samedi 14 juillet 2018

Quelles configurations d’ailerons choisir pour ma planche, part3

LES PARAMETRES ACTIFS DE L’AILERON :

La surface 



Une grande surface génère une grande force anti dérive. La force anti dérive (portance), est proportionnelle à la surface, mais elle évolue avec le carré de la vitesse. Ceci implique que la surface de l’aileron doit être pensée pour une vitesse donnée. Les planches pour vagues rapides comme les Guns, utilisent des ailerons à voilures réduites, alors que les vagues à faible vitesse et faible pente, pratiquées en longboard par exemple, nécessitent de grandes surfaces de voilure pour offrir une portance efficace. La comparaison aux surfaces de voiles que l’on modifie sur un voilier en fonction de la vitesse du vent donne une image de l’adaptation en fonction de la vitesse du fluide. Pour obtenir un aileron favorisant le slide, il suffit de diminuer sa surface jusqu’à ce qu’il n’accroche plus aux basses vitesses, atteintes dans les figures avec freinage de planche, on pourra pousser le jeu jusqu’au Finless (planche sans ailerons)

La forme en plan, (aspect ratio) 






La répartition de la surface de l’aileron modifie le centre d’application de la portance. « Base » « Rake », « Height », influent sur le caractère global de l’aileron.

o    La longueur de la base procure de la stabilité de direction mais aussi de la rigidité de trajectoire, plus elle sera grande et plus le surf sera « directionnel » (tendance de la planche à imposer la trajectoire et agrandir les rayons de courbure des virages, c’est l’inverse de la manœuvrabilité).

o    La hauteur (height) permet de plonger profondément l’aileron dans l’eau. Souvenons-nous que Simmons avait proposé le twin pour placer les ailerons proches du rail afin d’éviter la perte d’accroche dans les virages ou verticalités de vagues tendant a faire sortir la partie centrale de la planche hors de l’eau (Ventilation).
Grâce aux nouveaux matériaux composites permettant des plus forts allongements que le bois, Greenought recentre l’aileron sur l’axe de la planche et allonge la hauteur pour s’assurer que l’aileron ne ventile plus. Le fait de recentrer l’aileron diminue le devers (voir implantation), mais un centre de portance trop bas augmente le devers et ralentit le passage d’un rail à l’autre par effet de levier.
Le bon compromis entre effet de devers, freinage du mouvement de roll et ventilation est dans le choix de la bonne hauteur.
Dans les vagues de longboard, (faible pente et courbure) inutile d’aller chercher de la profondeur, il est préférable de conserver la manœuvrabilité induite par un bon enfoncement de rail, et pour les manœuvres radicales ventilant la zone centrale on pourra utiliser des ailerons latéraux sous diverses option d’implantations (voir implantation).

o    Le ratio Hauteur /Largeur : L’allongement est un facteur déterminant la répartition de la portance, une aile allongée génère moins pertes tourbillonnaires qu’une aile large.

o    Le Rake déporte le centre d’application des forces de portance vers l’arrière. Ceci implique une augmentation de directionnalité. Si l’on considère que l’effet de ventilation apparait moins sur l’arrière de la planche qui est plus souvent immergé, on constate que le Rake participe à la diminution de la ventilation en conservant le point de portance plus en arrière. En éloignant le point d’application de la portance de la base fixe de l’aileron, le Rake augmente le bras de levier mécanique générant davantage de flexion pour une épaisseur d’aileron donnée. Le Rake est donc un facteur augmentant le Flex. Le fait de diminuer le Rake déplace le centre de portance des ailerons vers l’avant, ceci revient à avancer l’aileron. On pourra utiliser divers Rake d’ailerons, pour avancer ou reculer le point de pivot généré par leur centre de portance, pour remédier à un manque de réglage des boitiers d’implantation.

Le Flex 


En allongeant les formes et donnant du Rake à ses ailerons, Greenought amena le Flex aux ailerons. Les manœuvres sont assouplies et les chocs déséquilibrants sont diminués par cet amortisseur qui stabilise la trajectoire dans les grosses vagues. Le Flex est aussi utilisé par les surfeurs puissants pour emmagasiner de l’énergie en exagérant l’effort de manœuvre afin de récupérer la détente du ressort en sortie de virage.

Le profil


Si on coupe une tranche d’aileron, on a un poisson. On rencontre 3 types de profils :

o    Profils symétriques :
  
Ce type de profil est utilisé pour les ailerons devant travailler des deux côtés de manière identique, la dérive centrale et construite suivant ce type de profil.

o    Profils plats :         
Ce type de profil est plus simple à construire en injection, une seule moitié de moule suffit à produire la pièce.il est utilisé pour produire des ailerons latéraux à faibles coûts.

o    Profils cambrés :   

Un profil cambré génère de meilleur performances (la performance d’un profil est sa portance / sa trainée, on appelle cela la finesse hydrodynamique du profil), a condition que son extrados (bosse du profil) soit coté ou l’on veut accrocher. Ceci impose l’utilisation de profils avec des extrados opposée de part et autre de la planche.


Le futur de l’aileron de surf 





Pour un spécialiste de l’hydrodynamique, ou un architecte naval, il est facile de percevoir les améliorations évidentes que peuvent recevoir les ailerons de surf :

  • Géométrie à profil variable, pour toujours exposer l’extrados du bon côté, tout au long de la trajectoire,
  • Angles de toe variables, synchronisés conservant tous les ailerons parallèles pour ne pas générer de freinage et produire les performances optimales sur tous les ailerons en permanence, même dans les phases ou tous les ailerons sont immergés (90% de la trajectoire d’une vague ordinaire),
  • Adaptation des angles de toe aux trajectoires plus ou moins serrées pour éviter le décrochage,
  • Application de bords de fuites souples pour éliminer les trainées en sortie de profils, tant pis si cela est sécuritaire, les surfeurs kamikazes se raseront ailleurs,
  • Application de bords d’attaque souples, juste pour la sécurité et le bonheur de voir notre passion rester un pur moment de bonheur sans risques inutiles, même si les couts de fabrication sont plus élevés.
N'est-ce pas un peu utopiste que de produire de tels ailerons exploitant ces optimisations hydrodynamiques logiques ? Comment en tirer un bénéfice, en produisant en France une technologie d’aileron à squelette articulé, permettant la géométrie variable du profil ? N'est-ce pas trop complexe, car il faudrait en plus maitriser la fusion des matériaux à plusieurs grades de souplesses, cela demande des investissements en outillage industriel intégrant obligatoirement des objectifs lucratifs impossibles à réaliser pour satisfaire les actionnaires.
A moins d'être un professionnel passionné d’hydrodynamique et de surf, désirant s’investir dans la recherche et développement, sans dépendre et attendre de retours commerciaux. Juste pour le plaisir d’explorer de nouvelles trajectoires avec une tribu d’amis plus ou moins bons surfeurs, aimant simplement glisser dans les plis du temps…

Jf Iglesias,

Développeur logiciels HELICIEL MECAFLUX,
Consultant formateur applications mécaniques des fluides
Responsable R&D Fynsurf

https://www.fynsurf.com/dynamic


Aucun commentaire:

Publier un commentaire

Bonjour, n'hésitez pas à laisser vos remarques ou commentaires !!