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Vol de CRoisière Objectif :Comparatif du vol à finesse max (Fmax) et de celui à vitesse de croisière max (VcrMax) Version 1.1 Version 1.1 – révision Février.

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2 Vol de CRoisière Objectif :Comparatif du vol à finesse max (Fmax) et de celui à vitesse de croisière max (VcrMax) Version 1.1 Version 1.1 – révision Février 2010

3 LE VOL À FINESSE MAX Objectif :exploiter l’autonomie maximale du planeur. Le vélivole peut adopter cette tactique de vol : soit pour perdre un minimum d’altitude entre 2 ascendances soit pour parcourir la plus grande distance possible sans reprendre de hauteur.

4 CNVV CNVV – mars 2006 Vol à finesse max et évolution dans une masse d’air animée de courants verticaux Vz Vi (km/h) (m/s) Vzw -2 m/s Vzp Vzd vitesse de finesse max. Vzw = 0 vitesse de finesse max. Vzw = -2 m/s 94 km/h = 26 m/s 132 km/h = 37 m/s f≈12 f≈52 Vzw = Mouvement vertical de la masse d’air Vzd = Taux de chute total = Vzp + Vzw Vzp = taux de chute propre du planeur Conclusion : la vitesse de finesse max. augmente, la finesse diminue fortement. δ mini. On a : = f Vi Vzp

5 Courbe Mac Cready La polaire en air calme est décalée verticalement. En répétant le procédé vu précédemment… Un point particulier : quand Vzw = Vzp (Vzd=0), la vitesse de finesse max et la vitesse de chute mini sont confondues… Vzd (km/h) (m/s) Vi Vzw = -1 m/s Vzw = -2 m/s Vzw = -3 m/s Vzw = -4 m/s Vzw = +2 m/s Vzw = +1 m/s Vzw = Vzp mini Vzw = 0 … on obtient une famille de point de tangence… … qui forment la courbe d’évolution de la Vi de finesse max en fonction du taux de chute vario : C’est la courbe Mac Cready !

6 Anneau Mac Cready Vzd (km/h) (m/s) Vi Vzw = -1 m/s Vzw = -2 m/s Vzw = -3 m/s Vzw = -4 m/s Vzw = +2 m/s Vzw = +1 m/s Vzw = Vzp mini Vzw = 0 Vzw

7 Anneau Mac Cready Vzw (km/h) (m/s) Vi Les Vi de finesse max. correspondant aux différents taux de chute masse d’air … sont ensuite portées sur l’anneau Mac Cready.

8 Influence du vent exemple d’un vent de face de 65 km/h Sans vent la finesse max est de 47, obtenue pour une vitesse indiquée de 100 km/h Le vent décale la polaire de 65 km/h vers la gauche L’angle de plané a fortement augmenté La finesse max / sol est descendue à 17, obtenue à une vitesse indiquée de = 115 km/h Vz Vi ou Vs (km/h) (m/s) Vw=65 km/h 50 km/h = 14 m/s k m / h = 2 8 m / s f≈17,5 f≈47

9 Influence du vent ÉQUIVALENT VENT La tangente à la polaire recoupe l’axe des Vz en un point A : c’est l’équivalent vent Vz Vi (km/h) (m/s) Vw=65 km/h 100 km/h = 28 m/s f≈47 0’ équivalent vent f≈17,5 Vs km/h = 14 m/s -0,8 m/s A

10 Influence du vent VENT ARRIÈRE Le vent effectif arrière augmente la vitesse sol Vz Vi (km/h) (m/s) vent arrière 0’’ vitesse sol 200 f≈76 vent effectif vitesse sol vitesse air Vs ou Vs la vitesse de finesse max. diminue, la finesse sol augmente…

11 Influence du vent VENT DE FACE Le vent de face diminue la vitesse sol … Vz Vi (km/h) (m/s) vent de face 0’ vitesse sol vitesse de finesse max. 120 km/h f≈23 vent effectif vitesse sol vitesse air Vs ou Vs la vitesse de finesse max. augmente, la finesse sol diminue fortement …

