Chaloupe "Danmar" à Clins & à Vapeur - Première navigation

patdxfr a écrit:
Petite question : l'axe d'hélice est à quelle distance du cg et dans quelle direction ?
pat_2b

Voir schéma sur page 2 de ce fil.

Au temps pour moi, je ne suis pas retourné en arrière ...
Effectivement, l'étambot remonte pas mal
Je ne suis pas assez calé pour en mesurer les effets.

Le CG me paraît bien bas
Je persiste à penser (intuitivement, mais je vais vérifier), que la résistance à l'avancement s'applique au centre de carène.
Ce qui d'ailleurs augmenterait le couple, car C est quasiment tout le temps sous le CG (sans gîte).

a+

pat_2b

Bonjour tout le monde.

Et si on demandait à dahlia bleu ?
Amitié
PIOUPIOU

il y a longtemps que j'y ai pensé

Bonsoir Rookie,
Ta chaloupe est vraiment superbe et je salue ton travail qui est remarquable ! Un petit rappel de définitions :
- Le centre de gravité du navire, c'est le point où s'exerce le poids du navire qui est une force dirigée du haut vers le bas
- Le centre de carène, c'est le centre de gravité de LA MASSE D'EAU DEPLACEE PAR LE NAVIRE, c'est le point où s'exerce la force d'Archiméde dirigée du bas vers le haut
- L'axe de poussée de l'hélice est évidemment dans le prolongement de l'axe de rotation de la dite hélice

Il ne faut pas considérer le centre de gravité du navire dans ton problème d'assiette sur le nez en navigation, car il n'a strictement rien à voir avec la résistance à l'avancement. Il faut considérer le centre de carène car c'est là que se situe la force de résistance à l'avancement (d'un point de vu purement statique)

Si l'axe de poussée de l'hélice passe en dessous du centre de carène, le navire aura tendance à être "sur le cul", c'est à dire que l'avant va se lever et l'arrière va se baisser (cas de nombreux canots hors-bord dont l'axe d'hélice est très bas)

Si l'axe de poussée de l'hélice passe au dessus du centre de carène, le navire aura tendance à être "sur le nez", comme ta chaloupe

Si l'axe de poussée de l'hélice passe exactement par le centre de carène, l'assiette du navire en navigation sera exactement la même qu'à l'arrêt. Et si, comme c'est le cas le plus probable, l'axe d'hélice n'est pas horizontal mais incliné, il y aura une légère tendance à déjauger (càd à sortir de l'eau en gardant la même assiette).

A noter : le centre de gravité du navire et le centre de carène ne sont JAMAIS confondus (sauf cas extrêmement rare) mais sont toujours placés sur une même verticale. Si l'on déplace un poids vers l'avant du navire (par exemple), l'avant va s'enfoncer et le centre de carène va venir se déplacer jusqu'à trouver un nouvel équilibre en se plaçant à la verticale du nouveau centre de gravité.

Sur les navires réels le centre de gravité est TOUJOURS au dessus du centre de carène, ceci afin de limiter la vitesse de rappel au roulis, pouvant engendrer de gros dégâts à la cargaison et au navire.

Si tu veux corriger le défaut d'assiette "sur le nez" en navigation, déplacer des poids n'est pas la solution car si l'assiette sera correcte "en avant toute" elle ne le sera plus au ralenti ou à l'arrêt. Il faut dévier le jet de l'hélice à l'aide d'un déflecteur placé sous celle-ci ou mettre un aileron fixé sous le talon de quille pour exercer une poussée verticale vers le bas, à l'arrière de la chaloupe. Cet appendice pourrait être amovible pour une présentation statique du modèle.

Une petite suggestion pour compenser l'effet de plongée de l'étrave quand la chaloupe est "en avant toute". Il s'agit d'un ballast (réservoir) entièrement fermé qui ne communique avec l'extérieur que par un tuyau branché à une prise d'eau située sur l'étrave. L'ouverture de cette prise d'eau est dirigée vers l'avant de manière à ce que la vitesse génère une pression dynamique. Le réservoir est à la pression atmosphérique lorsque la chaloupe est à l'arrêt ou navigue à petite vitesse. En avant toute la pression dynamique rempli le réservoir jusqu'à équilibrer celle-ci. Le poids supplémentaire d'eau embarquée compense (au moins partiellement) l'effet de plongée vers l'avant (le ballast étant situé le plus en arrière possible).
A l'arrêt la pression interne du ballast vide celui-ci jusqu'à retrouver l'équilibre avec la pression atmosphérique.

