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:: Modélisme naval : quelques règles à connaître... ::

 
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PostPosted: Thu 15 Nov - 01:32 (2012)    Post subject: Modélisme naval : quelques règles à connaître... Reply with quote

Voila quelques règles à appliquer lorsqu’on veut construire ou adapter un bateau en le rendant navigant.

La maquette étant construite à une certaine échelle, il faut se baser sur le bateau réel pour déterminer les caractéristiques que devra avoir le modèle réduit.

Le bateau que nous allons prendre en exemple pour ces explications est une vedette, ses caractéristiques sont les suivantes :
- Longueur = 15 mètres
- Poids = 18 tonnes
- Motorisation = Deux moteurs de 350cv
- Hélices = Deux hélices tripales
- Vitesse = 25 noeuds
- Echelle : 1/15éme

LES DIMENSIONS

Au 1/15éme, le modèle terminé mesurera donc 1 mètre, c’est facile il suffit de diviser les dimensions des bateaux (longueur, largeur et hauteur) par l'échelle !


LE POIDS

Là, le problème est plus ardu, toutefois si l'on veut avoir sur l’eau un comportement le plus réaliste possible, il faut essayer de ne pas descendre sous une longueur de 1 mètre. En effet, la vague d’étrave qui va être générée par le bateau sera la même quelle que soit la longueur de la coque, et il est important que cette coque soit plus longue que la vague.

Mais la longueur n’est pas tout, il faut surtout tenir compte du déplacement en effet si le modèle réduit est long mais fort étroit, il va rouler à la moindre vague (roulis = balancement latéral). Au contraire si le modèle est court et étroit il va flotter comme un bouchon (roulis + tangage)

Le déplacement, c’est le volume d’eau déplacé par la coque, dépendant de son enfoncement. A noter que le modèle réduit doit s’enfoncer jusqu’à la ligne de flottaison définie par l’architecte naval et indiquée sur le plan. Pas question de croire que la ligne de flottaison sera être peinte là où la coque sort de l’eau : au contraire, on peint la ligne suivant le plan, puis on leste le bateau pour qu’il s’enfonce jusque là !

Et si le bateau est déjà plus enfoncé sans lest, il faudra alors le refaire en construisant plus léger !

Il est donc impératif de connaître le poids final du modèle réduit tout équipé (moteur, radio, accus) avant de commencer à construire, afin de définir les matériaux de construction à utiliser, d'appréhender au mieux le poids de l'accastillage et des accessoires qui équiperont le modèle. Le Le choix de la motorisation électriques, du type d'accus utilisés seront aussi déterminants.)

Puisque le bateau réel de notre exemple pèse 18000 kg, le poids de la maquette toute équipée doit être le poids réel divisé par le cube de l’échelle

L’échelle est le 1/15e, le cube de l’échelle est donc de 15x15x15 = 3375
En divisant 18000 par 3375 et on obtient alors un poids de modèle réduit de 5,33 kg.

Avec une marge pour le poids de l’équipage, disons 5,5 kg (équipage 6 hommes, soit +/-500 kg) plus le plein de carburant et l’équipement, on peut estimer que le modèle grandeur en charge à un poids voisin de 19500 kg. Ce poids nous donnera alors pour le modèle réduit à l'échelle 1/15éme un poids de 5,8 kg.

Sur une maquette du même bateau à l'échelle 1/10éme on obtiendrait un poids de 19.5 kg qui serait plus facile à obtenir à la construction !

Par contre pour une échelle plus petite, au 1/25éme par exemple, la maquette ne devra pas peser plus de 1.250 kg. Là autant dire que c'est quasiment impossible à obtenir compte-tenu du poids de la motorisation, des accus, de la radiocommande,..

Si maintenant on reproduit un bateau de 3600 tonnes et de 50m au 1/50e, la maquette mesurera aussi 1m mais devra peser 29 kg

Il est donc impératif, en modélisme navigant, de se tracasser du poids et de l’échelle avant de commencer à construire !

Il faut donc aussi se rendre compte qu’il est parfois impossible de réaliser un bateau à une échelle trop petite. Voila pourquoi on voit parfois sur des plans d’eau des porte-avions navigants au 1/72e qui mesurent près de 4,50m de long !

