Segeln und Mathematik - passt das zusammen?

Dabei ist es doch ganz einfach zu erklären, was Segeln und Mathematik verbindet. Ein Beleg dafür ist die Seminararbeit der 17 jährigem Abiturientin Julia G. aus Erlangen mit dem Titel: „Mathematische und strategische Betrachtung des Up- and Downregattakurses“.

Jetzt liegt das Ergebnis dieser Arbeit vor - bewertet mit der Höchstpunktzahl! Die Begründung für diese Entscheidung wurde von Frau Dr. F. wie folgt formuliert: „Bei der Abschlusspräsentation war durch die Darstellung das Vorgehen sehr klar erkennbar, die Werte der Software wurden gewinnbringend bei der Auswertung genutzt. Es wurden auch Zwischenergebnisse vorgestellt, die mich und alle Mitschüler sehr überzeugt haben. In der Arbeit wurden einzelne Zeiten bei verschiedenen Startsituationen mathematisch ausgewertet.“ (siehe z.B. den bunten Linienfächer oben).

Im Frühjahr 2018 schrieb uns die Lehrerin, dass Julia, eine ihrer Schülerinnen, das Tactical Sailing-Programm gern für ihre ausstehende Seminar-Arbeit nutzen möchte. Das Rahmenthema des wissenschaftspropadeutischen Seminars war Physik und Mathematik im Segelsport. Julia, aktive Seglerin, war bis vor etwa 5 Jahren am Altmühlsee regelmäßig segeln und hat an Opti-Regatten teilgenommen. Sie hat danach den SBF gemacht und wird in diesem Sommer noch den SKS in Portoroz machen. Das theoretische Wissen für diese spezielle Aufgabenstellung wurde teilweise durch ihre Lehrerin, Frau Dr. F., im Seminar vermittelt. Julia liest aber auch Fachliteratur* zum Thema und geht jeden Sommer auf Segeltörns.

Ein Themenschwerpunkt der Schülerin war „Regattastrategie“. Dabei ist sie in ihrer Recherche auf Tactical Sailing gestoßen. Durch das empirische Erstellen mehrerer Diagramme sollte mathematisch bestimmt werden, welche Kurse unter festgelegten Bedingungen optimal sind, um die Leeboje als Erster zu erreichen. Hierbei kommt eine Simulation der Tactical Sailing-Software zum Einsatz, die durch Nutzung der Trainer Toolbox konkreten Regattasituationen angepasst werden kann.

Kann man „Regattastrategie“ überhaupt berechnen? Julia kann das, nämlich durch die Ermittlung des optimalen Verhältnisses der gesegelten Strecke zur Bootsgeschwindigkeit. Die triviale Formel dafür kennt jeder Autofahrer: Wie lange braucht man für die Strecke München - Berlin (600 km), wenn das Auto mit einer Geschwindigkeit von ca. 120km/Std fährt. In 5 Stunden ist das Ziel erreicht. Ähnliches gilt auch für das Regattasegeln - aber es ist ein wenig komplizierter. Denn hier entscheiden zwei „Parameter“ darüber, wann der Segler am Ziel ankommen wird, nämlich „Winddrehungen“ und „Höchstgeschwindigkeit auf einem bestimmten Kurs“.

Strecke: Beim Segeln kann man die Strecke zwischen Lee- und Luvbahnmarke abkürzen, weil Winddrehungen dabei helfen. Eine 10° Winddrehung bewirkt bereits an der Startlinie einen „Luvhöhenvorteil“ und der „Streckbug“ verkürzt die zu segelnde Strecke zusätzlich.

Bootsgeschwindigkeit: Wer ein optimal getrimmtes Segelboot steuert, braucht sich zunächst um die Bootsgeschwindigkeit keine Gedanken zu machen. Was aber beeinflusst die Bootsgeschwindigkeit (Velocity Made Good gegen den Wind VMG) zusätzlich? Es ist das Wissen um die Höchstgeschwindigkeit des Bootes auf einem bestimmten Kurs – erkennbar im „Polardiagramm“. Den richtigen „AmWindKurs“ zwischen 35° und 50° und den „DownWindKurs“ zwischen 135° bis 195° genau zu treffen, ist theoretisch durch das „Polardiagramm“ fixiert und muss in der Praxis trainiert werden. Wer also die Feinheiten bezüglich der Bootsgeschwindigkeit nutzen kann, ist schneller im Ziel.

Julia weiß aber auch um die Grenzen dieser Berechnungen: „Das dreidimensionale Schachbrett einer Regatta ist variabel und kann nie exakt berechnet werden. Jedoch können erfahrene Segler Veränderungen erahnen und nähern sich damit an das optimale Verhalten an. Obwohl die geringen Schwankungen der Maximalgeschwindigkeiten zwischen 90° und 270° eine Haupteigenschaft der Jolle 470er sind, hat das vorliegende Experiment die übliche Strategie und eventuelle Ausweichmöglichkeiten aufgezeigt, welche die entscheidenden Sekunden einer knappen Wettfahrt bestimmen können.“

Nach der Analyse und Auswertung von diversen Regattasituationen ist der Ursprung der Taktik in den physikalischen Gegebenheiten des Bootes zu sehen, wohingegen sich die strategischen Regeln auf die Geometrie des Regattafeldes zurückführen lassen.

Das Team von Tactical Sailing gratuliert Ihnen herzlich - Ihnen, liebe Julia zu Ihrer tollen Seminararbeit und der Bewertung mit der „Höchstpunktzahl“, aber auch Ihnen, liebe Frau Dr. F., Segeln zum inhaltlichen Schwerpunkt einer Seminararbeit zuzulassen. So kann abstrakte Mathematik praktisch erkennbar gemacht werden! Besonders freuen wir uns darüber, dass dabei auch Tactical Sailing in diesen wissenschaftlichen Exkurs einbezogen wurde.

Die Tactical Sailing-Academy bietet auch im Jahr 2019 wieder Seminare an. Wenn Sie als Mitglied eines Segel-Verbands, -Clubs oder -Vereins Interesse an einer Fortbildung haben: Bitte eine e-mail senden an office@TacticalSailing.de

Wenn du bereits einen Lizenzschlüssel für Tactical Sailing hast, kannst du hier ein kostenloses Update auf die aktuelle Software laden. Die Tactical Sailing Software lässt sich direkt aus dem Netz herunterladen (39 €), ist auf CD (44 €) erhältlich oder mit Erweiterung Trainer-Toolbox (+20 €), „All in One“ (59 € / 64 €). Es läuft auf nahezu jedem Rechner (Windows, Linux, Mac). Siehe die Leistungen bei www.tacticalsailing.de und bestelle das Spiel auf der Webseite als Download oder eine CD in den Online-Shops der Fachhändler.

Quellen: Seminararbeit Julia G., Frau Dr. F. , Erlangen.
* Fachliteratur: z.B. Tilo Schnekenburger: "Die geometrie des Regattasegelns" (eBook oder Paperback)

 

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