Ankern ist im Trend. Hitze und volle Häfen treiben Crews in die Buchten. In diesem 3-teiligen Spezial geben wir Tipps zum stressfreien Liegen. Hier: die besten Anker, wie viel Leine muss raus?

Selten war Ankern in unseren Gewässern so attraktiv wie in Zeiten der Pandemie, erfüllt man doch am eigenen Grundeisen automatisch alle Vorgaben für Hygiene und Abstand. Außerdem kehrt in einer geschützten, im besten Fall einsamen Bucht schlagartig Ruhe ein. Nur das Säuseln des Windes und ein leichtes Plätschern der Wellen am Rumpf lassen sich vernehmen. Hinzu kommen oft grandiose Lichtstimmungen bei Sonnenunter- und Sonnenaufgang. Für viele sind es auch solche Momente, die den Wert des Segelns ausmachen.

Damit die Übernachtung am eigenen Anker zum entspannten Erlebnis wird, ist die richtige Ausrüstung nötig. Schon bei der Wahl des Grundeisens scheiden sich die Geister: Die einen vertrauen dem günstigen Plattenanker, der Nächste schwört auf seine Pflugschar-Ausführung à la CQR, und der Dritte ist überzeugt, dass nur die Spatenform des Bügelankers sicher im Grund hält.

Tatsächlich gibt es auf die Frage nach dem optimale Grundeisen keine hundertprozentige Antwort. Denn je nach Beschaffenheit des Meeresbodens sind zum Teil konträre Konstruktionsmerkmale von Vorteil, und den immer funktionierenden Allround-Anker gibt es nicht. Unsere umfangreichen Tests, bei denen wir in den letzten 16 Jahren 27 verschiedene Typen geprüft haben, zeigen aber deutlich, welche Eigenschaften eine gute Konstruktion auszeichnen und wovon man besser die Finger lässt.

Ein entscheidendes Kriterium ist die Größe des Ankers, die in der Regel über das Gewicht definiert wird. Die Abstufungen nach Schiffsverdrängung, wie von Herstellern oder auch Klassifizierungsgesellschaften wie der DNV GL herausgegeben, können nur annähernde Empfehlungen sein. Generell gilt: Wer zu einem Leichtgewicht greift, nimmt automatisch Einbußen bei der Sicherheit in Kauf. Im Zweifelsfall sollte man sich für die nächsthöhere Gewichtsklasse entscheiden.

Das gilt vor allem für den Zweitanker. Für diesen wird häufig eine leichtere Ausführung empfohlen, was nicht nachvollziehbar ist. Schließlich soll er das Hauptgeschirr nicht nur ergänzen, er muss es bei Versagen oder Verlust auch ersetzen. Daher sollten bei der Auswahl die gleichen Maßstäbe gelten.

Vorteile Günstig, gut in der Backskiste ­verstaubar, fasst auf Sand meist gut

Nachteile Das größte Problem ist die ­fehlende Selbststabilisierung der Kon­struktion. Gerät der Anker im Grund in ­Bewegung, ist er in der Regel so gut wie ausgebrochen. Schon kleine Ungleich­heiten in der Bodenbeschaffenheit oder ein sich ändernder Zugwinkel lassen den Anker auf die Seite kippen, eine Flunke schaut dann aus dem Grund, und der Anker bricht früher oder später aus

Vorteile Gut in der Bugrolle zu fahren. Die Pflugform richtet den Anker automatisch auf und stabilisiert ihn. Vor allem das ­Modell Cobra von Plastimo überzeugte in den Tests. Es fasst meist schon beim ­Bodenkontakt und gräbt sich sehr gut ein. Zudem sitzt der Anker sehr stabil im Grund und ist vergleichsweise günstig

Nachteile Diverse Modelle am Markt, nicht jedes funktioniert gleich gut. Ausführungen mit Gelenk weniger empfehlenswert

Vorteile Passt gut in die meisten Bugbeschläge. Form stabilisiert sich im Grund, je nach Bauart hilft ein Bügel oder die ­Gewichtsverteilung beim Aufrichten. Die Spitze fasst meist gut. Modelle mit Bügel lassen sich daran sehr gut tragen

Nachteile Viele Ausführungen am Markt, die trotz kaum sichtbarer Unterschiede zum Teil sehr unterschiedliches Verhalten zeigen. Einige Modelle überzeugen nur auf Sandgrund

Auch der beste Anker nützt wenig, wenn die Verbindung zum Boot nicht stimmt. Vor allem die Länge der gesteckten Kette oder Leine ist für die sichere Funktion des Ankers entscheidend. Nur wenn der Ankerschaft auch unter Last am Boden bleibt, kann das Eisen seine volle Haltekraft entfalten.

