V ol de CR oisière

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

2. 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.

3. Vi f = Vzp Vol à finesse max et évolution dans une masse d’air animée de courants verticaux vitesse de finesse max. Vzw = 0 vitesse de finesse max. Vzw = -2 m/s 132 km/h = 37 m/s 94 km/h = 26 m/s On a : 0 50 100 150 200 Vi (km/h) δ mini. Vzp f≈52 -1 Vzd -2 Vzw -3 Vzw -2 m/s f≈12 -4 -5 • Vzp = taux de chute propre du planeur • Vzw = Mouvement vertical de la masse d’air -6 • Vzd = Taux de chute total =Vzp+ Vzw Vz (m/s) Conclusion : • la vitesse de finesse max. augmente, • la finesse diminue fortement. CNVV – mars 2006

4. Courbe Mac Cready La polaire en air calme est décalée verticalement . +2 En répétant le procédé vu précédemment… +1 50 100 150 200 … on obtient une famille de point de tangence… 0 Vi (km/h) -1 … qui forment la courbe d’évolution de la Vi de finesse max en fonction du taux de chute vario : -2 Vzw = +2 m/s -3 Vzw = +1 m/s -4 Vzw = Vzp mini C’est la courbe Mac Cready ! Vzw = 0 -5 Vzw = -1 m/s Un point particulier : quand Vzw = Vzp (Vzd=0), la vitesse de finesse max et la vitesse de chute mini sont confondues… -6 Vzw = -2 m/s Vzd (m/s) Vzw = -3 m/s Vzw = -4 m/s

5. Vzw = +2 m/s Vzw = +1 m/s Vzw = Vzp mini Vzw = 0 Vzw = -1 m/s Vzw = -2 m/s Vzw = -3 m/s Vzw = -4 m/s Anneau Mac Cready +2 +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 -3 -4 -5 -6 Vzd (m/s) Vzw

6. 89 143 102 128 115 Anneau Mac Cready +2 Les Vi de finesse max. correspondant aux différents taux de chute masse d’air … +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 sont ensuite portées sur l’anneau Mac Cready. -2 -3 -4 -5 -6 Vzw (m/s)

7. Influence du vent exemple d’un vent de face de 65 km/h 50 km/h = 14 m/s 100 km/h = 28 m/s 0 50 100 150 200 Vi ou Vs (km/h) f≈47 -1 f≈17,5 Vw=65 km/h -2 -3 -4 Vz (m/s) • Sans vent la finesse max est de 47, obtenue pour une vitesse indiquée de100 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 50 + 65 =115 km/h

8. 50 100 150 Influence du vent ÉQUIVALENT VENT 50 km/h = 14 m/s 100 km/h = 28 m/s A équivalent vent Vs 0’ 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -0,8 m/s -1 f≈47 f≈17,5 -2 Vw=65 km/h -3 -4 Vz (m/s) c’est l’équivalent vent La tangente à la polaire recoupe l’axe des Vz en un point A :

9. Influence du vent VENT ARRIÈRE vitesse air vent effectif Le vent effectif arrière augmente la vitesse sol vitesse sol 0’’ 0 50 100 200 150 200 100 150 Vi ouVs (km/h) -1 vent arrière -2 vitesse sol f≈76 -3 -4 • la vitesse de finesse max. diminue, Vz (m/s) • la finesse sol augmente…

10. Influence du vent VENT DE FACE vitesse air vent effectif Le vent de face diminue la vitesse sol … vitesse sol vitesse de finesse max. 120 km/h 0’ 50 100 150 50 100 150 200 0 ouVs Vi (km/h) -1 -2 vent de face vitesse sol f≈23 -3 • la vitesse de finesse max. augmente, -4 • la finesse sol diminue fortement … Vz (m/s)

11. Tableau des équivalents vent • On décalera l’origine de l’anneau Mac Cready vers les varios positifs • On ne corrige pas le vent effectif arrière

12. 85 100 180 110 160 130 150 Attention : une correction de 1 m/s au Mac-Cready fait perdre 5 points de finesse . 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. Il devra voler à 105 km/h pour garder la meilleure finesse sol. Rappel : On ne corrige pas le vent effectif arrière ...

