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Les Equilibres en Tangage et Roulis 21 Jan 2017 20:21 #613438

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Salut les Copaings ! ::r-


Les posts « marronniers » sur les problèmes d’équilibre en tangage et roulis m’ont donné l’idée d’un post dédié rassemblant les principes fondamentaux régissant les dits équilibres.

La somme des contributions pourra ainsi constituer une « base consultative » permettant aux néophytes de s’y référer aux fins de régler leurs problèmes.

Je m’y colle en introduction. Avec mon soupçon de connaissances théoriques élémentaires (forcément, je n’étais pas architecte naval) et mon zeste d’expérience en navigation (forcément limitée, n’ayant pas non plus que cela à foutre).

J’espère que cette contribution sera enrichie de nombreuses autres à venir et que certains d’entre vous – mieux équipés et plus compétents que je ne le suis en la matière – pourront même remplacer mes croquis merdeux par d’autres réalisés avec des logiciels ad hoc. Ou encore mieux, y adjoindre des animations en images de synthèse. Soyons fous ! ::f-


Observations liminaires :

1 – La stabilité conceptuelle / structurelle / intrinsèque d’un canot croit géométriquement avec ses dimensions (longueur / largeur) et plus particulièrement avec sa masse / inertie qui s’oppose aux moments de forces mécaniques que subit la carène.

2 - Un canot – et d’autant plus lorsqu’il est court et léger - doit être aussi équilibré que faire se peut - en tangage et en roulis, en statique comme en dynamique - de par son centrage.

3 – Les systèmes mécaniques de correction d’assiette – Trim / Flaps mobiles (J’exclus de mon propos les Jack Plate hydrauliques.) – ne doivent intervenir qu’à la marge sur un canot correctement centré. A l’occasion de certains moments particuliers comme le déjaugeage ou pour adapter le comportement à l’état de surface ou encore amener le canot à ses limites.
Ces systèmes n’ont pas vocation à être les « caches misère » d’un canot « à la rue » sur lesquels ils engendrent plus de problèmes qu’ils n’en résolvent.

4 - Les déséquilibres en tangage et roulis interagissent. Les phénomènes d’instabilité qui affectent un canot dépendent donc d’une succession de causes et d’effets multiples. Dans l’immense majorité des cas, ils ne se résolvent donc pas par une seule action sur une cause unique.

5 – Même si les lois physiques sont invariantes, la multiplicité des facteurs opérants comme la spécificité de chaque canot / type de pilotage fait qu’il n’existe pas de « remède miracle », de solutions prêtes à l’emploi. Il appartient donc à chaque Chef de Bord d’analyser ses problèmes d’instabilités et d’y apporter des remèdes cohérents avec les principes physiques par l’éternelle méthode du tâtonnement, essai / erreur sur une seule variable à la fois.

Principes d'Equilibre et de Centrage :

A – Statique :

Un canot statique est soumis à deux forces opposées verticales : Le Poids (masse X accélération de la gravité) et la Portance (poussée d’Archimède) s’exerçant en leurs points d'application de la résultante des forces, le Centre de Gravité (CG) et le Foyer ou Centre de Portance (CP).

Le canot sera équilibré et son assiette neutre lorsque la ligne de quille sera horizontale / parallèle à la flottaison. CG et CP confondus, les vecteurs Forces s’exerçant sur le même axe.

Idem en roulis avec conservation de la symétrie des angles de V au tableau AR.



En tangage comme en roulis, lorsque les deux centres ne sont plus confondus de par le déplacement du CG (aménagements / accastillage / chargement dissymétriques), il se crée un couple de forces dont le moment croit proportionnellement avec l’éloignement de CG et CP. Cet effet de couple de forces déséquilibre le canot, le décentre.

Si le CG se déplace vers la proue en AV du CP, alors l’assiette deviendra négative / à piquer. C’est le centrage AV.

Si le CG se déplace vers la poupe en AR du CP, alors l’assiette deviendra positive / à cabrer. C’est le centrage AR.