Traditionell wird die Kettenlänge als Vielfaches der Wassertiefe angegeben. In der Regel lauten die Empfehlungen, zwischen drei- und fünfmal so viel Kette zu stecken, wie das Echolot anzeigt. Bei Tauwerk sollte die achtfache Wassertiefe gefiert werden.

Schon die Bandbreite der Empfehlung lässt Zweifel an der Richtigkeit aufkommen, außerdem wird die Windstärke entgegen jeder Praxiserfahrung nicht berücksichtigt.

Das dachte sich auch YACHT-Leser René Lattmann. Der erfahrene Skipper des Cruising Club der Schweiz nutzte die Corona-bedingt segelfreie Zeit und befasste sich mit der zugrunde liegenden Mathematik. Im statischen Fall, sprich wenn Schwoien und Seegang vernachlässigt werden, folgt der Verlauf der Ankerkette oder Leine der so­genannten Kettenlinie, die sich mit Hilfe von Hyperbelfunktionen berechnen lässt.

Dabei ergibt sich der exakte Verlauf aus dem Höhenunterschied zwischen Anker und Bug, dem Zug und dem Kettengewicht pro Meter. Damit lässt sich auch die Länge berechnen, die nötig ist, damit der Anker­schaft nicht angehoben wird.

Die exakte Herleitung und Lösung der Gleichungen würde den Umfang dieses Artikels sprengen, ist zum Verständnis der Er­gebnisse aber auch nicht nötig. Es genügt, eine vereinfachte Näherung zu betrachten. Mit der Annahme, dass die Windgeschwin­digkeit deutlich größer ist als die Wasser­tiefe, ergibt sich die folgende Formel für die minimale Kettenlänge in Metern:

Wobei als "Tiefe" die Summe aus Wassertiefe und dem Freibord und der Wind in Knoten anzusetzen ist. "K" ist eine schiffs­- und ket­tenspezifische Konstante:

Dabei steht "A" für die Windangriffsfläche der Yacht in Quadratmetern, "w" ist das Ket­tengewicht pro Meter im Wasser. Die Angriffsfläche muss abgeschätzt werden. Für die praktischen Berechnungen hat Latt­mann die Angaben aus dem Buch "Richtig ankern" von Joachim Schult verwendet und für eine Hallberg-­Rassy 340 angepasst.

Eine andere Möglichkeit ist die direkte Messung des Kettenzugs bei unterschiedli­chen Windstärken. Aufgrund der zu erwar­tenden Kräfte von mehreren 100 Deka­newton ist dafür aber eine massive Zug­waage nötig.

Mithilfe eines von Lattmann geschriebenen Programms lassen sich unterschiedliche An­kerszenarien durchspielen. Beispielsweise welchen Verlauf eine Kette nach der Fünf­fach-­Regel hat und welche Länge tatsächlich nötig ist. Auffällig dabei ist, dass die starre Kopplung an die Tiefe sowohl in flachem Wasser als auch bei großen Tiefen danebengeht. Bei zwei Meter Wasser und einem Meter Frei­bord ergibt sich eine Kettenlänge von 15 Me­tern. Schon der von 15 Knoten Wind erzeugte Zug hebt diese Kette so stark an, dass der Ankerschaft mit zwei Dekanewton nach oben gezogen wird, was etwa der Gewichts­kraft von zwei Kilogramm entspricht. Bei et­was mehr Wind wäre die Konfiguration end­gültig überfordert, in flachem Wasser ist also mehr als die fünffache Länge nötig.

Im Tieferen tritt das Gegenteil ein. Auf acht Metern sollten nach der Fünfer­-Regel 40 Meter Kette gesteckt werden. Tat­sächlich würden bei 15 Knoten Wind aber rund 28 Meter genügen, um die Angriffs­winkel der Kette am Anker auf null zu halten.

