Conditions pour réaliser un bon zoom après coupure du moteur

Bonjour

Lors du dernier concours de sélection, j'ai observé un certain nombre de concurent tentant de s'adonner à l'exercice du zoom au bout des 10 secondes après la coupure sans toutefois réussir à gagner de l'altitude.
Aussi me suis je demandé s'il y avait des conditions pour réussir et pour maximiser l'altitude à gagner.

J'ai donc ressorti les équations du vol, les énergies cinétiques et potentiels, les polaires des planeurs, et j'en suis arrivé aux conclusions suivantes pour réussir et maximiser les gains d'altitude:
1) Le gain est maximal si le modèle vole avec une traînée minimale. Ce n'est donc pas une question de finesse maximale mais une question de traînée qui, lors du vol horizontal doit rester la plus faible possible.
2) Ce n'est pas une question de masse mais de vitesse et de trainée.
3) A la coupure du moteur, le Cz est très faible et la consommation d'énergie est maximale (c'est comme si le planeur "chutait" à 7m/s et même plus. Comme le modèle reste à iso altitude, il transforme de la vitesse en énergie potentielle.
3) Les 2 à 3 premières secondes après la coupure consomme tellement d'énergies que le modèle arrive alors très vite à une vitesse proche de 20m/s (en étnt parti à une vitesse très élevée de plus de 35 voir 40 m/s. Au delà de 3 secondes, la consommation d'énergie est bien moindre et même "assez" linéaire. Le modèle perd alors autour de 0.5m/s chaque seconde. Au bout des 10 secondes la vitesse est alors autours de 15m/s ce qui permet de gagner 10m d'altitude.
4) Si le modèle n'est pas dans l'ascendance, où si celle-ci est très faible comme c'est souvent le cas à faible altitude, Il faut éviter de virrer serrer. Cela va demander de voler à un Cz plus important (sous l'effet des G) ce qui se traduit par une traînée plus importante. Le fin du fin serait donc en air calme, de voler en ligne droite...
5) bien sûr, il faut éviter de toucher aux commandes pendant les 10 secondes.
6) vouloir gagner 20m d'altitude lors du zoom demande d'être autours de 20m/s à la fin des 10 secondes. Fortement improbable que cela soit possible actuellement! 10m semble être le maximum, sauf à cercler dans la pompe.

Vos avis SVP.


Marc

Merci Marc

C'est très intéressant.
Perso j'ai essayé mais sans être convaincu par ce que je fais alors que d'autres pilotes le font très bien.
Ca va m'aider à travailler ;-)

Ivan

J'ai continué à explorer la technique du zoom et il semble que l'altitude potentiellement atteinte dépende de la charge alaire (mais aussi bien sûr de la puissance mécanique délivrée par la propulsion).

En particulier, il semble impossible ou presque d'avoir un véritable gain lorsque le planeur est en limite FAI quelque soit la puissance moteur. Cela est dû à la forme de la polaire de vitesse qui est tres étroite det verticale à cette limite.
La prise d'altitude supplémentaire serait autour de 10m vers 20g/dm² et doit facilement dépasser les 40m à 35g/dm² et plus (cela est d'autant plus vrai qu'avec les modèles "strong" la puissance moteur peut friser le KW sans problèmes pour la structure).

Vos avis avant de passer à la meilleur trajectoire?

Marc PUJOL a écrit:

J'ai continué à explorer la technique du zoom et il semble que l'altitude potentiellement atteinte dépende de la charge alaire (mais aussi bien sûr de la puissance mécanique délivrée par la propulsion).

En particulier, il semble impossible ou presque d'avoir un véritable gain lorsque le planeur est en limite FAI quelque soit la puissance moteur. Cela est dû à la forme de la polaire de vitesse qui est tres étroite det verticale à cette limite.
La prise d'altitude supplémentaire serait autour de 10m vers 20g/dm² et doit facilement dépasser les 40m à 35g/dm² et plus (cela est d'autant plus vrai qu'avec les modèles "strong" la puissance moteur peut friser le KW sans problèmes pour la structure).

Vos avis avant de passer à la meilleur trajectoire?

Salut Marc,

Plus lourd ça fonctionne bien voir un peu mieux pour conserver l'énergie pendant les 10secs. Mais quand on est amené à voler "plus" lourd, on est aussi amené à couper plus haut. Alors le zoom devient compliqué à gérer pour qu'il soit efficace et dans le pire des cas il peut même devenir pénalisant...
Pour les raisons suivantes :
* Manque de visibilité
*plus ça va vite plus les corrections de trajectoires doivent être précises
*Plus les autres planeurs se rapprochent vite

Alors la clé du succès doit être de partir dans l'ascendance, piloter finement, avec un planeur bien réglé et à la charge alaire qui permettre de voler sereinement quand les ascendances seront notre seul moyen de monter !


Adrien

Merci Adrien pour ton commentaire toujours perspicace!