Si le CG se déplace vers Tribord, alors le canot s’incline vers Tribord et le centrage est Tribord.

Idem vers Bâbord.



Les conceptions / montage / aménagement d’un canot comme la répartition de son armement à bord doivent pouvoir lui conférer cette assiette neutre en statique.

Or cela n’est réellement possible qu’avec certains types de canots aux possibilités d’aménagements modulables / custom : coque nue sur laquelle on va disposer les aménagements ad hoc, une fois le(s) moteur (s) choisi(s) et le poids sur le tableau déterminé.

Sur les autres canots, où les aménagements sont déjà installés – parfois contre moulés- par le chantier et dont la puissance / poids / nombre des moteurs n’est pas arrêté à la construction, il sera souvent constaté après choix / montage d’un moteur, un décentrage structurel.

Dans l’immense majorité des cas, en tangage, il sera décentré AR (à kul). Il pourra même avoir un petit coté « penche à droite » plus souvent que « penche à gauche ».

Effectivement, nombre de chantiers privilégiant dans leurs aménagements le confort / vie à bord plutôt que l’équilibre en navigation (bain de soleil AV, console et places PAX reculées et / ou décentrées en roulis etc…) et leur propre « confort » de fabrication (emplacement du réservoir, batteries etc…)

Ce décentrage AR – sur les SR à flotteurs portants – n’aura que peu d’incidence visible sur l’assiette statique. En raison de la poussée d’Archimède induite par le fort volume immergé desdits flotteurs. Cependant, les effets néfastes de ce décentrage AR ne manqueront pas de se manifester en navigation une fois le canot déjaugé.

L’atténuation des effets de ce décentrage AR – comme la recherche d’une grande stabilité en roulis – sont à l’origine du choix de conception de ce type de SR « à flotteurs portants ». Plus orientés « grand public », ils sont ainsi conceptuellement plus stables / moins sensibles aux décentrages que les SR à flotteurs « hauts / non portants ».

Ces derniers demandent donc encore plus de soin quant à leur centrage.

Cependant même avec les canots à « flotteurs portants », il est judicieux de soigner le centrage aux fins d’éviter en navigation « marsouinage » et « raquettage » avec l’augmentation de la vitesse et le déjaugeage croissant qui en résulte.

Mais ce n’est pas si simple…

Le poids du mouillage et du matériel de sécurité (sous le bain de soleil AV par exemple) comme les « affaires » embarquées pour la sortie (vêtements / glacière / bivouac, etc…) ne suffisent généralement pas à recentrer .

Et comme de plus - pour des raisons de confort comme de « sécurité » - les PAX rechignent à s’installer vers la proue en navigation et / ou que pour les mêmes « raisons » leurs places dédiées par les chantiers se situent vers la poupe, le décentrage AR va encore s’accentuer une fois ceux-ci à bord…

Canot armé avec le plein, il sera alors nécessaire de réaliser le recentrage par l’adjonction de lests :

(Et écarter – tout de suite – l’objection de l’augmentation de la masse / baisse de « performances ». Mieux vaut un canot alourdi de quelques dizaines de kilos et stable / équilibré dans ses lignes qu’un autre, capable en théorie de quelques knts de plus, mais affecté de la danse de St Guy.)

- Par du ballastage en réservoirs / « vaches » souples.
(avantage : lest variable / modulable + réserve éventuelle de carburant – inconvénient : encombrement)

- Par plaques de plombs / fonte stratifiées en des endroits judicieusement choisis. (avantage : encombrement quasi nul, plus de possibilités de placement, corrections plus fines – inconvénient : risques structurels si emplacements mal choisi.)

Ces lests corrigeront également – si nécessaire – l’assiette en roulis.


NB : Il n’est pas nécessaire que l’assiette statique soit neutre, que CP / CG coïncident.

Comme nous le verrons ci après - en navigation - avec le dessin des carènes planantes et l’incidence des filets d’eau, le CP se déplace vers la poupe.
Ce qui, avec le CG déterminé en statique pour une assiette neutre engendrerait un couple « piqueur ».

