char muni d'une hélice 2.8 fois plus vite que le vent

[invitef7884487]

Bonjour Zozo.
Un mot sur les voiliers et leurs performances (qu’ils soient bateau ou char) Une voile c’est une aile d’avion qui à une portance quand l’air se déplace dans le bon sens et avec la bonne direction. Cette portance communique au mobile une force de propulsion. Il se trouve du fait du déplacement, que l’aile voit, dans des conditions particulières, un vent relatif sur son profil qui est plus grand que le vent réel. Ce n’est rien d’autre qu’une composition vectorielle du vent réel et du vent vitesse.
Alors il est bien évident que le bateau est pour quelque chose dans cette augmentation du vent, puisque c’est sa vitesse et sa direction qui fait changer la direction du vent et changer l’énergie qui est communiquée à la voile. Est-ce que ça viendrait à l’idée de quelqu’un d’énoncé que ce surplus d’énergie est fabriquée par la coque, qui se traîne comme elle peut, dans de l’eau qui fait tout pour limiter son mouvement ?
Ce serait tout de même difficile à avaler ce truc là !
Alors pourquoi si c’est une voile qui récupère de l’énergie, il est évident pour tous que la coque ne pas crée de l’énergie, si je change le nom de la voile et que je l’appelle un ‘’shmurtz’’ il pourrait en être autrement ? Que je mette n’importe quoi sur mon bateau la coque ne pourra jamais me crée d’énergie, elle ne pourra que m’en absorber si elle se déplace.
Maintenant tu enlèves la flotte et tu mets des roues à ton bateau, tu crois vraiment que tu viens de créer une source d’énergie ?

Sur un bateau le vent relatif est imposé par le gouvernail qui donne une direction particulière au vent. Sur notre char, le vent apparent sur l’hélice est imposé par l’accouplement qui donne une vitesse particulière au vent. Dans aucun des cas le mobile ne fourni de l’énergie que tu mettes absolument n’importe quoi sur ton mobile (ou n’importe où du reste pourvu que les 2 soit lié ensemble d’une manière ou d’une autre) un kite-surf à un parachute un peu bizarre à 30m de sa coque et ça file plus vite que le vent ( le record est à 51 nœuds pour eux).
Si tu mets des roues à ces engins là tu arrives à 203 km/h ! Pas mal non ! (R. Jenkings en 2009) Les 90km/h sur l’eau sont loin derrière ! C’est évident que les roues y sont pour quelque chose, mais seulement parce que leurs résistances à l’avancement sont infiniment plus faible que la traînée d’une coque dans l’eau, pas parce qu’elles fourniraient une quelconque énergie à la voile.

Il faut absolument arrêter de croire au miracle, il n’y en a aucun dans cette affaire.

Pour le modèle réduit sur le tapis roulant : l’énergie vient des roues, pas de l’hélice, et l’énergie prélevée sur le moteur du tapis roulant est égale à celle absorbée par l’hélice plus les pertes diverses.
Dans le char c’est le vent la source d’énergie, le sol n’a aucun moteur pour le faire bouger., il ne peut rien fournir aux roues.
-----

[Tropique]

Tropique
Si K est vraiment défini comme le rapport entre les vitesses du char et du vent, tu peux faire tous les ronds de jambe que tu voudras si V1/V2 = 1 ça veut dire que v2 = v1 et rien d’autre ! Il n’y a là-dedans aucun cas particulier ni aucune exception possible.
Pour la puissance qui vient des roues j’abandonne ! C’est un non sens physique complet !
Qu’est qui fait avancer le char ? Les roues ! Et qu’est-ce qui fait tourner les roues ? l’hélice ! et qu’est-ce qui fait tourner l’hélice ? Les roues !!! Bon bin si vous y tenez !.

Il y a différentes manières de voir et d'interpréter les choses, mais fondamentalement, c'est correct, c'est en me basant là-dessus que j'ai créé un modèle électrique, très simple, et qui semble tenir la route: il ne sait pas y avoir "d'aranaque cachée", puissance et énergie dans le domaine mécanique restent puissance et énergie dans le domaine électrique, et le simulateur garantit par un checksum la conservation de l'énergie.
Je me suis amusé à créer une petite énigme en science ludique en me basant sur le même principe, mais simplifié:
http://forums.futura-sciences.com/sc...r-magique.html
Malgré la simplicité du problème, personne n'est encore parvenu à répondre, ce qui tendrait à montrer qu'il y a une sorte de "blocage mental" avec ces notions.

