le mat = anti-derive ?

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regis-de-giens
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le mat = anti-derive ?

Message par regis-de-giens » mar. 26 mars 2019 15:51

Je reporte ici un sujet demarre' sur le kiteboat mais qui vaut son propore titre :

Est-ce que le mat d'un kitefoil participe de facon significative a l'anti derive d'un kitefoil (sous le vent comme en planche a voile classique ou quillard); Je pense que non a priori, voici un extrait de la question initiale :
regis-de-giens a écrit :
mer. 6 févr. 2019 15:35
Je pense que il n'y aura pas de manque de plan antiderive , je vais essayer d'illustrer mon avis sans être trop lourdingue ;

en intro, je dirais que intuitivement on doit avoir tres peu ou pas d'effort anti-derive du mat, ca serait complètement instable en roulis des que tu passes une vagues ou si tu fais varier ton altitude de navigation: le couple de cet anti-derive serait trop variable/ingerable et ferait basculer le bateau a la moindre vague (c'est mon avis).

Maintenant si on y met un peu de physique:

Au pire si tu te mets proche du centre du bateau (peu ou pas de rappel), en imaginant qui tu tiens ton mat sur un diabolo comme en planche a voile; tu te retrouves dans un cas similaire au kitefoil strapless, et alors :

- en strapless, pour ne pas basculer ou glisser, il ne faut pas que tes pieds transmettent un couple a la planche (cad la somme des efforts de gravité et de l'aile sont alignés a l'axe du mat
Image
- si tu te mets du point de vue de l'aile de foil , elle voit 2 efforts: l'effet transmis par tes jambes et l'éventuel effort de plan anti-derive du mat s'il existe; or elle est a l'équilibre donc la somme des couples doit être nulle ; le couple venant des pieds est nul ; donc le couple vent du plan anti-derive est forcement nul ; puisque l'effort anti-derive serait principalement perpendiculaire au mat, il devrait générer un couple ; or pas de couple possible = pas d'effort anti-derive venant du mat .
- en fait l'ensemble de l'effort anti-derive est pris par l'aile porteuse seulement, qui par sa contre-gite, a une résultante verticale vers le haut (qui reprends le poids du rider), et une résultante horizontale vers le vent (qui agit en effort anti-derive); le mat ne sert a rien (sauf structurellement a tenir l'aile) ; voir meme il crée de la trainée inutile, d'ou l'intérêt de foiler le plus haut possible pour diminuer la surface qui frotte dans l'eau.

Maintenant si tu souhaite te déplacer légèrement au vent sur ton bateau (au "rappel" pour ceux a qui ca parle), la ton bateau peut se redresser un peu de sa contre-gite,
Image
alors un léger effort anti-derive peut être imaginé venant du mat du foil tout en restant équilibré; mais meme s'il y en avait, a mon sens ca ne peut que améliorer le plan anti-derive détaillé au cas plus haut, qui est deja excellent sans cette participation du mat, on le sait sur un kitefoil.

Mais je crois que meme dans ce cas la, il y a peu de participation du mat, et au pire tu foiles tres haut sur ton optimiste, donc mat en l'air, et tu retombes sur le cas du bon cap en kitefoil.

J'ai fait un test la semaine derniere pour essayer d'estimer ca : pieds hors straps (donc stance tres reduit puisque j'ai des straps, peu importe), tous les 2 perpendiculaires au deplacement ;

Resultat : lorsque les pieds sont piles centres' longitudinalement (peu importe le stance donc), j'ai une pression equilibre'e entre mon talon et mes orteils ; cela varie peut-etre un peu avec le cap (peut etre legerement plus de pression talon au pres, mais rien de sur, c'etait tres leger); Il me semble que ca confirme que tres peu d'efforts passent en lateral par le mat, sinon ils impliqueraient un couple qui ferait basculer le fuselage au vent et le rider sous le vent lorsque strapless dans cete vonfig "symetrique" par rapport a l'axe longitudinal.
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Re: le mat = anti-derive ?

