Pratiques et Techniques de la Plaisance

Rubrique : Voiles, carènes, gréements -forum-

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effet Ackerman Version imprimable

Publié Décembre 2012, (màj Décembre 2012) par : Vero

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27 Messages de forum

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• effet Ackerman 6 décembre 2012 15:51, par Pil-Poil

  « les angles de barres au vent et sous le vent sont différents »

  Plus précisément, l’effet n’est pas défini en fonction du vent, mais en fonction du « virage » en cours : l’effet Ackerman consiste à braquer davantage la roue (ou le safran) qui est à l’intérieur du virage, comme sur une voiture.

  Donc,

  • si le bateau est un peu ardent au près, la barre est légèrement braquée, et le safran sous le vent est un peu plus braqué que le safran au vent.

  • si le bateau est un peu mou au près, le safran au le vent est un peu plus braqué que le safran au sous le vent.

  • si le bateau est neutre au près, les safrans sont parallèles

  Je ne sais pas quelle est la différence d’angle appliquée sur un cata, de toute façon cela dépend de la largeur du cata. J’ai lu que beaucoup de cata ne prévoient pas de compenser l’effet Ackerman.

  En pratique cela se fait (par exemple) avec des bras de mèche de safran qui ne sont pas alignés avec le safran.

  

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• effet Ackerman 6 décembre 2012 16:04, par Pil-Poil

  Voilà comment cela se « calcule » pour une voiture d’après Jeantaud.

  Dans le cas d’un bateau, il faudrait savoir par quoi on symbolise « l’essieu » avant (fixe) puisque « l’essieu » arrière est celui qui dirige le cata.

  

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• effet Ackerman 6 décembre 2012 16:18, par Pil-Poil

  Dans cette référence on trouve que l’auteur a considéré que la rotation se fait autour du centre du catamaran, ce qui revient à positionner à cet endroit (qui serait « l’essieu » avant) le point de convergence des biellettes de safran : http://hem.bredband.net/b262106/Boa... et http://hem.bredband.net/b262106/Boa...

  

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  • effet Ackerman 6 décembre 2012 16:49, par Négofol         Ce message répond à ...

    Animateur

    Je constate que Robert a rendu à Jeantaud la préséance sur Ackermann.
    La nécessité de respecter cette épure sur une automobile est évidente pour ne pas faire riper les pneus (en fait sur les voitures modernes, on utilise des géométries « améliorées » légèrement différentes pour créer des effets sur ou sous-vireurs suivant les besoins, car la voiture s’appuie plus sur la roue extérieure qui est prédominante).

    On trouve souvent dans la littérature le schéma précédent pour les catamarans et ce type de tringlerie est parfois également utilisé pour les bateaux à moteur avec deux lignes d’arbre.

    Efficacité discutée et discutable car normalement les safrans sont dans l’axe ou presque et le bateau ne passe pas sa vie en virage.

    Le décalage des angles de barre en virage diminue en théorie la trainée induite (très peu), Le seul intérêt est de retarder le décrochage du safran extérieur au virage lorsque le safran intérieur arrive en limite de décrochage, situation peu fréquente sur un voilier, plus courante sur un gros bateau à moteur de service...

    Ceci dit, « vérifier » ne veut pas dire grand chose : ou c’est prévu d’origine ou non. Sinon, c’est un gros chantier (reprendre les mèches et réusiner les rainures de clavettes des secteurs ou bras, modifier la tringlerie d’interconnexion...).
    L’essentiel est que les deux safrans soient bien dans l’axe ensemble lorsque la barre est à zéro.

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• effet Ackerman 6 décembre 2012 16:33, par Vero

  Merci pour les infos, je perçois les choses sous un nouvel angle.que je n’avais pas envisagées... j’ai besoin encore de recul pour mieux comprendre plus particulièrement sur la position du centre des deux cercles reliant avant arrière de chaque coque.
  Le plus dur est de l’appliquer dans la réalité ce dont j’ai le plus besoin.
  Merci
  Véro

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  • effet Ackerman 6 décembre 2012 17:34, par Pil-Poil         Ce message répond à ...