De manière à privilégier l’équilibre dynamique, il est donc judicieux de placer - en statique - le CG en AR du CP / « léger » décentrage AR aux fins d’obtenir une assiette légèrement positive.

Cet ajustement du décentrage AR se réalise par tâtonnements / essais successifs en navigation sur plan d’eau lisse jusqu’à ce que le canot soit dans ses lignes avec une Trainée minimale.



Une fois le canot dans les lignes / centrage désirés, plein de carburant effectué et tous matériels / apparaux afférents au bord répartis, il restera à embarquer les passagers et matériels ad hoc pour la sortie en les répartissant judicieusement aux fins de ne pas perturber l’équilibre obtenu.



B - Dynamique :

En dynamique (navigation), le canot est soumis à quatre forces. Les deux précédentes, verticales, plus deux nouvelles s’exerçant horizontalement (trim / poussée au neutre). La Poussée dans le sens de l’avancement et la Trainée dans le sens opposé.

Sur les coques planantes / portantes, la vitesse – génère des lignes d’eau « incidentes » qui engendrent une portance dynamique et le déjaugeage.

C’est la variation d’incidence des lignes d’eaux dans leurs entrées sous l’étrave qui provoque le cabré à l’accélération et particulièrement au déjaugeage lors du passage de régime de portance "archimédéen" au régime de portance dynamique.

Cabré accentué par l’orientation vers le haut du vecteur Poussée. Cabré qui peut donc être atténué en faisant diminuer ladite incidence par un réglage du Trim au max négatif.

Un canot bien centré, trim en négatif max, « manettes dans les instruments » déjauge pratiquement à plat dans ses lignes. Sauf dessin foireux de sa carène.



1 ° Tangage :

Si le canot est correctement équilibré en tangage (conjonction CP/CG après recul du CP) l’incidence structurelle (et l’assiette conséquente) va pouvoir être maintenue sans action corrective.

Cependant, avec l’augmentation de la vitesse, le "déjaugeage" se poursuit, la surface mouillée diminue (ainsi que la trainée), la carène navigue progressivement sur la partie inférieure de son V et ses virures les plus basses. Le CP continuant de reculer vers la poupe, le CG se retrouvant en AV de celui-ci, un couple « piqueur » se manifeste.

Avec pour effet de réduire l’incidence des filets d’eau et donc de diminuer la portance / ralentir le canot et faire redescendre l’étrave.

Ce qui avec la réaction de l’eau va engendrer une oscillation en tangage, un type de « marsouinage » qui ne doit donc rien à un mauvais centrage. Le canot est tout simplement à sa limite de vitesse en raison de sa longueur / poids / dessin de carène.

Ce phénomène peut d’ailleurs être « artificiellement » induit – sans être encore à la limite - en poussant le Trim au max positif. Comme être atténué / supprimé par une action sur le Trim en négatif.

Par contre, dans cette situation, la descente de Flaps mobiles (si existants) ne ferait rien qu’accroitre le phénomène. Et en induire d’autres indésirables, comme le « chine walking » ou oscillation en roulis.

Puisque nous en sommes au « marsouinage », sa forme « classique » - par décentrage AR - est provoquée par le couple inverse : le couple est « cabreur » induit par un CG situé en AR du CP.

Ledit couple a alors tendance à enfoncer le kul du canot / orienter le vecteur Poussée vers le haut. Ce qui induit une réaction de la portance (rebond du Kul) + une rotation du canot autour du pivot CP. Et à nouveau, une réaction de l’eau en portance sur l’étrave. Et c’est reparti pour le cheval à bascule…



Là aussi, le phénomène peut-être atténué par une action sur le Trim en négatif.

(Je n’aurai pas l’outrecuidance de rappeler les effets d’une variation du Trim. Il suffit de ne pas oublier que les effets de la rotation de l’hélice dans l’eau tendent à maintenir son arbre porteur horizontal. Ce n’est donc pas le vecteur Poussée qui change d’orientation mais l’assiette de la carène qui varie.)

