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Poids des voiles, masse de l'air

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Message  Invité le Jeu 13 Avr 2017 - 16:19

Salut,

Je vous livre ma dernière réflexion en matière de R&D de kite.
La question étant d’où vient le manque de mania d'une voile a caisson par rapport a une voile a boudin... Bon si vous n’êtes pas du tout d'accord avec ce principe de base, pas la peine de lire la suite...lol

Le problème posé étant le suivant :
Si une voile a boudin a plus de trainée, si elle est de par sa construction moins aérodynamique, et bien un décalage d'angle d'attaque devrait la rendre moins agressive en virage. La 1/2aile devrait avoir du mal a accélérer.
Et l'on est a peu près d'accord pour dire que la voile la plus maniable est en général la voile a boudin pour le même a ratio même corde et shape a peu près identique.

Donc il semble que cela ne vienne pas d'un problème aérodynamique.

La réponse qu'on peu tirer de tout ça c'est que si l'aéro n'est pas en cause , c'est la masse. Car la masse est toujours un frein au changement de trajectoire de part l'inertie...
Plus on est lourd moins on tourne, ou en tout cas plus c'est difficile... Même chose pour accélérer et freiner.

Mais il est évident pour tout le monde qu'une voile a caisson est plus légère qu'une voile a boudin...
Donc c'est pas bon... La c'est une peu pas terrible car quand la théorie ne reprend pas la pratique c'est souvent la théorie qui est fausse, ou au moins le calcul

Sauf que le poids c'est pas la masse... Ahah c'est ca le truc ...
J'ai compris ça cet hivers quand je conduisais avec le chauffage...A chaque freinage j'avais de l'air froid qui arrivait, en faite c’était l'air plus lourd (l'air froid) qui passait devant...Ben oui a cause du freinage... Tout ca du a la différence de densité entre air froid et air chaud... Bon ça y ils se disent tous que je suis tablé complet ou que je manque de vent... What a Face

Donc re-calcul de la masse d'une aile de kite, c'est a dire poids de la voile sur la balance + masse d' air... Y en qui vont dire Mr ça ne pèse rien l'air dans l'air... Ben voui pour le coté Archimède mais pour les accélérations ça compte beaucoup (au ² de la vitesse, enfin bref c'est pas le débats)

Donc j'ai comparé grossièrement 2 voiles une 12m² caisson et une 12m² boudin, je sais c'est pas équivalent en terme de traction mais c'est 2 voiles de freerides a peut près équivalente en programme, et que je connais bien...Donc ça m'arrange

1 Voile a caisson.
Pour le volume j'ai calculé la corde moyenne (CM=surface/envergure), mesuré la surface d'un profil a la corde moyenne et multiplier par l'envergure. Ce qui fait 2.1m3 d'air
J'ai pris une densité de l'air a 1.22kg /m3....Soit une masse d'air de 2.5kg ... Ouch, ca fait mal en terme d'inertie.

2-Voile a boudin, c'est un peu plus compliqué... Y a la pression
J'ai calculer le volume du bord d'attaque en gros j'ai trouvé 0.16m3 j'ai rajouté 20% pour les lattes soit a peu près 0.2m3, par contre la pression est de 0.4bar (soit 1.4bar par rapport a l'exemple 1) soit donc un poids de 0.2*1.4*1.22 soit 0.34kg... Je trouve que ça ne fait pas beaucoup... Mais j'ai pas trouvé d’erreurs dans mon calcul...

Donc si on part du principe qu'un caisson fait sur la balance environ 2.5kg en 12, et une voile a boudin fait 3.5kg en 12, on se retrouve avec
Masse d'une 12 caisson a 5kg
Masse d'une 12 boudin a 3.9kg

Et la comme ça la théorie colle a la pratique ... Perso ça me rassure... Very Happy
On comprend mieux pas mal de chose. On comprend déjà que la masse de l'air n'intervient pas sur la capacité a tenir en l'air, car il n'y a pas d’inertie et la masse de l'air n'intervient pas sur le poids de la voile pour tenir en l'air... Donc la stabilité au zénith ou sans changement de direction est bien meilleur pour un caisson, car son poids est faible et la masse n'intervient que dans les changements de trajectoires... Le virage est toujours la phase critique en light caisson, alors qu'elle est plus facile en light boudin.

On se dit que finalement c'est assez logique qu'une voile a boudin tourne plus vite et soit naturellement plus stable et plus agressive en terme d'accélération, car elle a moins de masse, et moins de finesse.... donc moins d'inertie. Par contre son poids devient un vrai inconvénient pour rester au-dessus de la tête.

