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



  1. #1
    michel dhieux

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


    ------

    bonsoir
    ils annoncent avoir battu un record ,aller 2,8 fois plus vite que le vent ? et vent derrière
    comment est -ce possible ?

    http://www.fasterthanthewind.org/201...-our-goal.html.
    http://www.nalsa.org/BlackBirdDDWSR/...n%20report.pdf

    sur cette vidéo regardez la tige et le chiffon blanc qui change de sens .....
    http://www.youtube.com/watch?v=aJpdWHFqHm0

    j'ai un problème de compréhension.
    merci de m'éclairer
    cordialement

    -----
    croit-on découvrir des choses qu' on ne fait que redécouvrir.

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  3. #2
    Zozo_MP

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

    Bonsoir Michel

    Nous avons traité ce sujet il y a quelque temps il faut que je retrouve le fil.

    Cordialement
    Faim dans le monde. Ne laissez de contributeur "sur leur faim", informez nous

  4. #3
    michel dhieux

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

    bonjour
    il y a effectivement 2 sujets sur cette énigme (du moins pour moi le temps que mon cerveau s'échauffe ) .

    http://forums.futura-sciences.com/te...ht=char+helice

    http://forums.futura-sciences.com/te...ht=char+helice

    de plus j'ai de suite pensé a un mini système de transmission hydrostatique moderne, et léger , allez savoir pourquoi

    sur cette vidéo on voit bien le moment ou le vent change de sens (vu sur la girouette du véhicule suiveur) alors que l'engin continu son " chemin " ? .

    http://www.youtube.com/watch?v=5CcgmpBGSCI

    cordialement
    croit-on découvrir des choses qu' on ne fait que redécouvrir.

  5. #4
    trebor

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

    Bonsoir,
    Ce que je comprends, voir si j'ai bon
    L'hélice de forme spéciale crée une dépression devant elle ainsi qu'une pression derrière elle ( 2 forces qui s'additionnent ) ce qui fait avancer et accéléré l'engins face au courant d'air.

    Il y a une autre vidéo sur youtube qui montre un engins muni d'un hélice et qui fait face à un ventilateur qui est en face de lui à une certaine distance, la pression de l'air (vent créé par le ventilo ) fait tourner l'hélice et l'engin avance face au vent vers le ventilateur.
    A+
    Faire tout pour que demain soit meilleur

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Zozo_MP

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

    Bonjour Trebor

    J'attire ton attention sur le fait que ce dont tu parles est justement à l'origine de la discussion (voir la vidéo du premier post) retrouvée par Michel que je salue.
    Il y a eu une très longue discussion pour comprendre et tenter d'expliquer la chose.
    Il est donc tout à fait possible de se référer d'abord à cette discussion.

    Cordialement
    Faim dans le monde. Ne laissez de contributeur "sur leur faim", informez nous

  8. #6
    michel dhieux

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

    Citation Envoyé par trebor Voir le message
    L'hélice de forme spéciale crée une dépression devant elle ainsi qu'une pression derrière elle ( 2 forces qui s'additionnent ) ce qui fait avancer et accéléré l'engins face au courant d'air.
    bonsoir
    en fait ,je ne sais pas ..... ? .
    moi se que comprend pas ,c'est le sens de rotation des hélices .
    dans la dernière vidéo par exemple , on voit très nettement l'inclinaison (l'incidence) de chaque pale ,et avec un vent arrière elle devrait tourner dans l'autre sens , idem dans la troisième vidéo de mon premier message (celle du chiffon blanc ) .
    au moment (au début) ou le char s'arrête on voit très bien l'inclinaison des pales .
    j'attends de voir si quelqu'un donne une explication.
    cordialement
    croit-on découvrir des choses qu' on ne fait que redécouvrir.

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  10. #7
    michel dhieux

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

    re bonsoir
    une possible explication là :
    et peut être que le sens de rotation logique n'existe plus
    http://www.youtube.com/watch?v=zPFzHoubQzg
    croit-on découvrir des choses qu' on ne fait que redécouvrir.

