Dossier Foil dans Planche Mag de Mai

FranckG31 · **Inscription:** 03 Mai 2014, 15:15 **Messages:** 1057

Typiquement, quand on fait des simu numériques des profils, on se rend compte que Vmax = 2x Vdécolage.
Si la seule façon de gérer l'altitude est d'appuyer sur le nez, quand ça pousse plus que le poids du bonhomme et bien on a du mal à pousser plus fort...

La portance est proportionnelle au carré de la vitesse et réguler la puissance du foil est un vrai problème.
Plus un foil sera petit (ou moins immergé, Cf hydroptère et les foils traversants en général), plus il pourra aller vite mais plus il décollera tard et sera instable et au prix du carbon, si il faut se trimbaler un quiver, cela ne va pas intéresser grand monde.
En plus, pour naviguer à 40 Noeuds, il faudrait une aile 4 x (2^2) plus petite qu'à 20 knts soit 20 cm d'envergure environ ...

Sur les flying moth, il y a une régulation via une baguette qui mesure l'altitude du bateau et vient descendre le volet à l'arrière du foil quand la coque est proche de l'eau et couper la puissance quand la coque est en haut. Avec un volet bien placé on peut obtenir des portance nulles en annulant quasiment la courbure. Ce type de régulation mécanique est à l'œuvre aussi sur d'autres "foilers" mais n'est pas très satisfaisante vis à vis du clapot. Ou alors, il faudrait passer à des systèmes hydrauliques permettant de dégager une position moyenne et filtrant bien le bruit de fond lié aux irrégularités de surface.
Une autre solution plus technologique serait de passer au numérique. Accéléromètres et vérin électrique pour réguler l'altitude avec un logiciel de stabilisation adapté un peu comme sur les "Segway" et autres monocycle électriques.
Mais bon, là, on est dans l'eau de mer et pour ce qui est du coût... (Mais, peut être pas tant que ça...)

Reste que les kitefoils, eux s'en tirent plutôt pas trop mal. En fait, ils ne réduisent pas la poussée mais l'oriente en prenant de la contre gite. Du coup, le foil ne tire plus vers le haut mais seulement en biais et c'est la force de la voile qui s'oppose à celle du foil (je schématise).
Bref, non seulement ils diminuent la force de décollage mais en plus, ils font un cap de malade.

Donc, avant d'envisager des régulations compliquées, il serait bon de pouvoir naviguer "cranté" (voir post sur le ficelou toulousain aussi). Mais, ceci n'est pas évident en windfoil puisque le mat (antidérive) est derrière l'aile et que quand on incline, alors le centre de la poussée antidérive avance et donc, on loffe ce qui oblige à mettre la voile vers l'avant (ou au vent) et crée donc une position de nav très droite et pas toujours terrible. D'où les commentaires du style, il faut réapprendre à naviguer... En kite c'est plus simple de déporter la poussée de la voile.

Donc, selon mon opinion perso d'ingénieur en mécanique (et pratiquant windfoil), il faut un meilleur alignement entre la poussée verticale (lift) et l'antidérive. Et donc comme cela est le cas sur les flying moth et pas mal de cata (AC...) avoir un stab porteur et une aile plus dans l'axe du mat.

Ensuite, le principe du volet de courbure n'est à mon sens pas à rejeter mais, je le verrais plus comme un réglage manuel en fonction des conditions de nav. Genre réglage de voile / réglage de foil... Et conserver une largeur mini pour la stab me semble aussi une bonne chose.

FiFi

FranckG31 a écrit:

Typiquement, quand on fait des simu numériques des profils, on se rend compte que Vmax = 2x Vdécolage.
Si la seule façon de gérer l'altitude est d'appuyer sur le nez, quand ça pousse plus que le poids du bonhomme et bien on a du mal à pousser plus fort...
(...)

Je ne suis pas tout à fait d'accord.
Il est toujours possible d'avancer le centre de gravité, et/ou de se servir de la voile pour mettre du couple à piquer.
Ce qui permet de modifier l'angle d'incidence, et dans une certaine mesure de calmer la portance à vitesse donnée. Le poids du bonhomme n'a pas grand chose à voir à lui seul, le "bras de levier" vers l'avant joue aussi.
Ensuite, ça fait de la trainée et ça force à une position un peu bizarre.