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

14. Comparons ! Distance 22.36km A B Altitude 1350m Vza = 3m/s Vol FMax 810m Vol > FMax 390m Le planeur N°2 sera reparti de l’ascendance B avant même que le N°1 n’y soit arrivé !

15. Comparons ! Distance 22.36km A B Altitude 1350m Vza Vol FMax 810m Vol > FMax 390m 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

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

17. A C Vza Vi H th Vp Vzd B D Vi.Vza Vcr = Vza + Vzd Vitesse de croisière Posons le problème… 1 à 3° Postulat de départ : • air calme • angle plané faible on a donc : AC ≈ AB Vi ≈ Vp td Question : quelle est la vitesse de croisière sur le trajet AC via B ? Si vous aimez les mathématiques, CLIQUEZ ICI ! Sinon admettez que :

18. Vi.Vza Vcr = Vza + Vzd Vitesse de croisière Conclusions A C Vza 1 à 3° Vi H th Vp Vzd B D td • Vcr ne dépend pas du plafond du jour (indépendante de H) ; [ Vzd = (Vi) ] ; • Vcr dépend de 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

19. +3 +2 X +1 Vi 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 -3 85 180 -4 160 100 150 110 Vz (m/s) 130 Vza Si l’origine de l’anneau Mac-Cready est calée sur la valeur de Vza, l’aiguille du variomètre indique la vitesse de transition qui donnera la vitesse de croisière maximale. Vza + Vzd Vi.Vza X = Vza + Vzd Vitesse de croisière Interprétation graphique Vza X Vcr Vzd Vi On a 2 triangles homothétiques ; d’où : = soit : : c’est Vcr !

20. PARAMÈTRES INFLUENÇANT LA VCR

21. +3 +2 +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 -3 85 180 -4 160 100 150 110 Vz (m/s) 130 Conclusion : il vaut mieux bien monter que bien caler ! Influence de la Vza Exemple n°1 Soit 3 planeurs identiques calés à 2 m/s La Vi de transition des 3 planeurs en air calme est de 150 km/h. Vcr pilote n°1 = 60 km/h le pilote n°1 monte à Vza = 1 m/s Vcr pilote n°2 = 85 km/h le pilote n°2 monte à Vza = 2 m/s Vcr pilote n°3 = 100 km/h le pilote n°3 monte à Vza = 3 m/s

22. +3 +2 +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 85 180 -3 160 100 -4 150 110 130 Vz (m/s) un bon cheminement est particulièrement intéressant. Conclusion partielle : Influence du cheminement sur la Vcr Exemple n°2 hypothèses : • Vza = 2 m/s • calage MC : 2 m/s pilote n°1 : Vzw = 0 Vi = 135 km/h Vcr ≈ 85 km/h pilote n°2 : Vzw = -0.5 m/s Vi = 145 km/h Vcr ≈ 75 km/h pilote n°3 : Vzw = +0.5 m/s Vi = 125 km/h Vcr ≈ 95 km/h Vza Vzw = +0.5 m/s Vzw = 0 Vzw = -0.5 m/s

23. +3 MC = 2 m/s +2 MC = 2 m/s +1 MC = 1 m/s 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 85 180 -3 160 100 -4 150 110 130 Vz (m/s) Il vaut mieux bien cheminer que bien caler ! Influence du cheminement sur la Vcr Exemple n°2 hypothèses : • on a toujours Vza = 2 m/s • on conserve l’exemple des pilotes 1 et 2 qui ont calé à 2 m/s • le pilote n°3 cale à 1 m/s… pilote n°1 : Vzw = 0 Vi = 135 km/h Vcr ≈ 85 km/h pilote n°2 : Vzw = -0.5 m/s Vi = 145 km/h Vcr ≈ 75 km/h pilote n°3 : Vzw = +0.5 m/s Vi = 110 km/h Vi = 125 km/h Vcr ≈ 90 km/h Vcr ≈ 95 km/h Vza Vzw = +0.5 m/s Vzw = 0 Vzw = -0.5 m/s

24. +3 +2 +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 -3 -4 Vz (m/s) Influence du vent sur la Vcr Exemple n°3 hypothèses : • Vza = 2 m/s • Vw = -40 km/h (vent de face) 1. Détermination de l’équivalent vent : équivalent vent ≈ 0.4 m/s Vza 0’ vent 40 km/h