Dans ce cas, une descente modérée des Flaps pourra endiguer le phénomène en recréant de la Portance sur l’AR / induisant un couple « piqueur » s’opposant au couple « cabreur ». Cependant, selon la vitesse, l’état de la mer et la hauteur du moteur cette action sur les Flaps pourra induire de la ventilation en faisant remonter l’hélice.

Mais comme il a déjà été dit, l’action sur Trim et Flaps n’est qu’un « cache-misère » qui ne résout en rien le problème de fond : un canot mal équilibré ou à ses limites.


2 ° Roulis :

Avec l’accroissement de la vitesse, la Portance augmentant conséquemment. Le canot navigue donc avec de moins en moins de surface mouillée, sur la partie inférieure de son V, et ses virures basses.

Plus sa coque est en V, plus la vitesse est élevée, plus l’hélice travaille profond et plus il va devenir instable en roulis.

Cette instabilité « de forme » va être de plus renforcée dans le cas d’un mono moteur. En raison du couple de renversement induit par la rotation de l’hélice. Couple de renversement dont l’intensité dépend du régime de rotation mais aussi des caractéristiques de l’hélice : Diamètre / Pas / Cup / profondeur de travail.) Pour un moteur « horo rotatif » le couple de renversement se fera sentir par une tendance à l’inclinaison sur bâbord. A cet égard, qui ne se souvient du « Pitalugue » … Qui tournait autour de son hélice…



Allant « vite », fortement Trimée en positif pour grappiller quelques knts, la carène a perdu ses appuis directionnels / longitudinaux. Légère et courte, même avec un moteur monté « haut » (moins d’effet de couple) – même éventuellement décentré (sur Tribord) et une hélice ad hoc, la carène va avoir tendance – même bien équilibrée – à se « dandiner / osciller » d’un bord sur l’autre, la réaction de l’eau opposée au couple de renversement la renvoyant dans l’autre sens.

On a la sensation de naviguer sur le fil du rasoir mais on laisse faire. Surtout ne pas essayer de compenser à la barre (« sur pilotage » qui ne ferait qu’amplifier l’oscillation) On serre – éventuellement - les fesses, mais jusque là, ça va !

Le « chine walking » ou « raquettage » vraiment soucieux – surtout pour des passagers insouciants qui n’y résistent / restent pas - survient :

- soit par une amplification croissante de l’oscillation jusqu’à ce que le redan externe de la carène (ou le flotteur selon son dessin) s’appuie « brutalement » sur l’eau (en cela aidé d’une vague inopportune) et renvoie le canot sur l’autre bord par la réaction induite. Et retour !

- soit sans oscillation préalable – cas le plus surprenant ! – en prenant une (toute petite) vague par le travers AV tribord avec pour effets conjugués un déséquilibre sur Bâbord et un enfoncement de l’hélice avec modification du sens de la poussée vers le haut et Tribord. Manifestation soudaine du couple de renversement garantie !

En ce cas, en plus de la paire (à minima) de claques en A/R, on pourra assister à un très joli (et aussi soudain) virage en lacet vers Bâbord avec dérapage / glissade du kul vers Tribord. Sensations assurées ! ::t-

Ceux qui sont restés à bord font pipi. Puis repêchent les autres…

A ce type d’instabilité en roulis - sur un canot mono moteur léger / rapide – induite par le couple de renversement + surface mouillée réduite à minima, il n’existe qu’une seule solution en amont : ne pas Trimer en positif comme un goret !

Cela ne concerne pas – bien évidemment – les pilotes de canots de vitesse. Ce sont des gorets. (Non, je plaisante.) ::r-


Maintenant à vous d’enrichir le sujet…


Gil.
Les utilisateur(s) suivant ont remercié: f3d73, francois 71, pia66-13, wene 38 66, karabane 67, patrick76, ulysse29, bernard04, lou gascoun 32, andygu 33 et 13 autres personnes ont également dit merci.

