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Les calculs pour obtenir une maquette réaliste sur l'eau
- Coque à déplacement (chalutier, gros navires "lents", etc.) -
   

Abordons, ici, des notions simples de physique. J'ai simplifié quelques calculs pour ne pas trop vous torturer les neurones
Le terme "masse" sera employé pour le vrai bateau et "poids" pour votre maquette (pour distinguer les deux parce que ce n'est pas tout à fait la même chose en physique)
Attention : Ces calculs ne sont pas adaptés aux bateaux rapides dits "planants" (racers) et ne donnent que des résultats approximatifs qui ne se vérifient pas toujours sur l'eau. Les comportements de votre maquette en navigation sont très liés à sa qualité de finition, à l'équipement que vous installerez et aux conditions de navigation
     
 

L'échelle de votre maquette
    Faisons l'hypothèse que vous vouliez réaliser la maquette d'un chalutier dont les caractéristiques sont les suivantes :
Longueur : 18 mètres ; largeur : 6,5 mètres ; masse : 35 tonnes ; vitesse : 10 noeuds
puissance : 130 kW à 2300 t/min ; réducteur 1/6 ; hélice 4 pales - diam 750 mm
    La longueur de votre maquette sera égale à la longueur du vrai bateau divisée par l'échelle mais son poids sera égal à la masse du vrai bateau
divisée par l'échelle au cube. Faisons un petit tableau
Echelle Longueur de la maquette Largeur de la maquette Poids de la maquette
1/10 18 / 10 = 1,8 m 6,5 / 10 = 0,65 m 35 000 / (10x10x10) = 35 kg
1/12 18 / 12 = 1,5 m 6,5 / 12 = 0,54 m 35 000 / (12x12x12) = 20 kg
1/15 18 /15 = 1,2 m 6,5 / 15 = 0,43 m 35 000 / (15x15x15) = 10,4 kg
1/20 18 / 20 = 0,9 m 6,5 / 20 = 0,32 m 35 000 / (20x20x20) = 4,4 kg
    On remarque qu'au 1/10ème et au 1/12ème, la maquette sera "assez encombrante" pour un poids important
Au 1/20ème, la taille du bateau est raisonnable : 90 cm de long et 32 de large, c'est facile à transporter mais 4,4 kg, ce ne sera peut-être pas suffisant compte-tenu des équipements lourds (batterie, moteurs, etc) qui l'équiperont.
L'échelle 1/15ème permettra de réaliser une maquette assez aisément transportable pour un poids d'une dizaine de kg. C'est cette échelle que je retiendrais mais ...
   

   

La vitesse du bateau
    Bien souvent, les maquettes de bateaux de servitude, cargos, chalutiers sont bien trop rapides sur l'eau. De vrais hors bords qui usent les batteries à vitesse grand V et, en plus, risquent de percuter un autre navire ou le quai. Pour éviter cela, vous pouvez effectuer ces petits calculs puis paufiner le comportement de votre maquette en navigation.
Si on reprend notre exemple, une vitesse de 10 noeuds correspond à : 10 noeuds x 1,852 km = 18,5 km/h ou 5,1 m/seconde
Dans ce cas, le vrai bateau parcourt sa longueur en : 18 m / 5,1 m/s = 3,5 secondes
Pour la maquette, cette vitesse sera 18 520 m / (15 x 3600 s) = 0,34 m/s ou 20,4 m / min. A cette vitesse, la maquette parcourera sa longueur dans le même temps que le vrai bateau ( 1,2 m / 0,34 m/s = 3,5 s )
    Nota : Si on voulait respecter l'aspect du bateau sur l'eau, il faudrait diviser la vitesse du vrai par la racine de l'échelle ** soit 18520 m/h / (3.9) ** = 4748 m / h ou 79 m / minute soit 1,3 m / seconde .... soit presque un hors bord comme dit ci-dessus ... . Personnellement, je préfère le calcul précédent mais c'est vous qui voyez.

** La racine de 15 est environ 3,9 (car 3,9 x 3,9 = 15,21)
   

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La puissance de motorisation
    En théorie, il faudrait conserver le rapport POIDS / PUISSANCE mais .......
La puissance motrice serait donc égale à la puissance du vrai bateau divisée par l'échelle au cube soit 130 000 W / (15 x 15 x 15) = 38 Watts
On peut considérer, pour l'instant, que la puissance calculée (38 W) sera bien suffisante pour une vitesse de 0,34 m/s même si les rendements du moteur et de la transmission sont relativement faibles (50 à 60 %). On en reparlera un peu plus loin.
    La puissance calculée ci-dessus tient compte d'une vitesse constante de 0,34 m/s (ou 20 m/min)
    Pour une puissance en sortie d'axe de 38 W et avec un rendement estimé à 50% cela donne une puissance de 38 / 50% = 76 Watts électriques