Message par balboxl » mar. 26 mars 2019 16:42

Tu dois pouvoir l'utiliser comme anti-dérive, mais ça doit être casse-gueule. Genre tu navigues planche horizontale, mais en capant... C'est ce que font les planchous en foil d'ailleurs. Je pense que s'ils inclinent leur planche, le fait que le foil soit tout à l'arrière, et le reste de la planche soit à l'avant, fait que ça va s'incliner, et planter... Cette navigation à plat pose d'ailleurs le problème que la force verticale sur les ailes du foil reste toujours la même (le poids du rider), voir diminue quand la vitesse augmente (une partie du poids du rider est reprise par sa voile). Et si la vitesse augmente, la portance du foil augmente si l'on reste à même incidence. Donc dès que leur vitesse augemente, il faut qu'ils réduisent l'incidence de leur foil.
Ou dit autrement, comme la plage d'incidence est limitée, ils ont une plage de vitesses possibles très limitée.
Dit encore autrement, ils se traînent la teub'.

En kitefoil, je pense qu'en transitoire (changement de cap), le mât va développer de l'anti-dérive. Par exemple quand tu es en downwind, planche horizontale, et fais des S, plus en se servant du lacet, que du roulis...

Je n'arrive pas à trouver un moyen permettant d'être sûr que le mât ne serve pas à l'anti-dérive, à part intégrer des capteurs de pression statique de chaque côté... Ah tiens, si, on pourrait avoir un mât cylindrique, et une enveloppe profilée, pivotante, avec le mât au centre... On pourrait faire des nav en laissant libre l'enveloppe, et en la verrouillant, et voir s'il y a une différence... Mais je n'arrive pas vraiment non plus à voir où est le problème, et ce qu'il y aurait à améliorer de ce côté-là...
Disons qu'en tout cas, d'un point de vue design, le critère de sélection du profil du mât d'un foil, c'est de minimiser la traînée, pour une épaisseur donnée (l'épaisseur donnant directement la raideur, à matériau égal). Le tout pour des plages d'incidence faibles (quelques degrés). Pas de critère de finesse (au sens portance / traînée), juste minimiser la taînée.
Et ça, ça tombe bien, minimser la traînée d'un corps se déplaçant dans un milieu, c'est des études qui ont déjà été menées pour d'autres problématiques, pour des industries avec bien plus de moyens.

Exemple :
trainee-profils.jpg
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Re: le mat = anti-derive ?

Message par regis-de-giens » mer. 27 mars 2019 04:38

balboxl a écrit :
mar. 26 mars 2019 16:42
Disons qu'en tout cas, d'un point de vue design, le critère de sélection du profil du mât d'un foil, c'est de minimiser la traînée, pour une épaisseur donnée (l'épaisseur donnant directement la raideur, à matériau égal). Le tout pour des plages d'incidence faibles (quelques degrés).
Yes. Avec une remarque de coupeur de cheveux en 4: Épaisseur à pondérer légèrement avec la corde pour une rigidité équivalente. D'ailleurs je ne sais pas si c est volontaire sur le schema mais il me se semble que les differents designs que tu montres en tiennent compte (les ailes courtes ont besoin d une epaisseur Legerement plus grosse)
balboxl a écrit :
mar. 26 mars 2019 16:42
En kitefoil, je pense qu'en transitoire (changement de cap), le mât va développer de l'anti-dérive. Par exemple quand tu es en downwind, planche horizontale, et fais des S, plus en se servant du lacet, que du roulis...
Oui sûrement qu' il prendra un effort de poussée latérale durant ce move très court et ponctuel. Même si je pense que à ce moment le mat rempli plus une fonction de safran pour forcer la rotation que d anti-derive . Je pense que l effort reste faible malgré tout et n est pas désignant structurellement. Effectivement difficile à mesurer.
balboxl a écrit :
mar. 26 mars 2019 16:42
Tu dois pouvoir l'utiliser comme anti-dérive, mais ça doit être casse-gueule. Genre tu navigues planche horizontale, mais en capant...
Peut être oui. J'essayerais si je le sens (strapless mais "déporté " au vent , ....pour limiter les blessures)
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Re: le mat = anti-derive ?