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 22 Jan 2017 09:43 #613458

Merci gilles pour ce post très enrichissant ! Je ne saurais que rajouter au vu de mes compétences dans le domaine...

Il est vrai que bon nombre de bateau sont peu ou mal équilibré ! Et comme tu le stipule, plus la longueur/ poids de coque et faible plus les "symptômes" lié à ceci font surface très rapidement !

Tout est une question de compromis...

Poids/ perfs

Mono ou bi / stabilité / conso

Longueur - largeur / stabilité

Type d'hélices / transfert de couple

Poids - nombres moteur / répartition des masses

Comme précisé précédemment, je ne saurais que rajouter de plus tant ce post est "technique" et complet !

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Dernière édition: par yannickff.

Les Equilibres en Tangage et Roulis 22 Jan 2017 12:19 #613461

www.aeromarineresearch.com/articles.html

Pour avoir l'article en entier il suffit de lui demander , en rentrant dans la boucle vous aurez régulièrement les dernières publications.
La bible des mono maniaques de l'optimisation de leur coque.
JR est plutôt branché tunnel boat mais ses articles sur les carènes en V sont très intéressants.(sur les hélices aussi d'ailleurs!)

Bonne lecture !

Concernant le chine walking on peut retarder le phénomène en jouant sur l'hélice ,les fixations moteur et la direction qui sont pour moi le nerf de la guerre.(en partant bien évidement d'une coque saine , le plus simple étant de prendre une coque avec palmarès en compétition)
La rigidité des fixations moteurs m'a beaucoup handicapé par exemple sur le HO et le revenger (problème résolu par Marco avec des silents block différents et surtout une direction IMCO) je suis repassé à mes premières amours sur le technohull avec un XS solid mount et étrier HD, c'est un plus énorme ,de fait je ne sais pas encore à quelle vitesse se déclenche les prémices du phénomène.(j'en suis à mes premiers tests d'hélice)

Bref tout ça pour dire que sur une coque dont on connait le potentiel il faut peaufiner le montage moteur/hélice/direction pour retarder le phénomène.

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 22 Jan 2017 14:45 #613462

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Désolé de casser l’ambiance gil, mais avec Bertrand (bv56) et Bruno (kaoklai) ont déjà essaies à plusieurs reprise de faire des posts technique, mais ça a toujours fait flop car na n’intéresse personnes, à mon grand regret, les gens veulent tout savoir mais la technique les dépasse et ils s’en foutent, la majorité ne se donne pas les moyens et se contente de ce qui ont, dommage. ::L-

moi je quif à donf

Quelques exemples ailleurs. ::K+)

sr-boat.fr/R%C3%A9flexion%20sur%20le%20V...----topic-184-0.html

sr-boat.fr/r%C3%A9flexion%20sur%20les%20steps-topic-186-0.html

sr-boat.fr/R%C3%A9flexion%20sur%20les%20...es--topic-185-0.html

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 22 Jan 2017 14:54 #613463

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tien je remet ici un sujet très intéressent que Bertrand avais déjà mis ailleurs,

sr-boat.fr/index.php?action=dlattach;topic=184.0;attach=152

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 22 Jan 2017 17:16 #613467

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@ Bv56 :

Merci pour ta contribution.


@ Guismo :

Merci également.

Cela a l'air effectivement très intéressant mais je n'ai pas accès aux textes originaux. Je suppose qu'il doit falloir être inscrit. C'est donc ce que je vais faire de ce pas sur ce site que je ne connaissais pas.