12 Tableau des équivalents vent Équivalent vent f ≤ 3535 ≤ f ≤ 45f ≥ m/s m/s m/s Vent effectif de face ( Km/h ) On ne corrige pas le vent effectif arrière On décalera l’origine de l’anneau Mac Cready vers les varios positifs

13 Tableau des équivalents vent Exemple Pour un planeur, de finesse 35, subissant un vent de face de 50 km/h, on décalera l’origine de l’anneau Mac Cready d’un équivalent vent de 1 m/s. Rappel : On ne corrige pas le vent effectif arrière... Attention : une correction de 1 m/s au Mac-Cready fait perdre 5 points de finesse. Équivalent vent f ≤ 3535 ≤ f ≤ 45f ≥ m/s m/s m/s Vent effectif de face ( Km/h ) Il devra voler à 105 km/h pour garder la meilleure finesse sol

14 Autre Régime de Vol ? Le pilote peut-il voler à un autre régime que celui de finesse max ? Quel intérêt a-t il ?

15 Comparons ! A Vza = 3m/s B Altitude 1350m Distance 22.36km 810m 390m Vol FMax Vol > FMax Fmax>Fmax Altitude départ1350m Vi en transitionVi=94 km/hVi=156km/h Temps de descenteTd=860sTd=520s Taux de chuteVzp=0.-63 m/sVzp=1.85 m/s Perte d’altitudeH=540mH=960m FinesseF=41.5 (maxi!)F=23 Raccrochage à810m390m Temps de remontéeTm=540/3=180sTm=960/3=320s Temps de A à BtAB=1040stAB=840s Le planeur N°2 sera reparti de l’ascendance B avant même que le N°1 n’y soit arrivé !

16 Comparons ! A Vza B Altitude 1350m Distance 22.36km 810m 390m Vol FMax Vol > FMax Il existe donc une autre solution qui permet en sacrifiant de l’autonomie d’augmenter sa vitesse de croisière et donc permettre de parcourir une distance ou un circuit donné plus rapidement (dans un minimum de temps) Transition à vitesse de croisière maximale : Vcr Max

17 OPTIMISATION DE LA VITESSE DE CROISIÈRE Objectif :parcourir une distance ou un circuit donné dans un minimum de temps.

18 Vitesse de croisière Posons le problème… tdtd 1 à 3° A Vza thth C Vi Vzd Vp D H B Postulat de départ : air calme angle plané faible on a donc : AC ≈ A AA AB Vi ≈ Vp Question : ACB quelle est la vitesse de croisière sur le trajet AC via B ? SSSS iiii v v v v oooo uuuu ssss a a a a iiii mmmm eeee zzzz l l l l eeee ssss m m m m aaaa tttt hhhh éééé mmmm aaaa tttt iiii qqqq uuuu eeee ssss,,,, CCCC LLLL IIII QQQQ UUUU EEEE ZZZZ I I I I CCCC IIII ! ! ! ! Sinon admettez que : = Vcr Vi. Vza Vza + Vzd

19 Vitesse de croisière A tdtd Vza thth C Vi Vzd Vp 1 à 3° D H B = Vcr distance tps de transition + tps de montée = Vcr D t d + t h  +   = Vcr D t d + t h = Vi x H Vzd x Vzd x Vza H Vzd + Vza O U F ! = Vcr Vi. Vza Vza + Vzd En simplifiant, on obtient : avec : thth = H Vza et : tdtd = H Vzd = D Vi  D = Vi x H Vzd d’où :  t d + t h = H Vzd + H Vza H = 1 Vzd + 1 Vza H = Vzd x Vza Vzd + Vza On a donc :

20 Vitesse de croisière A tdtd Vza thth C Vi Vzd Vp 1 à 3° D H B Conclusions = Vcr Vi. Vza Vza + Vzd Vcr ne dépend pas du plafond du jour(indépendante de H ) ; Vcr dépend de Vi [ Vzd =  (Vi) ] ; Vcr dépend fortement de Vza habileté à monter ; sélection / abandon d’ascendances ; Vcr ne dépend pas de D  considération de gestion du vol. Plus je vole vite, moins je suis fin  pb si D est grande ou si obstacles entre 2 ascendances  nécessité d’un compromis