On comprend également qu'une voile a caisson a une masse qui gène les accélérations et donne toujours une certaine souplesse a l'accélération... Un sorte de déphasage du a la masse
On comprend pourquoi la stabilité est plus compliqué a trouver a cause de l'inertie et du meilleur rendement aérodynamique... Elles peuvent vite traverser la fenêtre jusqu’à la sous incidence, ce qui est plutôt rare en boudin.
On retrouve également une particularités des voiles a caisson a traverser les molles grâce a l'inertie... Notamment en light. Chose inexplicable sans compter la masse d'air.

Voila mes derniers creusement de cervelle... J'espère que ça vous a intéressé...

A+

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Message  joudot le Jeu 13 Avr 2017 - 17:45

Salut Nono
Il y a des caissons qui tournent plus vite que d'autres
Mes Peter Lynn en C shape ne sont pas bridées , comme les boudins.
Elles sont bien plus maniables que ma Matrix qui est bridée
et moins archée. .

Je suppose donc que la forme de l'aile et le bridage influent sur la maniabilité. Smile
mais je ne saurais pas le caractériser ni le quantifier.
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Message  regis-de-giens le Jeu 13 Avr 2017 - 18:39

Je suis bien d accord  avec toi, je l'avais deja évoqué  sur une autre sujet mais c est bien d en faire un specifique.

J'estimais la masse d air a environ 4 kg de memoire sur une 15m donc assez proche de ton calcul, c'est rassurant.
Cette masse de l'air est compensé par la pousse d'archimede (donc ne nuit pas au zenith ou aile calee en light), mais effectivement il faut pousser et accelerer cette masse d air enfermée  a chaque virage.
Force =masse × acceleration . Donc l'acceleration (en rotation) du caisson est moins forte a cause de son surplus de masse (La force etant a peu pres constante et dependant pas mal du design de l'aile notamment au niveau de l'arche).

En revanche j ai trouvé que cette inertie (valable aussi sur le changement d angle d'attaque et les frontales par exemple) aide a passer les molles ponctuelles a trop faible vent , alors que le boudin "plonge" avec plus d acceleration donc plus vite (et donc moins rattrapable si le vent revient juste apres).

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Message  kiteman atlantique le Ven 14 Avr 2017 - 6:39

Donc la Peak doit être bien plus maniable qu'un boudin du même type de ratio?
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Message  Momo le Ven 14 Avr 2017 - 9:50

@sms ton raisonnement me parait logique.
D'où un petit avantage aux nouveaux caissons type haut-ratio qui ont un profil fin (donc moins de volume) ET un haut ratio (A surface égale, quand le ratio double, le volume d'air est divisé par 2).
Sinon, moi j'ai aussi une théorie qui dit que pour qu'une aile tourne, il faut qu'elle soit la plus asymétrique possible en virage, c'est à dire que les lignes (les arrières) soient les plus écartées possibles :
Un monofil il n'y a qu'une ligne au milieu, ça ne tourne pas
Un caisson c'est relativement plat du coup les arrières sont assez proches
Un CShape les arrières sont très écartés donc ça tourne super bien.
Sur un bow kite les arrières sont aussi sur les côtés en général, mais bizarrement ça tourne moins bien qu'un CShape. D’ailleurs conceptuellement ça me parait assez curieux le bow kite, vu que le bord d'attaque est bridé en plusieurs points alors que le borde de fuite n'est bridé que sur les oreilles, est ce que ça veut dire que le profil est autostable ? Je n'imagine pas trop un caisson bridé de la même manière.
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Message  regis-de-giens le Ven 14 Avr 2017 - 10:42

bonne remarque sur la position plus ou  moins écartée des arrieres  !

La "lenteur" de la peak ne semble effectivement pas due a l inertie de l air. Je pecherais pour ma part pour la raison suivante  : une monopeau doit etre tres plate pour ne pas s effondrer au niveau des oreilles. Donc arche tres peu prononcée et donc tres peu de surface laterale , or elle participe directement a l effort de virage donc a l acceleration (F=ma).
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Message  joudot le Ven 14 Avr 2017 - 12:52

sms-kite a écrit:Salut,
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Donc re-calcul de la masse d'une aile de kite, c'est a dire poids de la voile sur la balance + masse d' air... Y en qui vont dire Mr ça ne pèse rien l'air dans l'air... Ben voui pour le coté Archimède mais pour les accélérations ça compte beaucoup (au ² de la vitesse, enfin bref c'est pas le débats)

Donc j'ai comparé grossièrement 2 voiles une 12m² caisson et une 12m² boudin, je sais c'est pas équivalent en terme de traction mais c'est 2 voiles de freerides a peut près équivalente en programme, et que je connais bien...Donc ça m'arrange

1 Voile a caisson.
Pour le volume j'ai calculé la corde moyenne (CM=surface/envergure), mesuré la surface d'un profil a la corde moyenne et multiplier par l'envergure. Ce qui fait 2.1m3 d'air
J'ai pris une densité de l'air a 1.22kg /m3....Soit une masse d'air de 2.5kg ... Ouch, ca fait mal en terme d'inertie.

