Poids des voiles, masse de l'air

Salut,

Je vous livre ma dernière réflexion en matière de R&D de kite.
La question étant d’où vient le manque de mania d'une voile a caisson par rapport a une voile a boudin... Bon si vous n’êtes pas du tout d'accord avec ce principe de base, pas la peine de lire la suite...lol

Le problème posé étant le suivant :
Si une voile a boudin a plus de trainée, si elle est de par sa construction moins aérodynamique, et bien un décalage d'angle d'attaque devrait la rendre moins agressive en virage. La 1/2aile devrait avoir du mal a accélérer.
Et l'on est a peu près d'accord pour dire que la voile la plus maniable est en général la voile a boudin pour le même a ratio même corde et shape a peu près identique.

Donc il semble que cela ne vienne pas d'un problème aérodynamique.

La réponse qu'on peu tirer de tout ça c'est que si l'aéro n'est pas en cause , c'est la masse. Car la masse est toujours un frein au changement de trajectoire de part l'inertie...
Plus on est lourd moins on tourne, ou en tout cas plus c'est difficile... Même chose pour accélérer et freiner.

Mais il est évident pour tout le monde qu'une voile a caisson est plus légère qu'une voile a boudin...
Donc c'est pas bon... La c'est une peu pas terrible car quand la théorie ne reprend pas la pratique c'est souvent la théorie qui est fausse, ou au moins le calcul

Sauf que le poids c'est pas la masse... Ahah c'est ca le truc ...
J'ai compris ça cet hivers quand je conduisais avec le chauffage...A chaque freinage j'avais de l'air froid qui arrivait, en faite c’était l'air plus lourd (l'air froid) qui passait devant...Ben oui a cause du freinage... Tout ca du a la différence de densité entre air froid et air chaud... Bon ça y ils se disent tous que je suis tablé complet ou que je manque de vent...

Donc re-calcul de la masse d'une aile de kite, c'est a dire poids de la voile sur la balance + masse d' air... Y en qui vont dire Mr ça ne pèse rien l'air dans l'air... Ben voui pour le coté Archimède mais pour les accélérations ça compte beaucoup (au ² de la vitesse, enfin bref c'est pas le débats)

Donc j'ai comparé grossièrement 2 voiles une 12m² caisson et une 12m² boudin, je sais c'est pas équivalent en terme de traction mais c'est 2 voiles de freerides a peut près équivalente en programme, et que je connais bien...Donc ça m'arrange

1 Voile a caisson.
Pour le volume j'ai calculé la corde moyenne (CM=surface/envergure), mesuré la surface d'un profil a la corde moyenne et multiplier par l'envergure. Ce qui fait 2.1m3 d'air
J'ai pris une densité de l'air a 1.22kg /m3....Soit une masse d'air de 2.5kg ... Ouch, ca fait mal en terme d'inertie.

2-Voile a boudin, c'est un peu plus compliqué... Y a la pression
J'ai calculer le volume du bord d'attaque en gros j'ai trouvé 0.16m3 j'ai rajouté 20% pour les lattes soit a peu près 0.2m3, par contre la pression est de 0.4bar (soit 1.4bar par rapport a l'exemple 1) soit donc un poids de 0.2*1.4*1.22 soit 0.34kg... Je trouve que ça ne fait pas beaucoup... Mais j'ai pas trouvé d’erreurs dans mon calcul...

Donc si on part du principe qu'un caisson fait sur la balance environ 2.5kg en 12, et une voile a boudin fait 3.5kg en 12, on se retrouve avec
Masse d'une 12 caisson a 5kg
Masse d'une 12 boudin a 3.9kg

Et la comme ça la théorie colle a la pratique ... Perso ça me rassure...
On comprend mieux pas mal de chose. On comprend déjà que la masse de l'air n'intervient pas sur la capacité a tenir en l'air, car il n'y a pas d’inertie et la masse de l'air n'intervient pas sur le poids de la voile pour tenir en l'air... Donc la stabilité au zénith ou sans changement de direction est bien meilleur pour un caisson, car son poids est faible et la masse n'intervient que dans les changements de trajectoires... Le virage est toujours la phase critique en light caisson, alors qu'elle est plus facile en light boudin.

On se dit que finalement c'est assez logique qu'une voile a boudin tourne plus vite et soit naturellement plus stable et plus agressive en terme d'accélération, car elle a moins de masse, et moins de finesse.... donc moins d'inertie. Par contre son poids devient un vrai inconvénient pour rester au-dessus de la tête.

