Comment positionner un Beam HF par vent Fort ???

[VE2KG Richard]

Bonjour

Comment positionner son beam HF par vent fort  

Dans l'attente de vous lire !!!

73's  Richard  VE2KG

[VE9MDB Matthieu]

On m'a toujours dit de positionner le beam de façon perpendiculaire au vent.
C'est à dire, ne jamais faire face ou dos au vent... le vent doit frapper le beam sur le côté de celui-ci.  Raison :  Les radials du beam opposent une résistance au vent et donc augmente les tensions sur la tour.

73
Matt

[VA2AM Rejean]

Bonjour Richard
Il y aura moins de résistance si les éléments étaient perpendiculaire face au vent. Donc moins stressant pour la tour, par contre le ''boom'' ne sera plus dans ces spécifications maximales et pourrait se tordre si les rafales dépassaient 75% face au vent.
Seulement quelques compagnies sérieuses d'antenne fournissent ces données. Donc plus sécuritaire d'avoir une marge de manoeuvre pour la tour et le rotateur.
Réjean, va2am

[VA2JOT Jacques]

L`objectif est d`offrir la moindre emprise possible au vent. Selon la grosseur et longueur du boom ainsi que du nombre et dimensions des éléments, il est possible què perpendiculaire ou parallèle au vent soit la bonne solution dépendamment de ces paramètres.

y'a riern qui bat faire le calcul soi-même.

[VE2OK Jean]

La position naturelle d'un bateau libre d'attache et sans propulsion est de travers au vent donc perpendiculaire au vent car il offre le maximum de surface au vent. Si on veut que le vent ait le moins d'emprise possible, on met le bateau face au vent. C'est la raison pour laquelle on met les ancres de bateau à l'avant car c'est l'endroit où le vent a le moins de force sur le bateau donc sur l'ancre! 

On peut facilement faire l'analogie avec une antenne. Si on est capable de débrayer l'antenne, on verrait la position naturelle de l'antenne offrant le plus de résistance au vent. En sachant la position, il s'agit seulement de pivoter le tout de 90 degrés du vent. Avec une petite station météo, on connaît toujours la direction du vent et on fait les ajustements nécessaire si le vent est fort. Si le vent tourne, installer un régulateur d'antenne, l'équivalent d'un régulateur d'allure pour la voile. Il ne reste qu'à l'inventer. 

Il y a également la possibilité de faire des tests en soufflerie! Un peu dispendieux...

Pour la feuille de calcul, il faut aller prendre les mesures!

En faisant une approximation, tu vas peut-être constater que la surface exposée dans le sens du beam ou dans le sens des éléments ne vaut peut-être pas trop s'en faire.

VE2OK - Jean

[VA2JOT Jacques]

Je n'ai encore jamais vu un bateau dont les attaches d'ancrages étaient au centre de la coque. Les antennes elles, ont tendance à avoir leur mât au centre de gravité du boom. Je n'ai jamais vu de bateau dont les mats faisaient plus de 1/3 de la largeur de la coque.

La comparaison entre les deux n'est donc pas très étanche Je persiste à croire que seul un calcul de la charge au vent de votre antenne vous dira quelle est la meilleure orientation relative à adoter pour minimiser son effet sur la tour.

Pour les dimensions, la tradition veut qu'on fasse le calcul lors de la construction ou qu'encore, les fabricants consciencieux incluent le calcul de charge au vent dans leur fiche signalétique.

On n'a peut-être pas besoin d'un mécanisme d'ajustement automatique de l'allure si on calcule la construction de nos antennes pour des vents de 160Km/h ou 120Km/h + 1 pouce de givre ou de glace. C'est une option. Il faut parfois penser ''en dehors'' de l'enveloppe de la médiocrité des antennes qu'on nous offre en radioamateur,

[VE2EZD Louis]

On peut facilement faire l'analogie avec une antenne. Si on est capable de débrayer l'antenne, on verrait la position naturelle de l'antenne offrant le plus de résistance au vent.

Surprenant comme énoncé. Si on prend le cas d'une girouette elle prend toujours l'orientation qui lui donne le MOINS de résistance au vent. Il en est de même pour les flèches.

