ein breites, leichtes Boot lässt sich leichter durchkentern und liegt stabiler auf dem Dach; ein schmales, schweres Boot kentert schwerer durch und richtet sich mit höherer Wahrscheinlichkeit wieder auf. Da Breite und Verdrängung auf fast jedem technischen Datenblatt zu finden sind, konnte die Formel ohne spezielle Stabilitätsdaten angewendet werden.
Formel
- Breite — Maximale Breite in Fuß
- D — Verdrängung in Pfund
- 64 — Gewicht eines Kubikfußes Meerwasser in Pfund
Die Kubikwurzel aus D / 64 ergibt eine charakteristische Länge: die Seitenlänge eines Würfels aus Meerwasser, dessen Gewicht dem des Bootes entspricht. Teilt man die Breite durch diese Länge, vergleicht man die Rumpfbreite mit der Rumpfmasse. Breit und leicht schneidet hoch ab; schmal und schwer schneidet niedrig ab.
Interpretation
| CSF | Interpretation |
|---|---|
| ≤ 2,0 | Besteht die Prüfung. Gilt als geeignet für Hochsee- und Blauwassertörns. Auf Blauwasser ausgerichtete Konstruktionen zielen typischerweise auf ca. 1,7–1,8 ab. |
| > 2,0 | Höhere Stabilität in umgedrehter Lage — bleibt nach einem Wellenschlag mit höherer Wahrscheinlichkeit kieloben liegen. Viele moderne, breite Serien-Fahrtenyachten landen hier. Nicht „unsicher“ für Küstenfahrten, aber ein Warnsignal bei ernsthaften Offshore-Absichten. |
Der Schwellenwert von 2,0 ist keine harte physikalische Grenze — er ist eine Orientierungslinie. Viele Boote über 2,0 haben Ozeane ohne Probleme überquert, und viele unter 2,0 wurden in Stürmen beschädigt. Die CSF prüft auf ein ganz bestimmtes Versagensszenario, nicht auf die Seetüchtigkeit im Allgemeinen.
Was die Mathematik tatsächlich aussagt
Die CSF bestraft Breite (linear) und belohnt Verdrängung (unter einer Kubikwurzel):
- Breite Boote liegen stabil kieloben. Ein flaches Floß lässt sich schwerer wieder aufrichten als ein schmaler Baumstamm. Sobald ein breiter Rumpf über seine Grenze der positiven Stabilität hinaus krängt, sorgt dieselbe Formstabilität, die ihn aufrecht steif wirken ließ, dafür, dass er auch umgedreht stabil bleibt.
- Schwere Boote tauchen tiefer ein und schwimmen tiefer. Dies bringt mehr Masse unter die Wasserlinie, senkt den Schwerpunkt im Verhältnis zum Rollmoment der Welle und verleiht dem Boot die Trägheit, um von der nächsten Wellenfolge erfasst und wieder aufgerichtet zu werden.
Aus diesem Grund schneiden schmale, schwere Klassiker bei der CSF so niedrig ab, während viele breite moderne Serien-Fahrtenyachten — selbst gut gebaute — Werte über 2 erreichen.
Das Gesamtbild: die GZ-Kurve
Die CSF ist eine vereinfachte Ein-Zahl-Näherung für das, was Schiffskonstrukteure präzise mit der Hebelarmkurve (GZ-Kurve) messen. Diese stellt den aufrichtenden Hebelarm in Abhängigkeit vom Krängungswinkel von 0° bis hin zu 180° dar. Zwei Werte auf dieser Kurve sind für die Hochsee von größter Bedeutung:
- Grenze der positiven Stabilität (LPS), auch Stabilitätsumfang oder AVS (Angle of Vanishing Stability) genannt. Der Krängungswinkel, ab dem sich das Boot nicht mehr selbst aufrichtet. Offshore-Einrumpfboote sollten einen LPS von 120° oder höher aufweisen. Eine Version mit tiefem Tiefgang eines bestimmten Rumpfes misst hierbei höhere Werte als die Version mit geringem Tiefgang desselben Designs — oft um 10–20° mehr.
- Verhältnis der positiven zur negativen Fläche unter der Kurve. Integriert man die Fläche rechts vom LPS (wo das Boot darum kämpft, wieder hochzukommen) im Vergleich zur Fläche links vom LPS (wo es kieloben stabil liegt). Ein tiefer Bulbkiel vergrößert die positive Fläche und verringert die negative Fläche, was bedeutet, dass die nächste Welle das Boot mit viel höherer Wahrscheinlichkeit wieder aufrichtet. Ein Rumpf mit geringem Tiefgang und großer Breite hat einen deutlich größeren stabilen Bereich in umgedrehter Lage — einmal gekentert, kann er dort verharren.