    Dans la réalité, je pense que ce sera assez simple, comme dit Négofol :

    • vérifier que « barre dans l’axe » les deux safrans sont rigoureusement parallèles en mesurant la distance entre les deux bords d’attaque et les deux bord de fuite des deux safran : s’ils sont parallèles ces distances sont égales. (A = B sur le dessin)
    • vérifier barre à fond babord, puis tribords que :
      • soit les safran restent parallèles sur les deux bords ( A = B)
      • soit ils ont une correction d’Ackerman qui doit être identique sur les deux bords. (B > A)

    Evidemment il faut faire attention à prendre ces mesures en deux points homologues sur les deux safrans.

    

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    • effet Ackerman 6 décembre 2012 17:40, par yoruk         Ce message répond à ...

      Animateur

      Vouiiiiiii... Penser aussi, qu’en navigation, un cata çà se vrille un peu....

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      • effet Ackerman 6 décembre 2012 18:01, par Pil-Poil         Ce message répond à ...

        On n’imagine pas que les déformations d’un cata en navigation soient significatives en ce qui concerne le parallélisme du plan des deux safran ! Il faudrait pour cela que les poutres changent de longueur ...

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• effet Ackerman 7 décembre 2012 04:49, par Vero

  Tout d’abord merci pour les informations.
  Nous allons mettre le bateau au sec permettant ainsi de faire des mesures précises et verifier l’alingment des safrans en position neutre.
  L’effet Ackerman semble être appliqué puisque les 2 barres entrent vers l’interieur du centre du bateau sous un angle que je ne connais pas mais de l’ordre de 10 à 15°... est-ce cela qu’on appèle l’épure d’ackerman ?
  La longueur entre les deux points d’ancrage de la barre de liaison diminue en actionnant la barre.
  Nous avons des barres franches donc pas de tringlerie complexe, soit un axe de safran, une barre pour barrer et un bras de liaison... pas de barre à roue... par contre nous n’avons aucun repère d’allignement de safran,
  Merci d’avance pour vos réponses.
  Véro

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  • effet Ackerman 7 décembre 2012 05:02, par Vero         Ce message répond à ...

    autre question :
    Si on réduit le bras de liaison pour réallinger les safrans, on touchera donc aux angles de Barre et axe du bateau ? est-ce bon ? Je ne sais pas vraiment les risques.
    Véro

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    • effet Ackerman 7 décembre 2012 08:00, par Négofol         Ce message répond à ...

      Animateur

      Vous êtes donc dans le cas où le système a été prévu au départ.
      Il suffit donc de faire le contrôle de parallélisme comme l’indique Robert. En cas d’écart, il faut ajuster la longueur de la barre de liaison, comme on fait pour régler le parallélisme des roues sur une voiture. Rien ne sera modifié.
      Comme indication de barre au milieu, j’ai vu sur un catamaran à barre franche un simple tour de ruban adhésif noir sur la tringle de liaison et une marque sur la poutre arrière : à l’oeil, on voyait bien l’écart éventuel...

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  • effet Ackerman 7 décembre 2012 10:05, par Pil-Poil         Ce message répond à ...

    « L’effet Ackerman semble être appliqué puisque les 2 barres entrent vers l’interieur du centre du bateau sous un angle que je ne connais pas mais de l’ordre de 10 à 15°... est-ce cela qu’on appèle l’épure d’ackerman ? »

    Juste pour qu’il n’y ait pas de malentendu : bien vérifier que cet position de barre en position centrale correspond bien à des safrans parallèles !

    Quelques dessins pour fixer les idées : il faut bien dissocier les positions de la barre (qu’on a en main) et celles des bras de levier (tringlerie) fixés sur les mèches de safran. C’est le fait que le bras de levier de la tringlerie fixé sur la mèche de safran n’est pas aligné avec le safran qui provoque l’effet Ackerman.

    

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    • effet Ackerman 7 décembre 2012 10:12, par Vero         Ce message répond à ...