21 Vitesse de croisière Vza Vzd Vz (km/h) (m/s) Vi Vi Interprétation graphique On a 2 triangles homothétiques ; d’où : Vza Vza + Vzd = X Vi = X Vi. Vza Vza + Vzd soit : : c’est Vcr ! X Vcr Si l ’ origine de l ’ anneau Mac-Cready est cal é e sur la valeur de Vza, l ’ aiguille du variom è tre indique la vitesse de transition qui donnera la vitesse de croisi è re maximale

22 PARAMÈTRES INFLUENÇANT LA VCR

23 Influence de la Vza Soit 3 planeurs identiques calés à 2 m/s Exemple n°1 Vz (km/h) (m/s) Vi La Vi de transition des 3 planeurs en air calme est de 150 km/h. le pilote n°1 monte à Vza = 1 m/s  Vcr p ilote n°1 = 60 km/h le pilote n°2 monte à Vza = 2 m/s  Vcr p ilote n°2 = 85 km/h le pilote n°3 monte à Vza = 3 m/s  V cr p ilote n°3 = 100 km/h Conclusion : il vaut mieux bien monter que bien caler !

24 Influence du cheminement sur la Vcr Exemple n°2 Vz (km/h) (m/s) Vi Vzw = 0 Vzw = +0.5 m/s Vzw = -0.5 m/s hypothèses : Vza = 2 m/s calage MC : 2 m/s pilote n°1 : pilote n°2 : pilote n°3 : un bon cheminement est particuli è rement int é ressant. Conclusion partielle : Vzw = 0Vi = 135 km/hVcr ≈ 85 km/h Vzw = -0.5 m/sVi = 145 km/hVcr ≈ 75 km/h Vzw = +0.5 m/sVi = 125 km/hVcr ≈ 95 km/h Vza

25 Influence du cheminement sur la Vcr Exemple n°2 Vz (km/h) (m/s) Vi Vzw = 0 Vzw = +0.5 m/s Vzw = -0.5 m/s hypothèses : on a toujours Vza = 2 m/s on conserve l’exemple des pilotes 1 et 2 qui ont calé à 2 m/s pilote n°1 : pilote n°2 : pilote n°3 : Vzw = 0Vi = 135 km/hVcr ≈ 85 km/h Vzw = -0.5 m/sVi = 145 km/hVcr ≈ 75 km/h Vzw = +0.5 m/sVi = 125 km/hVcr ≈ 95 km/h MC = 2 m/s MC = 1 m/s le pilote n°3 cale à 1 m/s… Vi = 110 km/hVcr ≈ 90 km/h Vza Il vaut mieux bien cheminer que bien caler !

26 Influence du vent sur la Vcr hypothèses : Vza = 2 m/s Vw = -40 km/h (vent de face) Vz (km/h) (m/s) Vi vent 40 km/h 0’ 1. Détermination de l’équivalent vent : Vza équivalent vent ≈ 0.4 m/s Exemple n°3

27 Influence du vent sur la Vcr hypothèses : Vza = 2 m/s Vw = -40 km/h (vent de face) Vz (km/h) (m/s) Vi vent 40 km/h 0’ 1. Détermination de l’équivalent vent : Vza équivalent vent ≈ 0.4 m/s 2. Détermination de Vcr avec équivalent vent : Vcr = 87 km/h Exemple n°3

28 Influence du vent sur la Vcr hypothèses : Vza = 2 m/s Vw = -40 km/h (vent de face) Conclusion : on ne prend pas en compte l ’é quivalent vent dans le calcul de la Vcr On a : Vcr = Vcr sans vent ± vent de face Vz (km/h) (m/s) Vi vent 40 km/h 0’ 1. Détermination de l’équivalent vent : Vza équivalent vent ≈ 0.4 m/s 2. Détermination de Vcr avec équivalent vent : Vcr = 87 km/h 3. Détermination de Vcr sans équivalent vent : Vcr = 83 km/h Exemple n°3

29 CALAGE MAC CREADY

30 Erreur de calage – Incorrect ring setting Exemple n° Vz (km/h) (m/s) Vi hypothèses : Vza = 2 m/s calage MC : 0 Vza Vcr = 75 km/h Vi = 95 km/h calage MC Vcr Vi 0 75 km/h 95 km/h

