Die Proa

Viele Segler haben noch nie etwas von Proas gehört, geschweige denn eine gesehen.
Wie kommt das? Diese Boote wurden jahrhundertelang im pazifischen Raum eingesetzt, wo das Wasser warm ist und eine Kenterung für die Polynesier kein Beinbruch war. Alle bisherigen neueren Konstruktionen haben das Problem des Kenterns auch, denn klassisch wird der Ausleger in Luv gefahren, hebt leicht ab und muß dann per Schot balanciert werden. Durch die Verringerung des Wasserwiderstandes wird das Boot dann sehr schnell. Aber bei einer Böe kippt man leicht mal um. Auch die Steuerung, die im Pazifik hauptsächlich mit des Segeln geschah, entsprach nicht den Bedingungen in unseren engen europäischen Gewässern und Häfen.
Als Weiterentwicklung zu dieser pazifischen Proa hat man versucht, eine atlantische Proa zu entwickeln, die den Ausleger in Lee hat. Dieser Bootstyp wurde 1968 mit der „Three Cheers“ eingeführt, weil sie beim Blauwassersegeln die nötige Kentersicherheit bietet, denn der statische Auftrieb des Auslegers in Lee bringt durch sein Volumen ein Mehrfaches an aufrichtendem Moment, als das Gewicht des Auslegers in Luv. Aber der Ausleger wird durch die Besegelung wie bei einem Katamaran ins Wasser gedrückt mit der Gefahr des Unterschneidens und einem bremsenden Moment um die Hochachse.
Man hat noch nicht erkannt, daß Proas mit Schratsegeln (senkrecht mittschiffs geriggte Segel) eigentlich Fehlkonstruktionen sind. Der Luvausleger kentert und der Leeausleger bremst.

Anders sieht die Sache aus, wenn man das Rigg auf den Leeausleger stellt und nach Luv neigt. Jetzt wird das ganze Schiff angehoben und wenn es gelingt, die resultierende Luftkraft der Besegelung auf den Lateralschwerpunkt zu lenken, entsteht überhaupt kein krängendes Moment.
Ein Schiff mit Schratsegeln kann immer nur solange beschleunigen bis das Kippmoment und das aufrichtende Moment sich aufheben und das ist bei der herkömmlichen Proa und bei Katamaranen beim Abheben des jeweiligen Luvrumpfes der Fall. Siehe folgende Berechnungsformel zur Kentergeschwindigkeit. Wir setzen die Formel für das Kippmoment gleich mit der Formel für das aufrichtende Moment und berechnen daraus die Kentergeschwindigkeit:

Eine Proa mit hebendem Rigg dagegen kann solange beschleunigen, bis der Auftrieb ihr Eigengewicht erreicht, d.h. bis sie aus dem Wasser in die Luft abhebt. Auch diesen Punkt kann man berechnen und verändern(siehe Tabellenkalkulation).
Aus der Sicht der Proa mit hebendem Rigg waren die Schiffe des „33. Amerikas Cup“ auch Fehlkonstruktionen, weil beide mit abgehobenem Luv- bzw. Mittelrumpf nicht schneller segeln konnten. Für den Sieg spielte aber das bessere Verhältnis von Vorwärtsgeschwindigkeit zu Windgeschwindigkeit die größere Rolle.

Die Proa bietet sich für schnelles Segeln an, denn sie bietet die besten Voraussetzungen:
1) Sie ist das leichtest denkbare Schiff, weil sie keine unnötigen schweren Bauteile hat. Eine Segelflächenbelastung von nur 10 kp pro m² ist möglich.
2) Bei der Proa läuft die Länge und der Wasserablauf am jeweiligen Heck ist hervorragend.
3) Die Proa läßt sich auch ohne Ruder nur mit den Segeln steuern
4) Sie bietet die Möglichkeit des hebenden Riggs
5) Sie bietet beste Möglichkeiten zum Segeln auf Wassertragflächen (Hydrofoils).
6) Der Luftwiderstand läßt sich auf den eines Segelflugzeuges reduzieren

VORTEILE

Leichtestes und schnellstes
Schiff: strömungstechnisch, Gewicht, geringe benetzte Fläche, Länge läuft,
nur Formstabilität
Hebendes Rigg
Gewichtsminderung durch Auftrieb der Segelfläche
Hervorragende Eignung für Hydrofoils
Tiefgang minimal (einklappbare Hydrofoils)
Hydrofoils wirken gleichzeitig als Schwerter und Ruder
Monoproa: formstabil und unkenterbar

NACHTEILE

Ungeeignet für Schratbesegelung
Wenig Platzangebot, da nach beiden Enden hin verjüngend, dafür länger.
Fahrtrichtungswechsel ungewohnt.
Die Doppelsteuerungskinematik ist etwas komplizierter.
spezielles Segel erforderlich (Surfsegel ist schlecht wegen Baumgewicht)
Der Wind kommt immer mal wieder von der falschen Seite z.B. nach längerem Liegen am Steg.
Hafenmanöver bei Wind und ohne Motor schwierig. E-Außenborder als Seitenborder zu empfehlen

Die meisten absoluten Geschwindigkeitsweltrekorde zu Wasser und zu Lande wurden mit Proas aufgestellt, obwohl ihre Möglichkeiten bisher keineswegs ausgeschöpft wurden.
Mit dem hebenden Rigg haben wir gleichzeitig das Problem der Krängung und das des Gewichts gelöst, denn die an den Segeln erzeugte Luftkraft teilt sich auf in Vortrieb, Auftrieb (der das Gewicht des Bootes verringert) und Querkraft (die das Schiff sogar über die schrägen Hydrofoils aus dem Wasser ziehen kann). Segeln schneller als der Wind ist daher kein Problem. Aber wie viel Mal schneller als der Wind können wir segeln?
Dreifache Windgeschwindigkeit scheint zur Zeit gelungen zu sein. Nun weiss jeder Segler, daß der scheinbare Wind mit zunehmender Segelgeschwindigkeit immer vorlicher einfällt. Daher segeln wir so, daß der scheinbare Wind 90° zum wahren Wind einfällt, weil so der Windeinfallswinkel immer noch am größten ist. Hierfür zeichnen wir ein Geschwindigkeitsdreieck:

Dieses obere Dreieck ergibt sich, wenn wir mit 2,5 facher Geschwindigkeit des wahren Windes segeln wollen. Der Windeinfallswinkel beträgt dann 23,6 Grad. Hiervon müssen wir den Anstellwinkel Alpha des Segels abziehen. Nur der übrig bleibende Restwinkel Gamma kann zur Ermittlung der Vortriebskraft genutzt werden, da diese senkrecht zur Profilsehne des Segels wirkt. Hierzu die Zeichnung auf der Seite 2 :