      Nous sommes dans le cas 2 donc avec effet Ackerman.
      Je parle bien d’un angle avec la barre prise en main et l’axe du safran
      Merci pour ces compléments d’info
      Véro

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• effet Ackerman 15 décembre 2012 07:03, par Vero

  Tout d’abord merci pour vos réponses et vos conseils.

  Entre temps nous avons sorti le bateau, reviser et rectifier le parralélisme des safrans, verifier les angles safrans/barres pour l’effet akermann... tout semble rentrer dans l’ordre. reste cependant à positionner les buttées qui actuellement donnent des angles insuffisants
  Le verin du pilote automatique réclame au moins 35° de chaque côté du neutre.

  Dois tout simplement appliquer 35° de part et d ’autre de la postion neutre ?
  Dois-je tenir compte de l’effet akermann (angulation différente des safrans lors d’une rotation) et appliquer des angles différents de part et d’autre du neutre ?

  Que me conseillez-vous pour la position de ces buttées en tenant compte des contraintes du pilote ? quelles mesures d’angles ?
  Merci d’avance.
  Véro

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  • effet Ackerman 15 décembre 2012 10:51, par Pil-Poil         Ce message répond à ...

    Le plus simple est d’amener le pilote en bout de course sur les deux bords, et de régler les butées pour qu’elles respectent le débattement demandé par le pilote en bout de course.

    Cela permet de ne pas se poser de question sur l’angle exact des butées qui dépendra de divers paramètres de réglage de la tringlerie de liaison.

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    • effet Ackerman 15 décembre 2012 15:58, par Négofol         Ce message répond à ...

      Animateur

      La limitation à 35° vient du fait que c’est l’angle d’incidence où un safran mince décroche.

      Donc, il conviendrait de limiter à 35° l’angle du safran le plus braqué du fait de la tringlerie, soit l’angle de braquage qui amène le bord de fuite du safran extérieur au virage vers l’intérieur.

      L’angle dans l’autre sens sera moindre. Il est de toute façon rare (et peu efficace) que le pilote braque autant les safrans.

      Répondre à ce message

      • effet Ackerman 15 décembre 2012 16:15, par Pil-Poil         Ce message répond à ...

        « Donc, il conviendrait de limiter à 35° l’angle du safran le plus braqué du fait de la tringlerie, soit l’angle de braquage qui amène le bord de fuite du safran extérieur au virage vers l’intérieur. »

        Sauf erreur, le safran le plus braqué est celui de la coque à l’intérieur du virage

        Mais dans le fond, ce qui importe vraiment, c’est que le pilote ne rencontre pas une butée avant d’être en fin de course, pour ne pas forcer sur sa mécanique. Un bon pilote « inboard » développe tout de même 500 kgf sur le vérin ... il est préférable de ne pas le contrarier si possible ....

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        • effet Ackerman 15 décembre 2012 16:41, par Négofol         Ce message répond à ...

          Animateur

          Tu as raison !
          C’est le braquage qui amène le bord de fuite du safran intérieur au virage vers l’intérieur...

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        • effet Ackerman angle des safrans/pilote 17 décembre 2012 13:31, par Vero         Ce message répond à ...

          Si je comprends bien il l ne faut pas que le pilote rencontre de buttées avant sa fin de course.
          Donc si mon pilote déploie 38 ° de chaque côté, les buttées doivent être au delà donc 39 ° ?

          Actuellement mes safrans ont un angle de 34° maxi pour le plus braqué et 27 sur l’autre... donc si j’ai bien compris mon pilote pouvant aller jusqu’à 38° je dois modifier mon système de barre pour obtenir des angles de part et d’autre du safran fassent 39° ? c’est possible...
          Le pilote étant installé sur le safran bâbord et avec l’effet Akerman j’aurais donc :
           un angle de 39° quand le safran bâbord est le le plus braqué et 39 - 6° (33°) sur l’autre safran
           et sur l’autre bord 39°+6° soit 45° pour le safran tribord quand il sera le plus braqué et 39° sur l’autre...
          ce qui ne me parait pas très logique.
          Ou bien je dois initialiser le pilote avec un offset qui me permettrait de rééquilibrer les angles et d’obtenir des résultat équivalents sur chaque safran... cela devient alors un peu plus complexe.