C'est d'ailleurs la grosse différence entre les foils avancés comme AHD (personne d'autre sur ce choix je crois) qui portent un poil plus en avant, montent facilement, et ont cette position debout sur l'avant à bonne vitesse.
De l'autre coté tous les foils sur boitier, avec surement plus de marge pour aller vite/baston, et une position plus "funboard". Le tout avec un stab qui travaille en déportance et aussi là pour faire cabrer l'aile avant.
Je suis sur qu'il y a aussi à réfléchir sur la postions du pied de mat et l'angle du mat avec l'horizontale.

Perso, venant de la FW sur eau plate, je voyais bien une solution à base de foils traversant sur une formula. Une paire de traversant en V entre le pied de mat et les straps avant.
Un T inversé en lieu et place de l'aileron. Surement peu maniable mais pour aller tout droit dans F1-2 ça doit le faire.
Sinon je crois tout à fait à une solution actionneur électrique + accéléromètre et mesure d'altitude/eau, mais ce n'est plus le même sport.

FranckG31 · **Inscription:** 03 Mai 2014, 15:15 **Messages:** 1057

FiFi a écrit:

Je ne suis pas tout à fait d'accord.
Il est toujours possible d'avancer le centre de gravité, et/ou de se servir de la voile pour mettre du couple à piquer.
Ce qui permet de modifier l'angle d'incidence, et dans une certaine mesure de calmer la portance à vitesse donnée. Le poids du bonhomme n'a pas grand chose à voir à lui seul, le "bras de levier" vers l'avant joue aussi.

Outre le fait que l'on ne peut pas naviguer avec le poids 1m devant l'aile, quand il faut une précision du 1/2 degré d'incidence pour ne pas sortir de l'eau, cela ne va plus.
Plus on va vite et plus on prend vite de l'altitude au moindre écart d'angle => on monte, on descend et on fini par sortir le foil de l'eau...
Faire le dauphin peut être une forme de régulation... On obtient une portance moyenne dans le temps mais, il faut maitriser... :lol:

Après, effectivement une config 2 foils en V + un T à l'arrière pourrait fonctionner mais, forcément bas sur l'eau. L'avantage du T est de s'affranchir des perturbations de surface mais pour l'instant il manque encore un truc... :?:

FiFi

J'en suis encore au stade où je "fais le dauphin", surtout si je suis parti en déséquilibre. Mais sortir le foil de l'eau c'est super rare, même sans grand talent je repose sans soucis la plupart du temps.
Si je monte "à plat" et à une vitesse de départ au planning j'ai nettement moins de soucis pour réguler l'assiette. Et ceux qui naviguent bien le font sans soucis aucun, sur des bords très longs.
Pas besoin non plus de se mettre au pied de mat, en tout cas surement pas à ma vitesse de pointe et avec 95 kg.

Sinon la conf' que je propose était en optique FW sur lac intérieur en vent limite. Pas besoin de monter haut pour s'affranchir du mini clapot et réduire la trainée.

stef38 · **Inscription:** 16 Aoû 2007, 19:26 **Messages:** 6870

Le Gong est avancé aussi, mais un peu moins, et la planche sur laquelle le Makofoil a été testé dans PM avait un boitier avancé aussi.

FranckG31 · **Inscription:** 03 Mai 2014, 15:15 **Messages:** 1057

Si on fait un peu de math basiques:
Le coeff de portance est quasi linéaire par rapport à l'angle d'attaque.

Pour différents profils:

Si alpha0 est l'angle de portance nulle, on a un coeff K (fonction de la surface, du profil etc...) qui va relier l'angle, la vitesse au carré et la portance.

Lift = (alpha-alpha0) x K x V^2

Et donc quand on multiplie la vitesse par 2, il faut diviser (alpha-alpha0) par 4.
Et donc augmenter la précision de pilotage d'autant.

La plage d'utilisation d'une aile est donc forcément limitée.

boli

Ben ça va, tu dois pas etre emmerdé pour faire la déclaration d'impot

FiFi

On peut facilement jouer sur le profil et donc la pente (en approximation aux petits angles parce que tout n'est pas linéaire non plus) et la surface de l'aile.
L'existence même d'une vitesse limite de pilotage raisonnable ne me trouble pas. On va parler en plage d'utilisation plus qu'en Vmax d'ailleurs.
Et quand bien même, en choisissant le foil qui va bien, on adapte l'aile aux conditions de vent et objectif de chrono, basta.
Le réglage du stab permet, même avec une seule aile, de calmer plus ou moins la musique et d'amortir l'effet dauphin.

