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Polaire des vitesses PERFORMANCES DU PARAPENTE Objectif : - Relation entre taux de chute, vitesse et finesse. - Polaire des vitesses. - Paramètres influençant sur les performances du parapente. - Effet du vent. Tous droits réservés Paragliding Academy theoric department © JOMARD François [email protected] www.alsacebia.fr Vitesse décrochage fermeture frontale... Taux de chute - vitesse de taux de chute minimum : rester le plus longtemps en l’air et optimiser les ascendances. - vitesse de finesse max : parcourir la plus grande distance en vol plané (transitions entre ascendances). Performances du parapente ©"François"Jomard Charge alaire Charge alaire = vitesse taux de chute NOTA : calcul valable uniquement avec des unités compatibles... Pilote «léger» f = 8,33 Influence du poids Vitesse air 30 Km/h Taux de chute 1 m/s Pilote «lourd» f = 8,33 Surface aile développée 27,5 m2 Vitesse air 35 Km/h Taux de chute 1,17 m/s Surface aile projetée 24,2 m2 Charge alaire = 90/24,2 = 3,7 Kg/m2 Performances du parapente ©"François"Jomard Influence du poids Vitesse air 35 Km/h Taux de chute 1,17 m/s Conséquence : la polaire des vitesses est valable pour un poids donné uniquement... Le taux de chute étant plus important, l’exploitation des ascendances sera moins efficace (vario plus faible) Performances du parapente ©"François"Jomard Charge alaire Charger l’aile au delà de sa fourchette de poids provoque : - déformation de l’aile (modification du profil) - usure prématurée des suspentes - risque de rupture sous facteur de charge. Il faut donc respecter les fourchettes de poids données par le constructeur... La finesse du parapente varie en fonction de la vitesse à laquelle vole le pilote. Conséquence d’une aile bien chargée : - vitesse supérieur - commandes plus réactives (parapente plus maniable) - plus d’inertie, donc meilleure pénétration en thermique - plus de stabilité, donc risque de fermeture diminué - taux de chute plus important, donc exploitation des ascendances un peu plus limité. Chaque aile dispose d’une gamme de poids correspondant donc à une charge alaire précise. Poids surface projetée Poids pilote+voile = 90 Kg hauteur Le poids est le moteur du parapente. Pour une même voile, un pilote lourd volera plus vite, avec la même finesse. incidence augmente 1,5 m/s Distance parcourue finesse = distance parcourue = variation de la vitesse Vitesse air 36 Km/h Pilote bras hauts Taux de chute 1 m/s f = 10 Accélérateur en butée Vitesse air 45 Km/h Taux de chute f = 8,3 1,5 m/s ©"François"Jomard Tracé de la polaire des vitesses 1 m/s j tra Hauteur e oir ect Performances du parapente Polaire des vitesses finesse max Taux de chute mini 36 Km/h 45 Km/h Polaire des vitesses vitesse, taux de chute finesse Vitesse air 36 Km/h Taux de chute 1 m/s Performances du parapente ©"François"Jomard Origine des traînées Pilote volant avec une voile performante (traînée faible) Portance traje ctoire Traînée Poids Même pilote avec une voile qui traîne plus Pour compenser la traînée, la trajectoire s’incline vers le bas. Le parapente a donc une finesse plus faible. RFA a nce Port ire cto e j tra RFA Traînée Poids Performances du parapente Performances du parapente - traînée de forme (ou de culot) : c’est la surface du parapente qui s’oppose à l’avancement (forme du pilote, épaisseur des suspentes...) La traînée induite est donc à l’origine de tourbillons situés derrière l’aile et au dessus de celle-ci lorsque- l’aile descend. ©"François"Jomard Origine des traînées En compétition les pilotes sont allongés dans leur sellette, ils utilisent un suspentage plus fin. - traînée de frottement : en passant autour de la voile, l’air frotte sur celle-ci, créant une traînée parasite. Les nageur s’épilent pour moins frotter dans l’eau. - traînée induite : en bout d’aile, des filets d’air partent de l’intrados vers l’extrados en formant un tourbillon freinant la voile. - - Passer dans la turbulence de sillage d’une aile peut provoquer des turbulences voire une fermeture. - + + + + - + ©"François"Jomard Traînée induite et allongement Traînée induite et turbulence de sillage - Performances du parapente - + + envergure envergure2 allongement = surface projetée - - + + + ++ + + - ©"François"Jomard Performances du