Question pour un champion de la physique

[Jeanrem]

Yo !
Comme je me pose des questions existentielles et que je sais qu'il y des gonzes qui sont allé à l'école sur le forum, voici ma question :
Si l'on considère un kiteur normal (genre 85 kg sur la balance, le matin, nu et à jeun ) qui navigue sur une planche normale (genre pas une North ou une Best ou une Z...) ... sur de l'eau normale (pas de polémique )
Bon :

• Quelle est sa vitesse "normale" ?
• Quelle est la force de traction horizontale "normale" en kgs ou % de sa masse ?

Merci d'avance,
Jeanrem

[Christian]

@Jeanrem:2eokgpv1:

le matin, nu et à jeun

Si tu kites le matin et nu, tu n'avanceras pas, le thermique du lac se lève l'après midi (et tu auras vite froid. )
A jeun, là je vois pas qui ça peut être

Pour la vitesse atteinte, regarde les fichiers de relevés GPS des kiteurs sur le web.
Evidemment, ça dépend beaucoup de la vitesse du vent, de la taille de la voile, du niveau du kiteur, des vagues, du support de glisse (ce sont les frottements qui font plafonner la vitesse atteinte), de l'allure (angle/vent).

• Au vent arrière, en théorie tu avances au maximum à la vitesse du vent (sinon détente des lignes, dévente, aile qui tombe puisque le vent apparent est nul si tu avances aussi vite que le vent météo), en pratique déplacement à ~75% de la vitesse du vent pour que ça marche correctement.
• Au grand largue, tu peux avancer sensiblement plus vite que la vitesse du vent. (peut être 125%, estimé à la louche).
• Au vent de travers, allure la plus rapide, tu peux espérer aller à environ 2 fois la vitesse du vent (mais avec de très bonnes conditions de glisse, bord de race, foil, pas de clapot), et en théorie presque 3 fois la vitesse du vent mais seulement dans une configuration avec très peu de frottements (kite + patins à glace tracté sur lac gelé par exemple).
• Au pré, c'est déjà moins rapide, surtout si tu crantes pour remonter au vent.

Pour la force de traction de l'aile, il existe un article là dessus, avec des mesures faites au dynamomètre (=ressort qui s'allonge pour mesurer la force de traction) monté entre le chiken-loop et le harnais.
C'était une étude faite pour comparer le dépower des ailes (caisson / boudin), avec traction sur une voiture pick-up qui roule à vitesse constante pour normaliser les mesures. Je vais essayer de retrouver ça.
Une voile qui arrive à te décoller du sol exerce une force supérieure à ton poids.

[kite38000]

je crois mais je suis pas sur , mais il y a un mec un peut lourd qui a fait du 100 Kmh sur l'eau et dans un pays que je ne connais méme pas.

[Christian]

C'est Alexandre Caizergues (octobre 2010), vitesse moyenne de 54,10 noeuds ( = 100,19 km/h) sur 500 mètres en kitesurf .
Avec une voile de 8m2 et 45 noeuds de vent (83,3 km/h) . Donc une vitesse de déplacement de 130% de la vitesse du vent.
Le spot est quelque part en Namibie.

Et en buggy-kite, le record de vitesse est de 133 km/h (désert du Nevada).

[kite38000]

y en a ils savent tout

[Jeanrem]

Oui mais globalement tout monde navigue a la meme vitesse c est celle ci qui minteresse ainsi que la force

[Louis]

@Christian:krfp14p7:

…
Pour la vitesse atteinte, regarde les fichiers de relevés GPS des kiteurs sur le web.
Evidemment, ça dépend beaucoup de la vitesse du vent, de la taille de la voile, du niveau du kiteur, des vagues, du support de glisse (ce sont les frottements qui font plafonner la vitesse atteinte), de l'allure (angle/vent).
…

La VEA, vitesse effective atteinte, ça dépend aussi fortement du rapport P/T (portance/trainée) du kite en plus de la résistance à la glisse.
C' est caractéristique en buggy, sur un même cap, entre 2 ailes, une typée débutant à faible aspect ratio (et gros profil) face à une "lame" à grand rapport d' allongement mais aussi en kitesurf.

[Christian]

Le record de vitesse en buggy (133km/h) est d'ailleurs détenu avec une Peter Lynn Vapor (2.7 M² ), c'est une lame de rasoir fine et à haut ratio : 3.84

J'ai retrouvé l'article sur les forces de traction exercées par les ailes (ici en pdf), en anglais).

En résumé, Kitemag a mesuré la traction d'ailes à pleine puissance, puis en dégazant au maximum, pour comparer le depower de différents types d'ailes

• un kite C-shape ancienne génération (North Rhino 07)
• un bow-kite moderne
• un caisson fermé (FS Speed 2).

Le kiteur est installé à l'arrière d'un pick-up qui roule à 30km/h sur 500m, (vent météo 6 noeuds), aile au zénith, et tire sur la barre.

