vmg

Et dans ce domaine les planeurs par exemple ont des finesses de 50 (2 %) ce qui veut dire qu’ils parcourent 100 mètres quand ils tombent de 2 mètres et ont donc une incidence inférieur à 2°.

Salut,
j'ai remarqué que c'est vraiment puissant de considerer la finesse de la voile pour determiner le VMG max d'un bateau ou n'importe quel engin a voile. Si on considere la voile comme une aile on peut calculer l'angle pour laquelle le voile cesse d'etre propulsive et donc sa limite a remonter le vent. Il est possible alors de determiner une finesse minimum pour un VMG donne.

J'ai fait les calculs mais bon ca prend du temps a écrire.

A+ Dominique

J'ai fait les calculs mais bon ca prend du temps a écrire.

Je suis d'accord que c'est THEORIQUEMENT possible, mais à mon avis ça reste une approximation plutôt grossière.
Ceci dit, tes calculs m'intéressent beaucoup; tu peux les publier d'une manière ou d'une autre?

Et de quel(s) repère(s) visuel(s) je dispose pour savoir en nav si j'approche le meilleur VMG possible ?
Oups désolé de vous ramener à du pratique :

Et de quel(s) repère(s) visuel(s) je dispose pour savoir en nav si j'approche le meilleur VMG possible ?
Oups désolé de vous ramener à du pratique :

1. Ton compas tactique
2. Ton GPS
3. Les pénons
4. Les autres bateaux (sauf quand tu es tout devant
5. La tête de ton équipier/barreur qui considère que vous n'êtes pas, mais alors pas du tout au VMG max...

Sérieusement, à part les méthodes informatico-électroniques, les pénons te disent tout ce que tu dois savoir... et ils ne tombent pas en panne
C'est pas une mauvaise idée de lancer un thread sur les pénons (ou relancer... ça a peut-être déjà été fait, je n'ai pas vérifié). Allez, c'est promis, je publierai un petit tableau récapitulatif (qu'on va pouvoir se coller sur nos mâts ), et on en discute.

rere,

Je suis d'accord avec jeanMi, le calcul que tu fait te donne une VMG maximale possible pour une incidence au vent apparent donné. Mais rien ne te dit que tu pourras l'atteindre.

Si ça se trouve, en serrant le vent à la finesse maximale, tu dérivera beaucoup, et dans le calcul dont tu parle, c'est la trajectoire du bateau qu'il faut prendre en compte (finesse + dérive). Sans compter que trop près du vent, tu vas "beaucoup moins vite"

Mais ça dit quand même que pour espérer avoir VMG = vent au près ,par exemple, il faut que le vent apparent soit au plus à 19,6° de ta trajectoire (= finesse + dérive). Dans le cas contraire quelque soit ta vitesse, la VMG plafonnera (plafond dépend de incidence donc de finesse + dérive) à une valeur inférieure et si tu va trop vite, elle rediminue!!!

et plus l'indidence de la trajectoire avec le vent apparent est faible, plus ta VMG plafonnera tard.

ben

Tout à fait d'accord, mais t'as oublié le tangage sinusoidale

Je suis d'accord que c'est THEORIQUEMENT possible, mais à mon avis ça reste une approximation plutôt grossière.
Ceci dit, tes calculs m'intéressent beaucoup; tu peux les publier d'une manière ou d'une autre?

Les hypotheses:
-on neglige la trainee de la coque
-le bateau ne derive pas
-la trainee de la voile et parallele au vent apparent
-la portance est perpendiculaire a la traine

(1) finesse et vent apparent.
Plus le bateau avance et plus le vent apparent refuse. Il y a un angle alpha pour lequel le bateau ne peut plus accelerer: lorsque la projection de la trainee sur l'axe du bateau est égale à celle de la portance.

cos(alpha)T=sin(alpha)P => alpha=artan(1/alpha)

Donc si l'angle du vent apparent est plus petit que aplha le bateau ne peux plus accelerer.