­Je stärker der Wind, desto weiter verschiebt sich die Fehlanpassung der Fünfer-­Regel zu größeren Tiefen. Frischt es auf 6 Beaufort auf, erreicht man nach der Regel erst ab zehn Meter Wassertiefe eine ausreichende Kettenlänge.

Bei den Berechnungen gilt es zu beach­ten, dass ein flach am Grund liegender An­kerschaft gefordert wird, was zweifelsohne die maximale Haltekraft des Ankers liefert. Wie stark das Haltevermögen durch einen leicht nach oben gerichteten Zugwinkel ab­nimmt, ist kaum vorherzusagen.

Lässt man ein leichtes Ansteigen der Kette zu, vergrößern sich die möglichen Ankertiefen. Diese Überlegung ist der Ur­sprung der einfachen Kettenlängenregeln. Sie beruhen auf der Hoffnung, dass eine vollständig gespannte Kette bei einer Stei­gung von 1:5 oder 1:8 nicht zum Ausbrechen des Grundeisens führt.

Mit dem Programm lassen sich auch unter­schiedliche Ketten­-Leinen-­Kombinationen oder Bleiankerleinen simulieren. Wobei die Kette klar überlegen ist, zwischen dem Ket­tenvorlauf und der Bleileine dagegen sind die Differenzen vergleichsweise gering. Mit der 40 Meter langen Ballastleine ließe sich bei 20 Knoten Wind auf vier Meter Wasser­tiefe gerade noch ankern. Mit Tauwerk und zehn Meter Kettenvorläufer ver­größert sich die maximale Tiefe auf sechs Meter. Eine reine Kette würde für fast zehn Meter Wassertiefe reichen, sie wiegt mit 56 Kilogramm aber auch das Dreifache der Ketten-Tau-Kombination und rund neunmal so viel wie die Bleileine.

Ein Wort zur Kette: Für die Berechnung spielen Material und Ausführung keine Rolle – in der Praxis aber schon. Wer auf Nummer sicher gehen will, nimmt eine verzinkte und kalibrierte Version. Dabei sollte man sich die Bruchlast zusichern lassen. Es sind auch Ketten im Umlauf, die nur einen Bruchteil der üblichen Kräfte vertragen. Edelstahlketten sind nicht nur sehr viel teurer, sondern zum Teil auch korrosionsanfällig. Die Probleme treten in der Regel an den Schweißnähten auf und sind nicht immer leicht zu erkennen, daher sollte nur Markenware verwendet werden. Die größten Vorteile der Edelstahlkette sind: Im Ankerkasten benötigt sie weniger Platz, ihre glatte Oberfläche lässt sie besser gleiten, und es bildet sich kein großer Haufen unter der Winsch.

Interessant ist auch die Wirkung eines Reitgewichts. Durch ein bis dicht vor den Anker gefiertes Gewicht, beispielsweise einen zweiten Anker, lässt sich die effektive Kettenlänge erhöhen und ein überfordertes Geschirr stabilisieren.

Der Effekt hängt von der Masse des Reitgewichts relativ zur Kette ab. Je schwerer das Gewicht, desto besser. In unserem Beispiel mit einem im Wasser 13 Kilogramm wiegenden Gewicht und einer acht Millimeter starken Kette lässt sich die effektive Länge um etwa acht Meter vergrößern oder der Windbereich von 20 auf 25 Knoten erhöhen.

Durch den Einfluss der Windangriffsfläche und der Kette gelten diese Werte genau wie die anderen Diagramme nur für eine mit einer 8er-Kette ausgerüstete Hallberg-Rassy 340 oder vergleichbare Yachten. Die angenommene effektive Windangriffsfläche von Rumpf und Rigg beträgt rund 13 Quadratmeter. Größere Yachten müssen auch mehr Kette stecken, während windschlüpfrigere Boote mit weniger auskommen.

Außerdem beziehen sich die Berechnungen auf stationäres Ankern. In der Praxis wird sich die Yacht mit zunehmendem Wind aber bewegen; sie beginnt, am Anker hin und her zu segeln. Je nach Bootstyp und Windstärke können dabei beachtliche Geschwindigkeiten erreicht werden, bevor die Kette steif kommt und die Bewegung stoppt. In diesem Moment wird die Bewegungs­energie an den Anker übertragen, und es treten höhere Zugkräfte auf. Ähnlich sieht es bei Schwell aus, auch hier muss das Geschirr zusätzliche Belastungen wegstecken.