On comprend également qu'une voile a caisson a une masse qui gène les accélérations et donne toujours une certaine souplesse a l'accélération... Un sorte de déphasage du a la masse
On comprend pourquoi la stabilité est plus compliqué a trouver a cause de l'inertie et du meilleur rendement aérodynamique... Elles peuvent vite traverser la fenêtre jusqu’à la sous incidence, ce qui est plutôt rare en boudin.
On retrouve également une particularités des voiles a caisson a traverser les molles grâce a l'inertie... Notamment en light. Chose inexplicable sans compter la masse d'air.

Voila mes derniers creusement de cervelle... J'espère que ça vous a intéressé...

A+

Nono

Salut Nono
Il y a des caissons qui tournent plus vite que d'autres
Mes Peter Lynn en C shape ne sont pas bridées , comme les boudins.
Elles sont bien plus maniables que ma Matrix qui est bridée
et moins archée. .

Je suppose donc que la forme de l'aile et le bridage influent sur la maniabilité.
mais je ne saurais pas le caractériser ni le quantifier.

Je suis bien d accord  avec toi, je l'avais deja évoqué  sur une autre sujet mais c est bien d en faire un specifique.

J'estimais la masse d air a environ 4 kg de memoire sur une 15m donc assez proche de ton calcul, c'est rassurant.
Cette masse de l'air est compensé par la pousse d'archimede (donc ne nuit pas au zenith ou aile calee en light), mais effectivement il faut pousser et accelerer cette masse d air enfermée  a chaque virage.
Force =masse × acceleration . Donc l'acceleration (en rotation) du caisson est moins forte a cause de son surplus de masse (La force etant a peu pres constante et dependant pas mal du design de l'aile notamment au niveau de l'arche).

En revanche j ai trouvé que cette inertie (valable aussi sur le changement d angle d'attaque et les frontales par exemple) aide a passer les molles ponctuelles a trop faible vent , alors que le boudin "plonge" avec plus d acceleration donc plus vite (et donc moins rattrapable si le vent revient juste apres).

Donc la Peak doit être bien plus maniable qu'un boudin du même type de ratio?

@sms ton raisonnement me parait logique.
D'où un petit avantage aux nouveaux caissons type haut-ratio qui ont un profil fin (donc moins de volume) ET un haut ratio (A surface égale, quand le ratio double, le volume d'air est divisé par 2).
Sinon, moi j'ai aussi une théorie qui dit que pour qu'une aile tourne, il faut qu'elle soit la plus asymétrique possible en virage, c'est à dire que les lignes (les arrières) soient les plus écartées possibles :
Un monofil il n'y a qu'une ligne au milieu, ça ne tourne pas
Un caisson c'est relativement plat du coup les arrières sont assez proches
Un CShape les arrières sont très écartés donc ça tourne super bien.
Sur un bow kite les arrières sont aussi sur les côtés en général, mais bizarrement ça tourne moins bien qu'un CShape. D’ailleurs conceptuellement ça me parait assez curieux le bow kite, vu que le bord d'attaque est bridé en plusieurs points alors que le borde de fuite n'est bridé que sur les oreilles, est ce que ça veut dire que le profil est autostable ? Je n'imagine pas trop un caisson bridé de la même manière.

bonne remarque sur la position plus ou  moins écartée des arrieres  !

La "lenteur" de la peak ne semble effectivement pas due a l inertie de l air. Je pecherais pour ma part pour la raison suivante  : une monopeau doit etre tres plate pour ne pas s effondrer au niveau des oreilles. Donc arche tres peu prononcée et donc tres peu de surface laterale , or elle participe directement a l effort de virage donc a l acceleration (F=ma).

sms-kite a écrit:Salut,
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Donc re-calcul de la masse d'une aile de kite, c'est a dire poids de la voile sur la balance + masse d' air... Y en qui vont dire Mr ça ne pèse rien l'air dans l'air... Ben voui pour le coté Archimède mais pour les accélérations ça compte beaucoup (au ² de la vitesse, enfin bref c'est pas le débats)

Donc j'ai comparé grossièrement 2 voiles une 12m² caisson et une 12m² boudin, je sais c'est pas équivalent en terme de traction mais c'est 2 voiles de freerides a peut près équivalente en programme, et que je connais bien...Donc ça m'arrange

1 Voile a caisson.
Pour le volume j'ai calculé la corde moyenne (CM=surface/envergure), mesuré la surface d'un profil a la corde moyenne et multiplier par l'envergure. Ce qui fait 2.1m3 d'air
J'ai pris une densité de l'air a 1.22kg /m3....Soit une masse d'air de 2.5kg ... Ouch, ca fait mal en terme d'inertie.