FranckG31 · **Inscription:** 03 Mai 2014, 15:15 **Messages:** 1057

C'est clair que le réglage du stab permet pas mal de chose et que c'est un peu lui qui dicte l'angle de l'aile principale.
Je viens de faire une grosse après-midi à la Ganguise, c'était assez chaud.
Au départ plutôt dans les 10-15 knts puis en fin des claques à 25. Je suis resté tout le temps en 7.5 Gun Sail Futura (Cf photo de mon profil)
C'était bien sport. Je pèse 68 kg! mais
1) j'avais la flemme de changer (en plus c'est toujours quand on s'arrête pour mettre petit que le vent tombe :wink:

)
2) Je voulais tester si je pouvais naviguer surtoilé et donc prendre le risque de m'éloigner un peu du bord !

Je dois dire qu'avec les rafales et la toile, le ficelou toulousain m'a vraiment bien aidé . J'ai quand même fait pas mal de bords ou je traverse tout le plan d'eau (800m environ) même si ce n'est pas encore une ligne droite dans aucun plan !

J'avais mis le gps en fin d'aprem. 36,3 km/h de Vmax. On tombe sur ce qui se disait dans Planche Mag. Maxi 20 knts environ.

J'ai testé de remettre le stab plus à plat (de pas grand chose) mais là, il fallait vraiment trop provoquer le décollage. Bonne accélération à plat mais le nez qui reste collé sur l'eau puis qui à tendance à monter d'un coup et stabilisation galère ensuite.

Reste que quand ça va vite, les temps de réaction sont impossible à gérer. Ce n'est pas forcément la gauffre au bout mais le temps de réagir à la rafale, t'es obligé de surcompenser et tu perds la vitesse.

Si Bruno André qui est sans doute le gars qui a le plus de pratique pouvait faire ne serait ce que 30 knts sur l'AHD, je crois qu'il ne s'en cacherait pas.

FiFi

Il faudrait aussi voir ce que Bruno André pourrait faire comme Vmax sur autre chose que l'AHD, grosse aile, profil très porteur, centre de poussée avancé.
Mais là je suis moins sur qu'il mette en avant le score

Il était question fut un temps d'une autre aile adaptable pour l'AFS-1 ou j'ai lu des bêtises ?

boli

Je ne pense pas que AHd soit interressé par la vitesse, autrement ils auraient déja sorti un foil ou des ailes pour ça.

Ils sont plutot orientés vent light et une autre façon de pratiquer la planche à voile.

Enfin moi c'est pour ça que j'ai choisi l' Afs-1, entrer dans une autre dimension (le vol), remplacer mon gros matos de formula, diminuer les efforts physiques et préparer mes vieux jours en évitant les chocs du clapot.

Après s'ils sortent un autre produit, tant mieux, ça fera avancer le smilblickk

FranckG31 · **Inscription:** 03 Mai 2014, 15:15 **Messages:** 1057

Bonjour,

Je risque d'y retourner demain.
Marin d'eau douce, si tu es libre, je veux bien voir ton AHD...

boli

Slt, je risque aussi d'aller naviguer mais à Verfeil car ils annoncent le meme vent qu'a la Ganguise.

Et entre 40 km sans un feu rouge et 140 km aller/retour, avec Toulouse à traverser, j'ai vite choisi mais quand j'arriverai à tenir un peu en l'air pourquoi pas se faire une session ensembles oui, pas de soucis

FranckG31 · **Inscription:** 03 Mai 2014, 15:15 **Messages:** 1057

Finalement, temps gris, pas envie d'aller me jeter à l'eau...

Je continue sur mes considérations de Vmax à mettre sans doute aussi en rapport avec ce qui s'est passé à la semaine afoillante.

Ci dessous une paire de courbes en "constant lift". C'est un peu ce qui nous intéresse.
Ici, typiquement une poussé verticale de 80kg (mon poids + matos environ).

Sur l'axe des X, l'angle d'incidence (vis à vis de l'écoulement de l'eau, pas forcément le cabrage de la planche, un peu comme le vent relatif dans la voile).
Sur l'axe vertical, la vitesse nécessaire pour une poussée de 80 kg.

