Les Voiliers très rapides Conception, fonctionnement à la mer des voiliers très rapides
Auteur :
Depuis les débuts de la navigation, l'homme a en permanence cherché à améliorer les performances des navires qu'il construisait. Le fait que la voile soit devenue une activité presqu'exclusivement sportive n'a pas réduit cette quête, bien au contraire.
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Rubrique :
Mécanique – Physique
ISBN :
9782364930001
Référence :
1000
Année de parution :
2012
Depuis les débuts de la navigation, l'homme a en permanence cherché à améliorer les performances des navires qu'il construisait. Le fait que la voile soit devenue une activité presqu'exclusivement sportive n'a pas réduit cette quête, bien au contraire. Depuis cinquante ans les performances des voiliers ont fait des progrès étonnants, cela se mesure aux temps réalisés sur le tour du monde, comme sur la traversée de l'Atlantique, mais aussi, dans un domaine un peu plus confidentiel, dans les records absolus de vitesse sur l'eau, actuellement de plus de 90 km/h pour les voiliers, de plus de 100 km/h pour les planches à voile ou les kite surfers.
L'auteur a participé depuis le Paul-Ricard d'Éric Tabarly à plusieurs de ces aventures. Il donne dans ce livre le fruit de ses réflexions sur ce sujet. Il met en évidence les données fondamentales de conception des voiliers de performance. Enfin, il examine les solutions en présence, pour continuer à progresser : voiliers hydrofoils, voiliers à patins, solutions plus exotiques.
| Référence : | 1000 |
| Nombre de pages : | 368 |
| Format : | 17x24 |
| Reliure : | Broché |
| Rôle | |
|---|---|
| Lefaudeux François | Auteur |
Table des matières
Remerciements
Dédicace
Introduction
Partie I - Données générales de conception
des voiliers rapides
Les paramètres de la vitesse
Les facteurs concourant à la vitesse du voilier
La force propulsive
La traînée
Le déplacement
Voies et moyens de réduire la traînée
La stabilité transversale
Monocoques sans quille lestée
Monocoques à quille lestée
Multicoques
La stabilité transversale dynamique
La résistance à l’avancement et la stabilité longitudinale
Facteur de vitesse et facteur de poussée – Vitesse absolue réalisable
Introduction
Le facteur de poussée
Facteur de vitesse
Le phénomène physique de portance
Introduction
Utilisation du théorème de Joukowski (ou de Kutta-Joukowski)
Utilisation de la relation de Bernouilli
Utilisation du théorème d’Euler
Les propriétés d’une plaque plane
Le coefficient de moment
Foils supercavitants
Foils superventilés
Coque planante
Planches à voile et kite boards
Conclusion
Retour sur le vol « décroché »
Les matériaux et les méthodes de production
La mise en oeuvre du carbone
Les autres matériaux
Les matériaux futurs
Les moyens de calcul
Les logiciels d’aéro-hydrodynamique
Les « VPP »
Les logiciels de CAO
Les logiciels de calcul de structure
Instabilités aéro et hydroélastiques
Conclusion
Les formules de jauge
La conception des monocoques
Monocoques classiques
Monocoques rapides
Les multicoques
Introduction
Matériaux de coque et masses générales
Gréement
Formes générales
L’hydrodynamique
Les empennages horizontaux en pied de safran
Les dérives en arc de cercle
Les voiliers à patins
Les navires hydrofoils
Introduction
Hydrofoils de première génération
Hydrofoils de deuxième génération
13 - Voiles et gréements
La hauteur des gréements
Les mâts
Voilures rigides
L’étai avant
La mécanique des voiles
Inclinaison longitudinale des mâts (quête)
Inclinaison latérale des mâts
Mâts inclinés d’engins de record asymétriques
Instrumentation et sécurité
Introduction
Les objectifs
Évaluation de la sécurité
Conclusion
Partie II – Conception des voiliers hydrofoils
Les différentes configurations essayées
Introduction
Configurations canard
Configurations quatre points
La configuration standard
Les configurations asymétriques
Équilibre longitudinal
Stabilité en assiette
Équilibre sous forte charge
Empennage arrière piloté
Équilibre transversal, théorie classique
Les paramètres