2-Voile a boudin, c'est un peu plus compliqué... Y a la pression
J'ai calculer le volume du bord d'attaque en gros j'ai trouvé 0.16m3 j'ai rajouté 20% pour les lattes soit a peu près 0.2m3, par contre la pression est de 0.4bar (soit 1.4bar par rapport a l'exemple 1) soit donc un poids de 0.2*1.4*1.22 soit 0.34kg... Je trouve que ça ne fait pas beaucoup... Mais j'ai pas trouvé d’erreurs dans mon calcul...

Donc si on part du principe qu'un caisson fait sur la balance environ 2.5kg en 12, et une voile a boudin fait 3.5kg en 12, on se retrouve avec
Masse d'une 12 caisson a 5kg
Masse d'une 12 boudin a 3.9kg

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Voila mes derniers creusement de cervelle... J'espère que ça vous a intéressé...

A+

Nono

Salut Nono je me pose quelques questions / ton raisonnement
1/ Inertie
Acceleration =F/M
dont inversement proportionelle à la masse à force identique
..mais que vient faire le ² de la vitesse ici ?

2/ Volume aile à caisson
Tu multiplies la corde moyenne par la surface alors que la corde moyenne est dans le meme plan que la surface.
S-CmxEnvergure
Pour calculer le volume Il faudrait plutot muliplier l'épaisseur moyenne par la surface
sachant que l'epaisseur varie enormement du B.A au B.F
Une aile fine contient beaucoup moins d'air qu'une aile épaisse.

joudot a écrit:

Salut Nono je me pose quelques questions / ton raisonnement
1/ Inertie
Acceleration =F/M
dont inversement proportionelle à la masse à force identique
..mais que vient faire le ² de la vitesse ici ?

2/ Volume aile à caisson
Tu multiplies la corde moyenne par la surface alors que la corde moyenne est dans le meme plan que la surface.
S-CmxEnvergure
Pour calculer le volume Il faudrait plutot muliplier l'épaisseur moyenne par la surface
sachant que l'epaisseur varie enormement du B.A au B.F
Une aile fine contient beaucoup moins d'air qu'une aile épaisse.

Salut

1-C'est que je parle en énergie cinétique 1/2 mv²et pareil en énergie angulaire 1/2 I W²... Enfin bref c'est quand même bien la masse qui pose problème dans les changement de vitesse ou trajectoire.

2-En faite je calcul la corde moyenne d'une voile en divisant la surface / envergue. Ca me donne la longueur de la corde moyenne. C'est pas simple de savoir la corde moyenne sur une forme toute courbe. Donc c'est en gros une corde théorique moyenné.
Une fois la surface de cette corde mesuré, je multiplie par l'envergure pour avoir le volume. J'ai bien une surface x un distance, donc un volume

A+

Nono

2- Nono apparemment tu fais surface / envergure puis tu multiplie par envergure ... donc ca revient a prendre direct la surface comme dit Joudot. Puis multiplier par la hauteur des caissons, et voila...

1- alors attention l'energie cinetique n'est pas liee directement a l'acceleration , il faut dériver entre les deux (l acceleration est la variation d energie donc ca fait tomber le v2 ). Si on veut absolument trouver un carre dans cette belle histoire , faut regarder du coté du vent car cette force d acceleration (frein a droite ou gauche) depend du carré du vent (portance et trainee)

sms-kite a écrit:
J'espère que ça vous a intéressé...

Beaucoup, merci Nono
éric

regis-de-giens a écrit:2- Nono apparemment tu fais surface / envergure puis tu multiplie par envergure ... donc ca revient a prendre direct la surface comme dit Joudot. Puis multiplier par la hauteur des caissons, et voila...

1- alors attention l'energie cinetique n'est pas liee directement a l'acceleration , il faut dériver entre les deux (l acceleration est la variation d energie donc ca fait tomber le v2 ). Si on veut absolument trouver un carre dans cette belle histoire , faut regarder du coté du vent car cette force d acceleration (frein a droite ou gauche) depend du carré du vent (portance et trainee)

Salut

Pas tout a fais je fais surface/envergure pour trouver la corde moyenne. Ensuite je mesure la surface d'un profil dont la corde est égale a la corde moyenne. Et je multiplie cette surface de ribs par l'envergure.
Pour le reste , je compare des masses, donc ça ne change rien au calcul de poids.

