Je reçois souvent des questions à l’effet de: « J’ai du mal à suivre mes amis, quel kayak devrais-je obtenir? »Tout le monde sait que les kayaks plus longs sont plus rapides, alors je devrais évidemment recommander les kayaks les plus longs que j’ai à ces gens.
Mais est-ce vraiment vrai? Les kayaks plus longs sont-ils vraiment plus rapides? Eh bien, comme beaucoup de choses, la réponse est: Ça dépend.
D’abord, nous devrions parler un peu de ce qui rend un kayak rapide ou lent. On pourrait penser que si vous accrochez un hors-bord assez grand à l’extrémité, vous devriez pouvoir faire décoller n’importe quel cochon. Dans certaines limites, cela est vrai. Ce qui détermine vraiment la vitesse à laquelle vous allez, c’est la puissance que vous pouvez appliquer à votre pagaie. Mais différents bateaux vont aller à des vitesses différentes lorsque vous appliquez la même quantité de puissance. Ce qui différencie les bateaux, c’est la « traînée ».
La traînée est la résistance que le bateau crée pour s’opposer à la puissance que vous appliquez pour le faire partir. La traînée varie avec la vitesse, généralement lorsque vous n’allez pas très vite, il n’y a pas beaucoup de traînée et à mesure que vous allez de plus en plus vite, la traînée augmente généralement. Ce qui rend un bateau lent par rapport à un bateau rapide, c’est la rapidité avec laquelle la traînée augmente à mesure que la vitesse augmente.
La traînée est créée par deux forces différentes, la force de frottement de l’eau qui tente de glisser au-delà du bateau et la force nécessaire pour accélérer l’eau loin de la forme de la coque et revenir à nouveau lorsque le bateau se divise dans l’eau. Ceux-ci sont appelés respectivement « Glissement de friction » et « Glissement de forme ». La traînée de formulaire est parfois appelée traînée « résiduelle ».
Le frottement avec l’eau est créé partout où le bateau touche l’eau en mouvement. Plus le bateau touche l’eau, plus il y a de friction. On parle souvent de Surface Mouillée ou de Zone mouillée. Pour mes conceptions, vous pouvez le trouver dans la section Mesures de chaque conception ou sur la page de comparaison des conceptions. Comme sous-entendu, une zone mouillée plus grande entraînera plus de traînée.
La traînée de formulaire est un peu plus difficile à comprendre. Lorsque vous déplacez votre bateau dans l’eau calme, la coque doit déplacer l’eau pour faire de la place pour le bateau, et une fois qu’elle est passée, l’eau doit revenir pour remplir le trou où se trouvait le bateau. Cela nécessite d’accélérer l’eau sur le côté, puis de revenir.
Avec des bateaux larges, vous devez déplacer l’eau sur le côté et les bateaux étroits, pas tellement il est assez facile de comprendre pourquoi les bateaux étroits peuvent avoir moins de traînée. Mais quel est l’effet de la longueur?
Pensez à soulever un objet lourd à une certaine hauteur. Vous pouvez soit simplement l’attraper et le soulever directement, soit l’enrouler sur une rampe à cette hauteur. La plupart des gens conviendront que le rouler sur une rampe sera plus facile, et plus la rampe est longue, plus c’est facile. Bien qu’ils accomplissent tous les deux la même chose, il est plus difficile d’essayer de faire le travail en même temps que de prendre un peu plus de temps pour monter la rampe.
Un bateau plus long fonctionne comme une rampe plus longue. Il accélère l’eau plus lentement, de sorte que l’eau n’a pas besoin de bouger aussi rapidement pour s’écarter du chemin, et de revenir également après le passage du bateau.
Ce qui n’est peut-être pas tout à fait clair, c’est pourquoi le déplacement lent de l’eau facilite la tâche. En fin de compte, tout cela se résume à l’énergie. Toute énergie que vous utilisez pour déplacer l’eau hors du chemin du bateau est une énergie qui pourrait être utilisée pour faire avancer le bateau. Je vais laisser tomber quelques calculs sur vous, mais ne vous laissez pas trop enfermer dans l’équation, laissez-moi simplement vous montrer quelles sont les implications de l’équation.
