Motorisation low-power / grand rendement

[ndaganaud]

Coucou Lagaffe !

Le bateau est prévu pour naviguer dans une mer réelle, avec ses tempêtes et ses récifs. Le terme "naviguer" pourrait ici être remplacé par "lutter contre les éléments", j'ai bien conscience que c'est pas gagné d'avance, mais c'est aussi ce qui fait l'intérêt de la chose...
Les modèles réduits dépassent les 5W, et de loin, mais affichent des vitesses extrêmement supérieures ; les frottements étant proportionnels au carré de la vitesse, un bateau consommant 100W à 36km/h ne devrait consommer, à 3.6km/h (mon objectif), qu'un seul watt. Comment ça, optimiste ?
Blague à part, je compte bien réaliser rapidement un prototype pour faire des mesures, ô combien plus fiable que n'importe quel beau calcul. D'autant que je suis bien incapable de calculer la traînée d'une coque en fonction de son profil, hélas... Le but de ce post était de m'aiguiller pour na pas trop partir n'importe où.

Dans les pompes d'aquarium, on ne peux pas vraiment parler de transmission magnétique, en tout cas pas plus que pour n'importe quel moteur électrique (où le rotor est, par principe, mû par des forces magnétiques, sans contact avec le stator, exception faite des éventuels balais). Mais oui, l'idée est bien de ne pas percer la coque, avec toutes les contraintes que cela implique. Si tu as des alternatives, je suis preneur !

[JiPeheL]

Bonjour.

100W à 36km/h

Euh... jetez un œil à mes modèles : viewtopic.php?f=13&t=543
Alimentation en 15 volts (LiPo 4S) et 47 ampères soit plus de 700 watts pour aller à 35km/h avec un bateau de 2800 g ...

De plus vous indiquez une surface de panneaux solaires de près d'un demi mètre carré. Avec une coque de 1 m de long, ce sera un catamaran de 50 cm de large et vu le poids d'un panneau solaire de cette puissance (plus de 8 kg), votre prototype devra peser au moins une douzaine de kg ... Pour aller à 4 km/h avec un bateau de ce poids, il faudra au minimum une quarantaine de watts. Je doute donc qu'un panneau solaire de 100w crète suffise pour fournir 1200w par jour sauf peut-être sous des tropiques sans nuages ...

[jpdes]

Bonjour,
A titre de renseignement, je fais naviguer un bateau de 114 cm x 20 cm 6 kg à 5 km/h avec un moteur à vapeur qui développe 8w à l'hélice.
Cela donne l'ordre de puissance nécessaire pour entraîner une coque assez fine (Remorqueur le Jacques sur Picasa).
Le problème de la prise au vent, même posé horizontalement, et du poids d'un panneau solaire embarqué va sans doute causer des problèmes...
Bonne continuation.
JP

[scyllias91]

Bonjour,

Beau projet et fort complexe les contraintes sont multiples.
Mais pour nous orienter quel est exactement l'objectif.
Tu parles de navigation solaire en mer ce qui déja pour nous modéliste est rare voir inexistant et quand je lis en plus fonctionnement autonome de plusieurs semaines on se rapproche plus de l'engin d'exploration martienne que du modélisme.
C'est un projet d'école d'ingé ?

Eric

[ndaganaud]

Bonjour à tous,

Ah, des chiffres, enfin !

700W c'est assez énorme, je me doutais bien être optimiste avec mes 100W à 36km/h mais à ce point... Effectivement je table sur une 15aine de kg pour la masse totale du bateau (panneau de 0.5m² = 55W (mesurés) = 130Wh/jours en moyenne (estimés assez arbitrairement je l'avoue)). Je suis bien conscient que 1m/s avec 5W c'est un peu idéaliste mais disons que mon but pour le moment est d'essayer de voir ce qu'il est possible d'obtenir. Si ce n'est pas 5W mais 10, et 0.5km/h seulement, alors ainsi soit-il !

Mais quand je lis ensuite 5km/h avec 8W pour 6kg, je me dis que je peux quand même espérer 3km/h pour 15kg avec 10W électriques. D'autant que je pars sur une architecture type catamaran, il parait que c'est pas trop mal niveau frottements... Quelqu'un a-t-il déjà vu un catamaran à vapeur ?

Techniquement ce n'est pas un projet d'école d'ingé puisque j'en suis sortis il y a de ça de long mois, mais l'esprit est le même : se torturer les méninges pour à la fin pouvoir dire "ça ne sert absolument à rien, ça ne profitera probablement jamais à personne, mais je l'ai fait". Ou "au moins, j'aurai essayé" !

[ndaganaud]

Au fait, jpdes, comment as-tu mesuré tes 8W ?

[jpdes]

Bonjour,
J'ai mesuré les 8 w en utilisant un frein de Prony qui me donne le couple et un compte-tour qui me donne la vitesse angulaire, le produit des deux me donne la puissance sur l'arbre.
Voir la vidéo sur le "Jacques":
http://www.youtube.com/watch?v=kdIi5HVuvo8
Et le "Jacques" sur le forum BM:
http://www.bateaumodele.com/forum/viewt ... ?f=7&t=331

Petite remarque sur tes calculs précédents: 1m/s = 3,6km/h !!! pas 36km/h....

Tu n'as pas besoin de 100w, une dizaine de watts devrait suffire.
Un catamaran a une bonne pénétration dans l'eau, il faut que les flotteurs soient le plus fin possible, de la forme de la carène d'un kayaks.

[ndaganaud]

Concernant le 36km et le 100W, je faisais allusion à mon message précédant évoquant la relation entre les frottements et le carré de la vitesse. Mon objectif est bien 1m/s = 3.6km/h avec 10W (enfin, le moins possible).

Concernant la forme des flotteurs, j'ai peur que ça ne soit pas si simple : à volume constant, les afiner augmente la surface de contact avec l'eau (à très très basse vitesse, je dirai même que c'est la sphère qui présente le moins de frottements, car surface de contact minimale). Il doit donc exister une finesse optimale, qui doit dépendre de la vitesse recherchée. Et à 1m/s, pas dit qu'on soit si fin que ça (un kayak est conçu pour filer à 20km/h plutôt qu'à 1m/s)... Encore une vaste question...

[ndaganaud]

Ah j'oubliais, toujours concernant la mesure de puissance... Dans ta vidéo (joli bateau, et surtout jolie machinerie !) tu donnes 8W à 1bar et 16W à 2bar. Ce sont des essais sur table ? Tu mesures la vitesse pour différents couples et tu en déduits le meilleur rendement à pression donné ? Ou tu mesures la vitesse de l'hélice dans le cas réel (en navigation a vitesse donnée), puis sur table tu cherches le couple permettant d'atteindre cette vitesse ?

[jpdes]

Oui, ce sont des essais sur table.
Je n'ai pas fait de recherche meilleur couple/vitesse, j'ai juste constaté la puissance disponible pour une pression donnée.
La vitesse du bateau est obtenue en ajustant l'hélice (pas et D) à la vitesse de rotation disponible.
En ce qui concerne la forme de carène de type kayak, j'ai pu l'apprécier sur un bateau rapide, le Baby Bootlegger. A vitesse lente <8km/h, il glisse avec très peu de moteur, et les remous sont très faibles, preuve d'une bonne pénétration.
A vitesse plus élevée, jusqu'à 30km/h, il déjauge facilement grâce à son redan.
Cela me semble préférable à une forme plus arrondie, même à très basse vitesse.