Pourquoi le voilier dérivant s'oriente-t-il prependiculairement au vent? Parce qu'il offre alors le MOINS de résistance au vent. C'est en inclinant une voile qu'on DIMINUE sa résistance au vent. Le voilier ne peut s'incliner facilement qu'en tournant autour de son axe longitudinal. C'est ce qu'on appelle la gite.

Le voilier s'oriente donc perpendiculairement au vent pour pouvoir pencher. La voile s'incline et offre alors une résistance minimale au vent.

L'observation sur le voilier dérivant est bonne mais l'explication est complètement fausse.

Aucun objet ne s'oriente afin d'offrir une résistance maximale au vent.

En tout cas je n'ai pas encore vu de flèche qui s'oriente perpendiculairement à sa trajectoire.

73 de Louis, VE2EZD

[VA2JOT Jacques]

Aucun objet ne s'oriente afin d'offrir une résistance maximale au vent. As-tu déjà entendu parler du principe du parachute?

Je pense qu'on devrait s'en tenir aux antennes et lâcher les analogies avec les chaloupes à guénilles
En passant, y'a aussi les ancres flottantes qui sont l'équivallent hydraulique du parachute

[VE2EZD Louis]

As-tu déjà entendu parler du principe du parachute?

Le but du parachute est d'augmenter la trainée du système dans sa position de trainée minimale. Dans sa configuration stable le parachutiste est à la verticale du parachute. Si tu éloigne le parachutiste de cette verticale la trainée de l'ensemble ne vas pas diminuer elle va augmenter. Le parachutiste va revenir à cette verticale pour minimiser sa trainée. Le parachute n'est donc pas un contre-exemple à mon énoncé.

Pour revenir à l'aérodynamique des antennes et évaluer les forces qu'elles appliquent sur la tour et les rotors (sic) j'ai trouvé ce document: www.qsl.net/mrac/antennatalk.ppt

Ça peut répondre à bien des questions.

73 de Louis, VE2EZD

[VE2OK Jean]

@Louis  Surprenant comme réponse à mon énoncé. Je tentais d'expliquer des principes de physique pour tenter des solutions humoristiques. Sur quelques uns de tes éléments, je me dois de faire quelques corrections par respect des lois de la physique et parce qu'il est agréable sur ce forum d'échanger des points de vue quelques fois divergeants. Sans aucune méchanceté.  

Le vent applique une force égale sur une surface quelconque. Si une surface est libre de toute attache, le vent appliquera une force F. Cette force amenera la surface a se mettre en équilibre donc a offrir le maximum de surface perpendiculaire au vent, donc le maximum de résistance = l'équilibre et c'est le cas d'un bateau à la dérive. Si la surface est maintenant attaché parfaitement en son centre, les forces du côté gauche s'équilibrera avec les forces du côté droit et la surface demeure perpendiculaire au vent, encore ici la surface offre le maximum de résistance( exemple: un cerf-volant, une éolienne) Tu peux tenter l'expérience avec un carton et un trombone piqué sur le travers en son centre devant un ventilateur.

Il faut comprendre qu'une girouette (ou une flèche) a un différentiel de surface qui fait que si on l'attache en sont centre la résultante des forces du vent sur un côté étant plus fort que l'autre, la girouette va tourner jusqu'à ce que les forces d'un côté égalent les forces de l'autre côté i.e lorsque la girouette sera en face du vent. Le côté offrant la plus grande résistance va amener la girouette jusqu'au point d'équilibre des forces. Si sur une girouette, on déplaçait le point d'attache jusqu'au point d'équilibre des surfaces, la girouette resterait perpendiculaire au vent.

Concernant la voile, la gite et compagnie, c'est un sujet très complexe qui fait référence aux forces aérodynamiques issues des composantes propulsives et de dérives de la voile et aux forces hydrodynamiques issues de la trainée et de la portance de la quille et de la coque. Un sujet passionnant qui s'éloigne de la RA.

Aucun objet ne s'oriente afin d'offrir une résistance maximale au vent.est donc faux. Il faut plutôt dire qu'un objet s'orientera toujours afin d'être en équilibre avec les forces du vent en présence et si cette équilibre doit amener l'objet à s'orienter afin d'offrir une résistance maximale au vent, il le fera car ce sont les lois de la physique.