2 ailes, une de 80 cm en violet et plus basse, une de 1m à titre d'illustration. Profil des ailes basique (on peut faire mieux) mais bonne illustration de la problématique.

On constate que la partie droite est assez plate. En fait mettre de l'angle ne suffit pas pour décoller plus vite car l'angle influe linéairement sur le coefficient de poussée alors que ce dernier s'applique au carré de la vitesse. (J'en vois un au fond qui ne suit pas :lol:

)

Ce qui marche, c'est de mettre plus de surface, passer sur la courbe du dessous...

Ensuite sur la partie gauche, on constate que les angles deviennent négatifs et que ça monte très fort. Pour le coup, l'angle est super efficace!
C'est que comme V^2 est grand, il faut un coeff de poussée très faible et qui donc peut doubler très rapidement ( 2*0 = 0 ! :roll:

)

Sur la courbe violette il y a un point pour 0.25° et on voit que l'on passe de 40 à 60 en 1° environ.

Sur l'eau cela signifie que, tu bouges un orteil, le nez de la planche bouge de 3cm, la puissance chute (faute de passer instantanément de 40 à 60 km/h...) et moi aussi ...

Bon, oui mais alors en kite ?

En kite la position de l'aile peut carrément les tirer hors de l'eau => pas besoin de beaucoup de poussée pour sortir.
Ensuite, ils peuvent remettre l'aile devant et prendre 45° de contregîte.

Mais si on y regarde de plus près la contregite ne va pas y faire tant que cela...
Soit toujours mes 80 kg. Avec 45° de contregite le foil ne pousse plus verticalement que 80/1.41...
Ce qui permet d'aumenter la Vmax de racine(1.41) = +19% ... Cela permet de gagner une course mais pas de révolution à attendre en passant de 20 à 24 knts...

Par contre passer d'une aile à la verticale ou le gars "pèse" 20 kg à une aile en bas ou le gars pèse son poids (80 kg, c'est bien je vois que ça suit

)
Cela fait un facteur 4 soit une plage de vitesse augmenté de 200% par rapport à un poids constant.

Donc en théorie, là où un windfoil va plafonner à 20 knts, un kite devrait pouvoir pousser à 40 ...
En pratique, je crois que c'est dans les 34 pour l'instant ...

Aller, une petite dernière pour la route:

Aile de seulement 60 cm plus travaillée avec de la courbure et du twist...
Décollage très tôt mais au delà de 25 km/h cela va chauffer !

Bref, pas trop de miracle à attendre sauf à modifier dynamiquement le profil ou la taille de l'aile...

FiFi

FranckG31 a écrit:

Finalement, temps gris, pas envie d'aller me jeter à l'eau...

(...)

Ensuite sur la partie gauche, on constate que les angles deviennent négatifs et que ça monte très fort. Pour le coup, l'angle est super efficace!
C'est que comme V^2 est grand, il faut un coeff de poussée très faible et qui donc peut doubler très rapidement ( 2*0 = 0 ! :roll:

)

(...)

C'est pas si mal, cette forte dépendance à l'angle d'attaque aux incidences négatives. Ca ne va plus du tout dans le sens que tu développais un peu plus tôt "quand ça pousse plus de 80 kg on ne peut rien faire" mais au contraire ça montre que l'on peut facilement casser la portance excessive par appuis avant. Trop facilement même à te lire. Ca je ne juge pas, j'en suis pas là sur l'eau.
Mais en plan d'eau intérieur, moins rafaleux que chez toi, réguler ne me semble pas aussi caricatural que ce que tu présentes dans le texte. Voir la cam embarquée (basse vitesse, ok) de bruno33 par exemple.

Autre point : basse vitesse la voile reste un peu ouverte et joue pas mal sur le couple cabreur ou piqueur de l'ensemble.
En prenant de la vitesse qui plus est en vent faible, le vent apparent adonne et même avec un besoin réduit en puissance tu dois border. Ce qui te force à modifier significativement ce couple lié à la voile.

Sinon il faut demander à Philippe/Horue sa Vmax GPS, il y a quand même du potentiel

Sinon je pense qu'il faut absolument étudier le couple aile + stab, avec une énorme influence de l'angle du stab. Et regarder la trainée induite quand on met du couple piqueur

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