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 Théorie sur la vitesse

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Laurent Ness

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MessageSujet: Théorie sur la vitesse   Sam 28 Mai 2011 - 15:09

Est-il d'après vous théoriquement possible de naviguer vite au travers et au près également.
J'imagine que la réponse dépend de la force du vent ... alors disons dans 10 noeuds et dans 20 noeuds.

Mon point de vue: dans le vent léger (10 noeuds), naviguer vite au travers sacrifiera les performances au près par manque de surface portante à des vitesses inférieures à la vitesse atteinte au travers.
Dans le vent fort, cela devrait être moins net car il restera de la traction dans l'aile en bord de fenêtre pour naviguer au près. Et l'aile utilisée par 20 noeuds est plus fine donc tire moins en latéral.

D'après mon raisonnement, pour le petit temps, une aile très porteuse est une bonne option.

Je ne sais pas si ce que je dis la a du sens ?
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Sam 28 Mai 2011 - 15:38

Je pense que tu as raison. En theorie plus tu navigues vite, moins tu as besoin de surface portante.

En pratique le pres est normalement une allure moins rapide que le travers donc dans le vent leger une petite aile devrait accrocher moins.

Je dirai meme que dans le vent tres, tres leger le pres est souvent l'allure la plus rapide a cause du vent apparent cree... et la il faut charger au risque de ne pas pouvoir abatre sans perdre le planning.
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Laurent Ness

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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Sam 28 Mai 2011 - 16:48

Citation :
et la il faut charger au risque de ne pas pouvoir abatre sans perdre le planning

probablement qu'en vent très léger une grosse surface portante permet aussi de descendre un peu le vent alors d'après ton explication

par contre dans le vent très très léger c'est le travers (90° du vent exactement) qui me parait le plus rapide, pas le près, car au près du dois chercher de la puissance plus loin en bord de fenêtre et justement il y en a peu. Mais ton raisonnement se tient et peut-être que la vitesse max n'est pas à 90 mais à 85° ou dans ces eaux la.
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Christian

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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Sam 28 Mai 2011 - 21:11

Ca serait très étonnant que ce soit le pré serré qui soit le plus rapide, surtout en vent light.

Avec un GPS enregistreur, on a vite fait de déterminer quel est l'angle de cap qui permet la vitesse maximum, en dépouillant les données (on lit ça directement sur la "polaire de vitesse").
Il y a des petits logiciels comme GpsActionReplay qui permettent de tracer ce genre de figures.

http://gpsactionreplay.free.fr/index.php?menu=7&choice=1

La vitesse est indiquée sur des cercles concentriques (0, 5 10, 15 20 noeuds) et le cap par rapport à l'axe du vent (0°, en haut) est indiqué par la position horaire sur le cadran.

Sur cet exemple, (tracé en rose):
- on ne peut pas caper mieux que 43° (angle mort face au vent) sur le bord droit
- ce n'est pas aux petits angles (~ 50°) qu'on avance le mieux, mais vers 73° (sur tribord)
- Sans surprise, le vent de travers (90°, sur l'axe horizontal) est encore plus rapide : Plus on abat, plus on va vite, l'aile étant mieux orientée par rapport au vent.
- Les allures portantes (de 90° à 145°) vont encore plus vite que le vent de travers.
- Il y a un second angle mort de navigation au vent arrière: on dévente son aile en la rattrapant.

Attention à la pas confondre la vitesse pure "Speed" (en rose, déplacement par rapport à l'eau) et la vitesse de remontée au vent "VMG" (velocity made good), en pointillés roses, qui est la vitesse réelle projetée dans la direction de remontée directe au vent.

La VMG sera toujours exactement nulle si on navigue vent de travers (90°): même si on avance à fond, on ne remonte pas en direction du vent.

En vent light, la VMG est effectivement bien meilleure si on cape sans faire trop de "distance pour rien".

Sur cet exemple c'est flagrant, (mais c'est une planche à voile, pas un kite)
- pour remonter au vent de façon la plus rapide possible, il faut privilégier le cap sur la vitesse pure (~40°). La vitesse (en rose) est moins élevée, mais on s'y retrouve largement avec moins de trajet à parcourir.
- par contre, pour descendre au vent, il vaut mieux rallonger un peu son trajet mais en naviguant plus vite (~140°).