Bonjour JP

solution très astucieuse ! Est ce réservé au modélisme ? ou bien un système proche est employé en réel ?

Hell'O

Des solutions arrivent avec le temps...
Comme quoi un sujet continu a vivre.
Il doit falloir faire un peu de calcul pour ne pas être ni trop ni pas assez lourd et bien positionné
@+P!er33

Ce système-là n'existe pas tel quel en navire réel, du moins pas à ma connaissance. C'est un peu une synthèse du fonctionnement du tube de Pitot avec le système Flumme qui est un dispositif de caisses latérales communicantes destiné à amortir le roulis. Sur les cargos il y a des ballasts que l'on peut remplir à l'aide de pompes pour corriger l'assiette mais un tel système dynamique ne se justifie pas. Pour ceux qui seraient effrayés par les calculs je pense qu'il faut avant tout procéder par expérience. Il est très facile d'installer en provisoire un tube vertical transparent sur l'étrave avec un coude plongeur tourné vers l'avant afin d'avoir une idée de la hauteur à laquelle monte l'eau pour une vitesse donnée. Après on en déduit la hauteur du ballast + un volume d'air suffisant, le fond du ballast devant correspondre à peu près à la flottaison. Ensuite le diamètre du tuyau va avoir une grosse influence sur la vitesse de remplissage. Pour l'anecdote certaines vedettes rapides possèdent un tunnel d'eau sous la quille, fermé à l'avant et ouvert à l'arrière. A l'arrêt ou à faible vitesse le tunnel plein d'eau stabilise le bateau, dés que celui-ci prend de la vitesse le tunnel se vide par gravité et les formes de la coque suffisent à stabiliser le bateau dynamiquement.

Bonjour,

Qui, pourrais m'expliquer le phénomène qui se produit lorsqu'un bateau plonge pendant son accélération?
Je pense que la solution pour résoudre le problème ne passe pas par l'emploi de  ballasts.
Cela me fait penser à l'avion qui tire d'un côté parce qu'il a une aile tordue. Pour y remédier, on tord l'autre aile. Comme il a tendance à monter (ou descendre), on change l'incidence du stabilo, etc.....
Ne pas confondre la cause et l'effet.

Amitiés modélistes
Claude

Tu n'as qu'à relire les 4 pages de cette conversation, je pense que tout est dedans

pat_2b

JPA a écrit:
Il ne faut pas considérer le centre de gravité du navire dans ton problème d'assiette sur le nez en navigation, car il n'a strictement rien à voir avec la résistance à l'avancement. Il faut considérer le centre de carène car c'est là que se situe la force de résistance à l'avancement (d'un point de vu purement statique)
Si l'axe de poussée de l'hélice passe en dessous du centre de carène, le navire aura tendance à être "sur le cul", c'est à dire que l'avant va se lever et l'arrière va se baisser (cas de nombreux canots hors-bord dont l'axe d'hélice est très bas)
Si l'axe de poussée de l'hélice passe au dessus du centre de carène, le navire aura tendance à être "sur le nez", comme ta chaloupe

Salut JPA,

Je ne suis pas d'accord sur cette façon d'aborder le problème:

- Un solide quelqu'il soit et quelque soit sa constitution se trouve toujours être en équilibre autour de SON centre de gravité, principe fondamental de la physique. Dans le cas qui nous concerne, ce centre de gravité est fixe, la charge et sa distribution ne variant pas.
- Pour connaître cet équilibre, il faut faire le bilan de toutes les forces appliquées au solide: Poids, poussée d'Archimède, résistance à l'avancement, effet de vague, etc... Toutes ces forces vont générer chacune un moment par rapport au centre de gravité et l'équilibre sera trouvé lorsque tous ces moments s'annuleront  (ou pas et on coule!). Le calcul théorique n'est pas simple... Et j'insiste, l'équilibre doit se chercher autour du centre de gravité.
Il est vrai que la résistance à l'avancement peut génèrer un certain moment par rapport au centre de carène. L'orientation de cette force et sa direction dépendront de la vitesse et de la forme de la coque. Et oui, une coque de chaloupe a rarement une forme "planante" et l'effet sera probablement négatif. Mais la position du centre de carène et la poussée d'Archimède résultent du bilan de l'ensemble des forces appliquées au solide (et donc autour du centre de gravité), et pas l'inverse.

