Profil déporteur pour le stabilisateur.
Bonjour à tous,
voici une petite explication de notre choix de profil déporteur pour le stabilisateur.
En effet, comme vous le savez
le stabilisateur est une pièce maîtresse dans le comportement d'un foil.
Pour vous démontrer l'intérêt d'un stabilisateur déporteur il convient d'abord d'étudier l'intérêt du stabilisateur.
Un avion ou un foil, peut voler sans stabilisateur : on a bien vu la vidéo de navigation sans le stab. Cependant, il est vraiment difficile de naviguer sans car cela revient à naviguer comme la photo ci dessous :
L'intérêt du stabilisateur est donc de permettre un contrôle du tangage d'un avion.
Le tangage se définit comme le dessin ci- dessous
En foil, les
premiers problèmes qui apparaissent lors de l'apprentissage sont des problèmes de tangage. En effet, le marsouinage (le yoyo en foil de haut en bas) est un problème lié à la mauvaise gestion du tangage de la part du rider.
Ce problème de marsouinage a deux conséquences :
1-
une perte de performance : un foil est performant s'il n'oscille que peu en tangage, dès lors plus il y a d'oscillations en tangage et plus il y a de perte d'énergie car augmentation de la trainée
2-
une perte de contrôle totale du foil. Lorsqu'on est débutant, on se retrouve avec de grandes variations de l'assiette du foil. Il en découle de grandes variations de portance du foil.
Comment gère-t-on ces variations d'incidences et donc de puissance: en déplaçant notre propre centre de gravité au dessus du foil.
Ce problème de tangage est un problème pour les débutants mais aussi un problème pour les experts. En effet, on le voit bien en compétition une des limites pour les riders en foil est principalement le manque de contrôle du tangage du foil (ils explosent en vol comme on dit, pour l'avoir vécu en compétition et vu, c'est pas rigolo quand on se tire la bourre avec quelqu'un et que l'on ne contrôle plus son foil à fond car notre temps de réaction n'est pas assez rapide pour corriger l'assiette du foil).
On a donc un problème qui est un
problème pour les débutants ET pour les experts.Les experts ne sont pas limités par la performance de leur foil mais principalement par la gestion en tangage de ce dernier (mis à part une poignée de riders sur la planète).
Ce que je conçois dans le foil c'est que :
-
tout le monde ne désire pas le même lacet sur un foil :
Pour cela, nous donnons la possibilité à chaque rider de modifier son lacet en changeant la taille de l'aileron arrière verticale du foil en 2015.
-
tout le monde veut un roulis contrôlé :
pour cela la longueur du mat est très importante. Ainsi il est intéressant de changer la longueur du mat. Plus le mat est long et plus la gestion du roulis est importante. Ce n'est pas le seul facteur mais il y contribue grandement. Si besoin je reviendrai dessus.
Mais surtout
tout le monde veut un foil stable en tangage car cela rend un foil prévisible (sauf bien sur ceux qui veulent des challenges).
Comment limiter le tangage d'un foil sans changer l'aile avant porteuse: en utilisant un stabilisateur.
Maintenant que l'intérêt du stabilisateur n'est plus à démontrer, alors il convient de se poser quel type de stabilisateur : porteur/neutre/déporteur.
Je ne rentrerais pas dans les calages des stabilisateurs car finalement un stabilisateur en prenant en compte son profil ET son angle d'incidence est juste très porteur, un peu porteur, neutre, un peu déporteur ou très déporteur.
Un profil de stabilisateur porteur permet d'avoir un stabilisateur qui crée de la portance vers le haut, comme l'aile avant du foil (tous les ailerons soulèvent le rider). Ainsi le centre de poussé d'un foil avec stabilisateur porteur se situe entre l'aileron avant et le stabilisateur(voir le schéma ci dessous (en haut à gauche):
Ce type de profil peut augmenter le rendement d'un foil, mais a aussi une très grande faculté à changer l'équilibre du foil lors du marsouinnage. En effet, si l'angle d'incidence du foil augmente (schéma en bas à gauche), alors la portance du stabilisateur augmente très rapidement. On ressent une grosse montée du foil (car quand le foil monte, on se retrouve en arrière du centre de poussée du foil).
Pour endiguer ce phénomène sans changer le réglage, il faut
soit naviguer le plus près de la surface de l'eau, là où l'eau exerce moins de pression sur les ailerons (plus les ailerons sont profonds dans l'eau et plus cette dernière exerce de pression sur les ailerons et donc augmente la portance). Cela peut poser problème sur les plans d'eau clapoteux.
Soit avancer ses appuis, ou bien pousser fortement sur la jambe avant pour avancer son centre de gravité (c'est une gestion sans fin).
De l'autre côté
au fur et à mesure que la vitesse augmente, alors on a de plus en plus de portance vers le haut liée au stabilisateur,
il en résulte que le foil pique naturellement du nez par un désalignement du point de portance total et du centre de gravité, ce dernier se trouvant maintenant trop en avant).