parapente ©"François"Jomard Effet d’une ascendance ou descendance Vitesse air 30 Km/h Taux de chute 1 m/s 2 m/s La traînée induite est d’autant plus faible que l’allongement de la voile est important. La turbulence se retrouve derrière tout les engins volants. Plus l’engin est lourd, plus la turbulence sera importante et s’étalera loin derrière lui. Vitesse Air / Vitesse sol ©"François"Jomard Commençons par comprendre! Le camion avance à 100 km/h Vitesse Air / Vitesse sol Commençons par comprendre! Le camion avance à 100 km/h 5 Km/h 5 Km/h 2 m/s La mouche peut elle voler dans le camion ? masse d’air ascendante Oui Vitesse Air = 5 Km/h Vitesse Sol = 105 Km/h La mouche vole à 5 Km/h vers l’avant. trajectoire vario = 1 m/s A l’inverse, un descendance augmentera le taux de chute, donc diminuera la finesse sol du parapente. Que verra l’observateur placé dans le camion ? Une mouche voler à 5 Km/h Que verra l’observateur placé à l’extérieur du camion (transparent) ? Une mouche voler à 105 Km/h !!! Par rapport à l’air qui l’entoure, la mouche a une vitesse de 5 Km/h. Par rapport au sol, elle a une vitesse de 105 Km/h Vitesse Air / Vitesse sol Vitesse Air / Vitesse sol ©"François"Jomard Relation vitesse air, vitesse sol et vent 5 Km/h ©"François"Jomard Vent 100Km/h Quand la mouche vole, elle ne s’appuie que sur l’air, elle se déplace donc dans la masse d’air. Vitesse Air = 5 Km/h Vitesse du vent = 100 Km/h Vitesse Sol = 105 Km/h Lorsque le vent est de face ou arrière, Vitesse sol = Vitesse Air +/- Vitesse du vent Un vent de face «ralentit» la mouche, un vent arrière «l’accélère» ©"François"Jomard Cas du parapente... 30 km/h La Vitesse Air (ou vitesse propre) du parapente, est sa vitesse par rapport à l’air qui l’entoure. C’est le souffle que l’on sent sur son visage. La Vitesse Sol du parapente, est sa vitesse par rapport au sol. Vitesse Air / Vitesse sol ©"François"Jomard Exemples Vent 20 km/h 35 km/h Un parapente a une vitesse bras haut de 35 Km/h. Il subit un vent arrière de 20 Km/h. Quel est sa vitesse sol ? Quand le parapente vole, il ne s’appuie que sur l’air autour de lui pour être porté par son aile. En vol, le parapente avance à une vitesse air dépendant uniquement de la tension sur les freins (ou accélérateur). Lorsque le vent est de face ou arrière Vitesse sol = Vitesse Air +/- Vitesse du vent Un vent de face «ralentit» le parapente, un vent arrière «l’accélère» Le vent est arrière, donc : Vsol = Vair + Vent = 20 + 35 = 55 Km/h Vent 35 km/h 20 km/h Le parapente fait demi-tour. Quel est sa vitesse sol ? Le vent est de face, donc : Vsol = Vair - Vent = 35 - 20 = 15 Km/h Vitesse Air / Vitesse sol ©"François"Jomard Exemples Vitesse Air / Vitesse sol ©"François"Jomard Cas du vent de travers vent de la gauche Vent 35 km/h Au sol, vous gonflez votre voile face au vent. Le vent souffle à 35 Km/h. Quel est votre vitesse sol ? votre vitesse Air ? Vitesse air de l’aile Trajectoire réelle de l’aile Un parapente vole et subit un vent venant de sa gauche. Il va être poussé vers la droite, on dit qu’il dérive. Avez vous une chance d’avancer ? un risque de reculer ?... Il n’est peut être prudent de laisser la voile dans le sac... Vitesse Air / Vitesse sol ©"François"Jomard Intérêt de l’accélérateur Vitesse air 36 Km/h Vitesse sol 11 Km/h Taux de chute 1 m/s Vent 25 Km/h finesse air = 10 Vitesse air 45 Km/h Vent 25 Km/h Taux de chute 1,5 m/s finesse air = 8,3 1 m/s finesse sol = 3 Vitesse sol 20 Km/h 1,5 m/s finesse sol = 3,7 Par fort vent de face, accélérer permet de gagner de la finesse. La dérive est l’angle entre l’axe du parapente et la trajectoire réellement suivie. La dérive peut être gauche (aile poussée vers la gauche) ou droite (aile poussée vers la droite). ©"François"Jomard Effet du vent sur la trajectoire verticale Dérive Vous êtes immobile, donc Vitesse sol = 0 Km/h Le vent est de face, donc Vsol=Vair-Vent donc Vair = 35 Km/h Vitesse Air / Vitesse sol Taux de chute 1 m/s Vitesse air 36 Km/h Vitesse sol 16 Km/h Vent 20 Km/h 1 m/s finesse air = 10 finesse sol = 4,4 16 Km/h = 4,44 m/s Face au vent, la finesse se dégrade, le vent empêche le parapente d’avancer. Au contraire, avec du vent arrière, le rayon d’action du parapente augmente. Il sera cependant difficile, voire impossible de revenir au point de départ, attention!!!