A+

Nono

Un comparatif assez sciebtifique et chiffré de l interet au gain de poids (hors pure tenue zenith). En anglais désolé, mais ils confirment que le gain de poids ameliore le loop, la réactivité et la stabilité (assez evident en tres light d ailleurs de mon experience):

https://www.thekiteboarder.com/2010/04/is-a-kites-weight-important/

Donc, ce qu'on disait depuis plus de dix ans ici-même (voir les tests des Silver arrows et des Psycho 4 Deluxe" plus tard en 2009 ), était bien fondé ! Ca fait toujours plaisir, merci Régis . J'avais eu beaucoup de mal avec certains à l'époque sur l'avantage du light même sur de petites tailles .
Tiens une petite vidéo dans un sujet de TLK avec une 12 en 2009 que j'avais tourné avec mon ami Franky qui va pas démentir sur la mania .

https://www.tubelesskite.net/t834-psycho-4-deluxe-edition-frank-adam?highlight=Psycho+4+light

En fait, si vous creusez votre aile à caisson énormément, elle tournera très très vite !! seulement, une aile à caissons ne peut pas avoir un profil creux sans être instable...dommage.

La clef est donc plutôt dans le profil creux qui offre une vitesse moindre, c'est sûr, mais une meilleur accélération, donc un départ dans le virage bien plus rapide et direct... c'est autant d'avance de pris sur la suite du virage.

Ajoutez à cela la rigidité qui permet à l'oreille extérieur au virage d'avoir un angle d'attaque extrèmement faible... alors qu'en caisson, pour ne pas que ça ferme, on est obligé de limiter cette angle minimum... et finalement l'oreille extérieur est plus rapide en boudin !

Parlons de l'oreille intérieur au virage, le profil, toujours creux permet de border très fort, sans backstaler cette partie de l'aile, et elle conserve cette attitude permanente à avoir envie d'aller de l'avant.. ou en l'occurence, ici, dans son virage.

Un profil creux à faible vitesse et avec un angle d'attaque fort (amorce de virage) a une puissance supérieure à une aile à caisson, l'aile va donc se déplacer naturellement sur le côté, on a donc pas seulement un pilot de l'aile, mais un déplacement plus important sur une aile à boudin...c'est pas vraiment du virage, mais c'est quand même apparenté et lié.

Encore une fois, faite le test, creuser à mort votre mixer-test, restez bordé tout le temps et votre aile tournera hyper bien... bon vous ne pourrez pas choquer, sinon c'est dévente assuré.

C'est aussi pour ça que les peak ne tournent pas si bien alors qu'elles ont un profils creux, c'est que leur angle minimum est limité pour éviter les instabilités, et l'oreille extérieur traîne donc beaucoup.

ah ! les bonnes analyses de Funalex ! Merci pour ce niveau de details.

Oui pour le fort cambre en cresusant l'aile ; c'est mon reglage ( et meme au dela meme des limites de reglages existantes sur la Pulsion) en hyper light et snowkite ou le loop est tres important ( quitte a perdre en fenetre car loops de montee en pleine fenetre) , et le cap moindre en foil en snowkite pas penalisant.

Pour faire avancer le schimilimiblick
Dans une aile à caissons, l'air est "enfermé". Mais dans une aile à boudins (ou monopeau), à mon avis il y a de l'air qui colle à l'intrados.

Faut pas confondre vitesse en virage (l'accélération intervient) et maniabilité (sujet du post) c'est à dire la capacité à faire un virage serré même lent. Je suis plus d'accord avec funalex.
Après si on parle de maniabilité je connais aucune aile à boudin plus maniable que ma 12m à caisson snowkite. Et pourtant j'en ai testé des ailes a boudin (les dernières sont ozone c4, flysurfer boost)... je kiteloop sans trop de Pb avec ma 12 à caisson (quasi comme une 9 à boudin) alors qu'avec une 12 à boudin j'en n'ai jamais fini un avec ressource sur l'eau...
Après tout simplement beaucoup d'aile à caisson sont orientés race et le haut ratio et donc l'envergure empêche d'avoir une maniabilité correct qu'on retrouve sur des ailes plus compactes.
La peak n'a pas un profil suffisamment maintenu pour être aussi maniable qu'un caisson mais c'est un avantage dans le vent fort...


J'ajoute aussi que si on considère une épaisseur moyenne de caisson de 10cm ça doit être pas loin De ça entre les oreilles et le bords de fuite, allez même 15cm!
Ça fait grossièrement 12m2 x 0,15 soit 1,8m3 soit loin des 2,5m³...
Pour 10cm cela fait plus que 1,2m3 soit plus que la moitié.. . Donc l'approximation est difficile et fait énormément varier le volume d'autant plus que la corde qui a été prise pour le calcul n'est pas au centre de la surface mais plus proche du ba...