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 : 270 kW à 2300 t/min ; réducteur 1/6 ; hélice 4 pales - diam 1500 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 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

  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)

 

 

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 270 000 W / (15 x 15 x 15) = 80 Watts
On peut considérer, pour l'instant, que la puissance calculée (80 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 80 W et avec un rendement du moteur de 70% cela donne une puissance de 80 / 70% = 115 Watts électriques
Il faudra donc une batterie qui puisse délivrer 10 ampères sous 12 V * pour naviguer, à pleine vitesse, pendant 1 heure. (Puissance électrique = Tension x Intensité soit P = U x I soit P = 12 V x 10 A = 120 Watts) (ex : Batterie au plomb 12 V, 12 Ah, poids 4 kg)
Le variateur devra pouvoir délivrer cette intensité (Dans le commerce, il y en a de très performants)
 

 

L'hélice

  Puisque l'échelle est le 1/15ème, l'hélice sera une 4 pales dont le diamètre sera de 1500 / 15 = 100 mm
  Dans le commerce, il en existe beaucoup de différentes mais prenons, par exemple, une hélice avec un pas de 80 mm (Avance théorique pour un tour)
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 100 mm, ce glissement soit de 50%. Rappel : vitesse 20,4 m/min ou 20 400 mm/min
On obtient une vitesse de rotation de l'hélice égale à 20 400 / 80 / 50% = 510 t/min arrondi à
600 t/min(par sécurité)
Cette hélice, qui tournera relativement lentement, devrait convenir mais seule l'expérimentation pourra confirmer (ou infirmer) les calculs.
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 faudra l'équiper d'un réducteur dont le rapport est 6 000 / 600 = 10. (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, que 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 dix 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. 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.

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

   
  * Attention : La mise en parallèle de 2 batteries (même identiques) peut faire apparaître des courants électriques très forts et violents au point de provoquer une détérioration des batteries voire un accident (incendie, explosion, ...) surtout si ces batteries sont de nouvelles générations (LIPO, etc)
Il est nettement préférable de n'installer qu'une seule batterie qui supportera, ponctuellement, une intensité plus forte pour les grandes vitesses
Faites aussi attention à bien dimensionner les fils d'alimentation de votre moteur de propulsion. Pour assurer une bonne sécurité, considérez qu'un fil supporte, au maximum, 5 à 6 ampères par millimètre carré de section.
N'oubliez pas de disposer un fusible au départ de votre batterie de propulsion pour ne pas voir votre installation "cramer". Le calibre du fusible sera égal à 2 fois l'intensité maxi calculée ou égal à l'intensité de blocage du moteur
Dans tous les cas, un essai dans votre baignoire pourrait vous éviter bien des déboires