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La Quête du Mât

La Quête du Mât

Messagepar ClaudioD » 06 Juil 2017, 19:21

Depuis quelques temps je me pose la question sur les bénéfices, ou non, obtenus en donnant de la quête au mât.
Ma question ne porte pas sur le critères de centrage qui comportent l'utilisation d'une "avance " entre le CV (centre vélique) et CAD (Centre anti dérive).
L'avance étant une valeur empirique sur la base de centaines de gréements, mais que on trouve sur tous les livres.

Les Multi-coques de l' America Cup comme les AC 45, AC48, AC72 utilisent des voiles rigides et la contre partie immergée sont les lames des Foils.
La quête de ces voiles rigides varie entre 8° et 9° au repos selon les dessin trouvés sur le Net. Je crois savoir que récemment Oracle a du modifier leur gréement a cause d'une quête hors règlement.
Pourquoi un Règlement sur ce paramètre ? Trop de quête veut dire meilleure performance ?
Les bords d'attaque des ailes d'avions sont aussi inclines vers l’arrière, mais ici les vitesses ne sont pas les mêmes

En faisant un saut en arrière je note que la Goélette AMERICA en 1851, avait les deux mâts incliné de 12°/13° tous le autres utilisant une quête autour de 3°. "America" fut déclaré le premier vainqueur de la régate autour de l'île de Wight que plus tard fut appelé "America Cup" ou des "100 Guinées".
Avant de retourner aux US, un bateau Suédois 'Sverige' défia "America". Les mats de Sverige étaient encore plus inclinés à 16° et 17°.
Si Sverige n'avait pas fait un parcours plus long, il aurait battu America. Sa vitesse calculée était supérieure de 0.2 nœuds.

Donc, deux mondes différents, mais la quête du mat quel rôle joue dans les performances ?

J'ai lu des réponses dans un Forum : ...'favorise la vitesse'...'sont plus beaux à voir'...

Aucun livre d'architecte traite du sujet.

Qui peut donner une réponse ?

Merci
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Re: La Quête du Mât

Messagepar Eric » 10 Juil 2017, 15:01

Les Multi-coques de l' America Cup comme les AC 45, AC48, AC72 utilisent des voiles rigides et la contre partie immergée sont les lames des Foils.
La quête de ces voiles rigides varie entre 8° et 9° au repos selon les dessin trouvés sur le Net. Je crois savoir que récemment Oracle a du modifier leur gréement a cause d'une quête hors règlement.
Pourquoi un Règlement sur ce paramètre ? Trop de quête veut dire meilleure performance ?

Pour les trimarans ou catamarans la proximité du pied de mât par rapport à la poutre avant est un élément important de résistance structurelle (donc de poids). La poutre avant doit par ailleurs, toujours pour des raison mécaniques être le plus avancée possible pour limiter les efforts sur l'avant des flotteurs. Le pied de mât étant placé, l'équilibre sous voile qui dépend également de la position des plans anti-dérives l'inclinaison du mât est un moyen de jouer avec les différentes contraintes de positionnement à la fois mécanique et aérodynamique. Si l'on regarde les trimarans ultimes qui ont participés à la régate "The Bridge", leurs mâts n'ont pas de quête.


Les bords d'attaque des ailes d'avions sont aussi inclines vers l’arrière, mais ici les vitesses ne sont pas les mêmes.

Les ailes des avions commerciaux à réaction (Airbus Boeing) sont en flèche pour principalement deux raisons: cela permet d'augmenter l'épaisseur relative du profil pour une corde donnée (cela permet de faire des ailes plus épaisses, donc plus solides et permettant d'y loger des réservoirs plus grands), de loger le train d’atterrissage dans la jonction entre les deux ailes tout en respectant les contraintes de centrage.
Les ailes des avions à hélices (ATR) sont droites car les contraintes ne sont pas les même. Les moteurs (donc les ailes) sont plus hauts pour laisser une marge au sol aux hélices.
Les avions supersoniques (Rafale) ont une flèche importante principalement pour des raisons aérodynamiques liés au cône de l'onde de choc.


Donc, deux mondes différents, mais la quête du mat quel rôle joue dans les performances ?

J'ai lu des réponses dans un Forum : ...'favorise la vitesse'...'sont plus beaux à voir'...

Il doit également y avoir des effets de mode ! :)

Aucun livre d'architecte traite du sujet.

Qui peut donner une réponse ?