  11. #8
    polo974

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

    fil le plus récent:
    http://forums.futura-sciences.com/te...fttw-lont.html

    vu la vidéo, c'est une hélice propulsive (donc qui travaille très mas au démarrage, mais ça suffit malgré tout).

    On voit bien grâce à l'ombre que le véhicule ne change pas de cap.

    Au départ, donc, l'hélice est un frein par rapport au vent, le vent pousse donc le véhicule, le véhicule avance, l'hélice est entrainée par les roues, et donc souffle de l'air vers l'arrière, et plus le véhicule avance vite, plus l'hélice souffle vers l'arrière....

    trop cool...
    Jusqu'ici tout va bien...

  12. #9
    michel dhieux

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

    bonjour
    polo, je vais peut être dire la même chose ,(du moins je pense) mais d'une autre façon.
    au départ , l'hélice sert seulement de voile ,chaque pale pourrait être parfaitement plate ,(sans incidence) le char avance , le vent ne change pas de sens (évidement) mais il arrive un moment ou le véhicule roule a la même vitesse que lui , la girouette change de sens , et là l'hélice intervient en poussant (en appui ) contre l'air qui vient sur elle .
    maintenant certain parle de la loi de bernoulli , je demande a voir .
    et 2.8 fois plus vite que le vent ???
    http://slinging.org/wiki/images/b/b5..._Principle.jpg

    cordialement
    Dernière modification par michel dhieux ; 14/11/2010 à 10h07.
    croit-on découvrir des choses qu' on ne fait que redécouvrir.

  13. #10
    polo974

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

    Déjà, un petit oups pour la faute de frappe qui m'a fais écrire "mas" au lieu de "mal"...

    Citation Envoyé par michel dhieux Voir le message
    bonjour
    polo, je vais peut être dire la même chose ,(du moins je pense) mais d'une autre façon.
    au départ , l'hélice sert seulement de voile ,chaque pale pourrait être parfaitement plate ...
    cordialement
    Il faut que l'hélice telle celle d'un avion puisse souffler vers l'arrière, c'est le fait de souffler vers l'arrière (contre le vent!) dès le départ qui permet au véhicule de passer le cap de la vitesse du vent...
    Jusqu'ici tout va bien...

  14. #11
    verdifre

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

    Bonjour,
    l faut que l'hélice telle celle d'un avion puisse souffler vers l'arrière, c'est le fait de souffler vers l'arrière (contre le vent!) dès le départ qui permet au véhicule de passer le cap de la vitesse du vent...
    ce qui implique un transfert d'energie des roues vers l'hélice
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  15. #12
    polo974

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

    Citation Envoyé par verdifre Voir le message
    Bonjour,

    ce qui implique un transfert d'energie des roues vers l'hélice
    fred
    ce qui est dit au message #8
    Jusqu'ici tout va bien...

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  17. #13
    verdifre

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

    Bonjour,
    Je suis un affreux sceptique, et quand je regarde les divers rapports sur ce "record", je constate plusieures choses
    1) les phases plus vite que le vent, vent arrière sont trés breves (moins d'une minute, alors que manifestement il y a de la place pour faire joujou
    2) que l'energie pour faire avancer un tel engin avec un vent relatif faible est ridicule (moins de 300 watts suffisent).
    300 watts pendant une minute cela fait 1800 Joules
    3) que le beau rotor fait un beau volant d'inertie qui stocke trés bien l'energie pendant la phase d'acceleration.

    bref de la à me demander si on ne chargerai pas le volant d'inertie en dessous de la vitesse du vent pour faire un bref passage au dessus de la vitesse du vent il n'y a qu'un pas

    des courbes de vitesse du rotor lors du parcours seraient interessantes
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  18. #14
    verdifre

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

    Bonjour,
    vu les difficultés de mise au point de la roue libre de rotor et du pas variable, ces ekements doivent être indispensables pour expliquer le fonctionnement de l'engin.
    Cela me fait fortement penser à la manoeuvre dite "d'autorotation" sur les helicopteres en cas de panne moteur:
    descente rapide en stockant de l'energie dans le rotor, atterissage plus ou moins en douceur en utilisant l'energie du rotor
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  19. #15
    verdifre

