Force exercée par la voile

Bonjour,

Je cherche à estimer la force exercée par une voile (simplifions en ne prenant qu'une GV seule ou un catboat).
Quels sont les paramètres et la formule les utilisant ? Je ne suis peut-être pas assez précis dans ma demande.
Merci pour votre aide.

Cordialement

JJB

L'équipage
07 fév. 2008
07 fév. 2008
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La tu trouvera ton bonheur
www.mecaflux.com[...]ile.htm

Mais ne me demande pas de t'expliquer d'autres sont plus aptes à cela.

07 fév. 2008
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Ca dépend effectivement sur quoi tu tires ...
Traction sur la drisse ? le point d'amurre ? l'écoute ? poussée vélique ?

J'avais entendu parler de la valeur de 45 kg au m² pour la poussée vélique au meilleur rendement de la voile. Mais cette donnée ne veut pas dire grand chose, puisqu'elle doit copieusement varier selon l'allure.

Pour la drisse, faire la part entre les frottements de la ralingue et la traction de la voile ne doit pas être trés évident.

Pour l'écoute, je prends l'exemple d'Erendil, un palan 6 brins me suffit pour border archi plat une voile full batten de 32 m². Alors disont que je tire une trentaine de kg, avec 6 brins, cela fait genre 200 kg, soit encore une dizaine de kg au m².

Mais là encore, cela dépend des circonstances. La tension constante est une chose, la beigne prise par le chariot lors d'un empennage foireux doit être bien autre...

Jacques

07 fév. 2008
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Voir aussi
www.harken.fr[...]rts.pdf

Très clair...

07 fév. 2008
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Merci
Merci à tous pour votre aide. C'est ce que je recherchais : un ordre de grandeur uniquement afin de pouvoir estimer les efforts sur mon mât non haubanné ainsi que sur le point d'écoute.

Cordialement

JJB

07 fév. 2008
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La pression du vent sur les voiles
... n'est pas la seule contrainte à prendre en compte pour un mât.
Il y a d'autres qui peuvent être dimensionnantes : effets dynamiques liées aux mouvements du bateau ou au faseyement des voiles, efforts sur le vit-de-mulet, forces exercés par les manoeuvres (drisses, hale-bas), tension de la chute, etc ... Sans compter qu'on peut être amené à faire gîter complètement le bateau en le tirant par la tête de mât (coup de lof sous spi ou pour déséchouer, par exemple).

Pour le point d'écoute, un empannage peut causer des contraintes supérieures à celles d'une voile bordée à plat.

Bref, c'est juste pour dire que le dimensionnement ne se réduit pas à multiplier une pression par une surface et par un cosinus ...

07 fév. 2008
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Ordre de grandeur
Amha, même un ordre de grandeur est très complexe à estimer

Au point d'écoute, ça va encore, tu demandes d'aller faire un tour sur un bateau qui a une surface de GV équivalente à la tienne ou à celle que tu projettes d'avoir, tu prends un dynamomètre et tu tires avec celui-ci au point d'écoute (ou sur l'écoute en tenant compte de la démultiplication du palan).

Pour le mât, les forces exercées doivent être très (je dirais même excessivement) différentes suivant les allures, la hauteur à laquelle la force s'applique et sa direction. Tout ça en tenant compte de la répartition de ces forces venant de la voile sur le guindant... :-(

07 fév. 2008
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Force vélique
F=KSVVsinus i
(K coefficient très variable dépendant du tissu)(s=surface de la voile en mètre-carrés)(V=vitesse du vent en mètre par seconde)(i=angle d'incidence entre la direction du vent et le bord d'attaque de la voile en limite de fassèyement)
attention F= force en Newton

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calculer à l'envers
En fait, le vent va exercer une force sur la voile, et celle-ci va faire gîter le bateau, diminuant ainsi la force.
comme c'est la force transversale qui fait gîter, le moment inclinant de la composante transversale de la force est égale au moment de redressement du bateau telo que lu sur une courbe GZ.
Cela est une donnée de base du design.
Selon l'angle de la bôme, on obtient aisément la force totale sur la voile (normale au plan de la voile).
le mat doit être dimensionné pour résister à un vent qui couche le bateau à plat.
Bon, c'est un brin confus mais c'est fin de journée.