Pour le lest à ajouter dans les bateaux RC, on utilise généralement des gueuses de plomb, amovibles, qu’on installe une fois le bateau mis à l’eau. On peut aussi envisager d’installer une carène liquide (le lest est constitué ainsi par des caissons étanches se se remplissant d’eau) mais cette technique de lestage est plus difficile à mettre en oeuvre.

LA VITESSE

Pour calculer la vitesse du modèle réduit, il faut en principe diviser la vitesse réelle du modèle grandeur par la racine carrée de l’échelle

C’est une convention admise, mais qui n'est pas vraiment exacte; en effet, ce calcul privilégie l’aspect du bateau lui même par rapport à sa vague d’étrave. Si on réduit réellement le bateau, on ne réduit pas par contre les molécules d’eau, et cette vague n’est pas proportionnelle à la vraie vague d’étrave !

Si il s’agit de fabriquer et faire naviguer une maquette qui servira dans un film cinématographique, il faut alors calculer la vitesse par rapport à l’environnement.

Un pétrolier de 200m de long navigue à 20 km/h, il parcours donc 20000 mètres en 3600 secondes. A cette vitesse, il parcourt sa propre longueur en 36 secondes. Si on veut une vitesse réaliste à l’écran, la maquette au 1/100éme devra avancer de 1m en 36 seconde; autant dire qu'à cette vitesse en navigation sur un plan d’eau on ne le verrait même pas bouger !

Reprenons notre bateau de 18 tonnes au 1/15éme qui dans la réalité a une vitesse de pointe de 25 noeuds (1 noeud = 1852m) cela donne 25 noeuds divisés par la racine carrée de 15, donc 46,3 km/h divisés par 3,9 donc une vitesse maximale de 11 km/h.

La forme de la coque a une importance capitale pour la vitesse d'un bateau.

En effet, avec une coque "planante" ou "semi-planante", il faudra certainement un peu dépasser la vitesse de déjaugeage, disons qu’on visera alors une vitesse voisine de 13 km/h.

Avec une coque dite "à déplacement", c’est la forme de la coque qui déterminera la vitesse maximum possible. Augmenter la puissance du moteur ne servira pratiquement à rien, le bateau une fois sa "vitesse critique de coque" atteinte n’ira pas plus vite !

√² longueur à la flottaison x 2,5 = Vitesse critique (en noeuds) x 1,9 = vitesse limite en km/h


LA PUISSANCE

Deux paramètres sont à prendre en compte : la puissance et le déplacement, soit 2 x 350 chevaux = 700 chevaux de puissance pour un déplacement en charge 19500 Kg. On obtient donc pour le modèle grandeur un rapport poids/puissance de 27,8 Kg/ cheval

Sur la maquette au 1/15éme, il faudra établir le même rapport poids-puissance que l’original; le poids du modèle réduit étant de 5.5 kg, sa puissance devra donc être de 0,192 cv

Sachant qu'un Cheval est égal 736 Watts, la puissance totale disponible du modèle réduit au 1/15éme devra être égale à 0,192 x 736 = 141 watts.

Il faudra donc y installer une motorisation dont la puissance sera au minima de 150 Watts. Dans le cas de cette vedette, deux moteurs électriques de 75 Watts chacun feront donc l'affaire. Avec cette puissance, on aura la puissance théoriquement disponible, mais avec un rendement admis de 70% il vaut mieux prévoir 200 Watts (donc deux moteurs de 100 Watts chacun pour équiper cette vedette).

Heureusement, l’arrivée sur le marché du modélisme des moteurs Brushless (sans charbon) puissants et d'accumulateurs au Lithium capables de délivrer de courants électriques assez forts nous permet de ne pas avoir recours à l'emploi d'un moteur thermique sur le modèle réduit envisagé.

LES HELICES

Le diamètre des hélices ainsi que le nombre de pales seront indiqués par le plan du bateau; pour le modèle réduit on respectera l’échelle pour définir le diamètre des hélices.