Sortez vous GPS Wink
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Nicolas Zeeko

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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Dim 29 Mai 2011 - 9:33

Ce graphique est le meilleur du racer et pour le foil, je pense que l'on aurait des surprises.
Il faut en faire le plus possible pour comprendre la glisse.
La VMG est top à analyser, c'est LE facteur par dessus tous qui est intéressant.
Cela ne m'étonne pas pour la planche à voile d'avoir un tel graphique
Ce serait top d'en avoir un en kite, quelqu'un a des données?
Les résultats seraient je pense assez différents du fait de la moindre de trainée, l'angle ou la vitesse est la plus grande ne devrait pas être à 140° comme la plupart des engins, car nous avons un pb: la stabilité à 'haute' (pas trop quand même) vitesse.
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Dim 29 Mai 2011 - 10:03

Christian a écrit:
Ca serait très étonnant que ce soit le pré serré qui soit le plus rapide, surtout en vent light.


Ayant pratiquer la planche Olympique (Mistral IMCO) je peux vous assurer que dans moins de environ 8 noeuds le seul moyen de partir au planning est au pres (pas trop serre quand meme) avec la derive descendue. Au fur et a mesure que l'on abat (toujours dans le vent tres leger), le vent apparent diminue et on se rapproche de plus en plus de la vitesse reelle du vent une fois au vent arriere.

Dans le vent fort c'est le contraire car la force anti derive devient trop importante au pres et freine la vitesse.

Il faudrait demander au gars qui font du speed mais a mon avis plus le vent est fort plus il faut abattre pour obtenir la vitesse maximum et vice versa.

Si ma memoire est bonne quand sa bastonne un run de speed est oriente a 110 degres du vent pour windsurf et 130 degres pour kite. Et pour le foil ?
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Christian

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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Dim 29 Mai 2011 - 10:56

Windmaker a écrit:
à mon avis plus le vent est fort plus il faut abattre pour obtenir la vitesse maximum et vice versa
Oui pour le vent fort.
Si on prend l'exemple d'un voilier ordinaire (Cigale16), on voit que la vitesse maximale (le point rouge que j'ai rajouté sur les polaires de vitesse) s'obtient à des angles de plus en plus grands quand le vent augmente, donc en abattant.


D'après http://www.finot.com/bateaux/batproduction/alubat/cigale16/poln2g.gif (modifié)

Donc ce n'est pas étonnant qu'on ride à ~130° pour battre les records de vitesse en kite, et ~110° pour la planche qui avance moins vite.

Par contre, la réciproque me semble fausse en vent faible : il ne faut pas loffer au maximum.
Dans cet exemple, on reste quand même toujours au dessus de 90°, et ça avance moins vite au pré serré.
Pour déjauger il faut de la vitesse, donc viser le point rouge également.

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Pamic

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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Dim 29 Mai 2011 - 11:23

Nicolas a écrit:
Ce serait top d'en avoir un en kite, quelqu'un a des données?

Comme ça?



La "légère" asymétrie est due au fait que je reste en regular quelle que soit l'allure. Par conséquent ma remontée au vent tribord amure est moins incisive.
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Dim 29 Mai 2011 - 20:00

Christian a écrit:
Windmaker a écrit:
à mon avis plus le vent est fort plus il faut abattre pour obtenir la vitesse maximum et vice versa
Oui pour le vent fort.
Si on prend l'exemple d'un voilier ordinaire (Cigale16), on voit que la vitesse maximale (le point rouge que j'ai rajouté sur les polaires de vitesse) s'obtient à des angles de plus en plus grands quand le vent augmente, donc en abattant.

Donc ce n'est pas étonnant qu'on ride à ~130° pour battre les records de vitesse en kite, et ~110° pour la planche qui avance moins vite.

Par contre, la réciproque me semble fausse en vent faible : il ne faut pas loffer au maximum.
Dans cet exemple, on reste quand même toujours au dessus de 90°, et ça avance moins vite au pré serré.
Pour déjauger il faut de la vitesse, donc viser le point rouge également.

