Grafische Vektoraddition von Fahrt durchs Wasser und Strom zur Bestimmung von Kurs über Grund und Geschwindigkeit. Wichtig für Navigation in Gezeitenrevieren.
Grundprinzip des Stromdreiecks
Das Stromdreieck stellt drei Geschwindigkeitsvektoren als Dreieck dar: den Eigengeschwindigkeitsvektor des Schiffes durchs Wasser, den Stromvektor und den daraus entstehenden Vektor der Bewegung über Grund. Aus Richtung und Länge der Vektoren lassen sich Kurs über Grund (KüG) und Fahrt über Grund (FüG) ermitteln oder umgekehrt der zu steuernde Kurs durchs Wasser, um eine gewünschte Grundlinie zu halten.
Elemente: Set, Drift und Fahrt durchs Wasser
Im SKS-Kontext werden die Größen meist so benannt:
- Fahrt durchs Wasser: Geschwindigkeit des Schiffes relativ zum Wasser, z.B. aus Log oder Polardiagramm.
- Kurs durchs Wasser: Richtung, in die das Schiff durchs Wasser läuft, praktisch meist der gesteuerte Kurs nach Kompass unter Berücksichtigung von Abdrift durch Wind.
- Strom: beschrieben durch Set (Stromrichtung als Kurs, in die der Strom setzt) und Drift (Stromgeschwindigkeit).
- Kurs über Grund: resultierende Bewegungsrichtung über Grund, z.B. aus GPS oder aus dem Stromdreieck konstruiert.
- Fahrt über Grund: resultierende Geschwindigkeit über Grund.
Stromdreieck zeichnen: Vorgehen in der Karte
1) Zeitscheibe festlegen
Für die Konstruktion wird eine feste Zeit gewählt, häufig 60 Minuten oder 10 Minuten. Die Vektorlängen entsprechen dann der in dieser Zeit zurückgelegten Strecke: Strecke = Geschwindigkeit × Zeit.
2) Vorwärtsaufgabe: Kurs über Grund aus gegebenem Steuerkurs
Ausgehend von einem Startpunkt wird der Vektor der Fahrt durchs Wasser in Richtung des Kurses durchs Wasser eingezeichnet, mit der passenden Länge nach Maßstab. An dessen Ende wird der Stromvektor in Set-Richtung mit der Länge der Drift angesetzt. Die Verbindung vom Startpunkt zum Endpunkt ist der resultierende Vektor: Richtung entspricht KüG, Länge entspricht FüG.
3) Rückwärtsaufgabe: Steuerkurs für eine gewünschte Grundlinie
Ist eine gewünschte Grundrichtung vorgegeben, wird zuerst der Stromvektor konstruiert. Anschließend wird der Vektor der Fahrt durchs Wasser so ergänzt, dass die Spitze des Summenvektors auf der gewünschten Grundlinie liegt und die Länge zur bekannten Fahrt durchs Wasser passt. Die Richtung dieses Vektors liefert den Kurs durchs Wasser, der gesteuert werden muss, um den Stromversatz auszugleichen.
Rechenbeispiel für die SKS-Navigation
Gegeben: Fahrt durchs Wasser 6 kn, Strom setzt 090° mit 2 kn. Ziel: KüG 000° halten.
Der Strom drückt nach Osten. Damit der Grundkurs nach Norden bleibt, muss das Schiff durchs Wasser eine gleich große Westkomponente erzeugen. Bei 6 kn ergibt sich der notwendige Gegenwinkel: arcsin(2/6) ≈ 19°. Der zu steuernde Kurs durchs Wasser liegt daher bei etwa 341°. Die resultierende Fahrt über Grund sinkt, weil ein Teil der Fahrt zur Kompensation genutzt wird: FüG = √(6² − 2²) ≈ 5,7 kn.
Typische Fehler beim Stromdreieck
- Set mit Richtung verwechseln: Set ist die Richtung, in die der Strom versetzt, nicht die Richtung, aus der er kommt.
- Falsche Zeitscheibe: Vektorlängen müssen zur gleichen Zeitbasis passen, sonst stimmen KüG und FüG nicht.
- Windabdrift ignorieren: Das Stromdreieck ersetzt nicht die Betrachtung der Abdrift durch Wind; häufig ist zuerst ein Kurs durchs Wasser inklusive Abdrift anzusetzen.
- Maßstab ungenau: Zu kurze Vektoren oder unklare Winkel führen zu großen Kursfehlern, besonders bei starkem Strom.
Warum das Stromdreieck sicherheitsrelevant ist
In Tidenrevieren entscheidet korrekte Stromnavigation über ausreichende Wassertiefe, rechtzeitiges Passieren von Fahrwassern, die Ansteuerung von Tonnen und das Vermeiden von Leefallen. Das Stromdreieck liefert eine nachvollziehbare Kontrolle zu GPS-Daten und ist besonders wichtig, wenn Elektronik ausfällt oder wenn ein Planungs-KüG für Wegpunkte und Etmale benötigt wird.
Prüfungsbezug für den SKS-Schein
In der SKS-Schein Navigationsaufgabe wird das Stromdreieck typischerweise genutzt, um aus Set und Drift sowie Fahrt durchs Wasser den Kurs über Grund zu bestimmen oder um den zu steuernden Kurs für eine vorgegebene Grundlinie zu finden. Sicher beherrscht werden sollten das saubere Konstruieren mit Kursdreieck/Lineal, die richtige Interpretation von Set und Drift sowie das Plausibilitätsprüfen der Ergebnisse mit einfachen Überschlagsrechnungen.