31 Erreur de calage Vz (km/h) (m/s) Vi hypothèses : Vza = 2 m/s calage MC : 2 m/s Vza Vcr ≈ 90 km/h Vi = 135km/h calage MC0 Vcr75 km/h Vi 2 m/s 90 km/h 135km/h 95 km/h Exemple n°2

32 Erreur de calage Vz (km/h) (m/s) Vi hypothèses : Vza = 2 m/s calage MC : 3 m/s Vza Vcr = 87 km/h Vi = 155km/h calage MC2 m/s0 Vcr90 km/h75 km/h Vi 3 m/s 87 km/h 155km/h 135km/h 95 km/h Exemple n°3

33 Erreur de calage Vz (km/h) (m/s) Vi hypothèses : Vza = 2 m/s calage MC : 1 m/s Vza Vcr = 85 km/h Vi = 115km/h calage MC3 m/s2 m/s0 Vcr87 km/h90 km/h75 km/h Vi 1 m/s 85 km/h 115km/h 155km/h135km/h 95 km/h Exemple n°4

34 Erreur de calage Vz (km/h) (m/s) Vi hypothèses : Vza = 2 m/s calage MC : 0.5 m/s Vza Vcr = 80 km/h Vi = 100km/h calage MC1 m/s3 m/s2 m/s0 Vcr85 km/h87 km/h90 km/h75 km/h Vi 0.5 m/s 80 km/h 100km/h 115km/h 155km/h135km/h 95 km/h Exemple n°5

35 Erreur de calage 1 ère conclusion Vcr est maximale si calage Mac Cready = Vza = 2 m/s Cruising speed is maximum if Mac Cready setting = expected climb Vz (km/h) (m/s) Vi Vza calageMC Vcr Vi 1 m/s3 m/s2 m/s0 85 km/h87 km/h90 km/h75 km/h 0.5 m/s 80 km/h 100km/h 115km/h 155km/h135km/h 95 km/h

36 Erreur de calage mais la différence de Vcr est faible, et les différences de finesse sont considérables. exemple : pour un planeur plastique  =40 avec Vza = 2 m/s calé à 3 m/s, on a  ≈ 25 pour Vcr = 87 km/h calé à 1 m/s, on a  ≈ 35 pour Vcr = 85 km/h 2 nde conclusion calageMC Vcr Vi 1 m/s3 m/s2 m/s0 85 km/h87 km/h90 km/h75 km/h 0.5 m/s 80 km/h 100km/h 115km/h 155km/h135km/h 95 km/h Vz (km/h) (m/s) Vi Vza un sur-calage donne une Vcr un peu plus forte qu’un sous-calage…

37 Erreur de calage calé à 0, Vcr = 75 km/h pour  = 40 à 42 calé à 0.5 m/s, Vcr = 82 km/h pour  = 38 à 40 3 ème conclusion calageMC Vcr Vi 1 m/s3 m/s2 m/s0 85 km/h87 km/h90 km/h75 km/h 0.5 m/s 80 km/h 100km/h 115km/h 155km/h135km/h 95 km/h on évite de caler à 0 Vz (km/h) (m/s) Vi Vza

38 Autre Régime de Vol ? Le pilote peut-il voler à un autre régime que celui de finesse max et de croisière max ? Quel intérêt a-t il ?

39 Transition à vitesse de croisière maximale « optimale » Vfmax / Vcrmax… une histoire de compromis !

40 Compromis, expérience et prise en compte du contexte Pris en compte du contexte Au départ, pas d’historique sur la qualité des conditions Ciel bleu ? Reliefs Altitudes disponibles Espacement des ascendances Expérience Appréciation du calage (bien caler) Entrainement (bien monter, bien cheminer) Compromis Autonomie Performance Perte de finesse IL FAUT DONC BIEN CHOISIR EN TENANT COMPTE DANS TOUS LES CAS DES MODIFICATIONS DE PERFORMANCE (CONTEXTE, CALAGE, EXPERIENCE…) ET DONC D’AUTONOMIE QUE CELA PEUT ENGENDRER….


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