Donc
plus on va vite et plus il convient de changer le calage du stabilisateur pour le rendre moins porteur. Le top c'est un changement de calage en navigation, c'est ce que fait un moth foiler mais il a un système autrement compliqué à mettre en place, ce n'est pas notre cas.
Autre conséquence d'un stabilisateur porteur : pour un même foil, avec un stabilisateur porteur, le centre de poussé du foil est reculé. Donc à foil équivalent, le rider doit être plus en arrière sur sa planche. Pour avoir fait le test sur mon foil (je peux monter mes ailerons en porteur et déporteur sans problème), j'ai du reculer mes pieds de plus de 10cm sur ma planche avec un aileron porteur, par rapport au même aileron mis en déporteur. Ceci n'est pas un problème, mais juste une constatation à prendre en compte suivant ce que l'on recherche.
Ainsi, le profil porteur sur le stabilisateur peut poser des problèmes, notamment en terme d'appui et de changement d'appui obligatoire :
plus je vais vite et plus je dois me reculer sur la planche.
Comment supprimer ce phénomène :
Nous avons une deuxième possibilité : créer un stabilisateur déporteur.
C'est notre choix. Pourquoi ce choix ?
Tout simplement parce que
nous recherchons le maximum de contrôle du tangage.
Avec un stabilisateur déporteur, le centre de poussé du foil complet se situe devant l'aileron avant (voir dessin en haut à droite), mais surtout, lorsque le foil prend de l'incidence positive (la planche se cabre par exemple), alors le stabilisateur crée moins de portance car inversement à l'aileron avant, sa variation d'angle d'incidence est négative(voir dessin en bas à droite). Dès lors,
il tempère les montées en puissance du foil. En effet,
il fait reculer le centre de poussée du foil, au moment où lorsque l'on cabre, le centre de gravité aussi se déplace aussi vers l'arrière, tout fonctionne ensemble, c'est l'harmonie !
Tout le travail du designer est de créer des profils qui permettent un alignement constant du centre de portance et du centre de gravité.
De l'autre côté,
lorsque le foil pique du nez, alors naturellement, le stabilisateur déporteur crée plus de portance vers le bas, et donc permet naturellement de remonter le nez du foil, et donc de redresser la planche.
A cette propriété s'ajoute, le fait que les variations de portance d'un aileron déporteur sont beaucoup plus linéaires (moins violentes) que les variations de portance d'un aileron porteur, car on est sur des angles d'incidences en général inférieurs.
Dès lors, la question que l'on peut se poser est finalement pour avoir le meilleur des deux mondes ne faut-il pas avoir un aileron neutre ?
D'après tous les tests que j'ai fait depuis plus de 6ans, un stabilisateur symétrique avec le même angle d'incidence que l'aileron avant, pose le même problème que l'aileron porteur. Dès lors en général, et je pense que c'est le cas de tout le monde ici, on met un angle négatif de quelques degrés sur le stabilisateur par rapport à l'aileron avant. En gros, lorsqu'un aileron avant est calé à 0° par rapport à l'axe du fuselage, alors le stabilisateur est calé à -2° (c'est un exemple).
Or d'après nos tests en soufflerie numérique, un aileron à profil asymetrique à un angle de 0° peut créer la même portance qu'un aileron symétrique calé à -2°. Mais surtout, cette valeur est acquise avec une très nette réduction de la trainée, c'est pour cela que les ailerons asymétriques sont plus performants. Pour le débutant pas de différence ou peu mais pour l'expert c'est un monde.
De plus l'effet de l'aileron déporteur a une autre caractéristique idéale :
Comme nous l'avons vu sa portance évolue en fonction de l'angle d'incidence, mais surtout
il permet d'être utilisable à toutes les vitesses sans changement de calage. C'est à dire que le comportement d'un foil est identique à haute ou basse vitesse. C'est pour cela que nos foils sont livrés sans aucune cale en fonction de la vitesse demandée par le rider.
En vagues ou en speed, l'aileron déporteur n'a pas besoin de réglage pour s'adapter, il s'adapte tout seul de part ses qualités intrinsèques.
Enfin,
en fonction de la vitesse de déplacement, les appuis sont identiques pas de jambe qui pousse plus que l'autre en fonction de la vitesse : le foil est stable en appui quelque soit la vitesse : à 30nds ou à 15nds on ne pousse pas plus sur la jambe avant ou arrière (proportionnellement bien sur).
Voila, j'espère avoir été clair, pour nous notre but a été de réduire au maximum le tangage d'un foil car c'est un paramètre qui est nuisible au contrôle du foil.
Pour avoir une maîtrise du tangage idéal, il faut un aileron déporteur.
Bon vent à tous
Nicolas
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... si les foils améliorés sortent avant qu'on a pas le temps de bricoler le sien en mieux... alors c'est pas très encourageant pour les bricolos... Bon z'allez, m'en fout moi c'est l'esprit qui compte... ouais, c'est ça... l'esprit... 