07 fév. 2008
0

pression

Pression dynamique moyenne (kg/m2)

F3 = 1.2
F4 = 2.9
F5 = 5.4
F6 = 9.5
F7 = 15.2
F8 = 22.8
F9 = 32.2
F10= 44.2
F11= 54.7

Donc reste à connaitre la surface exposées des voiles.

josé

07 fév. 2008
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calypso : dans quel régime de flux vélique ?
Tes données sont relevées au portant ou en flux laminaire ?
Si c'est en flux laminaire, avec quel % de creux de voile ?
etc...

07 fév. 2008
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Eh beh
J'étais pas si mauvais, avec mon estimation à 10 kg/m²....

Cela correspond à un F6...

Jacques

07 fév. 2008
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De quelle force parles-tu ?
De la force exercée par le vent sur le plan de voilure ?

De la résultante dans l'axe du bateau de la force exercée par le vent sur le plan de voilure ?

De la force exercée en un point particulier de la voile (amure, écoute, guindant etc...) ?

Dans quel type de flux vélique ?

Précise peut être un peu la question.

07 fév. 2008
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PYM
Bonsoir,

Merci encore pour toutes ces réponses.

A l'attention de PYM :
Je cherchais uniquement une indication pour estimer, pour une voile triangulaire de 16 m2 avec (environ) un guindant de 7,60 et une chute de 7,40 et une bordure de 4m les forces exercées : au point d'écoute et le long du mât en fonction de la vitesse du vent en considérant que la voile est perpendiculaire au vent et que le bateau ne gite pas ...

Cordialement

JJB

07 fév. 2008
0

Erreur
Ce n'est pas qd le vent est perpendiculaire à la GV que l'effort sur les tissus est la plus forte.
Relis notre bon vieux Manfred Curry (ou demande à Goud, j'ai essayé dans le passé de lui expliquer..).

AMHA

RV

08 fév. 2008
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Guindant plus long que chute ?
Pauvre Pythagore !

Bon, sans rire (je suppose que c'est une faute de frappe), une force "le long du mât" ne veut rien dire.

Rappelle-toi qu'une force a 3 caractéristiques : un point d'application, une grandeur et une direction.

08 fév. 2008
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simplement

il s'agit simplement de la force exercée par le vent sur une surface projetée ,une voile,un mat,un roof.

Cette pression est une pression moyenne relevée à 10m de hauteur.

Cette force s'excerce sur le Centre de Gravité de la voile ( GV)et est reparti pour parti sur le mat et pour l'autre parti sur l'écoute.Ces forces sont inversement proportionnel à la distance entre de CDG et le mat ou l'écoute.

josé

08 fév. 2008
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comme dit hervé,
la force que le vent exerce quand il est perpendiculaire à la voile est loin d'être la plus grande que le mat aura à supporter.
Vous aurez remarqué que mon raisonnement basé sur la stabilité n'est pas valable au vent arrière, alors que le vent est normal à la voile et que la résistance à l'inclinaison est maximale.
La plus grande force exercée sera fort probablement à l'angle qui donne la meilleure vitesse sur la polaire, soit le près pas trop serré. 0 ce moment, l'effort sur le mat est égal à celui qui correspond au bras redressant, AUGMENTE en fonction de l'angle entre la voile et l'axe du bateau.

Pour info, quand vous demandez à un gréeur de calculer un mat, il vous demande d'abord le GM du bateau

08 fév. 2008
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tout ça

c'est bien difficile à dire .determiner les efforts sur un mat à travers les voiles me parait un peu court.

Un bateau sans voile qui sanci ou qui fait un tour complet la mature doit surement bien d'avantage morflé.

josé

09 fév. 2008
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la demande du greeur : Kiwi

ne doit pas avoir beaucoup d'echoc.

Qui connait le GM de son bateau? personne.

josé

09 fév. 2008
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kiwi

peux tu expliquer comment tu trouves le GM avec quelques potes?

josé

09 fév. 2008
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ok

d'accord j'ai compris je connais ce genre de calcul.