Wenn Sie ein Boot ernsthaft für den Hochseeeinsatz bewerten, fragen Sie die Werft oder das Konstruktionsbüro nach der Stabilitätskurve (manchmal auch als „Stabilitätshandbuch“ bezeichnet, wenn das Boot groß genug ist, um eine entsprechende CE-Zertifizierung zu erhalten). CSF und B/D sind nur Näherungswerte; die GZ-Kurve zeigt die Wahrheit.
Eine nützliche verwandte Kennzahl ist der STIX (Stabilitätsindex) — der nach ISO 12217 standardisierte Wert, der die Form der GZ-Kurve, das Risiko des Volllaufens und mehrere andere Faktoren in einer einzigen Zahl zusammenfasst. Boote mit einem STIX von 32+ sind für die CE-Kategorie A (Hochsee) zertifiziert. Wo er veröffentlicht wird, ist der STIX ein weitaus aussagekräftigerer Indikator als die CSF.
Einschränkung: Mehrrumpfboote ausgenommen
Die CSF ist für Einrumpfboote kalibriert. Katamarane und Trimarane liefern oft sehr hohe Werte, weil die Formel die Breite der Plattform erfasst, ohne zu berücksichtigen, dass sich diese Breite auf zwei oder drei schlanke Rümpfe verteilt. Ein 40-Fuß-Katamaran kentert nicht wie ein breites 40-Fuß-Einrumpfboot, weshalb die CSF für diese Beurteilung das falsche Werkzeug ist.
Den Wert als Käufer interpretieren
Sie müssen beim Bootskauf nicht über Kubikwurzeln nachdenken. Wenn eine Anzeige den CSF angibt – oder Sie ihn unten berechnen –, betrachten Sie ihn als schnellen Hinweis auf das Risiko einer Kenterung auf See.
Bedeutung der verschiedenen CSF-Werte:
- CSF unter 1,8. Bewährtes Hochsee-Design. Schmal im Verhältnis zum Gewicht, tief im Wasser liegend, schwer zum Kentern zu bringen und im Fall der Fälle fast sicher schnell wieder aufrichtend. Die Westsail 32 und andere traditionelle Blauwasser-Klassiker liegen in diesem Bereich.
- CSF 1,8 – 2,0. Besteht den Test problemlos. Die meisten älteren Fahrtenyachten für Langstrecken (Valiant, Pacific Seacraft, Hallberg-Rassy etc.) fallen in diesen Bereich. Eine solide Sicherheitsmarge für anspruchsvolle Passagen.
- CSF 2,0 – 2,2. Die Grenzzone, in der sich viele moderne Serien-Fahrtenyachten befinden. Nicht automatisch unsicher, aber genauer zu betrachten, wenn Sie planen, auf offener See bei schwerem Wetter unterwegs zu sein. Kombinieren Sie diesen Wert mit dem B/D, der Rumpfform und idealerweise der Stabilitätskurve.
- CSF über 2,2. Typisch modernes, breites und leichtes Design. Charter-Katamarane und breite Serien-Fahrtenyachten. Bestens geeignet für Küstenfahrten und geschützte Gewässer; die Belastung durch schwere Stürme auf See ist eine andere Frage.
So nutzen Sie den Wert als Filter:
- Berechnen Sie ihn aus Breite und Verdrängung – zwei Daten, die fast jedes Inserat enthält. Es ist einer der schnellsten Filter, die Sie anwenden können.
- Wenn Sie ernsthafte Hochseetörns planen und der CSF über 2,0 liegt, befassen Sie sich genauer mit der Rumpfform, der Ballastverteilung und – idealerweise – der veröffentlichten Stabilitätskurve.
- Kombinieren Sie den CSF mit dem B/D. Ein niedriges B/D und ein hoher CSF stellen den ungünstigsten Fall für die Kenterstabilität dar.
- Sortieren Sie ein Boot nicht allein aufgrund des CSF aus. Ein Küstensegler, der keine brechenden Wellen erwartet, hat kaum Grund, Werte über 2,0 zu fürchten. Ein Blauwassersegler hat dagegen jeden Grund, darauf zu achten.
Ein kurzes Beispiel. Vergleichen Sie eine Westsail 32 (Breite 11 Fuß, ca. 20.000 Pfund) mit einer modernen 46-Fuß-Serien-Fahrtenyacht wie der Beneteau Oceanis 46.1 (Breite 14,8 Fuß, ca. 23.000 Pfund). Die Westsail erreicht einen Wert von etwa 1,6; die Oceanis liegt knapp über 2,0. Beide können an einem sonnigen Nachmittag an der Küste wunderbar zu segeln sein. In brechenden Sturmwellen besagt die Physik jedoch, dass sich die Westsail mit höherer Wahrscheinlichkeit wieder aufrichtet.