Verdifre
Pour moi, il n'y a pas de valeurs particulières K. Pour un rapport de transmission donné, K peut prendre n'importe quelle valeur en fonction des forces résistantes.
Il y a bien par contre une valeur singulière pour le rapport de transmission (au sens global, incluant le pas de l'hélice): pour ce rapport unitaire, l'ensemble se fige(rait, sauf qu'une hélice dans l'air ne se comporte pas comme deux pignons en contact)

[invitef7884487]

Verdifre, tu ''chipotes'' Je ne parle pas des conditions aux limites, je parle des conditions en fonctionnement normal.

[calculair]

Bonjour à tous
Je suis en train de rechercher quelle condition doit remplir le coefficient R ( pour Fantome 13 c'est le coef K du fichier que j'ai change de nom pour avoir une meilleure coherence de notation avec Verdifre ) pour avoir la vitesse char maximum.

Je suppose le char parfait sans perte mecanique et avec un super Cx = 0 !!!

Si je m'en sort, on compliquera ensuite

Ou en es tu Fantome 13 peux tu donner les donnees de ta realisation

Diametre helice
Pas helice
Cx estimé du char
maitre couple du char ( hors helice )
Coef R choisi

je suis curieux de savoir.....

[invite6dffde4c]

Bonjour Zozo.
Un mot sur les voiliers et leurs performances (qu’ils soient bateau ou char) Une voile c’est une aile d’avion qui à une portance quand l’air se déplace dans le bon sens et avec la bonne direction. Cette portance communique au mobile une force de propulsion. Il se trouve du fait du déplacement, que l’aile voit, dans des conditions particulières, un vent relatif sur son profil qui est plus grand que le vent réel. Ce n’est rien d’autre qu’une composition vectorielle du vent réel et du vent vitesse.

Bonjour.
Je me permets d'intervenir car dans son explication, Fantome13 il n'a pas précisé que l'augmentation du vent relative n'a lieu que si on navigue au près ou au bon plein et peut être par vent de travers pour des engins qui vont très vite (multicoques, planches à voile). Par vent arrière ou grand largue, le vent relatif est toujours plus faible que le vent réel.
Au revoir

[invitee0b658bd]

bonjour,

Verdifre, tu ''chipotes'' Je ne parle pas des conditions aux limites, je parle des conditions en fonctionnement normal.

je ne chipote pas, c'est le deltaV sur le flux d'air qui entraine une poussée ou une trainée. C'est le sens du deltaV qui determine le sens du transfert d'energie (du rotor vers la masse d'air c'est une poussée(hélice) ou de la masse d'air vers le rotor c'est une trainée(eolienne))
cela implique aussi que le rotor ne peut être à la fois helice et eolienne.
fred

[invitee0b658bd]

bonjour,

Est-ce que ça viendrait à l’idée de quelqu’un d’énoncé que ce surplus d’énergie est fabriquée par la coque, qui se traîne comme elle peut, dans de l’eau qui fait tout pour limiter son mouvement ?

c'est pourtant la coque et principalement sa dérive qui permet d'imposer au bateau sa trajectoire.
Essaie juste pour rire de remonter au vent avec un dériveur dont tu as relevé la dérive, tu te contente alors de plus ou moins glisser sur l'eau plus ou moins dans la même direction que le vent.

bien sur que la coque est indispensable pour extraire cette energie du vent.
tout comme sur un char à voile l'adhérence latérale des pneus est indispensable pour pouvoir avancer .

Pour less hélices, je te conseille quand même de te renseigner un tout petit peu en particulier sur le phénomenne de decrochage des pales qui limite beaucoup la puissance disponible pendant l'acceleration précédent le décollage. Au point fixe, on brasse de l'air mais pas trés efficacement.
fred

[inviteeab58958]

Bonjour à tous,

Je réitère mon petit calcul qui ne semble pas avoir retenu l’attention des éminents physiciens presents sur ce forum .