Message par balboxl » mer. 27 mars 2019 13:24

Tout d'accord.

Si l'approche dimensionnement du mât t'intéresse, celui qui détaillait le plus son approche (de ce que j'ai lu), c'était la personne qui a monté le projet Cedrus (mât carbone creux, et 2 demi-coquilles, et avec BA et BF rapportés) :
https://projectcedrus.com/
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Re: le mat = anti-derive ?

Message par sms-kite » jeu. 28 mars 2019 14:37

Salut,

Je donne mon avis a 2 ronds parce que les réponses m’intéressent

Je pense que le mats a un effet, même si j'ai du mal a expliquer vraiment a quoi ça peut bien servir.
Je ne pense pas que ce soit d’ailleurs vraiment un antiderive au sens strict du terme, mais je dirai un effet de portance (dans un sens ou dans l'autre)
Je pense que la poussée de l'aile avant correspond a ce que l'on appellerai un effet antidérive (c'est a dire qu'il empêche de partir sous le vent) un effet de contre en quelque sorte. Mais a mon avis le mat joue un rôle dans l'équilibre général. Je dis ça car quand le cap, donc mat a 45° de l'eau vue de face par exemple. Je suis (presque) stable. Par contre quand je fait un bord sous le vent, donc mat plus ou moins perpendiculaire a l'eau, alors la je ne suis vraiment plus stable.
Donc j'en conclue 2 choses, c'est soit:
1-Quand je n'ai pas besoin de l'antiderive je ne suis pas stable
2-Quand je suis avec le mat en position vertical, je ne suis pas stable

On sait aussi que les "pro" qui ride les bords abattu avec de l'angle sur l'eau sont clairement stable.

Y a aussi un point particulier, si les mats n'ont pas d'appuis, alors on ne se quicherait pas dès qu'ils ventilent. On ne peut vraisemblablement pas être déséquilibré par un la disparition d'un force inexistante.

Donc en fait je pense que équilibre est fait sur 3 points en foil
point 1 le centre de portant de l'aile avant
point 2 le centre de portance du stab
point 3 le centre de portance du mat (donc variable en fonction de la hauteur sur l'eau)

L'équilibre du point 1 et 2 participe l'antiderive mais le point 3 participe a l’équilibre général et au pilotage. Notamment régler l’altitude de nav au cap. Et si j'arrivai me caler au portant, je pourrai aussi régler l’altitude en abattu ce qui serait surement plus confortable que d'essayer de régler ça juste en appuie avant arrière... Mais il faut arriver a le rentrer

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Re: le mat = anti-derive ?

Message par balboxl » jeu. 28 mars 2019 18:11

sms-kite a écrit :
jeu. 28 mars 2019 14:37
ça car quand le cap, donc mat a 45° de l'eau vue de face par exemple. Je suis (presque) stable. Par contre quand je fait un bord sous le vent, donc mat plus ou moins perpendiculaire a l'eau, alors la je ne suis vraiment plus stable.
Salut,

Pour moi, ça s'explique car tu as plus de charge dans l'aile du foil quand tu es incliné, donc plus forte incidence, qu'en quand tu es droit comme un I dessus, donc avec juste ton poids qui repose dessus, donc très faible incidence. Et de plus, quand tu es incliné, tu peux t'appuyer sur la barre, avec de la tension dans les lignes, ce qui n'est pas le cas quand tu es aile limite détendue, au grand largue droit comme un I.
sms-kite a écrit :
jeu. 28 mars 2019 14:37
Y a aussi un point particulier, si les mats n'ont pas d'appuis, alors on ne se quicherait pas dès qu'ils ventilent. On ne peut vraisemblablement pas être déséquilibré par un la disparition d'un force inexistante.


Une autre manière de voir le truc, serait que s'il ne ventile que d'un côté, et qu'il y a un écoulement sur la face opposée, alors le mât va créer de la portance, et cela va déséquilibrer.

Après, tu vas me dire, pourquoi il ventile, s'il est à incidence 0 en normal ? Bah, car une vague ferait qu'il ne serait plus à incidence 0, pile à ce moment...