Quand il y a une hélice installée, un effet de couple fait que le bateau a tendance à tirer d’un coté. C’est facilement corrigeable au trim sur l’émetteur. Avec deux hélices l’effet est doublé. Pour y remédier, on fait tourner les hélices en sens inverse l’une de l’autre, en s’arrangeant pour que le sens de rotation s’écarte en haut : un dessin est utile à la compréhension. Les hélices sont installées "supra divergeantes", vues de l’arrière, en marche avant l’hélice de gauche tourne en sens inverse-horaire, l’hélice de droite en sens horaire.



donc une hélice a le pas à gauche et l’autre a son pas à droite.



Le nombre de pales étant défini par le plan, la forme et la surface des hélices seront choisies en fonction du modèle de bateau.



Il faut parfois réduire la vitesse de rotation des hélices pour éviter la cavitation. On installe alors un réducteur. La roue dentée montée sur l’arbre d’hélice doit être plus grande que celle de l’axe moteur; Par exemple avec un rapport de 3 / 1 ce qui fera tourner l’hélice à vide à une vitesse de rotation de 8000 tours /minute, pour un moteur tournant à 24000 tours / minute !

Bien entendu, un régulateur de vitesse permet de contrôler et de limiter la vitesse de rotation, mais une hélice qui tourne trop vite dissipe son énergie sans faire avancer le bateau (conséquence directe engendrée par le phénomène de cavitation).

Avec les nouveaux moteurs électriques Brushless, on choisit le moteur en fonction de son KV. Le KV est le nombre de tours par Volt. Il est donc facile de trouver le moteur idéal.

Reste l’option d’un ou de deux moteurs identiques pour deux lignes d’arbre. Je vous recommanderai sans hésitation d'investir alors dans deux moteurs; ceci aura déjà le gros avantage d’éviter l'emploi d'une une boite de transfert et de la perte d’énergie s'y rapportant. Ces deux moteurs seront moins chargés qu’un seul.

Cela peut aussi servir à diriger le bateau en diminuant la vitesse d’une hélice par rapport à l’autre, le bateau tournera. En inversant carrément un moteur, il tournera sur place, bien mieux qu’avec son gouvernail. Toutefois dans ce cas il vous faudra aussi investir dans 2 variateurs (un variateur par moteur) !

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PostPosted: Thu 15 Nov - 01:32 (2012)    Post subject: Publicité

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PostPosted: Thu 15 Nov - 10:27 (2012)    Post subject: Modélisme naval : quelques règles à connaître... Reply with quote

merci leuleu pour ces règles Okay
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PostPosted: Thu 15 Nov - 13:04 (2012)    Post subject: Modélisme naval : quelques règles à connaître... Reply with quote

Bouh, j' ai mal à la tête...

Et moi qui croyais que c' était bon si la maquette ne coulait pas, qu' elle aille à droite et à gauche, qu' elle avance quand tu recules (comment veux tu ? ....), une petite marche arrière de temps en temps, le tout dans une joyeuse ambiance d' empirisme.

Bon, quand j' aurai assimilé tout ça, je me mettrai à la théorie de la relativité et les émules d' Einstein n' auront qu' à bien se tenir ! Very Happy Very Happy Very Happy

Et merci Leuleu pour ton cours magistral. Okay
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PostPosted: Thu 15 Nov - 13:52 (2012)    Post subject: Modélisme naval : quelques règles à connaître... Reply with quote

D'autant plus drôle Mr. Green Mr. Green Mr. Green que je n'ai pas tout appliqué ce qui est écrit sur ce post, par mesure d'économie je dois avouer Sad , sur mon dernier modèle construit (ma LCM 3) car, ses 2 moteurs sont commandés par un seul variateur et ses deux hélices sont du même pas (je les avais déjà en stock).

Par contre côté poids du modèle, puissance des moteurs tout est correct et ma LCM est bien dans ses lignes d'eau Wink !

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PostPosted: Thu 15 Nov - 20:01 (2012)    Post subject: Modélisme naval : quelques règles à connaître... Reply with quote

Okay merci de ces précisions leuleu
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PostPosted: Thu 15 Nov - 21:27 (2012)    Post subject: Modélisme naval : quelques règles à connaître... Reply with quote

De rien Papy mais il serait bien aussi que tu écrives un truc similaire sur les avions RC. Wink !