Je serais heureux s'ils pouvaient perdre quelques minutes pour éventuellement ruiner mon raisonnement.
Les calculs sont simples et à la portée de tous.


Conditions initiales : Le chariot se déplace à 32 km/h ; avec un vent arrière de 24 km/h

L’hélice ne voit par conséquent que la vitesse relative soit 8 km/h ( 2.22 km/h )

Prenons de façon arbitraire une hélice de diamètre d = 3.6 m et faisons la tourner de manière tout aussi arbitraire à 3 tr/s.
Dans ces conditions , la lecture des courbes d’une hélice que je connais bien, indiquent :

Coefficient de traction CT = 0.08
Coefficient de puissance , CP = 0.036

La traction d’une hélice est donnée par la relation suivante :

Traction T = CT . Rho .N^2.d^4

Rho = masse volumique de l’air ; 1.225 kg/m3
N vitesse de rotation en t/s
d diamètre en m
CT coefficient de traction ,
Calcul fait on obtient T = 148 N

La puissance absorbée dans ces conditions de fonctionnement s’obtient par la relation suivante :

Puissance absorbée Pa = CP . Rho .N^3.d^5
CP Coefficient de puissance ,ici CP = 0.036
Calcul fait on obtient T = 717 W

Supposons que le rendement de la transmission entre les roues et l’hélice soit de 0.9
La puissance à prélever au sol sera de 809.5 W

Le chariot se déplace à 32 km/h soit 8.889 m/s

La projection horizontale Fh , de l’effort de contact roues sur sol sera par conséquent
Fh = 809.5 / 8.889 = 91 N

Cette force est inférieure à la traction de l’hélice, le chariot peut donc conserver sa vitesse .

cqfd

[calculair]

Bonjour

Je n'ai pas tout à fait les mêmes chiffres. J'ai fait des approximations sur le foctionnement de l'helice, je n'ai pas le même pas ni peut être la même surface de pales

Je suis d'accord le chariot accelère. Le fichier transmis à fantome13 peut le confirmer

[invite6dffde4c]

...

Cette force est inférieure à la traction de l’hélice, le chariot peut donc conserver sa vitesse .

cqfd

Re.
Oui. À condition que le moteur qui fournit les 800 W à l'hélice ne tombe pas en panne d'essence.
A+

[invitee0b658bd]

Bonjour,
ton calcul me semble à priori correct .
Je trouve cependant qu'il peut être utile de faire intervenir quelque part un rendement global

fred

[Zozo_MP]

Bonjour LPFR

Ce ne serais pas l'essence même d'un petit HS par hazard ?

Cordialement


.

[invite6dffde4c]

Bonjour LPFR

Ce ne serais pas l'essence même d'un petit HS par hazard ?

Cordialement


.

Re.
Oui.
En relisant je m'aperçois que j'ai mal compris le calcul de Rebours
Je vous présente mes excuses.
Si vous pouvez effacer mon message, tant mieux.
A+

[invite9cfc5b89]

Bonjour Zozo.
Alors il est bien évident que le bateau est pour quelque chose dans cette augmentation du vent, puisque c’est sa vitesse et sa direction qui fait changer la direction du vent et changer l’énergie qui est communiquée à la voile. Est-ce que ça viendrait à l’idée de quelqu’un d’énoncé que ce surplus d’énergie est fabriquée par la coque, qui se traîne comme elle peut, dans de l’eau qui fait tout pour limiter son mouvement ?

Oui, tout a fait. Si on veut aller plus vite que le vent arriere, il faut prendre l'energie dans l'eau et la transmettre dans l'air. Tu sembles avoir du mal a y croire. Je vais essayer de te proposer un calcul tres simple que j'espere convaincant.

Tu es d'accord qu'on peut avoir 2 fluides A et B avec vitesse (va=0,vb= - 2) et un bateau a vitesse v=1 ( la bateau avance contre le fluide B (qui peut etre le vent) dans un fluide A immobile (qui peut etre l'eau) ). L'energie est prise comme tu le dis dans le fluide B qui a la vitesse "-2".