          Ai-je bien compris et dois-je vraiment installer les buttées à 39° d’angle de part et d’autres ?

          Merci en tout cas pour vos avis et réponses.
          Véro

          Répondre à ce message

          • effet Ackerman angle des safrans/pilote 17 décembre 2012 14:18, par Pil-Poil         Ce message répond à ...

            Pour bien analyser le problème, il manque quelques détails :

            • quel genre de pilote
            • comment est-il connecté à la mèche de safran
            • quelles sont les réquisitions du constructeur du pilote en ce qui concerne la liberté du pilote d’aller en bout de course. Il faudrait savoir pourquoi cet angle minimal de 35° est imposé par le pilote : s’agit-il d’un problème d’efficacité du safran ou bien de la protection des éléments mécaniques de liaison comme je l’ai supposé dans mon message précédent ?

            Par exemple, dans mon cas (voir l’image), la butée du bras (côté barre à roue) monté sur la mèche de safran est atteinte avant que le vérin hydraulique du pilote soit en bout de course : lorsque le pilote est débrayé il ne fallait pas que :

            • la barre manoeuvrée à la main se serve du vérin du pilote comme butée de fin de course
            • le lecteur de barre dépasse le débattement acceptable en détruisant la tringle de connexion ou le capteur lui-même
               
              Mais en contrepartie, dans mon cas l’ensemble de cette mécanique est capable de supporter la force totale de poussée du pilote qui sera susceptible d’appliquer toute sa poussée (500kg) sur la butée. D’ailleurs, mes butées étaient en partie pliées et j’ai du les remplacer par du « plus costaud » au moment de monter le pilote neuf !

            

            Répondre à ce message

            • effet Ackerman angle des safrans/pilote 17 décembre 2012 15:00, par Vero         Ce message répond à ...

              Pilote LS verin 60ST
              sur un secteur de barre standard ou mèche de safran selon les indications fabricant
              idem pour le capteur angle de barre
              Les barres sont franches pas de barre à roue et pas de tringlerie.
              NKE préconise 35° au moins dans la notice française.
              Pas de déconnexion prévue.
              Voilà pour les infos

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              • effet Ackerman angle des safrans/pilote 17 décembre 2012 15:31, par Pil-Poil         Ce message répond à ...

                Dans ce cas (similaire au mien), je dirais qu’il convient de mettre les 2 butées sur le safran qui reçoit le pilote (et seulement sur celui-là) de telle façon que le débattement de la barre (la barre qu’on a en main) soit de 35° sur chaque bord.

                • en prenant garde que la tige du capteur d’angle ne soit pas en bout de course lorsque la barre à main est à fond sur les deux bords
                • en prenant garde que le vérin LS ne soit pas en bout de course débrayé et barre à main à fond sur les deux bords
                • en prenant garde que les butées tiendront les 700kg de poussée du vérin LS60.

                Alors il en découle automatiquement que :

                • sur ce safran portant le pilote les butées ne seront pas symétriques à cause de l’effet Acherman,
                • mais les deux safrans auront le même débattement dissymétrique babord et tribord
                • la tringlerie qui relie les deux safrans ne sera pas soumises aux efforts du pilote en butée puisque le safran n’ayant pas le pilote n’a pas de butées.

                Je ne sais pas si je m’explique bien ....

                Répondre à ce message

          • effet Ackerman angle des safrans/pilote 17 décembre 2012 14:19, par yvesD         Ce message répond à ...

            Animateur

            la littérature signale qu’au delà de 35° un safran mince (1) décroche, presque comme si on l’avait perdu . Le résultat avec un safran intérieur à la giration qui aurait décroché alors que le safran extérieur agit encore doit être curieux, en tout cas j’éviterai (on avait évité pour moi)
            Sans doute est-il impératif d’ajuster la tringlerie et/ou la configuration « informatique » du pilote pour éviter - triangulé à la ackerman ou pas - de dépasser ce seuil angulaire.