- Je reste persuadé que l'effet déclencheur et prépondérant est la poussée de l'hélice et sa direction/position versus le centre gravité. Cette force est bien supérieure à la résistance... C'est pour ça que le bateau avance...

- D'accord qu'un système de flaps serait sûrement performant mais idéalement devrait s'ajuster avec la vitesse et celà devient vite compliqué.

En fait, on coupe un peu les "cheveux en quatre" pour le plaisir de la discussion! L'effet est relativement minime et n'est sensible qu'à "pleine vapeur", lorsque l'on navigue à des vitesses qui n'ont rien de réalistes pour une chaloupe et une coque pas taillée pour les grandes vitesses.

Et la meilleure solution serait probablement de revoir un peu le profil de la coque pour lui faire faire le boulot des flaps.

A+, Marcel.
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autre solution

Pénich à dit:

Qui, pourrais m'expliquer le phénomène qui se produit lorsqu'un bateau plonge pendant son accélération?

tu veux parler là d'offshore ? Si c'est le cas je les ai plutôt vu se cabrer à l'accélération

Salut Rookie,

Je possède un Bavaria 31 qui déplace environ 3T , dont la moitié qui sert de lest est concentré dans le bas de la quille, on peut donc estimer que le centre de gravité du bateau se trouve, sinon en dehors de la coque, du moins très près de la liaison coque/quille. Le centre de carène lui, se trouve bien à l'intérieur de la coque puisque le volume de la quille est très faible par rapport à celui de la coque. On peut donc affirmer sans se tromper que le centre de gravité se trouve bien en dessous du centre de carène.
L'axe d'hélice, lui, se trouve très proche du centre de gravité mais largement en dessous du centre de carène et bien figures-toi que quand je pousse un peu le moteur, le tableau arrière qui émerge normalement à l'arrêt se retrouve dans l'eau alors que le bateau avance sans faire pratiquement de vague.
Comment expliques-tu ce phénomène ?

Une recherche rapide sur le Bavaria 31 me donne des données "constructeur" un peu différentes:

- Déplacement lège (sans équipage, combustible, eau, armement mobile, etc...) : 4700kgs
- Lest 1100kg (inclus dans déplacement lège)
- Tirant d'eau mini: 1,43m.
- Tirant d'air: 14,1m. Donc mat assez haut.
Ce qui laisse 3600kgs hors lest. Le tirant d'eau est faible donc hauteur de quille assez faible.
En ordre de marche, il faut ajouter l'équipage+carburant (90l) +eau (155l)+ armement mobile, disons 350à 400kgs mini, situés largement au-dessus du fond de carène.

Je pense donc que le centre de gravité est nettement plus haut que ce tu laisses imaginer dans ton descriptif.

Je n'ai pas trouvé de plan de la motorisation mais d'après ce que tu décrits la ligne d'arbre est plutôt basse.

Je pense donc que l' axe de poussée de l'hélice passe en dessous du centre de gravité, créant un moment tendant effectivement à enfoncer le tableau.

Tout ça me semble plutôt cohérent.