Mettons maintenant un observateur qui avance a la vitesse (-2), c'est a dire comme le fluide B. Que voit cet observateur ? Dans le referentiel lie' a cet observateur, que deviennent les vitesses VA et VB ? Et dans quel fluide le vehicule prend-t son energie ?

J'espere que si tu reponds precisement a ces deux dernieres questions, tu comprendras qu'on prend l'energie des roues et qu'on la transmet a l'air.

[invite9cfc5b89]

Il faut aussi dire ce que vaut la vitesse v pour le nouvel observateur.

[calculair]

Bonjour

J'etudie les conditions pour battre des records

Dans des conditions ideales sans pertes ,j'ai l'impression que le char peut aller très très vite voir plus......encore
. Il faut ajuster correctement le coefficient de liaison R et c'est assez pointu.

Pour obtenir quelque chose de plus realiste je vais introduire des freins aerodynamiques.

Les calculs sont peu penibles

[inviteeab58958]

Bonjour

J'etudie les conditions pour battre des records
Les calculs sont peu penibles

Ne faudrait-il pas connaître les caractéristiques d’une hélice spécifiquement conçue pour cette application ?
( Profil adapté aux faibles nombres de Reynolds, réduction de la traînée induite...)

Dans mon calcul , la puissance absorbée par l’hélice est de 717 W et compte tenu du rendement ( 0.45 ) on ne récupère que 322 W pour faire avancer le chariot .

Or, il faut prélever 809 W aux niveaux des roues pour animer l’hélice !!.

On peut montrer que les 487 W manquants sont récupérés dans le vent ....

Un petit calcul à l’aide de la théorie de Froude permet de connaître la vitesse et la section de la veine fluide en aval de l’hélice qui comme par enchantement, vient contrarier le vent et récupérer l'énergie manquante ....

[invitef7884487]

@ LeLama et @ à tout les tenants du miracle énergétique !!!
J’ai parfaitement compris le raisonnement mathématique, de verdifre (entre autre) Si je suis le vent je ne peux rien fournir au char , si je suis le char j’ai 2 sources potentielles le vent et la route et si je suis la route j’ai le vent et le char qui me roule dessus. Tu peux même supprimer tout et résoudre le problème avec des équations relativistes !

Ce que je veux dire : Moi je suis l’observateur, immobile sur la route et je regarde :
J’ai une équation parfaitement linéaire, je n’ai même pas besoin d’aller chercher du calcul imaginaire tous mes vecteurs ont le même argument (ou du moins je peux sans acrobatie particulière, leur donner le même argument)
J’ai une source d’énergie (et une seule) le vent. Le sol ne bouge pas sous mes pieds et je ne suis pas dans le char.
Est-ce que je peux trouver une équation qui m’explique comment fonctionne ce mobile, dans les conditions que j’observe et avec ce que je connais de la physique.
Je réponds oui et tout le monde peut répondre par l’affirmative.
Je vois quoi ? Une hélice qui tourne, un char qui avance et du vent qui le pousse. Je ne vois rien d’autre (si ! Mes pieds pour m’assurer qu’ils sont bien par terre !)
Donc c’est tout simple, le vent fait tourner l’hélice, qui fait avancer le char.
Est-ce que je peux appréhender comment du vent peut faire tourner une hélice : Oui.
Est-ce que je sais calculer la force produite par une hélice qui tourne : Oui
Le char roule, est-ce que je peux connaître sa résistance à l’avancement : Oui

En regardant bien je vois que l’hélice tourne d’autan plus vite que le char avance ! Je me dis le gars qui l’a construit est très malin et est-ce que ça remet en cause les calculs que je sais faire : Non.
J’aurais toujours la possibilité de calculer la poussée de mon hélice si je connais la vitesse d’entrée de l’air et sa vitesse de sortie.
Ca ne change rien au char, il aura toujours une résistance à l’avancement
Et ca ne change rien au vent qui se fout royalement qu’il y ait ou non un char sur sa route. Son énergie sera une fonction de sa vitesse et de la surface qu’il va rencontrer, c’est mon énergie d’entrée. En face de ça j’ai un char dont la résistance à l’avancement et une fonction de sa vitesse et de 1 ou 2 trucs exotiques.
Si l’énergie d’entrée est plus grande que la résistance de mon char, il va accélérer (dans un sens ou dans l’autre). Si c’est le contraire il ne bougera pas et quand j’aurai l’égalité des 2 j’aurais un état stable et une vitesse uniforme si il roule.