Il faut donc tenir compte de cette puissance pour le choix du moteur

Pour le choix de la batterie, des fils électriques et des protections, voir "La batterie de propulsion"
   

   

La transmission jusqu'à l'hélice
    Bon,on a déterminé la puissance du moteur de propulsion mais pour faire tourner l'hélice, il faut faire un choix entre :

- Un montage avec cardans entre le moteur et l'arbre d'hélice ou
- Un montage poulies / courroie pour réduire la vitesse de rotation de l'hélice

Dans tous les cas, votre arbre de transmission devra être monté correctement dans un tube d'étambot

Voir la page spéciale sur les deux types de montages
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L'hélice
    Puisque l'échelle est le 1/15ème, l'hélice sera une 4 pales dont le diamètre sera de 750 / 15 = 50 mm
    Dans le commerce, il en existe beaucoup de différentes mais prenons, par exemple, une hélice avec un pas de 51 mm (Raboesch type A)
Dans l'eau, l'hélice subit un glissement. Ce glissement est compris entre 30% (gros diamètres) et 60% (petits diamètres, jusqu'à 70% pour les très petits diamètres) et dépend également de sa vitesse de rotation.
Supposons que pour une hélice de 50 mm, ce glissement soit de 55%. Rappel : vitesse 20,4 m/min ou 20 400 mm/min
On obtient une vitesse de rotation de l'hélice égale à 20 400 / 51 / 55% = 800 t/min
Cette hélice, qui tournera relativement lentement, devrait convenir mais seule l'expérimentation pourra confirmer (ou infirmer) les calculs.

Vous avez le choix entre un moteur muni d'un réducteur et/ou des poulies avec une courroie pour faire tourner l'arbre d'hélice

Reportez-vous sur les pages : "Le montage des cardans" et "Les montages Poulies/courroie" pour faire un choix judicieux en fonction de votre construction

Si vous vous interrogez encore sur ces calculs, écrivez-moi mais ne me demandez pas de les faire tous. Lancez-vous, ce n'est pas bien compliqué. Essayez, vous verrez .... Bon courage
   

   

Un peu d'électricité
    Si le moteur est un Speed 900 BB Torque, il tourne (à vide) à 6 500 t/min. On peut supposer que sa vitesse en charge est de 6 000 t/min.
Il développe 120 watts au maximum. Il faudra l'équiper d'un réducteur dont le rapport est 6 000 / 800 = 7,5
(Je n'utilise pas de moteur Brushless pour un bateau de la sorte mais c'est vous qui voyez).
Il est probable, dans ces conditions, le moteur soit nettement surdimensionné mais on sera assuré qu'il ne chauffera pas (intensité importante) et "n'usera" pas votre batterie trop vite. Je fais, ici, abstraction du calcul basique de la puissance ( puissance (Watt) = couple (mN) x vitesse de rotation (rad/s) ) car on ne connait pas le couple résistant de l'hélice ni le rendement global de l'installation
    Installez, alors une petite poulie sur le moteur et une sept fois plus grosse sur l'arbre de transmission avec une courroie crantée. Vous pourrez les changer pour obtenir des rapports différents donc pour faire varier la vitesse du bateau. De plus, ces poulies et cette courroie vont corriger des défauts d'alignements éventuels que vous auriez dû corriger par le montage d'un cardan DOUBLE si le moteur avait été monté directement sur l'arbre d'hélice.

Vous pouvez également acheter un moteur réducté qui tourne, à vide, à environ 850 ou 900 t/minute
N'oubliez pas de monter correctement votre arbre d'hélice sur deux paliers à roulements (au plus proche de la poulie) pour éviter des contraintes inutiles et un fléchissement de l'arbre qui provoquerait une usure prématurée des paliers dans le tube d'étambot.
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La radiocommande
    Il faut bien en parler un peu puisque votre maquette ne voguera pas en "navigation libre"
Au minimum, il vous faut une voie proportionnelle pour la direction et une autre pour commander le variateur de vitesse du moteur de propulsion

Si vous avez des accessoires (grue, pompe, éclairage, radar, etc.) il faudra quelques voies "tout ou rien" ou proportionnelles pour les commander
Quelques-uns peuvent être reliés à de simples interrupteurs accessibles sous un capot facile d'accès quand le bateau est à quai mais les autres nécessiteront une commande depuis la radio. C'est à vous de déterminer le type et la configuration de votre radiocommande, prenez le temps de bien y réfléchir avant de faire votre investissement. Si c'est votre premier achat, envisagez de construire, plus tard, un bateau plus "accessoirisé" pour utiliser le même poste émetteur. Ca vous évitera de racheter une nouvelle radio qui nécessitera d'autres batteries etc
     
   
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