Etude hydrodynamique

21 02 2009

Le 49er est un bateau spécial à bien des égards :

Les bouchains : ils forment deux lignes de quilles courbes

C’est pour cela que le bateau tourne dès que l’assiette n’est plus à plat, il va naturellement suivre la ligne de courbe qui est la plus enfoncée dans l’eau.

L’avant : nous avons une partie avant très fine et peu volumineuse

Influence :

-on augmente la surface antidérive en enfonçant le nez.

-on pousse moins d’eau et on accélère plus vite.

-on augmente l’effort de rotation avec le nez enfoncé.

-peu de volume donc un bateau qui a plus tendance à enfourner.

L’arrière : coque très plate

Influence :

-nous avons une coque très planante.

-on augmente la trainée dans le petit temps, il faut beaucoup s’avancer pour dégager un maximum l’arrière de la coque.

-bateau stable au planning.

Le safran : petit safran sabre

Il est largement suffisant parce que c’est un bateau rapide, du coup les efforts générés par le safran sont élevés même pour une petite surface.

F = 1/2*rho*S*v*v*Cl
avec F l’effort, rho la densité de l’eau, S la surface, v la vitesse et Cl le coefficient de portance qui dépend de l’angle.

On obtient le même effort qu’un bateau qui va 2 fois moins vite et qui aurait un safran 4 fois plus grand… on a un safran assez petit, mais qui est largement suffisant au planning car on a peu d’effort.

Par contre, dès que l’on fait une faute d’assiette ou que la manœuvre manque de vitesse, on a un effort important sur la lame qui se trouve du coup un peu juste.

les plus gros problèmes se rencontrent à l’abattée et sous spi sur un bord serré, où les efforts sont les plus importants.

il est très difficile de bien prérégler le safran, tout se fait dans le calage de la lame dans son boitier :

– on peut avoir un safran très compensé : lame qui tend à aller sous le bateau : on aura une barre avec peu de résistance donc peu de sensation mais un bateau plus facile à manœuvrer avec de la vitesse.

-on peut avoir un safran pas compensé : lame qui tend à aller vers l’arrière : on aura un bateau ardent, avec beaucoup d’efforts dans la barre donc un bateau qui va bien répondre à petite vitesse mais qui devra être manœuvré avec plus de force au planning.

La dérive : dérive sabre assez avancée

On a un centre hydrodynamique avancé de part la position assez avancée de la dérive mais également du fait que cela soit une dérive sabre.

Ce centre est bien placé dans le petit temps mais quand le vent monte et que l’on souhaiterait le reculer ce n’est pas possible. La solution va être de relever la dérive afin de reculer le centre hydrodynamique en perdant de la force anti-dérive.

L’assiette :

Longitudinale :

l’équipage va jouer sur l’assiette longitudinale en s’avançant ou se reculant.

on va s’avancer dans le petit temps pour enfoncer le nez :

-en enfonçant le nez et moins l’arrière de la coque on diminue la surface mouillée pour le même volume immergé, et aux petites vitesses c’est la trainée de frottement qui est majoritaire

-on gagne en surface anti-dérive et en même temps on allège l’arrière pour diminuer la trainée de la coque planante.

en reculant, l’équipage va reculer le centre de carène en s’appuyant sur une carène plus plate et en sortant le nez du bateau

-il faut se reculer dès que le bateau plane pour s’appuyer sur l’arrière et sortir le nez

-à haute vitesse on crée de la portance sur la partie planante et c’est la trainée de pression qui est la plus importante donc il faut limiter les surfaces frontales donc sortir le nez de l’eau

-à l’abattée et sur tous les changements de trajectoire au planning il faudra se reculer pour sortir l’avant qui freine la rotation du bateau.

Latèrale :

on peut jouer dessus avec les voiles ou le couple de rappel.

cela va revenir au même pour l’analyse :

-un bateau plat ira droit et on aura pas de pression dans le safran.

-un bateau gité voudra lofer  car le bouchain sous le vent serra enfoncé, la barre aura donc tendance à suivre.

-un bateau contre-gité voudra abattre car le bouchain au vent serra enfoncé, la barre aura donc tendance à suivre également.

-c’est pour cela que lorsque l’on veut abattre gité on a un gros effort dans le safran car il doit contrer l’arête du bouchain qui elle fait lofer le bateau.

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Etude aérodynamique

21 02 2009

Le 49er est un bateau avec très bon rapport poids puissance.

On a au près 22 m2 de voilure pour 125 kg de bateau et 270 kg de déplacement avec l’équipage.

Au portant pour un poids équivalent, on passe à 60m2 de voilure.

On va se pencher sur l’étude aérodynamique lors de l’abattée au planning en sur-puissance:

On arrive au près avec une grand voile assez grande par rapport au foc.

Par contre, on a une grande surface de voile mais des volumes qui restent fins, caractéristiques des bateaux rapides.

Le vent apparent est peu décalé de l’axe du bateau et on a un écoulement laminaire :

Vent réel Vent vitesse Vent apparent

shema-vent-apparent-presOn se rend compte que plus on va vite plus le vent apparent est fort et dans l’axe du bateau.

A ce moment là, l’idéal est d’avoir une Gv le plus dans l’axe du bateau possible pour avoir moins de fardage.

Deux solutions si elle trop ouverte :

-enlever du hale-bas pour vriller la voile et diminuer la force vélique dans celle-ci

-remonter la dérive pour avoir moins de force sous le bateau et donc pouvoir fermer plus le plan vélique

Pendant l’abattée :

L’idée est de reculer les centres de poussée:

Pour le centre hydro, il faut se reculer et relever la dérive.

Pour reculer le centre vélique, il faut choquer du foc ce qui en plus enlèvera de l’appui sur l’avant.

On aura du coup un bateau ( avec ces deux centres de poussée reculés ) qui aura moins tendance à enfourner.

Il faut également ouvrir le plan vélique car au passage du vent de travers on se retrouve avec beaucoup trop de puissance :

Vent réel Vent vitesse Vent apparent

shema-vent-apparent-bon-plein1Le fait d’aller vite permet de garder un angle de vent apparent raisonnablement faible plus longtemps dans l’abattée ce qui permet de faire une rotation rapide.

Au niveau des voiles,  il faut choquer le foc et ouvrir un maximum la Gv avec l’écoute pour la bôme et le hale-bas pour la chute.

On est toujours sur un écoulement laminaire mais avec les voiles choquées.

A la fin de l’abattée :

Vent réel Vent vitesse Vent apparent

shema-vent-apparent-gl1

Au portant et dès que le bateau ralentit le vent apparent passe rapidement derrière et on a un écoulement décroché donc plus beaucoup d’efforts.

A la fin de l’abattée, plus le bateau va vite moins le vent apparent est fort, mais avec un angle un peu plus faible.

On se retrouve avec des écoulements qui ont décroché car on n’est pas encore sous spi et que la vitesse du bateau est lente pour l’allure.