Tout ça est parfaitement linéaire et sur le même axe, je ne change pas de référentiel donc je n’introduirai pas de discontinuité dans ma fonction. Personne sur ce post n’a démontré que cette démarche n’était pas valide.

Pourquoi verdifre ne trouve pas un résultat conforme à la réalité : parce qu’il fait un calcul vectoriel avec un de ses termes qui n’est pas dans le même référentiel que les autres.
Et je suis désolé mais me sortir sa tirade sur des cas de fonctionnement limite ‘’bidon’’ n’est pas convaincant du tout. (Il est bien connu qu’une hélice décroche de manière habituelle au décollage des avions !!!) Attend, il aurait dis ça à un cheval de bois il aurait pris un coup de pied ! Ca fait 106 ans que les avions décollent ! Je suis désolé verdifre, ne le prend pas mal c’est pas de la méchanceté. Introduit le vent apparent de l’hélice dans ton calcul vectoriel et tu auras un résultat conforme à la réalité. Quelle réalité, celle que tu veux mais n’en change pas en cours de calcul.

L’erreur est humaine, admettre la sienne est surhumain. Même le grand Newton a pris quelques libertés avec ses observations pour qu’elles soient conformes à sa théorie.

[calculair]

Ne faudrait-il pas connaître les caractéristiques d’une hélice spécifiquement conçue pour cette application ?
( Profil adapté aux faibles nombres de Reynolds, réduction de la traînée induite...)

Dans mon calcul , la puissance absorbée par l’hélice est de 717 W et compte tenu du rendement ( 0.45 ) on ne récupère que 322 W pour faire avancer le chariot .

Or, il faut prélever 809 W aux niveaux des roues pour animer l’hélice !!.

On peut montrer que les 487 W manquants sont récupérés dans le vent ....

Un petit calcul à l’aide de la théorie de Froude permet de connaître la vitesse et la section de la veine fluide en aval de l’hélice qui comme par enchantement, vient contrarier le vent et récupérer l'énergie manquante ....

Bonjour

j'ai essayé d'introduire tes données dans mon modèle

J'ai
Diametre helice 3,6 m
Pas 2,6 m
Vitesse du vent 6,65 m/s ( vent arriere)
Quand la vitesse du char est de 8,576 m/s

L'helice tourne à 3 t /s
La puissance sur l'arbre est 860W
la traction de l'helice est de 110 N

J'ajoute si la surface du char est de 1m² avec un Cx de 0,3

le char pourrait atteindre la vitesse voisine de 16m/s

A cette vitesse la puissance injectée dans l'helice est 2697 W
La traction est de 183 N
Les forces de frottement des roues 167 N
La trainée aerodynamique du char 16,4 N
La vitesse de rotation de l'helice 5,65 T/s

[invitee0b658bd]

Bonjour,

Pourquoi verdifre ne trouve pas un résultat conforme à la réalité : parce qu’il fait un calcul vectoriel avec un de ses termes qui n’est pas dans le même référentiel que les autres.

c'est quand même pour cela que je poste, pour relever mes erreurs.
Si tu en as relevé une, je te serai reconnaissant de me préciser exactement ou. et quel terme n'est pas dans le même referentiel que les autres.
Je pense avoir fait attention à ce genre de choses, mais il est tout à fait possible que je me sois trompé.
(il me semble d'ailleurs que cette démarche de demander à d'autres des vérifications de mes résultats est présente dés le debut de ce post, et demander aux autres des verification c'est aussi admettre que l'on puisse se tromper).