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 22 Jan 2017 17:42 #613469

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Mais de rien et puis l'un n'empêche pas l'autre moi aussi je suis ici et en face ::K+)

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 23 Jan 2017 09:30 #613488

guismo écrit: Désolé de casser l’ambiance gil, mais avec Bertrand (bv56) et Bruno (kaoklai) ont déjà essaies à plusieurs reprise de faire des posts technique, mais ça a toujours fait flop car na n’intéresse personnes, à mon grand regret, les gens veulent tout savoir mais la technique les dépasse et ils s’en foutent, la majorité ne se donne pas les moyens et se contente de ce qui ont, dommage. ::L-

moi je quif à donf

Quelques exemples ailleurs. ::K+)

sr-boat.fr/R%C3%A9flexion%20sur%20le%20V...----topic-184-0.html

sr-boat.fr/r%C3%A9flexion%20sur%20les%20steps-topic-186-0.html

sr-boat.fr/R%C3%A9flexion%20sur%20les%20...es--topic-185-0.html


Pas d'accord avec ton analyse Guismo , ce qui intéresse peu de monde ce sont les considérations techniques sur des hélices spéciales et autres moyens sophistiqués qui vous permettent toi , bv56 et quelques autres d'obtenir des performances hors du commun . Par contre comprendre le pourquoi et le comment des choses en ce qui concerne le comportement et la mise au point la meilleure possible de nos semis rigides ne peut pas laisser indifférent la majorité d'entre nous. Je trouve l'exposé de gil df passionnant et ne suis certainement pas le seul .A ce sujet il mériterait un traitement particulier pour permettre lors de futures recherches de le retrouver aisément . ::r- ::r- ::r-

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 23 Jan 2017 09:45 #613491

idem lou gascon
Samartom

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 23 Jan 2017 10:51 #613494

Tout à fait du même avis que les quelques précédents - sauf Guismo évidemment !

Tout ce qu'a écrit Gil peut sembler un peu compliqué, mais ses analyses relèvent du simple bon sens et de l'application de règles basiques de physique et du bon sens.

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 23 Jan 2017 11:01 #613495

Qu'est ce que tu racontes lou gascon 32, ils sont loin des hélices spéciales ou de performances hors du commun, ils ont juste optimisé leurs bateaux pour avoir de belles performances, mais ça reste toujours de la plaisance et c'est en ça que c'est intéressant .
Pour info en course motonautique en mer, les 200 XS sont à plus de 150km/h, mais la effectivement ils utilises des hélices spéciales et autres moyens sophistiqués .
Oui le post gil df est passionnant, dans la mesure ou cela touche tout le monde, meme si a mon gout je trouve qu'il n'insiste pas assez sur les poussées du vent du à la vitesse . C'est un phénomène que l'on rencontre en course de vitesse, au démarrage nos bateaux marsouinent à mort, car on utilise des hélices très longues, puis ils se stabilisent avec la vitesse et la portance du vent .
Mais que les Guismo, bv 56 et autres continuent, car c'est bien eux qui vous feront évoluer dans l'optimisation de vos SR, qui souvent sont mal réglés, mais c'est peut être ça qui ne vous intéresse pas, car trop souvent ils mettent l'accent sur vos erreurs .
::r-

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 23 Jan 2017 12:09 #613496

Si il existait une recette magique pour optimiser du premier coup un bateau, si il existait une formule pour résoudre cette équation aux multiple inconnues et variables, .....,

il y à bien longtemps que l'on se serait détourné des bateau , des forums.....

Ce qui nous plait et ce qui nous prend la tête c'est justement qu l'on découvre et apprends tous les jours dans ce domaine.

un peu comme la pêche .... On peut pêcher tout sa vie ...sans jamais percer totalement le secret :-)
@+ Pia ( SUZUKI and YAMAHA Lover !!!!)

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 23 Jan 2017 17:08 #613499

Ce post est interessant meme si je ne suis pas pas a vouloir gagner le 1/2 nds qui me manque...

Et le rappelle de certaines lois physiques fait du bien .. et ça a au moins le mérite que l'on sache que certains phénomenes se manifestent pour certaines raisons..

Pitié faite, que cela ne parte pas encore en distribil.... ::w- ::r- ::r- ::r-

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 23 Jan 2017 17:32 #613501

lecture et relecture du post particulièrement intéressante qui tombe bien ,car j'envisage d'essayer un bateau qui possède une plage arrière de 60 cm de profondeur ; il s'agit de l'Eolo 730 hbs
le moteur est donc très en arrière.
que devrait-être à priori le comportement de ce bateau?
merci à ceux qui connaissent ce type de bateau.