Et oui, plus lourd c’est plus haut plus vite plus difficile aussi!

Maintenant je retiens que tu confirmes cette capacité à plus de zoom avec l’augmentation de la charge alaire.

As tu constaté un quasi impossibilité à zoomer en étant proche de la limite FAI?

Marc PUJOL a écrit:

Merci Adrien pour ton commentaire toujours perspicace!

Et oui, plus lourd c’est plus haut plus vite plus difficile aussi!

Maintenant je retiens que tu confirmes cette capacité à plus de zoom avec l’augmentation de la charge alaire.

As tu constaté un quasi impossibilité à zoomer en étant proche de la limite FAI?

Avec ma propulsion FAI (400W) je devais prendre 5m (a vu de nez) avec le zoom. Pas bcp plus... Mais il est difficile de comparer avec mes autres planeurs bien mieux motorisé...

Adrien

Pour une même énergie au décrochage, en F3B, le zoom donne un gain d'altitude apparemment supérieur chargé (ce qui est assez logique) par rapport à une restitution plus léger (qui peut amener plus haut parce que la partie treuillée donne plus) mais si on a besoin du poids, il ne faut pas hésiter.
Comme ça va encore plus vite, les remarques d'Adrien sont encore plus vraies : face au vent, avec la bonne pente et le moins d'ordres possible ... et pas de déclenché ou de parachutage en final sinon, on a tout perdu !

Merci sylvain de croiser avec le F3B. Le croisement des disciplines est souvent très instructif car il montre à la fois les similitude mais aussi les différences.

Les calculs ici ont été faits avec des formules simples (energie cinétique, energie potentielle, energie apportée au système et énergie perdue pour maintenir le vol horizontal.

En vol plané, quand on transforme de l'energie cinétique (c'est à dire de la vitesse) en énergie potentielle (c'est à dire de l'altitude) la masse n'intervient pas (les masses des 2 côtés de l'équation se neutralisent). c'est donc une histoire de vitesse à l'entrée du zoom qui est important.

C'est la perte d'énergie pour maintenir le vol horizontal pendant 10 secondes qui fait la différence pour nous.

Cela dit, aussi bien en F3B qu'en F5J, le zoom demande une bonne optimisation du snap flap!

En terme de trajectoire, si l'on part du principe que l'on ne fait qu'un seul cercle, une peytite simulation montre :
1) accélération en 3 secondes sur 1/4 de tour. Là, coupure moteur.
2) Deuxième 1/4 de tour en un peu moins de 3 secondes soit 1/2 tour en à peu près 5.5 secondes
3) troisième quard de tour en  un peu plus de 30 secondes soit au total entre 9 et 10 secondes
4) fin du dernier 1/4 de tour est parcouru en un peu plus de 3 secondes avec début du zoom à T0  + 13 secondes.

Il y a donc des repères temps / espace assez simples à retenir ce qui permet au pilote de légèrement corriger la trajectoire si besoin (3, 6, 10, 13).

Faut il commencer face au vent ou dos au vent : Je pencherai par un début du cercle dos au vent. Qu'en pensez vous?

Bonjour à tous

Pour résumer, d'après les calculs on peut estimer gagner combien en altitude ?
Si je comprends bien le gain est très limité, à quelques mètres.
Toujours si j'ai bien compris il faut faire une ligne droite avant de faire le zoom, si on est à 10m/s de vitesse, en 13s on va parcourir 130m, ce qui nous éloigne fortement de la zone qui a été repérée.
Donc faut-il chercher à faire un zoom ou alors bien se placer dans la zone portante, la pompe ?
J'opterai pour la deuxième solution.
Le gain me semble plus important dans le 2ème cas.

Bonsoir

3 Quelques informations et un graphique pour éclairer les calculs.

Si l'on ne peut pas faire une ligne droite, on peut faire un large cercle. Voici quelques données.

1) Le rayon de ce cercle est autour de 25 - 30 metre de rayon suivant la puissance moteur.
2) la vitesse moyenne est alors autour de 12 - 15 m/s
3) La vitesse max est autour de 15 - 30m/s fonction de la charge alaire et de la puissance de la motorisation. Plus la charge alaire augmente et plus la vitesse max baisse à iso puissance moteur. Normal!

Enfin, voici le graphique des gains d'altitudes théoriques...

A prendre comme étant des ordres de grandeur!



Pour les très faibles charges alaires, mieux vaut donc ne pas prendre de la vitesse à l'horizontal mais plutôt de chercher à centrer l'ascendance avant de couper le moteur et de prendre de la vitesse ensuite à iso altitude pendant les 10 secondes suivantes.

Pour rajouter quelques choses...

La trajectoire circulaire a surtout l'avantage de pouvoir controler facilement l'assiette du modèle même à vitesse très élevé !
Effectivement, sinon on met du pied "dedans" pour garder le nez légèrement en bas on est presque sur de monter le moins possible pendant les 10secs après la coupure moteur. Tout ça sans s'éloigner de la pompe...