Ca donne une idée assez précise des forces mises en jeu (voiture à 30 km/h, donc vent apparent de 16.2 nds).
En conclusions :

• Meilleure efficacité du dépower sur un boudin récent / C-shape.
• C'est le caisson qui tire le plus vers le haut, mais avec le meilleur depower
• Traction qui peut varier, en gros, de 10 à 40 kg (lift).

Je serai curieux de voire ce que donne une Smart ou un caisson ouvert dans ce type de test.
Et de connaitre la traction avec l'aile en pleine fenêtre .

[Denis]

Jeanrem, je dirais que l'énorme majorité des kiters naviguent à une vitesse de 15 à 25 nds, pour un vent de 12/15 à 30/35 nds, au delà de 25 nds , ça devient déjà chaud à controler…...alors je te dis pas à 55 nds ( Christian, le record du monde c'est pas Alex Caizergues mais l'américain Rob Douglas à 55.65 nds)

[dani]

@Jeanrem:2ge6aw77:

Yo !
Comme je me pose des questions existentielles et que je sais qu'il y des gonzes qui sont allé à l'école sur le forum, voici ma question :
Si l'on considère un kiteur normal (genre 85 kg sur la balance, le matin, nu et à jeun ) qui navigue sur une planche normale (genre pas une North ou une Best ou une Z...) ... sur de l'eau normale (pas de polémique )
Bon :

• Quelle est sa vitesse "normale" ?
• Quelle est la force de traction horizontale "normale" en kgs ou % de sa masse ?

Merci d'avance,
Jeanrem

Cher Jean Rem, si je te connaissais assez bien, je répondrais simplement :
Mais comme je suis un petit nouveau et que je ne voudrais pas me faire jeter de ce forum, je vais essayer d'apporter ma modeste contribution plus sérieusement :
La force de traction que l'on ressent dans la barre (et les abdos) provient de la résultante des forces exercées sur l'aile :

• la force due au vent bien sur
• la portance (créée par la différence de vitesse d'écoulement de l'air entre l'intrados et l'extrados)
• les frottements de l'aile dans l'air (qui diminuent l'effet des forces précédentes)
  La traction est donc indépendante du poids du rider (et comme toute les forces elle s'exprime en Newton).
  Pour que le rider avance, la force de traction doit être plus importante que les forces qui s'opposent justement à la traction :
• le poids du rider (et de la board)
• les frottements de la board qui sont pour simplifier proportionnels aux poids du rider+board (mais qui dépendent aussi de la "normalité de l'eau et de la "normalité" de la board )
  J'espère avoir un peu répondu à une de tes "questions existentielles" sans avoir réveillé des mauvais souvenirs de physique...

[Christian]

@dani:2dga0rmf:

La traction est donc indépendante du poids du rider (et comme toute les forces elle s'exprime en Newton).

En pratique, la traction est quand même assez proportionnelle au poids du rider, puisqu'on toile plus grand quand on est plus lourd.
1 daN = 10 Newtons ~ poids d'une masse d'environ 1 kg (si les kg te parlent mieux).

Quelqu'un connait la vitesse record en snow et en mtb ?

[lio180]

Jeanrem tu devrais proposer ton probleme à une classe de 1ère S !
Je vois bien la question: Faire le bilan des forces qui s'appliquent au systeme Jeanrem dans le referenciel Beauduc.

[dani]

@Christian:2sejrkku:

@dani:2sejrkku:

La traction est donc indépendante du poids du rider (et comme toute les forces elle s'exprime en Newton).

En pratique, la traction est quand même assez proportionnelle au poids du rider, puisqu'on toile plus grand quand on est plus lourd.
1 daN = 10 Newtons ~ poids d'une masse d'environ 1 kg (si les kg te parlent mieux).

Quelqu'un connait la vitesse record en snow et en mtb ?

Pour moi, si ça marche moins bien pour le rider de 90 kg c'est que les forces à compenser (poids, frottements…) sont plus importantes et pas que l'aile tire moins.
Si on essaye de pousser avec la même force une voiture et un vélo, l'effet n'est pas le même parceque tout simplement la voiture est plus lourde...
Mais bon est-ce qu'on répond vraiment à la question métaphysique de jeanrem...

[Christian]

C'est bien ça, la traction de l'aile ne dépend pas du tout de ce qu'on accroche en dessous (mais de sa surface, de la vitesse du vent apparent au carré, et de ses caractéristiques aérodynamiques).
Un "gros" aura besoin d'une grosse voile pour sortir de l'eau, équilibrer son poids, et compenser plus de frottements.

Mais alors, est ce que le scotch gris va tenir ??

[G.Rhum]

je pense qu'il y a une notion d'inertie, la force à fournir pour mettre en mouvement le pilote sera bien plus importante s'il est lourd, mais une fois lancé il n'y a quasi plus de différence, seule compte la glisse
quand tu pousses une voiture sur du plat, pour la rentrer au fond du garage par ex. les premiers centimètres c'est un âne mort pis après c'est tranquille avec deux doigts !