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 23 Jan 2017 17:44 #613504

T'as demandé a bleu calanque s'ils n'en avaient pas un à l'essais ou a la location ?

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 23 Jan 2017 19:54 #613509

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on verra combien de personnes vont participer

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 24 Jan 2017 07:07 #613513

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"meme si a mon gout je trouve qu'il n'insiste pas assez sur les poussées du vent du à la vitesse . C'est un phénomène que l'on rencontre en course de vitesse, au démarrage nos bateaux marsouinent à mort, car on utilise des hélices très longues, puis ils se stabilisent avec la vitesse et la portance du vent ."

Très juste mon cher Criscat ! Alors...

Alors - même si AMHA - les phénomènes d’instabilité dus à la portance aérodynamique par « effet de sol » sont plus que marginaux sur les SR mono carènes « communs » (sans aucune implication méprisante), il peut être néanmoins intéressant de les aborder.

Avec ceux induits par le « Vent relatif » ou « Vent Apparent » résultant de la vitesse propre / direction du canot et de la vitesse de déplacement de la masse d’air / direction.


A – La sur portance aérodynamique à effet de sol :

Aux fins de gagner encore en vitesse - par réduction de la surface mouillée / diminution de la trainée – un canot va être conçu de manière à engendrer un effet de sol. Ou un pilote habile se servira de celui qui se crée spontanément sous sa carène.

L’effet de sol est un phénomène de portance aérodynamique qui se crée sur une surface en mouvement à proximité du sol. Il résulte de la compression / sur pression de l’air entre le sol (la surface de l’eau en l’espèce) et ladite surface.

Une autre source de portance aérodynamique peut également être induite par la cambrure du pontage qui se comporte alors comme l’extrados d’une aile d’avion.

La combinaison de ses deux sources de portance préside à la conception du spectaculaire « NAVION » ou «Ekranoplan » comme des catamarans « Off Shore » US de vitesse.







NB : Un catamaran à sur portance aérodynamique a franchi la barre des 200 mph (mile anglais). Mais avec tout de même une puissance de 6000 HP (!!!) développée par deux turbines Lycoming et les hélices « qui vont bien ».

Cependant, si la sur portance aérodynamique engendre une sur vitesse notable, elle est néanmoins susceptible d’engendrer quelques problèmes supplémentaires d’instabilité en tangage et roulis. Surtout en tangage…



Formalisation de l’effet de sol :



Sur un mono carène – qui nous intéresse ici au premier chef – l’effet de sol est très inférieur à celui produit sur un catamaran.



D’une part parce qu’il ne s’exerce « pleinement » que sur les surfaces horizontales (résultante verticale Max) : virures / redans externes / courbure inférieure du flotteur. La résultante verticale étant diminuée sur les surfaces obliques du V.

D’autre part, parce que l’air comprimé / sur pressé a tout loisir de pouvoir s’échapper / se détendre latéralement. Ainsi la surpression décroit géométriquement du centre du V vers l’extérieur.

La création d’une sur portance aérodynamique par effet de sol ne concernera donc essentiellement que les canots (très) légers / (très) rapides surtout s’ils sont dotés d’une Jack Plate hydraulique qui permet une réduction supplémentaire de la surface mouillée.

La sur portance occasionnée sur la moitié avant de la carène induira alors un couple « cabreur » spécifique renforçant l’instabilité en tangage principalement mais aussi en roulis.

Canot à la limite de vitesse / équilibre en tangage – s’il reçoit alors de l’énergie verticale ascendante à l’étrave (par une vague), l’augmentation de l’incidence doublée d’un « effet de coin » du vent relatif + effet « voile » de la carène qui se cabre pourront l’amener à partir en « back flip » .




