Distance d'arrêt paquebot

[inviteb209681e]

Bonjour à tous!

Voilà, je suis en fin de rhéto (équivalant de la dernière année de lycée en France) et dans le cadre de mon travail de fin d'études j'aurais besoin de calculer la distance d'arrêt d'un paquebot (sans tenir compte des frottements avec l'eau, uniquement avec l'aide de ses moteurs).

Seulement après maintes recherches je n'arrive pas à trouver comment faire (même en jouant avec toutes les formules que je connais). Je me demandais donc si cette distance pouvait être facilement calculable (en connaissant la masse, vitesse et puissance du navire) ou alors faut-il recourir à des sciences plus poussées?

Merci d'avance de votre aide!

(Pour plus de détails n'hésitez pas à me contacter!)
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[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenu au forum.
Vous ne pouvez pas calculer la distance car elle dépend d’un tas de facteurs que vous ne connaissez pas : la puissance des hélices et leur rendement, leur poussée, la traînée en fonction de la vitesse.
En plus d’autres connus, comme la masse du bateau..

Récemment il y a un bateau qui s’est arrête très vite grâce à un caillou.
Au revoir.

[invitecaafce96]

Bonjour,
Et si j'affirme , le paquebot devrait être proche de l'arrêt quand les moteurs auront fourni l'énergie 1/2 m v2 en marche arrière , est ce totalement absurde ?

[invite6dffde4c]

Bonjour Catmandou.
Non, ce n’est pas totalement absurde. Mais vous ne savez pas combien de cette énergie a été effectivement utilisée pour pousser l’eau vers l’avant.
C’est ce que je voulais dire par « rendement des hélices ».
Cordialement,

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Re.
J’ai réfléchi un peu plus.
Et oui. C’est absurde. Réfléchissons en marche avant.
L’énergie fournie aux hélices est, dans le meilleur de cas, fournie à l’eau. Mais elle n’est pas égale à celle fournie au bateau. La plus part est perdue en énergie cinétique de l’eau. Il faudrait que l’énergie cinétique fournie à l’eau soit minimale. Ou cela il vaut mieux pousser beaucoup d’eau à faible vitesse que peu d’eau à grande vitesse.
La propulsion d’un bateau ou d’un avion ressemble plus à celle d’une fusée qu’à celle d’une voiture.
A+

[SK69202]

j'aurais besoin de calculer la distance d'arrêt d'un paquebot (sans tenir compte des frottements avec l'eau, uniquement avec l'aide de ses moteurs).

Comme on néglige les frottements, tout est possible.
C'est la même distance que celle qu'il a mis à atteindre la vitesse au moment du début de la manoeuvre d'arrêt.

Dans le monde réel, le paquebot ou tout autre navire, s'arrête beaucoup plus vite qu'il accélère.

[calculair]

bonjour
tu dis "C'est la même distance que celle qu'il a mis à atteindre la vitesse au moment du début de la manoeuvre d'arrêt."
C'est une approximation cat le rendement des hélices en marche arrière est moins bon
Pour faire le calcul , il faudrait savoir ce que tu connais des spécifications du navire

A minima connaitre masse du navire, sa vitesse la force de traction arrière des hélices

Comme on néglige les frottements, tout est possible.
C'est la même distance que celle qu'il a mis à atteindre la vitesse au moment du début de la manoeuvre d'arrêt.

Dans le monde réel, le paquebot ou tout autre navire, s'arrête beaucoup plus vite qu'il accélère.

[inviteb209681e]

Et bien et bien... Merci à tous pour vos réponses
J'ai su malgré tout ESTIMER une distance, elle vaut se qu'elle vaut mais bon... Comme vous l'avez avancé je considère que toute l'énergie est transmise au navire alors qu'une bonne partie est en réalité perdue...
CI-joint vous pouvez toujours trouver mes calculs! calculDistanceFreinage.pdf
Merci à tous!

[calculair]

Bonjour LPFR,

Je ne connais pas le rendement d'une hélice de bateau. Pour une hélice d'avion ce rendement est de l'ordre de 80 % Rend = energie avion / énergie motrice ( au poiint de rendement maxi )

Ce rendement varie avec la vitesse Rend = 0 si l'avuion en point fixe

Re.
J’ai réfléchi un peu plus.
Et oui. C’est absurde. Réfléchissons en marche avant.
L’énergie fournie aux hélices est, dans le meilleur de cas, fournie à l’eau. Mais elle n’est pas égale à celle fournie au bateau. La plus part est perdue en énergie cinétique de l’eau. Il faudrait que l’énergie cinétique fournie à l’eau soit minimale. Ou cela il vaut mieux pousser beaucoup d’eau à faible vitesse que peu d’eau à grande vitesse.
La propulsion d’un bateau ou d’un avion ressemble plus à celle d’une fusée qu’à celle d’une voiture.
A+