[Denis]

tiens Grhum, puisqu'on est dans la physique, pour pousser ta voiture ,il est 2 fois plus efficace de pousser sur le haut du pneu que sur la carrosserie
quand tu pousses sur le haut du pneu le bras de levier par rapport au point de contact au sol est le diamètre du pneu, alors que quand tu pousses par la carrosserie, ça revient à pousser au niveau de l'axe de la roue, donc avec un bras de levier égal au rayon du pneu soit 2 fois moins............
ça peut être bien utile de connaitre ce petit truc, perso je l'ai déjà utilisé, ça marche

[projetcab67]

Oh, les gars, c'est bien plus compliqué que ça:

L'aile se déplace dans l'air = comportement dynamique d'un objet déformable en déplacement dans un gaz… (il faut tenir compte des forces, vitesses, accélérations, masses, inerties, caractéristiques des matériaux de la voile et de l'air) suivant les vitesses l'écoulement n'est pas le même... on rentre dans la tribologie avec un peu d'aérodynamisme puis un peu de comportement dynamique! Tout ça à température et pression constante de l'air... parce que sinon on rajoute de la thermodynamique

Et maintenant la board… ben c'est pareil, tout ce qui est frottement dépend de la vitesse, au départ il est difficile de sortir de l'eau car le principe d'écoulement n'est pas le même qu'à vitesse plus élevé... vous pouvez prendre tout ce qu'il y a au dessus et remplacer air par eau!!!! c'est toujours aussi compliqué

Le rider… suivant sa position, les angles de ces fameuses forces sont très différents...

ET j'en oubli!!!!

Pour finir, ceux qui ont fait un peu de physique et de mécanique à l'école se disent, que ça doit se faire facile...ben, ouais mais là en plus on est en 3d

Bon, JeanRem, il faut que tu nous donnes un peu plus de détails sur tes besoins et le but ?

Pour les compartifs avec une automobile ou un vélo, c'est bien mais là on parle de résistance au roulement…nous, y a pas de roue (j'en vois un au fond qui parle de mountainboard, sortez, c'est hors-sujet!!!).

Philippe

[jip]

@projetcab67:lagjkpts:

Bon, JeanRem, il faut que tu nous donnes un peu plus de détails sur tes besoins et le but ?

Jeanrem, il peut peut pas répondre, il est parti faire du kite mais je vais répondre pour lui :

Besoins : aucun
But : tuer le temps

Il est comme ça le Jearem, quand il est en vacances et qu'il ne peut pas faire du kite, faut qu'il s'occupe ou qu'il occupe les autres, et, là, ça marche

Alors moi, je dis : kestenafoutre de tout ça Tu balances l'aile dans la fenêtre et tu tires sur la barre c'est le grand principe physique : ACTION => REACTION

Un point, c'est tout

[mickael]

Jean-Rem, on ne peut pas répondre à ta question de manière précise. Le seul moyen serait de mesurer la tension des lignes.
Pour vulgariser et donner une image non rigoureuse et plutôt empirique des choses .

Quand tu tires un bord de travers, aile calé à 45°, plage moyenne de l'aile, la traction dans les lignes est peut-être équivalente à la moitié de ton poids (ce qui fait peut être 1/5 de ton poids en traction horizontal). tout dépend vraiment de ton allure au grand largue c'est très petit, et au près dans une claque monteynardesque c'est beaucoup plus!

Par contre, au décollage d'un saut la traction dans les lignes représente peut être 1.5 fois ton poids**, puis une fois que tu es en l'air pendant l'ascension, quand ton aile commence à tirer moins fort environ ton poids.

Tu n'auras pas de réponse beaucoup plus théorique que ça, je pense, car il y a trop de paramètre à prendre en compte : rien qu'entre les différentes positions de la fenêtre de vol la traction des lignes doit varier d'un facteur 5 au moins, la même chose pour les différentes allure… Tu t'en sors pas.

PS: Jean Rem, tu cherches à comprendre pourquoi la barre ne passe pas, c'est ça ? Je crois que c'est à cause de la bandit et du monteynard !

** Ça ne signifie pas que tu prends 1.5 G dans la gueule. Tu prends beaucoup moins peut être 0.3 G (ce qui correspond à une force de F=0.3mg où m est la masse du JR) car la tension des lignes est égale à ton propre poids + la force "centrifuge" (équation vectoriel).

[Christian]

Si tu veux connaître précisément ta vitesse instantanée et même les accélérations (G) que tu prends en kite, il y a un altimètre-variomètre de parapentiste qui fait ça, en 3D, avec 60 mesures/seconde et mémoire de tout ça
.
XC-Trainer-3DG sur http://www.aircotec.com

Pour connaître la tension instantanée de tes lignes, tu intercales un dynamomètre numérique entre ton kite et le crochet du harnais :

dynamomètre 200kg
(en gros, c'est un ressort dont on mesure l'allongement)

Au feeling, ça marche aussi très bien pour évaluer force et vitesse te prends pas trop la tête