Adrien

Bonjour à tous

Comme je l'ai dit je ne suis pas bon dans ce domaine.
J'essaye mais je n'arrive pas, aussi est-ce que les autres pilotes vous arrivez à quantifier ce gain sur les courbes d'alti pour voir le gain réel VS théorique.
De ce que j'ai vu, je n'ai jamais constaté de tels écarts.
D'autres part Marc, tu parles d'un diamètre de cercle de 25/30m, c'est énorme comme cercle et j'ai plutôt vu des pilotes faire des cercles très serrés avec beaucoup de vitesse, avec un gain d'altitude pas si élevé que les calculs montrent.
Mais après sans donnés réels, je me trompe peut-être.

Pour que ce soit clair pour moi, sur le graphique, c'est le gain d'altitude en fonction de la puissance pour différentes charges alaires ?
Dans un précédents post on parlait de puissance pas loin du KW, si j'extrapole tes courbes, qui sont relativement linéaires, avec cette puissance, pour une charge de 42g/dm², on met le moteur pendant 30 s a fond à plat et grâce au zoom on monte à plus de 70x2 = 140m de plus que la hauteur de coupure.
J'ai bien compris ou pas ?

En tous les cas merci pour cet échange et ce partage.

Ivan

Hello,
A mon avis... le point de départ est oublié...
Dans quel air est-on 10s après la coupure moteur?
Si tu es dans la pompe... 30m c'est faisable...

Autrement, je demande à voir!

Bonjour

Attention à ne pas prendre la puissance électrique mais la puissance mecanique en sortie d’hélice.

Et cette puissance mécanique doit être celle en temps réel. Et elle fluctue beaucoup entre le début de l’accélération et celle obtenue à pleine vitesse.

J’ai fait quelques mesures et, si en monté j’avais trouvé 600 w électrique, en vol horizontal, après accélération, la puissance électrique n’était plus que de 280w… là dessus il faut intégrer le rendement moteur qui n’est pas identique entre les 2 cas et le rendement de l’hélice qui lui aussi varie…

Au final, si tu part pour un 30 s de vitesse horizontal, il est fort à parier que:
1) la puissance mécanique à pleine vitesse sera très petite par rapport aux kw électrique que tu peut tirer.
Pour nos application, on n’a jamais un rendement global de plus de 0.5.
Et pour le vol horizontal à vitesse max, on doit être plutôt à 0.2 (au doigt mouillé).
2) la vitesse max sera vite atteinte. Disons en moins de 5 secondes. Après l’hélice pédale dans la semoule, la puissance s’écroule tout comme le rendement.

Donc monter à 140m avec un moteur capable de 1 kw électrique est une illusion. Sauf à y mettre un calage variable commandé des pales…

Mais ceci est une autre histoire (voir le tome 1 de les livres).

Marc

Donc si la puissance est celle restituée et que je prend tes 280W, d'après tes courbes le gain d'altitude devient très limité (30m maxi) et cela c'est avec un cercle à 25-30m de diamètre, ce qui n'est pas le cas en réalité.
Donc avec un cercle serré tel que je le vois faire, le gain risque de s'écrouler et on va atteindre moins de 10m je pense ?
Est-ce que je me trompe ?

Ivan

j'ai souvent vu des pilotes qui essayaient de zoomer en spiralant serré apres 3 à 4 secondes de moteur. Et je ne les ai jamais vu prendre de l'altitude à la fin.

Cet été j'ai visionné une video où le modèle de Arijan faisait un seul grand cercle large en 13 secondes avec à la fin un gain d'altitude impressionnant. c'était pendant le CDM et il n'y avait pas de vent. Malheureusement je n'ai pas réussi à la retrouver. Si vous l'avez, faites tourner comme on disait chez les fumeurs de ...
Je l'avais dejà vu dans une autre vidéo faire son zoom en ligne droite et arriver sous les autres qui avaient balisé l'ascendance... Avec aussi un gain d'une dizaine de mettre.

C'est ce qui m'a motivé pour pousser un peu plus loin l'analyse.

Donc
1) ne faites pas des petits cercles mais un seul "au maximum".
2) avec un modèle FAI ou autour, rien ne sert de tenter la maneuvre. Vous exploseriez la machine pour rien! Centrez l'ascendance et tentez de prendre de la vitesse sans moter en cerclant serré.

Marc

Voici un lien vers un zoom à grand rayon !

https://www.facebook.com/marc.pujol.378/posts/pfbid02GjiYMtS3Ef4buZ37DmiJTXXarT19o9KMuMwsKEyGSKrp1rkBwUfrV578KcXBEfk7l?notif_id=1702050789281367&notif_t=feedback_reaction_generic&ref=notif

Zoom à 16/17 secondes sur 1.5 tour après 5 ou 6 secondes d'accélération plein pot à priori (1/2 tour au moteur?). Le zoom se fait face au vent => début de l'accélération dos au vent.


Marc