Tout a fait d'accord loffer au maximum dans le vent leger n'augmentera pas la vitesse, tout comme abattre au maximum (vent arriere) dans le vent fort...

Il y a une limite dans les 2 sens. Je persiste que la vitesse maximum en windsurf (type longboard avec derive) est en dessous de 90 degres du vent. La difference fondamental etant que d'apres le schema ci-dessus la cigale 16 ne navigue jamais plus vite que le vent reel.

Dans le vent tres leger un foil ou windsurf peut naviguer a plus de 1.5 fois la vitesse du vent. Ce n'est plus le cas quand le vent forci.
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Christian

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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Dim 29 Mai 2011 - 21:29

Windmaker a écrit:
La différence fondamentale étant que d'après le schéma ci-dessus la cigale 16 ne navigue jamais plus vite que le vent réel.
En fait si, c'est le cas pour la plage de navigation que j'ai coloriée en bleu.


Avec 6 noeuds de vent réel, le bateau peut avancer à 8 noeuds environ, soit 1.3 x le vent (et pourtant sans planning, avec une grosse traînée hydrodynamique) !

Windmaker a écrit:
Dans le vent très léger un foil ou windsurf peut naviguer à plus de 1.5 fois la vitesse du vent. Ce n'est plus le cas quand le vent forci.
C'est exactement comme ça pour le bateau aussi, seulement possible en vent léger (moins d'une douzaine de noeuds).

Pour un foil, je présume qu'on doit certainement dépasser le facteur 1.5x, je parie pour nettement plus.
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Dim 29 Mai 2011 - 22:25



idem mais avec de la remontée au vent avec mon foil histoire de te dégouter Pamic... (au fait je navigue demain, si tu es libre) Smile

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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Dim 29 Mai 2011 - 22:49

Pour avoir un tracé correct de la VMG (courbe en pointillés, qui ici est fausse) il faut caler la direction du vent réel en haut du graphe (trait bleu)


Ici encore, c'est moins rapide au pré qu'en vent de travers (axe rouge horizontal), et l'optimum de vitesse se trouve aux allures portantes.

En tout cas, ça illustre très bien tout le potentiel de navigation de l'engin cheers ça remonte très bien, ça trace, et à toutes les allures

Quelle force de vent ce jour là?
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Laurent Ness

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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Dim 29 Mai 2011 - 23:05

Citation :
il faut caler la direction du vent réel en haut du graphe
Comment tu fais sur ce soft ? Je ne sais pas faire...

Pour la polaire précédente, j'ai oublié dans quelles conditions de vent, désolé.
Celle-ci c'est sous-toilé en 10 m2 Zeeko Notus entre 14h30 et 16h30 aujourd'hui. Le vent soufflait entre 7 et 13 noeuds.

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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Jeu 14 Mai 2015 - 4:27

Je decouvre ce sujet... passionnant.  
je remets ici le lien sur un modele de "simulation numerique" (tres pompeux pour un gros tableur ...) que j ai fait recemment , faute de trouver ca sur le net (message du 30 avril 2015) : http://kitefoil.forumactif.org/t2807-quelle-est-la-finesse-d-un-foil

De ce modele, a confirmer bien sur, mais je ne pense pas avoir "trop" simplifier les efforts en jeu,  j en deduis que la plus grande vitesse pure (pour un vent donné) est aux alentours de 100-110 degres de cap. Cette valeur ne depends que des muscles du kiteur, du materiel (finesse de l aile et du kite), mais pas de la force du vent.

Plus l'aile ou le foil aura une finesse elevee, plus cet angle se rapprochera de 90 degres.

Ca reste theorique bien sur, mais sauf a avoir oublié une contribution majeure, je pense que c'est assez representatif.
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Jeu 14 Mai 2015 - 11:32

Je serais curieux de voir les polaires d'un char à voile (ou mieux : d'un char à cerf-volant, voire d'un Mtb)...
Ce dernier serait sans doute ce qui se rapproche le plus de ce qui se passe en kite-foil (sur un plan d'eau idéalement flat et sans courant)... et on trouverait certainement la vitesse max aux alentours de 130° du vent réel induisant un près bien serré par rapport au vent relatif Smile
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Jeu 14 Mai 2015 - 12:50

il y avait un post de Pascal du cnkite qui montrait schéma à l'appui que la vitesse max théorique est atteinte à 90° du vent APPARENT (donc aux allures portantes), mais le forum cnkite est hs en ce moment, je remettrai le lien
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Jeu 14 Mai 2015 - 23:17

Désolé ca m interesse tellement que je vais etre long, et encore vous avez de la chance je viens de perdre tout mon message  : -)
Ribore : de ce que j ai trouvé la finesse d un char est encore bien meilleure que le foil. L angle de rendement optimum doit tourner autour de 100 degres, guere plus a mon avis.