2-Voile a boudin, c'est un peu plus compliqué... Y a la pression
J'ai calculer le volume du bord d'attaque en gros j'ai trouvé 0.16m3 j'ai rajouté 20% pour les lattes soit a peu près 0.2m3, par contre la pression est de 0.4bar (soit 1.4bar par rapport a l'exemple 1) soit donc un poids de 0.2*1.4*1.22 soit 0.34kg... Je trouve que ça ne fait pas beaucoup... Mais j'ai pas trouvé d’erreurs dans mon calcul...

Donc si on part du principe qu'un caisson fait sur la balance environ 2.5kg en 12, et une voile a boudin fait 3.5kg en 12, on se retrouve avec
Masse d'une 12 caisson a 5kg
Masse d'une 12 boudin a 3.9kg

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Voila mes derniers creusement de cervelle... J'espère que ça vous a intéressé...

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Nono

Salut Nono je me pose quelques questions / ton raisonnement
1/ Inertie
Acceleration =F/M
dont inversement proportionelle à la masse à force identique
..mais que vient faire le ² de la vitesse ici ?

2/ Volume aile à caisson
Tu multiplies la corde moyenne par la surface alors que la corde moyenne est dans le meme plan que la surface.
S-CmxEnvergure
Pour calculer le volume Il faudrait plutot muliplier l'épaisseur moyenne par la surface
sachant que l'epaisseur varie enormement du B.A au B.F
Une aile fine contient beaucoup moins d'air qu'une aile épaisse.



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Message  Invité le Ven 14 Avr 2017 - 15:32

joudot a écrit:

Salut Nono je me pose quelques questions / ton raisonnement
1/ Inertie
Acceleration =F/M
dont inversement proportionelle à la masse à force identique
..mais que vient faire le ² de la vitesse ici ?

2/ Volume aile à caisson
Tu multiplies la corde moyenne par la surface alors que la corde moyenne est dans le meme plan que la surface.
S-CmxEnvergure
Pour calculer le volume Il faudrait plutot muliplier l'épaisseur moyenne par la surface
sachant que l'epaisseur varie enormement du B.A au B.F
Une aile fine contient beaucoup moins d'air qu'une aile épaisse.


Salut

1-C'est que je parle en énergie cinétique 1/2 mv²et pareil en énergie angulaire 1/2 I W²... Enfin bref c'est quand même bien la masse qui pose problème dans les changement de vitesse ou trajectoire.

2-En faite je calcul la corde moyenne d'une voile en divisant la surface / envergue. Ca me donne la longueur de la corde moyenne. C'est pas simple de savoir la corde moyenne sur une forme toute courbe. Donc c'est en gros une corde théorique moyenné.
Une fois la surface de cette corde mesuré, je multiplie par l'envergure pour avoir le volume. J'ai bien une surface x un distance, donc un volume

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Message  regis-de-giens le Ven 14 Avr 2017 - 19:40

2- Nono apparemment tu fais surface / envergure puis tu multiplie par envergure ... donc ca revient a prendre direct la surface comme dit Joudot. Puis multiplier par la hauteur des caissons, et voila...

1- alors attention l'energie cinetique n'est pas liee directement a l'acceleration , il faut dériver entre les deux (l acceleration est la variation d energie donc ca fait tomber le v2 ). Si on veut absolument trouver un carre dans cette belle histoire , faut regarder du coté du vent car cette force d acceleration (frein a droite ou gauche) depend du carré du vent (portance et trainee)
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Message  lespagney le Sam 15 Avr 2017 - 8:34

sms-kite a écrit:
J'espère que ça vous a intéressé...

Beaucoup, merci Nono
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Message  Invité le Sam 15 Avr 2017 - 10:59

regis-de-giens a écrit:2- Nono apparemment tu fais surface / envergure puis tu multiplie par envergure ... donc ca revient a prendre direct la surface comme dit Joudot. Puis multiplier par la hauteur des caissons, et voila...

1- alors attention l'energie cinetique n'est pas liee directement a l'acceleration , il faut dériver entre les deux (l acceleration est la variation d energie donc ca fait tomber le v2 ). Si on veut absolument trouver un carre dans cette belle histoire , faut regarder du coté du vent car cette force d acceleration (frein a droite ou gauche) depend du carré du vent (portance et trainee)

Salut

Pas tout a fais je fais surface/envergure pour trouver la corde moyenne. Ensuite je mesure la surface d'un profil dont la corde est égale a la corde moyenne. Et je multiplie cette surface de ribs par l'envergure.
Pour le reste , je compare des masses, donc ça ne change rien au calcul de poids.

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