Merci
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Re: La Quête du Mât

Messagepar ClaudioD » 10 Juil 2017, 16:01

Eric,
Merci pour la réponse, mais je reste sur ma faim sur deux points, le premier concerne la limite de la quête imposé pour les multicoques AC45/72 (affaire Oracle) et second à propos de la goélette (monocoque) America en 1851 quand ce bateau était le seul à avoir les deux mâts inclinés de 12°. America fut "copié" un an plus par le schooner Sverige avec 17° de quête. Quoique perdant contre America, cause accident de parcours, sa vitesse mesurée était supérieure de 0.2 nœuds.
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Re: La Quête du Mât

Messagepar Eric » 17 Juil 2017, 15:45

ClaudioD a écrit:Eric,
Merci pour la réponse, mais je reste sur ma faim sur deux points, le premier concerne la limite de la quête imposé pour les multicoques AC45/72 (affaire Oracle) et second à propos de la goélette (monocoque) America en 1851 quand ce bateau était le seul à avoir les deux mâts inclinés de 12°. America fut "copié" un an plus par le schooner Sverige avec 17° de quête. Quoique perdant contre America, cause accident de parcours, sa vitesse mesurée était supérieure de 0.2 nœuds.


Personne n'étant intervenu, je te propose les interpétations suivantes .

Sur le premier point je suis allé faire un tour dans la jauge des AC45. J'ai trouvé l'interprétation N° 93 http://www.sail-world.com/multimedia/ACC%20Interpretation%20No%20093.pdf qui encadre la tension de l'étai et limite la quête de l'aile entre 4 et 5°. Le rôle de cette interprétation est de figer la quête pour conforter ma monotype. La quête ne doit pas être une variable d'ajustement. Par ailleurs, d'une part sur les dessins initiaux les aîles étaient verticales d'autre part la position du pied de l'aile, la géométrie de l'aile et la longueur de l'étai sont quasiment figés. Il n'est donc pas possible de basculer beaucoup les ailes. Il est probable que la légère quête des ailes soit dû à un pied de mât initialement légèrement trop en avant pour les configurations finalement choisies par les syndicats (un des paramètre d'ajustement relatif est la position du safran qui peut varier de soixante centimètres longitudinalement).

Pour l'America, c'est une époque où il n'y avait pas de winch et les focs étaient limités en taille par la force de traction de l'équipage. De mettre de la quête permettait :
- de tendre un peu plus, pour la même tension de hauban, les étais et donc d'avoir un petit gain en raideur d'étais ce qui est toujours bon à prendre au près.
- de reculer le point de drisse du foc par rapport à la ralingue de mât de la voile et donc d'augmenter, à surface de foc égale, le recouvrement du foc sur la grand-voile et donc d'augmenter l'effet de fente de l'écoulement foc grand-voile.

Ces considérations ne sont pas gravées dans le marbre et sont sujettes à interprétation.
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Re: La Quête du Mât

Messagepar jbdupont » 21 Juil 2017, 12:56

La quête du Mât : c'est un sujet traité par exemple par Franck BETHWAITE dans ses ouvrages.
Il y explique l’aérodynamique qui est mise en jeu. Il se réfère aussi aux travaux de Manfred Curry.

En gros, quand le mât est incliné cela favorise la création d'une turbulence qui stabilise les écoulements sur la voile.
L'image la plus explicite est celle des spis asymétrique dont le point d'amure est très avancé sur un bout dehors pour provoquer une forte inclinaison du bord d'attaque de la voile. la turbulence qui se forme le long du bord d'attaque stabilise les écoulements et "gomme" les variations de la composante vent réel + vent vitesse. Cette découverte a été faite par son fils Julian Bethwaite à Sydney.

Sur les goellettes, il n'y a pas que la quête des mâts qui conditionnent la vitesse - la carène bien sûr et surtout le talent de l'équipage pour mener le bateau...

Sur les dériveurs modernes, on joue beaucoup avec la quête du mât pour faire vriller la grand voile et ouvrir la fente entre foc et GV. De ce fait on peut gérer la surpuissance quand le vent monte et continuer à naviguer à plat pour aller vite. Au contraire dans les petits airs on met le mât sur l'avant pour donner une puissance maximum au gréement.

Autre cas où on met beaucoup de quête vers l'avant, au vent arrière, par exemple sur les stars (bateau olympique) on navigue avec le mât complètement sur l'avant. Le vent qui vient de l'arrière, monte alors le long de la voile et accélère et le bateau va plus vite.

jb
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Re: La Quête du Mât

Messagepar Eric » 22 Juil 2017, 12:20

Bonjour
L'effet de turbulence d'un bord d'attaque très incliné est connu en aéronautique. Il s'agit des vortex de bord d'attaque des ailes Delta aux fortes incidences.

On bascule également les mâts vers l'avant sur les bateaux de course croisière mais plutôt pour avancer le centre de poussée vélique et diminuer la tendance à partir au lof ou à l'abattée au surf. ;)
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