L’énergie d’un objet en mouvement est appelée Énergie cinétique ou KE. Le KE d’un objet est lié à son poids ou masse (m) et à sa vitesse ou vitesse (v). Il est calculé avec l’équation suivante:
KE = 1/2 m v2
Ignorons le bit 1/2. Peu importe. Regardons plutôt les deux choses que nous comprenons le poids (m) et la vitesse (v). Dans cette équation, le poids est par lui-même juste, où la vitesse a les deux petits au-dessus, ce qui signifie « carré ». Donc, quand nous regardons la contribution de la masse à l’énergie cinétique, c’est juste la masse, mais quand nous regardons la vitesse, nous devons multiplier la vitesse avec elle-même. Voyons à quoi cela ressemble dans un graphique:
Si nous regardons la ligne bleue pour la masse, la contribution à KE est juste quelle que soit la masse. Si vous doublez la masse, le KE est doublé, dix fois la masse, dix fois le KE, mais avec la courbe de vitesse orange, c’est une question complètement différente. Doubler la vitesse signifie quatre fois le KE, et 10 fois la vitesse signifie 100 fois le KE.
Donc, si vous en retirez le calcul, rappelez-vous simplement que de petits changements de poids signifient de petits changements dans l’énergie tandis que de petits changements dans la vitesse peuvent entraîner des changements beaucoup plus importants dans l’énergie.
En regardant notre bateau court par rapport à un bateau long en supposant qu’ils ont la même largeur, si les bateaux pèsent la même quantité et que la personne qui pagaie ne change pas, le poids total ne change pas, ce qui signifie que sa contribution à l’énergie cinétique ne change pas, mais avec un bateau long, la vitesse à laquelle vous déplacez l’eau est moindre car le même déplacement de l’eau se produit sur une plus grande longueur. Si le long bateau était deux fois plus long que le court, vous n’auriez besoin que d’environ un quart de l’énergie pour déplacer l’eau. Des bateaux plus longs signifient que pour une vitesse d’avance donnée, vous pagayez sur le bateau, vous finissez par déplacer l’eau latéralement plus lentement. Il en résulte une économie de la quantité d’énergie utilisée pour déplacer l’eau.
Notez que toute énergie appliquée au déplacement de l’eau autour du bateau est visible sous la forme du sillage laissé par le bateau. Le sillage du bateau est cette énergie qui s’éloigne et se perd. L’acte de votre étrave coupant à travers les vagues crée une vague qui continue après le passage du bateau, une autre vague est créée lorsque l’eau glisse derrière la coque. Ces vagues créées par le bateau se déplaçant dans l’eau se combinent pour former le sillage.
Compte tenu de cela, il semblerait évident que les bateaux plus longs seraient toujours plus rapides. Si vous faites moins d’efforts pour déplacer l’eau, avec un bateau plus long, cela doit être une bonne chose. Mais les bateaux plus longs ont un prix. Ils ont généralement une surface plus mouillée. La forme avec la surface la plus basse est une forme ronde ou sphérique, lorsque vous commencez à l’étirer tout en gardant le même volume, vous finissez par augmenter la surface.
Et rappelez-vous que plus de surface signifie plus de traînée de frottement. En regardant le graphique de la courbe de vitesse ci-dessus, vous pouvez voir que sur le côté gauche où les chiffres sont bas, la courbe orange prend un certain temps avant de vraiment commencer à se balancer vers le haut. Le résultat de ce lent démarrage de la courbe est qu’à basse vitesse, la traînée de la forme ne s’élève pas beaucoup jusqu’à ce que votre vitesse augmente. À basse vitesse, la majeure partie de la traînée sur votre bateau est le résultat du frottement de l’eau frottant contre la coque.