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

    re,
    si on considere que l'hélice fait 10 kg et 5 m de diametre on l'approxime par une barre, le moment d'inertie est donc 1/12 ML² = 10*25/12 soit sensiblement 21 mkg²
    si on considere que l'helice fait 5 tours par seconde
    W = 10*pi rad/s = 31,4
    energie cinetique du rotor est donc 1/2 21 * 314² = 10300 J
    si on destocke cette energie en 40 secondes ce qui corespond à peu prés aux courbes que l'on peut voir sur leur site on a à disposition 250 watts pendant ces 40 secondes
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  20. #16
    verdifre

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

    une dernière precision
    si la masse totale de l'engin fait 120 kg (surement un peu surestimé) la difference d'energie cinetique entre 10 mph et 28 mph est de 8200 J à rapprocher des 10300 J disponibles.
    Les ordres de grandeurs au niveau de cette explication sont cohérents et correspondent à une physique que je comprend. Il faudrait un parcours à haute vitesse beaucoup plus long pour lever mes doutes
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  21. #17
    calculair

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

    Bonjour

    J'ai du mal à voir comment ce machin peut aller plus vite que le vent

    L'energie de propulsion provient pour 100% du vent

    Elle est captée par l'hélice

    Cette puissance est nulle d'aprés moi quand le char se deplace à la vitesse du vent....

    Alors il me faut des explications pour comprendre
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  22. #18
    verdifre

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

    Bonjour,
    l'explication donnée sur leur site est la suivante (si j'ai bien compris)
    suppose que tu ailles plus vite que le vent (mettons 1.5 fois)
    tu te places dans le referentiel du char
    tu preleves de l'energie sur les roues, la puissance que tu preleves est F_sol * V_sol
    pour rester à l'equilibre, il faut que tu appliques F_sol sur la masse d'air
    comme tu vas plus vite que le vent la vitesse du vent que tu vois sur ton char est de 0.5 V_sol. la puissance necessaire dans ce cas pour maintenir l'equilibre serait donc de F_sol * 0.5 V_sol .
    Ce raisonnement est séduisant, mais j'ai du mal à être persuadé qu'il est juste.
    c'est pour cela que je cherche d'autres explications plausibles.
    cordialement fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

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  24. #19
    calculair

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

    Bonjour

    Je commence à voir peut être une possibilité

    Je trouve que la traction de l'helice s'annule quand la vitesse du char + la vitesse de sortie de l'air de l'hélice = 2 fois la vitesse du vent

    Je ne suis pas 100% sur, mais je peux expliquer
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  25. #20
    LeLama

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

    Citation Envoyé par verdifre Voir le message
    Ce raisonnement est séduisant, mais j'ai du mal à être persuadé qu'il est juste.
    c'est pour cela que je cherche d'autres explications plausibles.
    cordialement fred
    Ce raisonnement est juste sur le plan theorique me semble-t-il. Il est connu des concepteurs de bateau depuis longtemps. Les bateaux avancent contre le vent. A changement de referentiel pres, avancer contre le vent ou aller plus vite que le vent, c'est la meme chose. En fait, il appliquent exactement le meme principe physique que pour les bateaux. En tenant compte du changement de referentiel dont j'ai parle', il faut par analogie prendre l'energie au sol et la transmettre au vent.

    Ce qu'on exploite, c'est l'entropie du systeme : la difference de vitesse entre le fluide et la terre. Des qu'il y a un gradient de vitesse dans un systeme de particules, on peut exploiter ce gradient. C'est utilise' par les bateaux, mais egalement dans le vol de l'albatros d'une facon differente. (l'albatros exploite la difference enttre la vitesse du vent au niveau de la mer et la vitesse du vent en altitude . Il avance contre le vent en faisant des ronds sans jamais faire un battement d'aile).