J'étais curieux de savoir comment on fait sur nos petits bateaux .J'ai entendu dire que l'on tirait avec un dynanometre sur un point de la mature ce qui permettait de verifier si l'effort obtenu correspondait bien aux previsions.

josé

09 fév. 2008
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ben si, justement
en général, c'est l'architecte ou le constructeur qui s'adresse au gréeur.
si un particulier contacte un (bon) gréeur pour un modèle connu, ce dernier a les données.
Pour un modèle inconnu, le gréeur va proceder par équivallence ou faire faire le calcul.
connaitre le GM de son bateau, ça prend à peu près une heure de boulot avec quelques potes.

09 fév. 2008
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au moyen
d'une épreuve de stabilité.
on déplace des poids (les potes) à bord et on mesure l'effet sur la gîte.
Quelques formules et on obtient le GM

Si j'ai le temps, j'essayerai de mettre qqs pages en ligne ce soir

08 fév. 2008
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pas simple
Au point d'écoute on pourait dire que la force n'est limitée que par la puissance du Winch et de l'équipier à la maneuvre. A la limite on peut tout casser mème par vent nul si on à un gros gorille à l'écoute . :-D

08 fév. 2008
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Merci mais, ...
Bonsoir,

Merci à tous mais ma question NE concerne PAS le bateau en navigation.
La voile est sur un mât, disons planté dans le sol et elle est perpendiculaire au vent retenue au point d'écoute, c'est ça l'hypothèse.

Pour PIRCARRE : et oui ce n'est pas une erreur : toutes les voiles ne font pas un angle droit entre le mât et la bordure !!! On peut avoir un guindant plus grand qu'une chute : simplement la bordure n'est pas horizontale (à la quête près) mais remonte sur l'arrière.

Cordialement

JJB

08 fév. 2008
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Pas que
Le mât peut aussi être incliné vers l'arrière ou il peut s'agir d'un gréement exotique ou ancien, ou etc...

08 fév. 2008
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et la vtesse dubateau

faut pas deduire la vitesse du bateau peu rtre sur un cata moinsde pression sur le matos non??

09 fév. 2008
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Mwouais...
bon, be si ce n'est pas pour un bateau, il y a les facteurs exprimés plus haut, et assez de logiciels freeware en anglais (ils sont friands de la chose)...
mais est-ce bien le bon forum?

09 fév. 2008
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C'est bien pour un bateau
Bonjour kiwi,

C'est bien pour un bateau mais j'essais d'expliquer, par un exemple imagé, les conditions dans lesquelles je voulais faire ces calculs.

Je profite de ce dernier message pour remercier de nouveau ceux qui m'ont fourni des réponses simples et utiles.

Cordialement

JJB

09 fév. 2008
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pour dimensionner un mat
on ne s'occupe pas des voiles .

On part du moment de redressement et de la géométrie du gréement .

09 fév. 2008
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oui d'accord

mais pourquoi prend on le moment de redressement

et pas l'age du capitaine?

josé

09 fév. 2008
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passeque !....
quand un bateau est sur le point de couler, l'age du capitaine n'a pas grande importance .
Et, à vrai dire, plus il est vieux, plus tout le monde s'en fout .
C'est un vieux qui vous le dit .
Mais, si il faut faire un choix : périr à la barre ou démâter, kesstupréfer .

09 fév. 2008
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Bonsoir Alien
Bonsoir Alien,

Mais je ne veux pas dimensionner un mât je veux juste calculer les forces dans les conditions décrites ci-avant.
L'architecte a dimensionné mon mât et j'ai même rajouté une louche.

De toute façon avec les réponses qui précèdent j'ai trouvé mon bonheur et je remercie tous les généreux donnateurs.

Cordialement

JJB

09 fév. 2008
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ç'a n'a aucun intérêt
et c'est pt'êt la louche qui tue .
Il n'y a pas ou presque de limite à la force :
F = (0,5xRo/2g) x Cl x S x v²
Quelles valeurs de v et de Cl .
Quand le mat est à l'horizontale, c'est nul !

Chacun est libre de se suiscider comme il veut .

:-p

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