Gurval avait développé des autocollants en 3D ("spiiid" de mémoire), à installer sur des profils, pour créer des vortex, décoller des couches limites,... Ça serait intéressant d'en coller sur un mât.
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Re: le mat = anti-derive ?

Message par ribore » jeu. 28 mars 2019 20:14

Juste une question : il y a combien de cm2 de mat dans l'eau ..?(à fortiori en "surface projetée" quand il est incliné à 45°...)
Vu de loin, je dirai pas beaucoup, surtout quand ça vole (sans compter qu'elle est "sous le flot" de l'aile !)... donc même si la vitesse augmente l'efficacité d'une "dérive", je ne pense pas qu'elle fasse des miracles, surtout si on compare avec la surface projetée de l'aile (par ailleurs "profilée")... ou même du stab.
C'est pas parce que je n'y arrive pas que je suis drôle, c'est parce que je tente d'être drôle que je n'y arrive pas ;-)

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Re: le mat = anti-derive ?

Message par sms-kite » ven. 29 mars 2019 09:47

Salut,

Je pense qu'il serait logique de dire qu'en moyenne on navigue a 1/2 hauteur de mat

Comme ça en cas de vague / clapot tu es entre la touchette et la sortie de foil. Quand j'avais un mat de 80 avec une aile de forte envergure, je devais rester pil poil a une hauteur précise.

Si l'on par du principe d'un mat de 90 par 12cm de corde ça ferait une 1/2 surface de 540cm², ce qui est du même ordre de grandeur qu'une aile avant tout de même.

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Re: le mat = anti-derive ?

Message par sms-kite » ven. 29 mars 2019 09:53

SAlut
balboxl a écrit :
jeu. 28 mars 2019 18:11
Pour moi, ça s'explique car tu as plus de charge dans l'aile du foil quand tu es incliné, donc plus forte incidence, qu'en quand tu es droit comme un I dessus, donc avec juste ton poids qui repose dessus, donc très faible incidence. Et de plus, quand tu es incliné, tu peux t'appuyer sur la barre, avec de la tension dans les lignes, ce qui n'est pas le cas quand tu es aile limite détendue, au grand largue droit comme un I.
Le truc c'est que si tu essayes d'aligner tes jambes et le mat dans une droite tu verras que c'est très inconfortable.... Quand je voie des foileux, j'ai quand même l'impression qu'ils sont au "rappel" de la board. Un peu comme en moth. Plus d'angle bien sur, mais loin d'un alignement parfait (qui laisserai sous entendre que tu ne pousses que sur les ailes)

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Re: le mat = anti-derive ?

Message par regis-de-giens » ven. 29 mars 2019 12:34

Cool comme discussion :-)
Je suis ok qu' ils sont au rappel en race. Mais c est la traction du kite qui impose cela, ça ne va pas contre l hypothèse de zéro effet du mat: le kite tire en avant, le rider est en rappel en arrière pour compenser, mais c est pas pour autant qu il "se rattrape " par les draps pour compenser un couple du lat, pas forcément de force anti dérive donc. C est vrai que le pied avant est au vent de l axe de la planche. Mais peut être que l enfoncement du pied arrière le compense ? Il faudrait des jauges de pressions au pieds. Moi perso pieds sur l axe ne me semble pas inconfortable (mais j engage peu à ce moment car Stance très réduit pour sortir des draps).

Ok avec balboxl sur l équilibre à 45 degrés. Pour le dire d une autre maniere: quand on débuté, on se sert de la traction du kite (variable à souhait et à la demande en bordant ou choquant) pour maintenir son CG au dessus du foil. Si tu abats, faible traction du kite, aile qui réagit moins bien au bondage, donc équilibre plus difficile.

Le mat qui gentille peut fourre à l eau soit par instabilité droite/gauche de l écoulement autour du mat, soit par augmentation instantanée de sa trainée qui fait "croche-pate".

Le principal argument pratique et non théorique est que on est très stable dans le capot sans se soucier de compenser quoi que ce soit si le mat est alternativement plus ou moins sous la surface. Or l effort anti dérive devrait varier énormément (De 0 à 100 %) s il existait...
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