    Il me semble qu'il n'y a rien de bien nouveau la dedans sur le plan theorique, meme si les conclusions sont toujours un peu bizarres du point de vue intuitif. C'est l'optimisation du vehicule qui est l'enjeu de la construction et c'est sur ca qu'ils ont bosse'.

  26. #21
    calculair

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

    Bonjour,

    Tu as surement raison. C'est sans doute contre intuitif, et pourtant je pense comme toi que les bateaux à voile savent remonter contre le vent, en faisant des bords....

    Ce qui serait interessant serait de monter cela par A + B en appliquant les lois de la physique. cela sera un moyen de bien comprendre ce qui se passe, ou qui aidera a voir ce qui se passe réellement
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  27. #22
    apzo11

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

    Bonjour,
    Il avance contre le vent en faisant des ronds sans jamais faire un battement d'aile).
    Si le vent est continu toujours dans le même sens et sans composante verticale un albatros ne pourra pas aller contre le vent sans battement d'aile.
    Il peut aller contre le vent car il profite de courants d'airs ascendant qui lui donnent de l'altitude et ensuite il peut planer avec son "coefficient incidence".
    En vain de compte faire des ronds veut dire "courants d'airs ascendant "

    apzo11

  28. #23
    LeLama

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

    Citation Envoyé par apzo11 Voir le message
    Bonjour,


    Si le vent est continu toujours dans le même sens et sans composante verticale un albatros ne pourra pas aller contre le vent sans battement d'aile.
    Il peut aller contre le vent car il profite de courants d'airs ascendant qui lui donnent de l'altitude et ensuite il peut planer avec son "coefficient incidence".
    En vain de compte faire des ronds veut dire "courants d'airs ascendant "

    apzo11
    Il n'y a pas besoin de courants ascendants. Un differentiel de vitesse horizontale entre la vitesse du vent au niveau de la mer et en altitude suffit. C'est Rayleigh qui avait explique' comment en 1889 dans un papier (The sailing flight of the albatross (1889)).

    En gros, il y a 3 objets (une couche d'air de basse altitude, un couche d'air de haute altitude, et l'oiseau). De la meme facon qu'un bateau prend de l'energie au vent et la transmet dans l'eau, l'albatros prend de l'energie dans l'une des 2 couches du fluide et la transmet dans l'autre couche du fluide. Ca permet a l'albatros de remonter le vent tant qu'il y a une difference de vitesse entre les 2 couches du fluide. Il n'y a besoin d'aucun courant ascendant.

  29. #24
    calculair

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

    bonjour

    Ce qui est troublant dans la videodu char c'est quand le vent relatif change de sens, l'helice continue à accelerer dans le même sens !!!!!

    Cela est il explicable ?
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

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  31. #25
    apzo11

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

    Bonsoir,
    qu'il y a une difference de vitesse entre les 2 couches du fluide
    Pour un bateau sur l'eau qui reçoit du vent je comprends bien qu'il y a trois objets.
    Je comprends aussi que le vent en altitude est différent du vent proche de la mer.
    Mais je ne comprends pas comment l'albatros peut-être pour une partie de son corps dans un vent supérieur ou inférieur à une partie avec son épaisseur de corps de quelques centimètres.
    apzo11

  32. #26
    Zozo_MP

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

    Bonjour apzo11

    Mais je ne comprends pas comment l'albatros peut-être pour une partie de son corps dans un vent supérieur ou inférieur à une partie avec son épaisseur de corps de quelques centimètres.
    apzo11
    Désolé vous êtes hors sujet.

    Ouvrez un autre fil si vous voulez une explication qui n'a rien à voir d'ailleurs avec les courants ascendants soit dit au passage et pour vous mettre en appétit.