Pour ce qui concerne les hélices tu peux trouver ici ce qu'affirme un instructeur avion
http://home.nordnet.fr/dmorieux/helice0003.htm
tu peux retrouver ces résultats en faisant le calcul toi même à partir de
http://inter.action.free.fr/
voir dans les publications "l'helice et la generation de la force de propulsion"
ou si tu préféres a partir de http://www.heliciel.com/helice/calcu...propulsion.htm
tu peux aussi faire l'essai, tu prends un avion un peu rapide, tu fait l'essai d'une mise plein gaz à partir de la vitesse nulle, ou à partir d'une vitesse de 40 km/h tu attends 10 secondes et tu notes la vitesse atteinte.
tu calcules alors facilement la poussée.

pour terminer, qu'une helice decroche cela ne signifie pas qu'elle ne pousse plus, cela signifie qu'elle pousse moins et surtout que le couple absorbé sur le moteur augmente en fleche.
c'est la raison entre autre pour la quelle au point fixe , plein gaz, le moteur n'atteint pas le regime maxi, alors qu'a vitesse de croisiere, le regime maxi est facilement atteint
fred

[invite9cfc5b89]

@fantome13
Plein, plein de choses dans tes messages. Mais malheureusement pas la reponse a mes questions. C'est pourtant une question simple que je pose. Y'a un bete changement de vitesses a faire. Quels sont les vitesses des fluides et du bateau pour l'observateur ? De quel fluide le bateau tire-t-il son energie ?

Pour dire les choses autrement, de mon point de vue (subjectif of course), si tu ne veux pas faire un calcul sur ces questions simples, on n'arrivera pas a progresser. C'est seulement en QUANTIFIANT, qu'on peut voir si on est d'accord ou pas. Sinon, ca tourne en debat de sciences molles.

Comme je suis tetu je repose la question, c'est quoi les vitesses des fluides et du vehicule pour l'observateur dans l'exemple que j'ai donne'. Si tu es d'accord avec mes calculs (que je n'ai pas encore poste's pour ne pas t'influencer) tu en concluras que leur experience est possible. Si tu n'es pas d'accord avec mes calculs, si tu obtiens des resultats differents, on eclaircira notre differend.

[calculair]

Bonjour

j'ai essayé d'introduire tes données dans mon modèle

J'ai
Diametre helice 3,6 m
Pas 2,6 m
Vitesse du vent 6,65 m/s ( vent arriere)
Quand la vitesse du char est de 8,576 m/s

L'helice tourne à 3 t /s
La puissance sur l'arbre est 860W
la traction de l'helice est de 110 N

J'ajoute si la surface du char est de 1m² avec un Cx de 0,3

le char pourrait atteindre la vitesse voisine de 16m/s

A cette vitesse la puissance injectée dans l'helice est 2697 W
La traction est de 183 N
Les forces de frottement des roues 167 N
La trainée aerodynamique du char 16,4 N
La vitesse de rotation de l'helice 5,65 T/s

Bonjour verdifre et robur712

Je ne sais si mon calcul recoupe les mesures faites par Robur712

Pour ce qui concerne Verdifre, tu vois que dans cette situation on est a l'equilibre

La traction de l'helice est compensée par les foces resistantes

On peut extraire du roulement à la vitesse de 16m/s l'energie à injecter dans l'arbre d'helice.

[invitef7884487]

l'observateur voit le bateau à +3 et l'eau à +2
Ca fait bien le bateau qui va à +1 sur l'eau ét l'eau qui va à +2 sur le vent.puis que je suis le vent et que je vais à -2
Ce que je ne peux pas dire : c'est que le vent va à -3 autour de ma voile si je suis le bateau et faire les calculs avec +1 si je suis sur l'eau.
dans le char tu ne peux pas prendre le mobile en référence pour la puissance transmise aux roues et le sol comme reférence pour la puissance transmise à l'hélice. Ca n'a aucun sens dans la même équation.
Je reviens tout à l'heure.

[invite9cfc5b89]

l'observateur voit le bateau à +3 et l'eau à +2
Je reviens tout à l'heure.

Tout a fait. Nous sommes d'accord. Et j'ajoute, l'observateur va a la meme vitesse que l'autre fluide (le vent) par definitiion de la vitesse de l'observateur. Donc l'autre fluide va a vitesse 0.