(2) vmg et finesse
le vent vitesse Vv correspond à la vitesse du bateau. Donc sa projection selon l'axe du vent reel Vr donne le vmg.
On peut exprimer Vy selon beta et selon beta+ alpha:

vy=vmg/tan(beta)=(vr+vmg)/tan(alpha+beta)

On posant vmg=k*vr, a=tan(alpha) et b=tan(beta) cela donne:

a=b/[k(1+(1+k)b^2)]

Remarque a est l'inverse de la finesse. On va donc essayer de maximiser a en foction de b cela donne:

b=[k/(1+k)]^0.5

donc a=0.5/[k(1+k)]^2

Ce qui fait pour un k donne la finesse minimum est:

finesse=2[k(1+k)]^0.5

Le cap ou l'allure du bateau correspond a 90-beta

cap=90-artan(b)

Discussion:
pour un k=0 la finesse minimal est de 2 et le cap est de 90 degree
pour un k=grand la finesse minimal tend vers 2k et le cap vers 45 degree.

Ces calculs sont une grosse approximation, mais je pense que:
-ils s'appliquent surtout aux chars à glace vu les approximations faite
-ils montrent bien le role de la finesse et du vent vitesse au pres.
-ils fixent la limite intinseque de la voile. Les autres parametres ne font que de baisser la limite trouver.

Tout d'abord merci d'avoir pris la peine d'écrire tout ça!
Voici quelques commentaires:

1. Finesse et vent apparent

Je suis complètement d'accord avec la première équation, mais nettement moins avec la seconde. Je ne comprends vraiment pas d'où elle sort ?

On a bien tg(alpha) = T/P, et pour alpha petit on a tg(alpha) = alpha, mais comment, à partir de là, tu tires que alpha = artan(1/alpha), c'est pour moi un mystère!
Ca doit être un tour de passe-passe breveté EPFL
Enfin bref, on s'en fout, ça ne joue pas dans la suite.

2. VMG et finesse

J'ai refait tous tes calculs, et j'obtiens bien les mêmes résultats. Par contre, j'ai quelques soucis avec tes limites, et donc avec certaines de tes conclusions.

Selon moi:
- quand k -> 0, la finesse f -> 0, et non pas vers 2. Alpha -> vers 90 degrés, et beta -> 0. Bref, le bateau est plein vent de travers!

- quand k -> infini, la finesse tend également vers l'infini, et non pas vers 2k. (La fonction f est strictement croissante de zero à l'infini.)
Ca veut dire que alpha -> 0 (le vent apparent en plein dans le pif!). Par ailleurs, quand k -> infini, tg(beta) -> 45 degrés, de même que le cap.

En résumé et en français, on a "prouvé" que le bateau ne peut pas remonter à moins de 45 degrés du vent vrai... et qu'à ce moment là, il est dans l'axe du vent apparent. Ce n'est pas vraiment un scoop

En pratique, pour beaucoup d'engins à voile (y compris les bateaux), le coefficient de portance s'annule pour des angles d'attaque "négatifs", ce qui explique pourquoi ils arrivent à remonter à beaucoup moins que 45 degrés du vent vrai.

Ouaip bah tout ca tout ca ca ne fera pas revivre Mike Brant.

Enfin peut-être qu'en écrivant toutes ces équations sur mes voiles, mon bateau ira plus vite

Enfin peut-être qu'en écrivant toutes ces équations sur mes voiles, mon bateau ira plus vite

Sur le spi, alors... y a d'la place, sur un spi de I14

Vous allez avoir un suicide sur la conscience : putain qu'est-ce que je me sens un peu con...

Salut

Avant de poster ma question initiale sur ce forum, je me suis creusé la tête sur ce genre de calcul et je trouve quelque chose, qui mis en graphique donne cela (en dessous). J'ai pris en compte la trajectoire du bateau donc cela inclu la dérive.
Je peut développer ci cela vous interesse. On trouve bien des conclusions sur la VMG max espérable etc...

ben

J'ai pris en compte la trajectoire du bateau donc cela inclu la dérive.
Je peut développer ci cela vous interesse. On trouve bien des conclusions sur la VMG max espérable etc...