Die einzelnen Kettenglieder haben kein Reck, daher können solche Lastspitzen le­diglich durch Anheben der Kette und Verrin­gerung des Kettendurchhangs abgefedert werden. Das ist aber in flachem Wasser nur sehr bedingt möglich, da nicht genügend Kettengewicht vorhanden ist. Eine Ket­ten-­Tauwerks-­Kombination ist dann sehr vorteilhaft. Festmachertauwerk kann durch sein Dehnungsverhalten von 5 bis 15 Pro­zent vergleichsweise viel Energie aufneh­men (siehe Test in YACHT 13/2010). Daher federt es das Einrucken beim Schwoien gut ab. Zusätzlich lässt sich das Schwoien mit einem Ankersegel bekämpfen. In unseren Praxisversuchen ließ sich der Schwoiwinkel bei 6 Beaufort um rund 25 Grad verringern, wodurch das Einrucken in die Kette deutlich abgemildert wurde.

Selbst wenn die Abschätzung der effektiven Windangriffsfläche und das dynamische Verhalten Unsicherheiten mit sich bringen, eines bestätigen die theoretischen Betrach­tungen und die Beispielrechnung deutlich: Der feste Lehrbuchfaktor ergibt nicht die op­timale Kettenlänge.

Dabei dürfte in heimischen Gewässern vor allem der Flachwasserbereich entschei­dend sein. Dort sollte schon bei mäßigem Wind mehr als die fünffache Wassertiefe ge­steckt werden. Aber auch das Verhalten der Kette bei größeren Tiefen ist interessant. Denn tieferes Wasser bedeutet nicht auto­matisch, dass endlos viel Kette nötig ist.

Wenn die Yacht vor Anker schwoit, muss das Geschirr wesentlich höhere Lasten verkraften als zuvor berechnet. Damit kann sich die minimal nötige Kettenlänge deutlich vergrößern.

Bereits die oben durchgeführten Berechnungen zur Bestimmung der minimal nötigen Kettenlänge haben gezeigt, dass nicht nur die Wassertiefe, sondern auch der Winddruck eine entscheidende Rolle spielen und dass ein simples Vielfaches der Wassertiefe gefährlich werden kann.

Zur Vereinfachung der Mathematik hatten wir uns dabei auf eine stationäre Situation beschränkt, sprich, es wurden lediglich die direkt durch den Wind erzeugten Kräfte berücksichtigt.

Langfahrtsegler und YACHT-Leser Dr. Mathias Wagner hat die gleichen Überlegungen angestellt, sich aber zusätzlich mit den durch Schwoien oder Seegang hervorgerufenen Kräften und deren Folgen befasst.

Dazu wird neben dem statischen Winddruck auch die Bewegungsenergie des Bootes betrachtet, denn sie muss vom Ankergeschirr aufgefangen werden. Die Energie ist von der Verdrängung der Yacht und ihrer Fahrt abhängig und kann nach folgender Formel bestimmt werden:

Wobei "M" die Verdrängung der Yacht und "v" die durchs Schwoien erreichte Geschwindigkeit ist. Die Zusatzbelastung des Ankergeschirrs nimmt also mit der Verdrän­gung zu. Einen noch größeren Einfluss hat die Schwoigeschwindigkeit, da sie im Qua­drat eingeht. Sie lässt sich mit Hilfe der Logge abschätzen. Wer bei mittlerem Wind auf die Anzeige schaut, wird feststellen: Einige zehntel Knoten sind schnell erreicht.

Wir ignorieren für einen Moment die dämpfende Wirkung eines eventuell gesetz­ten Ankerstropps; dann muss die Kette die Energie des Schwells aufnehmen. Da sie praktisch keinen Reck besitzt, kann dies nur als potenzielle Energie über das Anheben der Kette erfolgen. Unter der Bedingung, dass die Kette den Ankerschaft nicht vom Boden hebt, lässt sich daraus die minimal benötigte Kettenlänge bestimmen. Die de­taillierte Herleitung der Formel kann auf der Webseite des Autors nachvollzogen werden, sie würde den Umfang dieses Artikels sprengen.