Marcel.
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Désolé Rookie,
Je n'ai pas envie d'entrer dans une polémique stérile qui s'éloigne du sujet mais le petit gars qui est en train d'astiquer la ligne de flottaison n'est pas un nain qui mesure 0.90m, quant aux chiffres que tu avances sur le Bavaria 31, je ne sais pas d'où tu les sorts mais ils sont purement fantaisistes. Quoi qu'il en soit tu as parfaitement raison quand tu affirmes que le moment par rapport au centre de gravité est la somme des moments qui s'y appliquent, le seul problème c'est que tu ne prend pas en compte le bon centre de gravité et le seul qui doive être pris en compte dans les problèmes de résistance à l'avancement c'est le centre de gravité de la masse d'eau déplacée par la coque du navire, cela s'appelle le centre de carène. Le centre de gravité du navire dépend de l'emplacement des poids à l'intérieur de la coque et ce n'est pas parce que tu vas mettre la chaudière et la machine 4 cm plus haut que ta chaloupe va regarder le ciel quand tu pousseras le manche car le centre de carène, lui, sera toujours à la même place. Maintenant ce que j'en dis t'en faits ce que tu veux c'est ce qu'on m'a appris au cours de capitaine de 2ème classe de l'école de la marine marchande à St Malo.
Je serai néanmoins très heureux de te rencontrer et d'avoir une conversation amicale sur le sujet devant un bon demi bien frais !!!!!
A plus et sans rancune

Salut!
Sujet passionnant s'il en est!
L'expérience a démontré que c'est bien devant un demi, que les problèmes et explications deviennent plus claires.
Alors on organise ça!

le petit gars qui est en train d'astiquer la ligne de flottaison n'est pas un nain qui mesure 0.90m

D'un autre coté, il est sur un échafaudage!
Je plaisante!
Bonne journée!

ps: vivement qu'il pleuve!

Bonjour,

95% des offshores ont la chaise de l'hélice réglable. En général, on peut régler l'angle de l'axe de l'hélice. Sur certains, l'angle et la hauteur de l'axe de l'hélice sont réglables. Il y a surement une raison. Très rares sont les modèles qui fonctionnent du premier coup sans intervention sur les réglages de chaise d'hélice.
En dehors du réglage de la chaise, l'hélice a aussi une grosse influence sur la portance de l'arrière du modèle (forme , nombre de pales et inclinaison des pales).
Effectivement, si le prolongement de l'axe de poussée passe au-dessus du centre de traînée, le bateau aura tendance à planter le nez dans l'eau.
Un offshore se cabre au démarrage car le prolongement de l'axe de poussée passe sous le centre de traînée. Au fur à mesure que le bateau déjauge, le centre de traînée "baisse" dans la carène d'eau déplacée. Dons le prolongement de l'axe de poussée se rapproche du centre de traînée. Le couple de cabré diminue, le centre de gravité contribuant à l'équilibre.

Amitiés modélistes
Claude

JPA a écrit:Désolé Rookie,
Quoi qu'il en soit tu as parfaitement raison quand tu affirmes que le moment par rapport au centre de gravité est la somme des moments qui s'y appliquent, le seul problème c'est que tu ne prend pas en compte le bon centre de gravité et le seul qui doive être pris en compte dans les problèmes de résistance à l'avancement c'est le centre de gravité de la masse d'eau déplacée par la coque du navire, cela s'appelle le centre de carène. Le centre de gravité du navire dépend de l'emplacement des poids à l'intérieur de la coque et ce n'est pas parce que tu vas mettre la chaudière et la machine 4 cm plus haut que ta chaloupe va regarder le ciel quand tu pousseras le manche car le centre de carène, lui, sera toujours à la même place.

Salut,

Les infos sur le bateau, je les ai sorties de là:
http://www.voilesetvoiliers.com/fiche-technique/ship_id=27722/

Là, je ne comprends plus du tout: Nous ne sommes pas en train de travailler sur la détermination de la résistance à l'avancement, mais sur l'assiette du bateau, son équilibre en dynamique, bien sur autour de son centre de gravité... La résistance à l'avancement n'est qu'une des forces entrant en jeu.
Et le centre de carène est tout sauf "toujours à la même place". Il varie avec l'assiette du bateau. En fait, le volume de carène et son centre s'ajustent (réagissent) pour établir l'équilibre de la coque soumises à des tas de forces extérieures.
En statique, oui, élever le centre de gravité (sur une même verticale) ne changera pas le centre de carène. Mais en dynamique, les moments exercés par les différentes forces seront donc modifiés et le retour à l'équilibre impliquera un centre de carène différent.