Conséquemment à ce qui précède, si on pouvait débrayer l'antenne on ne sera pas plus avancer car on ne saurait pas si le comportement de l'antenne en équilbre face au vent est à sa résistance maximale ou minimale.  De toute façon, la proposition de Jacques est celle qui fait le plus de sens en espérant que Richard a encore les fiches signalistiques Je persiste à croire que seul un calcul de la charge au vent de votre antenne vous dira quelle est la meilleure orientation relative à adoter pour minimiser son effet sur la tour.
Pour les dimensions, la tradition veut qu'on fasse le calcul lors de la construction ou qu'encore, les fabricants consciencieux incluent le calcul de charge au vent dans leur fiche signalétique.

Bon vent.

VE2OK - Jean

[VE9MDB Matthieu]

J'appuie Jean et son explication physique.  C'est vrai que dans le cas d'une girouette, la partie arrière étant plus large, elle se trouve toujours à être traînée par le vent.

Je persiste à croire que mettre le beam perpendiculaire au vent reste la meilleure solution.  Sauf biensûr si le total de surface des éléments + leurs diamètres  est inférieur au boom central qui rattache ces éléments ...  là il vaudra mieux faire face au vent.

Un simple calcul des surfaces pourra répondre à cette question.  Il reste encore le point d'attache... qui généralement se trouve au centre d'équilibre de l'antenne ...  c'est une opération qui dépasse mes compétences de calcul dans l'immédiat.

73
Matt

[VE2EZD Louis]

Bonjour

Jean, il ne faut pas se formaliser outre mesure. Je voulais juste répondre à ton analogie qui est très différente d'un objet qui tourne autour d'un axe (un seul degré de liberté). Dans le cas d'un objet flottant les forces de trainée hydrodynamique dominent largenment les forces de trainée aérodynamique. Pour un objet flottant, le centre de trainée aérodynamque est toujours situé au dessus du centre de trainée hydrodynamique. La partie dans l'air est toujours au dessus de la partie dans l'eau. La distance entre les deux forme un bras de levier et les forces qui passent par ces deux points produisent un couple. Le système veut minimiser son énergie et la façon la plus stable de le faire est d'orienter son axe de gite perpendiculairement au flux d'air. Ensuite l'objet gite afin d'abaisser son centre de trainée aérodynamique et réduire le plus possible le couple provoqué par le vent. Je persiste à croire que ton observation est bonne mais que ton explication est erronée. En physique les système libres tendent à minimiser leur état d'énergie, pas à l'augmenter. Dans tous les livres que j'ais sur la stabilité des navires aucun ne donne ton explication.

Pour ce qui est de la physique des objets fixés à un axe de rotation, les objets qui arrivent à une orientation stable dans le vent le font parce que leur centre de trainée n'est pas situé sur cet axe de rotation. La distance entre les deux définit le bras de levier nécessaire au développement du couple qui oriente l'objet. Si tu fais passer l'axe de rotation de ta girouette par ce que tu appelles le "point d'équilibre des surfaces" la longueur du bras de levier est zéro et il ne pourra se produire de couple et il n'y aura pas d'orientation privilégiée. J'aimerais toujours bien voir un objet ayant une symétrie axiale (girouette, antenne ou autre) et attaché à un axe de rotaion vertical placer son axe de symétrie perpendiculairement à un flux d'air. Ce n'est pas un défi, ce n'est pas méchant, c'est juste une demande.

Pour les conseils de Jacques, je suis aussi d'accord que ce sont les meilleurs car ils reposent sur une approche pragmatique: tu mesures et tu agis en conséquence.

Une autre approche serait de placer des jauges de contraintes sur la tour pour en mesurer sa déflexion. La Tour du CN est instrumentée de cette manière. On pourrait même avoir un micro-contrôleur qui orienterait l'antenne de manière à miniser cette déflexion.

Pour avoir une bonne idée du problème de mieux protéger une installation d'antennes des effets du vent je vous réfère à ce texte qui semble reposer sur des concepts solides: http://lists.contesting.com/_towertalk/1996-09/msg00060.html

73 de Louis, VE2EZD

[VE2OK Jean]

Ce fût un plaisir, Richard.  Il faudra que tu nous dises finalement comment tu vas positionner ton antenne par vent fort?

VE2OK - Jean

[VE2AMT Alex]

Les antennes de VE2UMS par un vent atteignant les 76 km/hr



Voir le clip à: http://www.youtube.com/watch?v=jybCWVEyVM8

73, Alex