B – le Vent relatif / Vent Apparent :

Le Vent Relatif ou Apparent est relatif – justement – à l’écoulement de l’air réel (à ne pas confondre avec le Vent Réel) que subissent les parties émergées du canot.

Sa direction apparente comme son intensité résulte de la somme vectorielle du Vent Réel et du Vent Vitesse propre du canot.



Lorsque le canot se déplace face à au vent, ces deux vitesses s’ajoutent. L’effet de sol est alors renforcé comme le couple cabreur. L’instabilité en tangage s’accroit et du « marsouinage » peut apparaître, l’étrave oscillant sur le « coussin d’air » qui se comprime et se détend selon cette oscillation. Remède : réduire le Trim positif / mettre du négatif.

Par Vent Réel Fort, le Vent apparent (Vent Réel majoré du Vent Vitesse) pourra faire « effet de coin » lors d’une oscillation à cabrer du canot (éventuellement induite par une vague). Cette effet de coin + la prise au Vent Apparent de la carène qui se cabre (effet de voile) pourra produire une impressionnante ruade proche de la verticale ou pire, retourner le canot sur le béret. Rémède préventif : naviguer au max du Trim négatif / Maintenir la poussée et l'énergie cinétique / Accélérer pour contrer les rafales / Accélérer lors du décollement de l'étrave sur une crête.

C’est par contre la condition idéale pour une pointe de vitesse en Vent Réel Faible.

Lorsque le canot se déplace vent dans le dos, ces deux vitesses se retranchent.
L’effet de sol est alors diminué. Navigation au Neutre ou en Positif. Par Vent Réel Fort en descendant à la lame se méfier de la turbulence rabattante derrière la crête. Possibilité de retombée "brutale"...

C’est la condition idéale pour une pointe de vitesse en Vent Réel Médium ou Fort sur un plan d'eau abrité du clapot. Le Vent Apparent AR ayant alors tendance à « plaquer » / stabiliser le canot en tangage.

Lorsque le canot se déplace dans un vent traversier, Le vent Relatif ou Apparent (somme vectorielle) pourra se décomposer en une composante « freinante » ou « accélérante » dans la direction de navigation et une force de « déport / dérive » perpendiculaire.

Dans un vent Réel Fort, cette force de « déport / dérive» pourra engendrer une instabilité en roulis. Accentuée par du « sur pilotage » compensatoire. Il n’y aura pas d’autre solution que de réduire la vitesse ou de changer de cap.

Influence sur le déjaugeage :

Conséquemment, avec un Vent Réel Médium ou Fort, il sera plus pertinent de déjauger Vent AR. Surtout si on dispose d’une hélice à pas long …

Par Vent Réel faible, peu importe le cap du canot.
Les utilisateur(s) suivant ont remercié: pia66-13, urpeko 64, wene 38 66, ulysse29, bernard04, denisbreizh

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 24 Jan 2017 08:18 #613514

Il y avait longtemps que nous n'avions pas eu un post aussi intéressant sur pneuboat.

Merci Gil ::K+)
@+ Pia ( SUZUKI and YAMAHA Lover !!!!)

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Dernière édition: par pia66-13.

Les Equilibres en Tangage et Roulis 24 Jan 2017 09:05 #613516

Oui, post superbe mais peut être un peu " technique" pour le commun des mortels :RB:+)

Quand je pense que çertains ne comprennent toujours pas comment un voilier peut naviguer " contre" le vent :Pp:+)

Si , si c'est vrai, je vous le jure :^-C} :^-C}
Meltem 74

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Les Equilibres en Tangage et Roulis 24 Jan 2017 09:39 #613518

je trouve au contraire ces explications très accessibles avec un énorme effort de pédagogie.

Et puis cela nous apporte des éclaircissements sur ce que nous faisons de façon empirique en brandissant le calculateur analogique :-) .
@+ Pia ( SUZUKI and YAMAHA Lover !!!!)
Les utilisateur(s) suivant ont remercié: ulysse29

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Dernière édition: par pia66-13.
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