Blackbird (char à voile)
Pour les articles homonymes, voir Blackbird.
Blackbird est le nom donné aux véhicules expérimentaux de Rick Cavallaro and John Borton. Ils ont été conçus pour prouver qu'un voilier, ou autre véhicule propulsé par le vent (vent arrière), peut aller plus vite que le vent[1]. Ces véhicules, aussi appelé DDWFTTW en anglais, sont des sortes de chars à voile.
En juillet 2010, lors d'un test supervisé et reconnu par la North American Land Sailing Association, Cavallaro a atteint une vitesse de 27,7 mph (44,6 km/h) en roulant directement sous le vent dans des vents de 10 mph (16 km/h) : presque trois fois la vitesse de le vent.
En 2012, Blackbird a également démontré qu'il roulait directement face au vent avec deux fois la vitesse du vent.
Précurseur[modifier | modifier le code]
Le premier engin de cette sorte fut créé en 1910 en France par un dénommé Constantin. L’Office des inventions en a archivé a posteriori une description sommaire[2].
Principe[modifier | modifier le code]
L’énergie du vent arrive sur une voilure tournante, qui retransmet son énergie aux roues pour un char à voile, à l'hélice pour un bateau. Le résultat est que le mobile peut se déplacer plus vite que le vent au vent arrière[3].
Ce résultat est contre intuitif. Les voiliers classiques en vent arrière ont des voiles qui fonctionnent en mode décroché turbulent. Avec ce principe de fonctionnement des voiles, plus le mobile se rapproche de la vitesse du vent plus la force propulsive diminue. Le vent apparent devient nul lorsque le mobile se déplace à la vitesse du vent. Par contre avec un fonctionnement en mode laminaire des voiles (ou profil), il est possible d'aller plus vite que le vent (exemple hydroptère). L'astuce[4] consiste donc à faire travailler un profil en mode laminaire, pour cela il est utilisé une voilure tournante qui tourne autour d'un axe perpendiculaire au vent. Du fait du mouvement de rotation du profil, le vent apparent sur les profils n'est pas le même que le vent apparent du mobile. Le vent apparent sur le profil n'est donc plus limité par la vitesse réelle du mobile vent arrière[5]. L’énergie de rotation de la voilure tournante est transmise aux roues ou à une hélice[6].
Un char à voile a des frottements et une traînée plus faible qu'un voilier. En effet, la carène rencontre une très forte résistance lorsque la carène du navire arrive à une vitesse proche du nombre de Froude. Compte tenu des développements actuels, l’énergie récupérée par la voilure tournante permet à un char à voile d’accélérer jusqu’à une vitesse plus élevée que le vent réel, mais ce n'est pas encore le cas pour un voilier.
Notes et références[modifier | modifier le code]
- (en) « Direct Upwind and Downwind Record Attempts », sur www.nalsa.org, (consulté le )
- Denis Guthleben, « Invention insolite : un bateau à hélice qui avance face au vent », sur Futura, (consulté le )
- demonstration datant de 1969
- assez similaire au pas collectif d'un Gyroptère, le vent apparent est la somme vectorielle du déplacement du mobile, du vent réel et de la vitesse de rotation de la voilure tournante.
- le moment ou la vitesse du mobile est égale à la vitesse du vent réel reste un moment critique mais n'est plus une limite maximale. Il ne faut pas oublier, qu'à cette vitesse critique le mobile se déplace et donc les roues font tourner la voilure tournante
- ou vice-versa
Voir aussi[modifier | modifier le code]
Articles connexes[modifier | modifier le code]
Liens externes[modifier | modifier le code]
- (fr) un article de futura science sur ce thème
- (en) North American Land Sailing Association site du record homologué
- (en) Blackbird web site, avec des vidéos
- (en) Vidéo du Blackbird sur YouTube
- (en) Downwind Noir (article par Kimball Livingstone)
- (en) Différentes vidéos
- (fr) Approche technique
- (en) [vidéo] Veritasium, A Physics Prof Bet Me $10,000 I'm Wrong sur YouTube : controverse entre Derek Muller et Alexander Kusenko (en) sur le fait que le Blackbird puisse vraiment aller plus vite que le vent.