Si je resume, pour l'observateur:
- on a 2 fluides qui ont pour vitesse 0 et 2
- on a 1 bateau qui a pour vitesse 3.
- le bateau prend l'energie dans le fluide de vitesse 0 pour l'observateur (le vent) et la transmet au fluide de vitesse 2 pour obtenir une vitesse 3.

Donc, si je suis les calculs que tu as faits, tu viens de demontrer qu'on peut avoir deux fluides de vitesse 0 et 2, prendre l'energie dans le fluide de vitesse 0, et reussir a obtenir une vitesse 3 !

Mais du coup, c'est exactement ce qu'ils ont fait ! Ils ont remplace' le fluide de vitesse 0 un solide de vitesse 0 : le sol terrestre. Dans leur cas, le fluide de vitesse 2, c'est l'air. Ils peuvent alors aller a la vitesse 3 en prenant l'energie dans la partie physique du systeme qui va a la vitesse 0, c'est a dire le sol, et en la transmettant a la partie physique qui va a la vitesse 2, c'est a dire l'air.

[calculair]

Tout a fait. Nous sommes d'accord. Et j'ajoute, l'observateur va a la meme vitesse que l'autre fluide (le vent) par definitiion de la vitesse de l'observateur. Donc l'autre fluide va a vitesse 0.

Si je resume, pour l'observateur:
- on a 2 fluides qui ont pour vitesse 0 et 2
- on a 1 bateau qui a pour vitesse 3.
- le bateau prend l'energie dans le fluide de vitesse 0 pour l'observateur (le vent) et la transmet au fluide de vitesse 2 pour obtenir une vitesse 3.

Donc, si je suis les calculs que tu as faits, tu viens de demontrer qu'on peut avoir deux fluides de vitesse 0 et 2, prendre l'energie dans le fluide de vitesse 0, et reussir a obtenir une vitesse 3 !

Mais du coup, c'est exactement ce qu'ils ont fait ! Ils ont remplace' le fluide de vitesse 0 un solide de vitesse 0 : le sol terrestre. Dans leur cas, le fluide de vitesse 2, c'est l'air. Ils peuvent alors aller a la vitesse 3 en prenant l'energie dans la partie physique du systeme qui va a la vitesse 0, c'est a dire le sol, et en la transmettant a la partie physique qui va a la vitesse 2, c'est a dire l'air.

Bonjour

Et tu peux pomper autant d'energie que tu veux du fluide terre et donc aller aussi vite que tu veux......

[invitee0b658bd]

bonjour,

dans le char tu ne peux pas prendre le mobile en référence pour la puissance transmise aux roues et le sol comme référence pour la puissance transmise à l'hélice. Ca n'a aucun sens dans la même équation.

c'est pourtant la méthode très générale en mécanique, on prend un solide ou un système, on l'isole, (quand on a de la chance on place un référentiel galiléen dessus) et on fait le bilan de ce qui rentre et de ce qui sort de ce système

Pour ce qui concerne Verdifre, tu vois que dans cette situation on est a l'equilibre

La traction de l'helice est compensée par les foces resistantes

On peut extraire du roulement à la vitesse de 16m/s l'energie à injecter dans l'arbre d'helice.

oui je suis tout à fait d'accord. Le seul reproche que je ferai c'est de n'être pas allé assez loin dans la modelisation (je sais c'est pas facile et je butte aussi dessus) afin d'obtenir une equation générale avec un nombre pas trop élevé de parametres
fred

[calculair]

Bonjour verdifre

Si tu me donnes ton mail, je t'envoie mon fichier excel avec lequel j'ai calculé les données du post 349.

Mon approche de l'helice n'est pas tres orthodoxe d'aprés toi. Mais le detail du calcul ligne par ligne m'a permis de comprendre ce qui se passe.

Ce n'est pour autant que j'ai compris pourquoi Betz s'applique mal, mais tu vois bien comment tu apportes l'energie a l'helice.

