Les forces

Les forces #

Force aérodynamique / force vélique #

Composante de la force vélique #

La force aérodynamique ou force vélique est la somme d’une infinité de «petites forces» élémentaires.

Force aéro

Force aéro

La force résultante s’applique au maximum du creux et est quasiment perpendiculaire à la corde (sauf pour les angles d’incidence inférieure à 25°).

Rendement de la voile #

Polaire vélique

Polaire vélique

Les angles qui parcourent la courbe sont ceux du vent apparent par rapport à la route du voilier.

Le \(Cz\) est le coefficient de portance alors que le \(Cx\) est le coefficient de traînée. Ces nombres sans dimension représentent les valeurs de la portance et de la traînée (pour une même vitesse).

Le rendement aérodynamique maximal d’une voile est obtenue pour la finesse maximale qui est la maximisation du rapport \(Cz/Cx\) . Attention, rendement max ne veut pas dire vitesse maximale.

De plus, cette courbe n’est qu’aérodynamique et ne montre pas le besoin de puissance pour vaincre la traînée de la coque dans l’eau.

Son intérêt est de nous montrer la plage d’utilisation du vent apparent:

  • au-dessus de 45° d’incidence, nous somme en régime tourbillonnaire.
  • A 20°, commence à apparaitre un décollement (du coté bord de fuite) qui ne ferra qu’augmenter (vers le bord d’attaque).

Force hydrodynamique #

L’eau est un fluide donc tout ce que nous avons énoncé auparavant reste valable. Il ya donc,comme pour la voile, une force hydrodynamique. On la décompose habituellement en force antidérive et en traînée. Le safran, de dimension importante, est aussi un élément antidérive.

Force hydro vue de dessus

Force hydro vue de dessus

Force hydro vue de derrière

Force hydro vue de derrière

Poids et poussée d’Archimède #

Le poids est la masse du bateau et de ses équipiers soumis à la gravité terrestre.

Action de la gravité

Action de la gravité

Poussée d’archimède

Poussée d’archimède

  • Le poids est vertical et s’applique au centre de gravité ( \(CG\) ) du système: bateau + équipage.
  • La poussée d’Archimède s’applique au centre de carène ( \(CC\) ): centre de gravité des parties immergées.