Daher beschränken wir uns auf das Ergebnis für die Kettenlänge in Metern:

Der erste Term der Formel beschreibt das statische Ankern, wie es schon in YACHT 12/2020 behandelt wurde. Der zweite Term beschreibt näherungsweise den Effekt des dynamischen Ankerns. "Y" ist die Wasser­tiefe am Anker inklusive Freibord, "g" die Erdbeschleunigung, "m" das Gewicht der Kette pro Meter im Wasser. "∆E" bezeichnet die kinetische Energie des Bootes, die der Änderung der potenziellen Energie der Kette entsprechen muss. Der Parameter "a" fasst die Einflüsse des Kettengewichts, der Windangriffsfläche und der Windstärke zusammen.

Was die Formel in der Praxis bedeutet, lässt sich am besten an einem Beispiel verdeut­lichen. Wir gehen wie im letzten Heft von ei­ner Hallberg­-Rassy 340 mit 8-Millimeter­-Kette aus. Durch eine andere Berechnung des Winddrucks beträgt die Windangriffs­fläche "Aeff" diesmal 10 Quadratmeter.

Bei einer Schwoigeschwindigkeit von 0,1 Knoten muss die Kette eine Zusatzenergie von nur 8 Joule aufnehmen. Dadurch ent­spricht die Belastung des Ankers in weiten Bereichen denen des statischen Ankerns. In flachem Wasser wird der dynamische Anteil erkennbar. Die auf den Anker wirkenden Kraft steigt stark an.

Die Folgen für die Kettenlänge sind an den nächsten Diagrammen abzulesen. So­lange wenig Energie aufgenommen werden muss, treten die dynamischen Effekte nur in Wassertiefen zutage, die aufgrund des Tief­gangs nicht erreichbar sind, ohne mit dem Kiel im Schlamm zu wühlen.

Kritisch wird es, wenn die Kette mehr Energie aufnehmen muss, weil das Boot bei­spielsweise mit einem Knoten schwoit. Wie im Diagramm unten zu sehen, wird das dy­namische Ankern in einem großen Tiefen­bereich relevant. Es ist kaum noch möglich, bei weniger als sieben Meter Wassertiefe zu ankern, ohne den Anker zu überfordern.

Die schwarzen Kurven bezeichnen die maximale Belastung des Ankers. Will man ihm beispielsweise nicht mehr als 500 Dekanewton zumuten, so sind nur Kettenlängen zulässig, die unter dieser Kurve liegen. Daraus ergibt sich, dass es notwendig werden kann, in größere Ankertiefen auszuweichen, um die Last zu reduzieren. Die Flucht ins flache Wasser bei viel Wind und Schwell ist nicht immer der richtige Weg!

Interessant ist der Vergleich verschiedener Ketten. 80 Meter einer Acht-Millimeter-Kette wiegen so viel wie 35 Meter einer Zwölfer-Ausführung. Den Diagrammen kann man die für die Kettenlänge und Windstärke mögliche Maximaltiefe entnehmen.

So lässt sich mit 80 Meter Achter-Kette bei 45 Knoten Wind auf elf Meter ankern – mit 35 Meter Zwölfer-Kette dagegen nur auf bis zu fünf Meter Tiefe. Da zur Wassertiefe noch der Abstand bis zur Bugrolle gerechnet werden muss, ist kaum noch Raum für gezeitenbedingte Wasserstandsschwankungen.

In Revieren mit großen Wassertiefen oder starken Gezeiten ist man mit einer dünnen und langen Kette besser bedient. Soll der Schwoikreis klein gehalten werden, weil die Buchten überfüllt sind, Gezeiten und Wassertiefen spielen aber keine große Rolle, dann ist eine schwerere und dafür kürzere Kette die bessere Wahl.

Ob man die dynamischen Effekte berücksichtigen muss, hängt von den Bedingungen und der Ankertiefe ab. Je seichter das Wasser ist, desto eher gerät die Ankerkette an ihre Grenzen. Das macht einmal mehr deutlich, wie sinnvoll es ist, einen Tauwerksstropp mit Ruckdämpfer zu verwenden, um die Kette zu entlasten. Die wesentlich größere Dehnung des Stropps kann einen großen Teil der Energie aufnehmen.

Seemannschaft: Besser ankern, Teil 1 (pdf)

Seemannschaft: Besser ankern, Teil 2 (pdf)

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