Dans le cas simple que nous regardons, la poussée de l'hélice induit un moment tendant à enfoncer l'arrière. Le volume de carène augmente donc à l'arrière et diminue à l'avant, la somme restant à peu près constante et égale au poids du bateau. Mais du coup le centre de carène se déplace vers l'arrière, s' éloignant de la verticale du centre de gravité. La poussée d'Archimède va donc créer un contre moment tendant à relever l'arrière jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint.

C'est d'ailleurs bien ce que tu dis constater sur ton bateau. Donc pas de polémique, juste des trucs de base...

Je m'absente quelques jours nous pourrons toujours reprendre la discussion à mon retour si tu le souhaites. Et bien sur pas de rancune, y a pas de raisons...

A+,
Marcel.

Penich a écrit:Bonjour,

95% des offshores ont la chaise de l'hélice réglable. En général, on peut régler l'angle de l'axe de l'hélice. Sur certains, l'angle et la hauteur de l'axe de l'hélice sont réglables. Il y a surement une raison. Très rares sont les modèles qui fonctionnent du premier coup sans intervention sur les réglages de chaise d'hélice.
En dehors du réglage de la chaise, l'hélice a aussi une grosse influence sur la portance  de l'arrière du modèle (forme , nombre de pales et inclinaison des pales).
Effectivement, si le prolongement de l'axe de poussée passe au-dessus du centre de traînée, le bateau aura tendance à planter le nez dans l'eau.
Un offshore se cabre au démarrage car le prolongement de l'axe de poussée passe sous le centre de traînée. Au fur à mesure que le bateau déjauge, le centre de traînée "baisse" dans la carène d'eau déplacée. Dons le prolongement de l'axe de poussée se rapproche du centre de traînée. Le couple de cabré diminue, le centre de gravité contribuant à l'équilibre.

Amitiés modélistes
Claude

Comme tu le dis très justement,sur un offshore le volume de carène et le centre de carène ne jouent plus qu'un rôle infime. C'est la trainée et et les forces "planantes" versus la force de poussée qui sont fondamentales, le tout s'équilibrant avec le poids du bateau autour du centre de gravité.

Marcel.
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bonjour à tous,
moi je l'avoue je comprends plus rien  mais c'est un plaisir malgré tout de suivre le sujet, je ferai juste une remarque sur le fait de comparer un modèle de taille réel avec nos (jouets) , je suis conscient que la physique est une science avec ses règles immuables mais attention aux comparaisons,  la masse de l'ensemble joue un rôle considérable sur la tenue dans l'eau , il suffit de regarder le comportement de 2 modèles identiques dans la forme mais à une échelle différente .
cordialement
jacky

il suffit de regarder le comportement de 2 modèles identiques dans la forme mais à une échelle différente .

je dirais même plus : avec un collègue nous avons monté ensemble deux coques d'off-shore , tout était exactement semblable, et les bateaux n'avaient pas le même comportement .  Nous n'avons jamais compris pourquoi .

JPA a écrit:Salut Rookie,

Je possède un Bavaria 31 qui déplace environ 3T , dont la moitié qui sert de lest est concentré dans le bas de la quille, on peut donc estimer que le centre de gravité du bateau se trouve, sinon en dehors de la coque, du moins très près de la liaison coque/quille. Le centre de carène lui, se trouve bien à l'intérieur de la coque puisque le volume de la quille est très faible par rapport à celui de la coque. On peut donc affirmer sans se tromper que le centre de gravité se trouve bien en dessous du centre de carène.
L'axe d'hélice, lui, se trouve très proche du centre de gravité mais largement en dessous du centre de carène et bien figures-toi que quand je pousse un peu le moteur, le tableau arrière qui émerge normalement à l'arrêt se retrouve dans l'eau alors que le bateau avance sans faire pratiquement de vague.
Comment expliques-tu ce phénomène ?

je tente une explication, pour avoir eu le mm style de propultion sur un puma 24
tu a un sealdrive et pas un arbre d'hélice, l'angle de poussée et trés different , un peut comme un horsbord, se qui a pour effet d'enfoncer quelque peut le tableau arriére
l'axe de poussée de l'helice a une grande incidence sur l'assiéte en marche, voir les bateau a moteur de vitesse qui peuvent régler cette incidence