Cordialement

[invitee0b658bd]

Bonjour,
Ce que dit betz, c'est que pour prendre de l'energie à la masse d'air, il faut la ralentir. Comme on ralentit la masse d'air, il y a moins d'air qui passe donc moins d'energie à prendre. A l'extreme si on arrete la masse d'air on ne peut plus prelever aucune energie. A l'autre extreme si on ne ralentit pas la masse d'air on ne peut prelever aucune energie non plus
Il y a donc un ralentissement optimum de la masse d'air (entre ne pas freiner et tout areter) qui permet de prendre le maximum d'energie
cela se traduit par " On ne peut prelever plus de 59% de l'energie de la masse d'air" (bien entendu avec toutes les hypotheses qui vont bien)
Betz ne parle à aucun moment de rendement.
le seul renseignement que l'on puisse en tirer, c'est un diametre minimum pour un rotor
si on veut obtenir 1000 watts d'un rotor dans du vent à 10 m/s le diametre minimum sera .... (je fais pas le calcul)
quand je dit minimum c'est que je ne tient pas compte du rendement propre du rotor qui lui sera minimum dans ces conditions.
si c'est le rendement qui doit être maximum comme dans le cas d'un char vent de face, on a interet à avoir un rotor surdimentionné afin de travailler avec une faible charge alaire (cf rendement de Froude)
fred

[inviteeab58958]

Bonjour verdifre
.....Mon approche de l'helice n'est pas tres orthodoxe d'aprés toi. Mais le detail du calcul ligne par ligne m'a permis de comprendre ce qui se passe....

Bonsoir calculair,

Peux-tu préciser ce que tu entends par “ Mon approche de l’helice n’est pas tres orthodoxe “ .

Je ne vois pas bien comment se passer de courbes expérimentales , un calcul selon la théorie de Froude n’intègre pas la " toute la réalité aérodynamique "...

[invitef7884487]

Verdifre pour le premier lien je conteste (pas fortement mais un peu seulement)
Je cite :
Au point fixe le recul est égal au pas
Dans ce cas, l’hélice décroche car son pas est trop grand.

Là il y a un non sens le recul ne peut pas être égal au pas si l’hélice décroche. Et c’est faire fi de la dépression en avant de l’hélice qui diminue l’angle d’attaque des pales en accélérant l’air entrant. Je rappelle que dans le langage usuel un décrochage indique une perte de la portance, s’il n’y a plus de portance il n’y a plus d’hélice.
En fait il aurait du dire : n’est plus capable de transformer la puissance du moteur en traction, son rendement aérodynamique dégringolant de façon spectaculaire.
Mais ça ne l’empêche pas de faire du vent ! Mets-toi derrière un jour et tu verras que ça décoiffe et fort !
Mais ça ne s’applique pas du tout à notre char ! Tu n’as pas un Lycoming de 180 bourriques sur l’arbre et tu ne peux pas pousser les gaz à fond… tu n’as pas de commande de gaz.
Encore une fois restons dans notre domaine de validité. L’hélice tourne, elle pousse de l’air c’est tout.

Autre point litigieux à mon sens il indique : le recul = pas – vitesse !!! Ca supose un rendement aérodynamique de 1 ! Il faut qu’il m’indique son fabricant d’hélice il est nettement au-dessus des autres. Entre 0,92 et 0,95 c’est déjà des très très bons et ce serait seulement à une vitesse optimum ? (Surtout ne pas confondre ce rendement là avec le rendement de propulsion ! D’accord.)

Tout le reste c’est pour l’apprenti pilote.

Le second n’apporte rien et le troisième te donne les équations à utiliser mais là encore, elle s’appliquent à un avion pas à notre char, pour lequel tu dois remplacer la vitesse sol des équations par celle du vent apparent sur l’hélice (qui est aussi une fonction de la vitesse du char) La vitesse sol de l’étude n’est pas la vitesse sol du char.
Ce sont ces équations que j’ai appliquées (comme calculair je pense) et j’obtiens un résultat sur tout le domaine de validité qui est celui que j’ai reproduis dans les courbes. Avec les bonnes valeurs : de traction nulle, la négative au point 0 et une traction non nulle quand le char va à la vitesse du vent. Regarde les compositions vectorielles pour ces points particuliers ou refait les, tes équations doivent être en accord avec ces points là.