Samdam : j imagine que tu veux dire 90 degres par rapport au vent reel. Pour moi c est une valeure ideale, qui ne tient pas compte de la traînée de l aile, du pilote et du foil.
Par exemple pour la trainee de l aile, il faut lui ajouter l angle de finesse ,disons 6 degres minimum pour une chrono peu bordee.

En tenant compte de ces trois traînées (aile,rider,planche, mais dependant aussi du poids du rideur) je tombe plutot sur 110 degres et 3,2 fois la vitesse du vent pour une aile perf et en foil (Mais info de finessse difficile a trouver pour un foil en T)
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Jeu 14 Mai 2015 - 23:38

regis-de-giens a écrit:

Samdam : j imagine que tu veux dire 90 degres par rappot au vent reel.

non, il me semble que c'est 90 du vent APPARENT, comme je l'avais déjà mis en majuscule, et comme tu aurais pu le déduire de la précision "allure potante" Wink
je me rapelle plus l'argument exact, et vu que le lien marche toujours pas...
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Ven 15 Mai 2015 - 10:04

Ca serait chouette de retrouver le lien alors, car j ai plus que un gros doute sur cette these. C est meme difficile a representer graphiquement ,ca correspond a des cas particuliers de navs sans interet particulier a priori.
Sandam, Dans mon cas je reste aussi sur des allures portantes ceci dit : 100-120 degres
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Ven 15 Mai 2015 - 12:44

Le lien remarche mais sans les images
Je me suis trompé, je cite Pascal: la vitesse max est obtenue quand le vent relatif est perpendiculaire au vent réel

http://www.cnkite.fr/forum/viewtopic.php?f=2&t=8000&hilit=pourquoi+les+ailes&start=105

Je voudrai être sûr que par vent relatif Pascal entend vent apparent total (vent réel+composant vent relatif "pur"=opposé à la vitesse sur l'eau), intuitivement ça me semble assez censé (ça correspond bien à une allure portante, plus ou moins proche du travers suivant la finesse), mais puisqu'il n'y a plus son schéma je lui redemanderai à l'occasion
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Ven 15 Mai 2015 - 13:50

Exact cette fois  : -)
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Ven 15 Mai 2015 - 20:03

Si tu connais l auteur ca serait super de recuperer les images car son approche semble tres interessante. Un point me chagrine avant d "additionner" les finesses et en deduire le ratio de vitesse atteinte: il manque la trainee du rider. Dans mes calculs elle n est pas negligeable. On peut imaginer l ajouter a celle du foil (la finesse du foil ainsi calculée serait donc inferieur a celle du mat plus aile porteuse plus stab ), mais il faudrait justifier que on peut ainsi "condenser" deux trainees qui ne se passent pas dans le meme fluide (air pour le rider, eau pour le foil, donc des regimes d ecoulements peut etre differents).
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Lun 18 Mai 2015 - 16:39

regis-de-giens a écrit:
Si tu connais l auteur ca serait super de recuperer les images car son approche semble tres interessante.

Bonjour à tous. Samuel (Ouistreham) m'a indiqué ce post.
C'est moi qui ai écris se post sur le vitesse max théorique.
Il faudrait que je trouve 5mn pour retrouver les photos et les remettre en ligne Rolling Eyes
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Lun 18 Mai 2015 - 16:45

salut Pascal, je sais que ça t'intéresse et que tu nous interessera!  

attention à ce que tu raconte sur les caissons Wink
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   Lun 18 Mai 2015 - 17:05

Le plus compliqué. ça serra de remettre la main sur les images Sad
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MessageSujet: Re: Théorie sur la vitesse   

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Théorie sur la vitesse
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