[invite6dffde4c]

Re.
Ça me gêne.
J’ai du mal à avaler que l’énergie de l’air poussé en arrière (1/2 mV²) ne soit que 20% de l’énergie totale.
A+

[invite6dffde4c]

Et bien et bien... Merci à tous pour vos réponses
J'ai su malgré tout ESTIMER une distance, elle vaut se qu'elle vaut mais bon... Comme vous l'avez avancé je considère que toute l'énergie est transmise au navire alors qu'une bonne partie est en réalité perdue...
CI-joint vous pouvez toujours trouver mes calculs! Pièce jointe 336205
Merci à tous!

Re.
Comme vous dites, elle vaut ce qu’elle vaut : pas grand chose.
Comme j’ai déjà expliqué à Catmandou, l’hypothèse que pour arrêter le navire il faille fournir à l’eau la même énergie que celle du navire, et totalement fausse.
A+

[antek]

Dans le monde réel, le paquebot ou tout autre navire, s'arrête beaucoup plus vite qu'il accélère.

L'hélice est pourtant plus efficace en marche avant qu'en marche arrière.

[albanxiii]

CI-joint vous pouvez toujours trouver mes calculs! Pièce jointe 336205

Il y a beaucoup de chiffres significatifs pour une estimation d'ordre de grandeur.

[invite0bbe92c0]

Accessoirement l'énoncé est imprécis : ce qui est réclamé ici est la distance dite de "crash stop" (distance minimale d'arrêt en admettant la possibilité de dégâts au système de propulsion).

[calculair]

Bonjour LPFR,

Pour ce qui concerne les hélices d'avion mon document de référence est le rapport N°640 du NACA.

Voir :http://naca.central.cranfield.ac.uk/...report-640.pdf

page 550

Bien cordialement

Re.
Ça me gêne.
J’ai du mal à avaler que l’énergie de l’air poussé en arrière (1/2 mV²) ne soit que 20% de l’énergie totale.
A+

[inviteb209681e]

Je précise que certaines donnés (la vitesse par exemple) me sont imposées, concernant la valeur de mon calcul, peut être ne vaut elle pas grand chose mais la distance de freinage me semble quand même acceptable (dans le bon ordre de grandeur du moins).

[Jaunin]

Bonjour,
Pour informations.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.lesaviezvous.net/sciences...-km-avant.html

http://www.shf-lhb.org/articles/lhb/...lhb1977035.pdf

http://www.leressac.com/navigation/m...rtie-du-navire

[SK69202]

tu dis "C'est la même distance que celle qu'il a mis à atteindre la vitesse au moment du début de la manoeuvre d'arrêt."
C'est une approximation cat le rendement des hélices en marche arrière est moins bon

L'hélice est pourtant plus efficace en marche avant qu'en marche arrière.

On est dans le monde sans frottement, ça aide les hélices à travailler parfaitement et dans le monde réel le Voigh-Schneider se moque de l'orientation de la poussée.

Ce n'est pas le sujet,mais pour arrêter rapidement un navire, mettre les hélices en marche arrière n'est pas forcément la méthode la plus efficace.
Avec les propulsions électrique, mettre le moteur en générateur (mef à l'usine électrique) peut être plus efficace, là on retrouve le rendement d'hélice.

Des commandants savent arrêter une masse de près de 500 000 tonnes à 30km/h en moins de deux kilomètres la limitation vient des efforts sur la mèche d'étambot, en clair ils l'arrêtent en dérapant, pour présenter plusieurs centaines de mètres carrés de carène à l'avancement.
Avec les propulseurs azimutaux, les options sont variées, j'ai vu plusieurs configuration, la
meilleurs étant celle du pilote automatique. Pod en travers pour maximiser les frottements, moteurs en générateurs, puis demi-tour dès que la vitesse est compatible et remontée à Pmax de marche arrière, la barre en acier de 200m qui vibre vous dit que l'on freine fort !

Avec 40MW sur deux lignes d'arbre à pas variable et à peine 8000T, c'est aussi très sportif, surtout que l'on commence la manœuvre à près de 55km/h

Ce n'est fait qu'aux essais de neuvage et aux visites de classe ou de pavillon, c'est quand même stressant sur la mécanique. Si on doit le faire en service, c'est que l'on a pas était un bon marin avant (ne pas se mettre dans la M....).