L’obtention de l’équilibre
La stabilité de l’équilibre
Le domaine d’équilibre
Fonctionnement sur un foil
Conclusion
Les foils virgule et la stabilité transversale
Introduction
L’équilibre sur deux foils virgule
Stabilité sur un seul foil
Fonctionnement sur deux foils
Comportement en présence de variations du centre de voilure
Le système ORMA
Le Ballastage des hydrofoils
Ballastage transversal
Ballastage longitudinal
Géométrie du navire adaptée
Le calage des angles des foils principaux
Calage d’incidence des foils principaux (pincement)
Calage d’incidence des winglets
Exemple concret
Conclusion
L’ensemble arrière
L’empennage horizontal
Le safran directionnel
La longueur du safran
La ventilation
Conception pour les très grandes vitesses 201
Le passage dans la mer
Introduction
Excursions angulaires des navires hydrofoils hauturiers
Mouvements orbitaux de l’eau, incidences réelles et situations envisageables
Analyse des différentes situations d’un voilier hydrofoil dans la houle
Conclusion de cette étude de cas
Cas des voiliers hydrofoils de deuxième génération
Conclusion
Le plan de forme et le vrillage des foils (stabilité transversale sans mer et avec mer)
Le plan de forme trapézoïdal
Le vrillage
Distinction voilier hauturier – voilier de record
Conclusion
Foils à profils symétriques ou foils cambrés ?
Épaisseur des profils
La question de la cavitation
La ventilation
Le spray
Le décollement
Le décrochage
Le calage hydrodynamique des winglets
Les logiciels de conception des foils
Le centre de portance d’un profil et d’une aile
Profils supercavitants
Les réglages des foils
Calage de dièdre
Calage de l’incidence (pincement) des foils principaux
Calage des winglets
Calage de l’empennage arrière
Distinction entre pilotage et réglage
La taille optimale des voiliers
Données générales
Cas des voiliers hydrofoils
Voiliers à patins
Comparaisons numériques (hydrofoils de première génération)
L’architecture des plates-formes
Spécificités selon les programmes de navigation
Dimensionnement transversal des voiliers à foils traversants
La résistance des plates-formes
Les forces aérodynamiques
Les forces hydrodynamiques
Dépasser 100 km/h avec un hydrofoil ?
Les limites des voiliers hydrofoils de première génération
Autres pistes pour aller au-delà
Autres architectures ?
Conclusion
Conclusions
Analyse des performances des foils
Introduction
Les deux composantes de la traînée
Cas de l’aile classique
Cas du profil cavitant
Cas du profil superventilé
Synthèse des rapports P/T (profils asymétriques)
Performances comparées des profils asymétriques réels
Voiliers hydrofoils de deuxième
génération et autres formules
Monitor (Génération 1½)
Les vrais voiliers hydrofoils
de deuxième génération
Introduction
Architecture générale
Les principes des foils en _ pilotés
Données de calcul de foils principaux
asservis
1. Introduction
2. Rappels du principe des hydrofoils de deuxième génération
3. Propositions pour Techniques Avancées
4. Principes de calcul et de géométrie
5. Hauteurs de jambe
6. Fréquence des asservissements
7. Principe de la commande
8. Ordre de grandeur des chargements verticaux à prendre en compte
en fonctionnement normal à grande vitesse
9. Avantages et inconvénients de la solution foils immergés
10. Conclusion
11. Nota bene
Commentaires sur cette étude « Techniques Avancées »
Choix du type de profil des foils
Choix des profils des jambes
Formule mixte foil sous le vent traversant – foil au vent en
Formule « foils traversants pilotés » – Objectif 100
Les voiliers à jambes en ligne
Voiliers à patins
La portance verticale
La portance horizontale
Synthèse
Voiliers exotiques
Introduction
Jacob’s Ladder
Foil au vent et déportant
Partie III – Le souci de sécurité
Introduction
Dossier de définition
Dossier de conception (justification)
Dossier de sécurité
Conclusion
Données sur les houles
Commentaires sur ces figures
Mers croisées
Vagues extrêmes
Index des sigles
Bibliographie
Crédits ou origine des illustrations
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