25. +3 +2 +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 -3 -4 Vz (m/s) Influence du vent sur la Vcr Exemple n°3 hypothèses : • Vza = 2 m/s • Vw = -40 km/h (vent de face) 1. Détermination de l’équivalent vent : équivalent vent ≈ 0.4 m/s 2. Détermination de Vcr avec équivalent vent : Vcr = 87 km/h Vza 0’ vent 40 km/h

26. +3 +2 +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 -3 -4 Vz (m/s) Conclusion : on ne prend pas en compte l’équivalent vent dans le calcul de la Vcr Influence du vent sur la Vcr Exemple n°3 hypothèses : • Vza = 2 m/s • Vw = -40 km/h (vent de face) 1. Détermination de l’équivalent vent : 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 Vza 0’ vent 40 km/h On a : Vcr = Vcr sans vent ± vent de face

27. CALAGE MAC CREADY

28. +3 +2 +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 -3 85 180 -4 160 100 150 110 Vz (m/s) 130 calage MC 0 Vi 95 km/h Vcr 75 km/h Erreur de calage – Incorrect ring setting Exemple n°1 hypothèses : • Vza = 2 m/s • calage MC : 0 Vza Vi = 95 km/h Vcr = 75 km/h

29. +3 +2 +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 -3 85 180 -4 160 100 150 110 Vz (m/s) 130 2 m/s 135km/h 90 km/h Erreur de calage Exemple n°2 hypothèses : • Vza = 2 m/s • calage MC : 2 m/s Vza Vi = 135km/h Vcr ≈ 90 km/h calage MC 0 Vi 95 km/h Vcr 75 km/h

30. +3 +2 +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 -3 85 180 -4 160 100 150 110 Vz (m/s) 130 3 m/s 155km/h 87 km/h Erreur de calage Exemple n°3 hypothèses : • Vza = 2 m/s • calage MC : 3 m/s Vza Vi = 155km/h Vcr = 87 km/h calage MC 0 2 m/s 135km/h Vi 95 km/h Vcr 75 km/h 90 km/h

31. +3 +2 +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 -3 85 180 -4 160 100 150 110 Vz (m/s) 130 1 m/s 115km/h 85 km/h Erreur de calage Exemple n°4 hypothèses : • Vza = 2 m/s • calage MC : 1 m/s Vza Vi = 115km/h Vcr = 85 km/h calage MC 0 2 m/s 3 m/s 135km/h 155km/h Vi 95 km/h Vcr 75 km/h 90 km/h 87 km/h

32. +3 +2 +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 -3 85 180 -4 160 100 150 110 Vz (m/s) 130 0.5 m/s 100km/h 80 km/h Erreur de calage Exemple n°5 hypothèses : • Vza = 2 m/s • calage MC : 0.5 m/s Vza Vi = 100km/h Vcr = 80 km/h calage MC 0 2 m/s 3 m/s 1 m/s 135km/h 155km/h Vi 95 km/h 115km/h Vcr 75 km/h 90 km/h 87 km/h 85 km/h

33. calageMC 0 2 m/s 3 m/s 1 m/s +3 135km/h 155km/h Vi 95 km/h 115km/h +2 Vcr 75 km/h 90 km/h 87 km/h 85 km/h Vza +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 -3 Vz (m/s) 0.5 m/s Vcr est maximale si calage Mac Cready = Vza = 2 m/s Cruising speed is maximum if Mac Cready setting = expected climb 100km/h 80 km/h Erreur de calage 1ère conclusion

34. calageMC 0 2 m/s 3 m/s 1 m/s +3 135km/h 155km/h Vi 95 km/h 115km/h +2 Vcr 75 km/h 90 km/h 87 km/h 85 km/h Vza +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 -3 Vz (m/s) un sur-calage donne une Vcr un peu plus forte qu’un sous-calage… 0.5 m/s 100km/h 80 km/h Erreur de calage 2nde conclusion 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

35. calageMC 0 2 m/s 3 m/s 1 m/s +3 135km/h 155km/h Vi 95 km/h 115km/h +2 Vcr 75 km/h 90 km/h 87 km/h 85 km/h Vza +1 50 100 150 200 0 Vi (km/h) -1 -2 -3 Vz (m/s) on évite de caler à 0 0.5 m/s 100km/h 80 km/h Erreur de calage 3ème conclusion 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

36. 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 ?

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

38. 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….