Le graphique ci-dessous montre la traînée de ma conception de pétrel. La courbe orange est la forme de traînée du déplacement de l’eau, et le magenta est le frottement de l’eau essayant de glisser sur la surface. La zone bleue est d’ajouter ces deux ensemble. Notez que jusqu’à environ 3,5 nœuds, presque toute la traînée ne fait que surmonter la friction et ce n’est qu’à près de 6 nœuds que la traînée résiduelle devient le facteur dominant.
Une conséquence de ceci est qu’à des vitesses plus faibles, les bateaux courts et larges ont moins de traînée en raison de la surface moins mouillée et qu’à des vitesses plus élevées, les bateaux plus longs et plus étroits font mieux. Pour en apprendre davantage à ce sujet, j’ai utilisé un programme appelé Michlet qui est un modélisateur de traînée de coque avec un outil permettant de créer des formes de coque « optimisées » pour une vitesse donnée. Essentiellement, j’ai trouvé une forme de longueur et de largeur optimales pour une vitesse donnée, puis j’ai modélisé la traînée pour cette forme. Ainsi, la ligne bleue montre la traînée d’un dessin avec la traînée minimale de 1 mile par heure. Cela a abouti à un bateau de 3,3 pieds de long et 27,6 pouces de large (en forme de citron, rond au milieu avec quelques points à chaque extrémité).
Si vous regardez attentivement le côté inférieur gauche de la courbe, vous pouvez simplement constater que la ligne bleue se trouve à peine en dessous de toutes les autres courbes. Il disparaît autour de 1.5 mph puis se dirige vers le nord après 2 mph, mais à ce moment-là, la forme magenta de 4,7 pix 24,6 po apparaît en dessous de toutes les autres. Si vous deviez prendre le numéro de traînée où la courbe magenta traverse la ligne de 2 mi / h et glisser à gauche à l’endroit où ce niveau croise la conception verte optimisée pour 7 mi / h, vous verrez que pour la quantité d’effort nécessaire pour faire passer le bateau de 4,7 ‘ de long à 2 mi / h, le bateau de 17,7 ‘ de long à 7 mi / h ne ferait qu’environ 1,4 mi / h. La surface mouillée inférieure du bateau court est suffisante pour compenser le fait qu’il fera un sillage plus important à des vitesses plus élevées.
Cela met en lumière la situation très difficile à comprendre où le bateau « lent » est plus rapide que le bateau « rapide » lorsque vous allez lentement. De plus, notez que toutes les courbes se dirigent vers la droite. Oui, les conceptions courtes optimisées pour une traînée à gain de vitesse lent plus rapide, mais il n’est pas possible d’éviter un gain de traînée à mesure que vous allez plus vite. Il peut y avoir de drôles de petits pépins dans la courbe comme le bleu à 2.4 mi / h où une interaction étrange de formes de vagues de coque s’annule brièvement pour une fenêtre de vitesse de traînée légèrement réduite, mais en général, la traînée augmente rapidement à mesure que la vitesse augmente.
Ces dimensions de bateau ne sont peut-être pas pratiques, mais si vous êtes dans la conception de 16,1 ‘optimisée pour 6 mi / h et qu’il faut tout ce que vous avez physiquement pour le faire passer à 6 mi / h, obtenir un bateau de 17,7 ‘ ne vous fera pas aller plus vite. Cela peut en fait vous ralentir. Vous devez être beaucoup plus fort pour que le bateau de 17,7 pieds aille assez vite pour qu’il ait un avantage sur la conception de 16,1 pieds.
Il n’y a vraiment pas de kayak rapide, il n’y a que des pagayeurs forts et rapides. Accrochez un moteur assez grand à la poupe, vous pouvez faire aller n’importe quel bateau vite. Mais, nous sommes généralement des guerriers du week-end assez faibles, essayant de tirer le meilleur parti de nos vieux corps flasques. Comment on fait ?