            1 : ex : tôle plane par opposition à gros et épais profil symétrique type 1/2 aile d’avion

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• effet Ackerman 16 décembre 2012 21:31, par Alien

  Si les bateaux étaient des autos, ils pourraient rouler sur les autoroutes

  Une auto est censée rouler sans déraper.
  Un bateau à voile est obligé de dériver. Soit il marche en crabe, soit il a un plan de dérive orientable.

  Cata ou bisafran, le problème est le même :
  Si en virage les safrans sont alignés comme les roues d’une auto, il n’ont plus d’incidence et donc plus d’efficacité,

  On va donc leur donner un peu d’incidence en braquant un peu plus .

  Le safran au vent aura plus d’incidence par rapport à la trajectoire, il perd de son efficacité en sortant de l’eau, ventile et va certes pousser mais aussi beaucoup freiner.

  En ligne droite, le problème pourrait sembler simple si le bateau n’est ni mou ni ardent.
  Les safrans restent dans l’axe.

  En pratique, il est difficile de suivre un cap en ligne droite sans un minimum d’angulation.

  Et là, si on respecte l’épure de Jeantaud, il y aura toujours un safran sous angulé et un safran sur angulé.

  Donc ?

  Si on veut privilégier la vitesse en ligne droite et en l’absence de gîte, pas de compensation : barres parallèles et rotules dans l’axe des barres.
  Les safrans resteront paralèlles avec la même incidence.

  Si on veut privilégier la facilité de tourner : surcompensation . Les axes virtuels aiguillots/rotules doivent s’intersecter en arrière du rayon de rotation (perpendiculaire au centre de dérive ?) pour maintenir un angle d’incidence des safran d’au moins 5° par rapport à la trajectoire .

  Dans la vraie vie, cela se débrouille plus ou moins bien mais, il ne faut pas oublier que la vocation d’un bateau à voile c’est d’aller d’un point à un autre en ligne droite si possible .

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  • effet Ackerman 17 décembre 2012 14:35, par Négofol         Ce message répond à ...

    Animateur

    C’est bien pour celà que je suis sceptique quant à l’intérêt de ce type de tringlerie sur un catamaran, qui me semble une bonne solution à un problème inexistant... puisque le gain potentiel n’existe que pour un bateau en virage constant !
    En ligne droite, un cata peut être assimilé à deux monocoques naviguant avec le même angle de dérive et donc les deux safrans devraient rester parallèles.
    Ceci dit, l’approche de Robert est la bonne : les butées mécaniques des safrans doivent être atteintes avant celles du servo du pilote.

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• effet Ackerman 17 décembre 2012 15:16, par Vero

  Ma question porte essentiellement sur l’application de l’effet Akerman sur les angles du pilotes : différence de 6° entre l’angle ie externe et l’angle interne... qui doit être les mêmes sur chaque safran en fonction du virement même si le pilote est fixé sur un seul safran.
  Véro

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  • effet Ackerman 17 décembre 2012 20:32, par Alien         Ce message répond à ...

    Cela n’a aucune importance !
    Les safrans doivent être parallèles en ligne droite.
    En virage, si un safran présente un angle d’attaque plus important que l’autre par rapport à la trajectoire, il poussera plus ou décrochera plus tôt.

    En ce qui concerne les butées, un pilote intelligent ne devrait jamais venir en butée.
    Le mien (B&G) connait sa position neutre et ses limites bbd et tbd .

    Mécaniquement il est sans doute préférable que le vérin utilise ses propres butées plutôt que celles du système de barre.

    La poussée d’un verin de pilote hydraulique de base peut facilement atteindre, voire dépasser une tonne.

    Si les safrans viennent en butée, cette tonne va se répercuter sur la tringlerie, les fixations des butées et des gouvernails .

    Un tube de 4m soumis à une compression de l’ordre d’une tonne devra avoir une bonne section pour ne pas flamber.

    En revanche le vérin est prévu pour encaisser ce genre d’effort sans broncher.

    Dernier point : Il ne sert à rien d’amener un safran à 35°, il aura déjà perdu toute efficacité.

    Ci joint les polaires (calculées) d’un profil NACA 2012 souvent utilisé pour les safrans .
    Les points sont tous les 1° de 0 à 35

    

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