Développe, développe!
Tu prends combien, pour la dérive?

...on peut continuer par mail, si tu préfères, histoire de ne pas flanquer la migraine à ceux que ça n'intéresse pas

Si si, continuez ici, c'est intéressant, même si je dois relire plusieurs fois

non au contraire continuez, je vous enverrai la facture des médicamentscontre le mal de tête

la facture des médicamentscontre le mal de tête

plus de çà!!! halte à la surconsommation médicale!!!

Bon alors j'y vais......


pour tracer ces courbes, il suffit de connaitre le théorème de pytagore avec le dessin ci dessous, et on trouve:

avec a= vitesse du bateau ; c = vent apparent ; b = vent réel
i = incidence vent apparent (vu dans le bateau) ; beta = incidence vent réel

en se donnant beta, b, i comme données de départ:

r=b.cos(beta) ; a = b.sin(beta)/tg(i)-r ; c = (r+a)/cos(i)

et bien sûr VMG= a.cos(beta).

en regroupant on a:
a/b = sin(Beta)/tg(i) - cos(Beta)
VMG/b = [sin(Beta)/tg(i) - cos(beta)].cos(beta).

La j'ai fait le feignant en utilisant excel pour tracer tout cela.
En fixant i, Pour chaque valeur de beta, on obtient un couple [a/b;VMG/b] que l'on trace, et on obtient les courbes présentées.

N.B: a/b est une fonction strictement croissante de Beta donc on peut faire ça.

On peut faire la même chose au portant et j'ai retrouvé les VMG que tu à donné au grand largue: c'est d'ailleurs le maximum que l'on peut espérer avec l'incidence au vent apparent qui est dans tes données. Mais il faut encore que je décortique cela, il y a es trucs que je n'arrive pas à interpréter... peut être que vous pourrez m'éclairer???

Bref:
pour comprendre, imaginons que notre skiff accélère progressivement en gardant toujours la même incidence au vent apparent (girouette ne bouge pas par rapport au bateau).

Au fur et a mesure que l'on accélère, le vent vitesse fait refuser le vent apparent, donc pour maintenir la girouette en place, on abat de plus en plus (par rapport au vent réel). Mais le vent semble toujours venir de la même direction. à force d'abatre, la vitesse écarte de plus en plus du vent, et la VMG augmente de moins en moins vite, et si on insiste, on fini par se retrouver au travers (voir plus à mon avis). Seul solution pour espérer avoir un VMG qui continue à augmenter, serrer plus le vent. Si on a pas ou peu de derive, on dérape beaucoup sur l'eau (en crabe) et l'effet est le même.

conclusion, les performances au près d'un bateau sont limité intrinsèquement par la finesse des voiles et par celle de la dérive.
remarquez d'ailleurs, que si on a une vitesse faible par rapport au vent (partie gauche du graph), on a grosso modo le même VMG quelque soit l'incidence au vent apparent. En clair, autant s'écarter du vent pour prendre très vite de la vitesse, plutot que de s'enteter à tenir un cap en sortie de virement de bord, par exemple (on le sait tous ça!!!)


Pour l'angle de dérive, là ça se complique pour moi, parce que la finesse d'un plan porteur (voile ou dérive) varie avec la vitesse du fluide. Plus on va vite, plus une dérive sera fine. Il y a donc un compromis sur la taille qui la rendra efficace. Elle est plus efficace à petite vitesse si elle est grande, mais freinera à plus grande vitesse... C'est d'ailleurs pour cela que les bateau de coupe america on un trimmer (volet derrière la dérive) pour agmenter la portance à faible vitesse parce que les tailles de dérive sont optimisé pour les vitesses élevées avec trimmer sans braquage.