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PostPosted: Fri 16 Nov - 11:38 (2012)    Post subject: Modélisme naval : quelques règles à connaître... Reply with quote

Okay je vais y songer , mais ma prose bourrée de fautes d'orthographe risque d'être triste à comparer des histoires que happy ou oscar savent nous distiller quand il illustrent leurs réalisations
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PostPosted: Fri 16 Nov - 12:38 (2012)    Post subject: Modélisme naval : quelques règles à connaître... Reply with quote

Ne t'inquiéte pas Papy, Leuleu pourra éditer ton post au besoin en le mettant en forme et corrigeant les éventuelles fautes d'orthographe Wink

73 QRO et bon week-end à tous Okay !
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PostPosted: Fri 16 Nov - 22:12 (2012)    Post subject: Modélisme naval : quelques règles à connaître... Reply with quote

BRANCHEMENT DE LA MOTORISATION ELECTRIQUE RADIOCOMMANDEE SUR LES BATEAUX


On va commencer par la solution la plus simple et la moins onéreuse, donc avec un seul moteur et un variateur électronique !

Schéma de principe d’une installation simple



- L’interrupteur de l’accu du récepteur se vend muni d’une prise de charge
- Le récepteur reçoit la fiche dans la prise marquée BAT
- Sur la fiche venant du variateur de vitesse, on a déconnecté le fil rouge (et on l’a isolé)
- Le fil allant vers le servo de gouvernail ne doit pas être modifié
- On a installé un interrupteur bipolaire sur les fils de la batterie, près de celle-ci
- On a installé un fusible en ligne sur le + du fil de batterie
- Les fils bleu et jaune (ou bleu et blanc) sortant du variateur de vitesse sont raccordés au moteur, sans sens préférentiel.

2 moteurs commandés par un seul variateur électronique



Il faudra dans ce cas choisir un variateur de vitesse capable d'alimenter les deux moteurs. variateur de 40 ou 60 ampères

Dans le cas représenté sur le précédent schéma, les hélices tournent de façon supra-divergeante lorsque le bateau avance et le pas de chacune des hélices est inverse de l'autre (une hélice avec le pas à gauche et une hélice avec le pas à droite).

Et l'on terminera par celle la plus performante mais la plus onéreuse !

Deux moteurs et deux variateurs de vitesse



L’utilisation d’un variateur par moteur permet d’inverser le sens de marche d’un des moteurs, ou de simplement réduire la vitesse d’un des moteurs, et ainsi de se passer de gouvernail. Il est évident qu’il faut utiliser dans ce cas deux variateurs identiques !

Tous ces montages n'utilisent pas le système BEC (j'exposerai ultérieurement qu'est le système BEC Wink !


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Last edited by F5JFS on Fri 16 Nov - 22:34 (2012); edited 1 time in total
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PostPosted: Fri 16 Nov - 22:31 (2012)    Post subject: Modélisme naval : quelques règles à connaître... Reply with quote

LE BEC... C'EST QUOI ?


Je vous rassure ce n'est pas "d'avoir une grande gueule" Mr. Green Mr. Green Mr. Green mais plus sérieusement le système B.E.C (Battery Eliminator Circuit) est un système qui permet, avec les variateurs de vitesse qui en sont pourvus, de se passer d’une alimentation séparée pour le récepteur radio. Dans ce cas, le récepteur est alimenté par la batterie servant à la propulsion, dont le voltage est régulé à 5 Volts en passant par le variateur de vitesse. Mises à part les interférences radio que le principe serait susceptible de provoquer, la décharge de la batterie de propulsion risque de simplement couper la réception RC.

Toutefois, l'utilisation de variateur de vitesse à système BEC est pratique car elle permet un gain de poids non négligeable surtout sur les petits modèles de bateaux R.C.

Voici le schéma de raccordement de (ou des) variateur(s) sur le récepteur radio :
- les 2 dessins en haut montrent le branchement d'un variateur commandant un seul moteur (ou de deux moteurs branchés en paralléle qui tourneront donc au même régime dans ce cas) sur le récepteur, sans et avec utilisation du système BEC,
- les 2 dessins du bas montrent le branchement de deux variateurs dont chacun commande séparément un moteur (chacun des moteurs pourra tourner à un régime et un sens de rotation différent de ceux de l'autre) , sans et avec utilisation du système BEC.




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