    Cordialement

    Pour la modération
    Faim dans le monde. Ne laissez de contributeur "sur leur faim", informez nous

  33. #27
    michel dhieux

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

    bonsoir
    l'équipe du blackbird a prévu de construire un char muni d'une turbine (hélice carénée ) pour aller contre le vent (vent de face ) et atteindre, ci - possible 1.5 fois la vitesse du vent , mais ici sur les vidéos on voit uniquement des engins avec VENT ARRIÈRE .
    d'autres part si vous regardez les pales a l'arrêt ,vous voyez nettement ,que dans le sens quelles vont ensuite tourner , elles sont propulsives
    comme un avion qui a une hélice sur l'arrière (il y en a peu mais il y en a ) donc l'engin quand il avance , l'hélice est propulsive ( entrainée par une transmission a chaine ,rapport constant ) et contre le vent qui vient sur elle .
    pour moi :
    a l'arrêt ,même si les pales ont une incidence inverse (non réceptrice totalement ) la force de l'air arrive à avoir une portée même si elle n'ai pas totale , et l'engin avance doucement et progressivement de plus en plus vite , parce que aussi et en plus , de par l'entrainement des roues , l'hélice qui prend l'air sur l'avant rejette sur l'arrière contre la force du vent ,se qui fait un plus .
    (une contre poussée , comme un avion avec vent arrière, hélice et réacteur) ......
    quand la vitesse de l'engin atteint la vitesse du vent , la girouette "cherche" le sens du vent puis change de sens, et l'inertie de l'ensemble tournant y compris des roues ,de l'engin ,font augmenter
    la vitesse justement parce que c'est à ce moment que l'hélice a une poussée plus importante , puisque elle n'a pas le vent arrière qui contrarie sa rotation , (ne pas oublier quelle est propulsive ) c'est comme si le vent venait de l'avant ,et d'ailleurs la girouette l'indique (bien quand réalité le vent est toujours arrière ) la vitesse augmente encore.......
    mon point de vu, pas longtemps , a moins d'une vitesse du vent constante .
    cordialement.
    croit-on découvrir des choses qu' on ne fait que redécouvrir.

  34. #28
    polo974

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

    Citation Envoyé par verdifre Voir le message
    Bonjour,
    vu les difficultés de mise au point de la roue libre de rotor et du pas variable, ces elements doivent être indispensables pour expliquer le fonctionnement de l'engin.
    ...
    fred
    Où est-il question de roue libre, j'ai peut-être loupé ce morceau, mais, bon, une roue libre, on prend le catalogue du fabriquant (ina par ex), on choisi le bon, et hop...
    Pour le pas variable, je n'ai pas trop l'impression qu'il y en ai en regardant la vidéo.
    Jusqu'ici tout va bien...

  35. #29
    calculair

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

    Bonjour

    Supposons que le char roule à la vitesse V du vent. Que se passe til a ce momment ?

    Le vent relatif dans les pales de l'helice est nul.

    Du fait de la transmission entre les roues et l'hélice, celle-ci absorbe ma puissance Pm

    Cette puissance freine le char avec le force F tel que Pm = F V

    Du fait de la rotation de l'helice celle ci crée une traction T qui d'aprés mes calculs serait T = 2Pm / Vs ou Vs serait la vitesse de l'air en sortie de l'hélice
    mesurée dans un repère lie au vent

    Donc la traction T = 2 F V / Vs ( attention dans cette formule les vitesse V et Vs ne sont pas mesurées dans le même repère )


    Pour que le char accelère il faut que T > F donc

    T Vs = 2 F V et Vs = 2 FV /T

    En mesurant la vitesse Vs par rapport au sol Vsol = Vs - V

    Vsol + V = 2 FV /T

    V sol = V ( 2 F/T - 1 )

    Il faut que Vsol soit positif

    donc 2 F/T > 1
    donc 2 F > T

    on aurait donc à respecter 2F > T > F


    Je sais aller plus loin pour l'instant pour tenter de demontrer que cela puisse marcher......
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  36. #30
    michel dhieux

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

    Citation Envoyé par polo974 Voir le message
    Pour le pas variable, je n'ai pas trop l'impression qu'il y en ai en regardant la vidéo.
    bonjour
    je ne pas si le blackbird a un pas variable mais le proto en avait
    et sur pas de roue libre sur l'hélice
    cordialement
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