Donc en clair, pour la dérive, je prend 5° à 10° comme tout le monde, sauf pour cata de plage, funboards, etc... qui doivent avoir plus.

Le graph n'est pas adapté aux skiff (j'ai fait ça en pensant voilier de course croisière...). Il faudrait aller vers des vitesses plus grandes du bateau pour cela. Et je pense que les classe C peuvent serrer plus le vent (fatalement, vu qu'il on des VMG>vent) donc il faudrait aller jusqu'a 10° du vent apparent je pense

d'ailleurs, comme je l'ai dit avoir VMG= vent veux dire que l'on est capable de serrer le vent apparent à minimum 19,5°

Pour les classe C on m'a donné 18Nds par 10 Noeuds de vent à 35° du vent réel (source: site de l'hydroptère). Cela fait 12,35° du vent apparent. Si on prend une dérive de 5°, cela fait que le bateau à une incidence de 7,35° avec le vent apparent ce qui donne une finesse de cot(7,35°)= 7,7 au minimum pour être propulsif. C'est pas aberrant en tout cas vu ce que vous avez dit avant.


Mais tout cela n'est que géométrique, et il faut interpéter avec ce que la technique permet de réaliser, ce qui était tout mon problème de départ. Problème qui était vérolé en plus par une erreur de compréhension de la physique du binz (la QDM etc...)

voilà voilà

aspirine, aspirine, chocolats glacés ???

ben

ok, va pour les chocolats...

et au fait, ça donne quoi tout ça pour une planche à voile et si on rajoute le pumping???

Salut Ben

Dis-donc, j'espère que tu n'as ni concours ni épreuves à présenter, toi! En tout cas, merci pour le développement!

Bon, j'ai lu ton exposé, et j'y ai réfléchi. Mathématiquement, ça tient la route, et ça tient aussi la route du point de vue de la physique, au moins jusqu'à un certain point. Mais comme tu le fais très justement remarquer, ça reste de la géométrie.

Voici quelques considérations pratiques supplémentaires:

1. La plupart des voiliers, dériveurs compris, ont une polaire de vitesses très pointue dans la zone du près serré. Donc, le moindre écart en cap fait chuter le VMG de manière catastrophique.
Les (bons) skiffs, par contre, ont une polaire de vitesses plutôt plate dans cette zone (c'est en particulier le cas des 18 pieds). Ca signifie que ces bateaux peuvent impunément choisir de faire du cap ou de la vitesse, sans modification sensible du VMG.

2. Les polaires de portance/traînée des gréements (optimisés) de skiffs montrent que vers 19 ou 20 degrés d'angle d'attaque (càd à proximité de ta "limite" de 19.5 degrés), le coefficient de portance vaut (je cite de mémoire) 1.6 ou 1.8
Même en tenant compte du fait qu'il s'agit du coefficient d'une voile seule, et que pour cette valeur du coefficient de portance le coefficient de traînée est également important, on voit que ça laisse tout de même de la marge de puissance, même avec le vent apparent "dans le nez".
...sans parler des catas de classe C.
(Pour mémoire, le Cl max d'un dériveur traditionnel est plutôt de l'ordre de 1.2 à 25 ou 30 degrés... ça calme )

3. En ce qui concerne la dérive, tes angles me paraissent plutôt pessimistes - du moins pour des dériveurs. Les meilleurs plans de dérive, genre NACA 0009, fonctionnent en couche limite laminaire jusqu'à des angles d'attaque effectifs de 3 ou 3.5 degrés, et produisent des traînées négligeables (justement parce que l'écoulement dans la couche limite est laminaire). Cet angle de 3 degrés est donc une borne supérieure de l'angle de dérive. Ce qui n'est pas grand chose: la finesse du plan de dérive pour un angle d'attaque de 3 degrés vaut f = 19! Autant dire que ce n'est pas la dérive qui nous pose problème...
Evidemment, si on traîne un filet de pêche ou un piège à homards...