Conclusions
Les bateaux « optimisés » ci-dessus ne sont pas réalistes, si vous êtes à l’aise en croisière à 3 mph, vous aurez du mal à trouver un bateau de 8 ‘ de long et de 20 » de large. La plupart des kayaks sont plus larges que l’un des exemples ci-dessus, mais j’espère que cela vous fera réfléchir à la façon dont vous utilisez votre bateau.
La courbe ci-dessus montre la traînée de mes conceptions de jeu de Pétrel par rapport à mes conceptions de jeu de Pétrel. Le Pétrel mesure 17’x 20″ et le Jeu de Pétrel mesure 14’x 23″, mais la première chose à regarder est la comparaison des mesures, notez qu’à la ligne de flottaison, les dimensions sont de 15’x 19,9″ pour le Pétrel et de 13,15’x 22,75″ pour le Jeu de Pétrel. En raison de l’arc plus aplomb du « Jeu », la différence de longueur de la ligne de flottaison (la partie qui compte) n’est pas si nette. Le jeu de pétrels a également une surface moins mouillée de 18,7 pieds carrés contre 20,2 pieds carrés pour le Pétrel. Et la surface globale de l’ensemble du bateau est moindre avec le « Jeu ».
Vous pouvez simplement distinguer un peu de bleu en dessous du violet en dessous de 2,5 nœuds, à 3 nœuds, il y a une certaine divergence mais ce n’est pas flagrant. Si vous pagayez le Pétrel, jouez dans un groupe typique qui fait en moyenne environ 3 nœuds (environ 3,5 mph ou 5.6km / h) vous n’abandonnez vraiment rien aux bateaux de 17′ de long du groupe. Oui, s’ils choisissent de sprinter, vous aurez peut-être un peu de mal, mais vous gagnerez également quelque chose. La surface totale inférieure du jeu de pétrels signifie qu’il n’a pas besoin d’autant de matériau pour construire, ce qui se traduit par un bateau plus léger. Les bateaux plus longs doivent également être structurellement plus solides, ce qui signifie plus de poids. Le bateau plus court a moins de « poids d’oscillation », ce qui signifie moins d’inertie lorsque vous voulez tourner, c’est-à-dire qu’il est plus réactif et rapide. La longueur plus courte s’adapte mieux à la surface de l’eau agitée afin qu’elle soit plus stable.
J’ai beaucoup pagayé une version composite de mon jeu de pétrel (réalisée par Turning Point Boatworks) récemment. C’est une copie exacte de la bande de jeu construite, juste construite en fibre de verre et Innegra au lieu de la bande de bois. J’ai fait des pagaies de 20 miles de long et beaucoup de jeux dans des courses de marée et de surf, pagayant avec des amis dans des bateaux de 17 ‘. Je n’ai pas l’impression d’avoir souffert de la longueur plus courte. Il est rapide à se mettre à la vitesse, facile à gérer beaucoup de plaisir.
Après des années à regarder les gens pagayer sur toutes sortes de kayaks, je suis arrivé à la conclusion que pour la plupart des pagayeurs, 14′ de longueur est vraiment tout ce dont ils ont besoin. Je pagaie beaucoup de longs bateaux aussi bien du kayak de mer de 17 ‘ aux skis de surf de 20 ‘ +. Il faut beaucoup de force, d’endurance et de forme physique pour obtenir les avantages potentiels de vitesse que les bateaux plus longs offrent. Les bateaux courts ont tendance à être plus larges, ce qui augmente la traînée, mais si vous pouvez trouver un bateau raisonnablement étroit dans la plage de 14 pieds, il y a de fortes chances que ce soit aussi rapide que vous serez à l’aise pour pagayer. La recherche constante d’un bateau plus long pour aller plus vite ne vous fera aucun bien si vous ne passez pas également le temps de vous entraîner et d’augmenter votre forme physique.
Un bateau court sera plus léger, plus réactif, plus facile à pagayer la plupart du temps, ainsi que plus facile à charger sur votre voiture et à ranger dans votre garage. Il y a absolument une place pour les bateaux plus longs, mais vous serez peut-être surpris de voir à quel point vous pouvez être heureux avec quelque chose de plus court.
