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La tentation de l'aile rigide

Création collective d'une aile souple de croisière

La tentation de l'aile rigide

Messagepar Laurent » 14 Jan 2013, 11:20

Bonjour,

et oui en ce début d'année 2013, je suis dans ce questionnement, cette attraction.

Supposons que l'aile rigide à deux volets puisse rester suffisamment neutre en cas de cap "sèche" par gros temps, ou mouillage musclé (des guillemets pour sèche qui indique normalement une voile affalée).
Avec un mât fixe, l'aile pivoterait très facilement, livrée à elle-même en position profils-alignés.

Supposons qu'avec le réglage de l'incidence de l'aile, et de la cambrure entre les deux volets, il soit possible de contrôler la puissance qu'elle que soit la force du vent et sa direction (ce qui oblige d'avoir une aile pouvant pivoter à 360 degrés).
C'est déjà le cas de l'aile rigide, d'une conception particulière certe, qui équipe le catamaran Larinka.

L'affalage de l'enveloppe n'a plus de raison d'être,
La problématique rigidité liée au choix aile souple disparait en grande partie, le réglage de l'aile est plus précis, adapté, et le gain de portance est au rendez-vous, s'accompagnant d'une diminution accrue de la trainée.

Pensez vous que je suis un doux rêveur lorsque ces pensées attirantes me traversent l'esprit ?



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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Nrs » 15 Jan 2013, 11:51


ici le profil est présenté : rigide !!! ???

Laurent,

Mes réflexions actuelles (ça peut changer ... mais il faudrait une percée technologique ...) et concernant la croisière un peu lointaine (les compétiteurs avec des budgets ENORMES et intégrant les casses à répétitions sont en dehors de ma pensée) :

en multicoques, la voile rigide existera. Sous la forme Harborwing Technologies ou Larinka, voir Chris White (peut être lui en premier, le coût semble maitrisable et la présence du Genaker rassurera les voileux ...).

en monocoque : l'aile rigide ... Gros doute. Harborwing précises dans ses écrits que le concept est applicable aux monocques mais au prix d'une électronique encore plus indispensable que sur leur multi, prix, fiabilité, maintenance hors des zones hyper industrialisées ???
L'aile souple. Si c'était simple, les promoteurs (Omer, Matin Bleu ...) auraient vraisemblablement fait une percée aujourd'hui, autre que des effets d'annonce suivi de ... rien. La navigation par vent fort (+ de 25 knts) me semble devoir faire des ravages dans le maintien des profils souples ... David Tyler a renoncé ... Aphrodite a renoncé ... Paul Thompson (qui avait en grande partie dessiné le gréement d'Aphrodite) a reno ncé pour la renaissance de son bateau ...

Il y a d'autres candidats comme le concept-boat E33 mais je manque cruellement d'info. :shock:


Quid du "semi rigide" ??? Les haubans "fixes" permettent ils la rotation sur 360° ?
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Laurent » 15 Jan 2013, 14:15

Jean,

je ne suis guère de ton avis.
Les profils épais ne font pas de percée tout simplement parce que personne n'ose équiper son voilier d'une voilure dont il ne sait pas vraiment si cela va fonctionner.
Les ailes sont encore nimbées d'un gros doute qui les rend suspectes.

je suis peut être prétentieux d'affirmer cela, mais je pense que certains concepteurs comme David Tyler, Bernard Fercot, n'ont pas fait les bons choix. Je reste surpris qu'ils ne soient pas aller directement s'inspirer au plus près de ce que l'aviation avait conçu dès le début du siècle.
D'autre part, le concept aile-souple façon voile de jonque épaisse n'a guère d'avenir à mon avis car les profils sont trop défigurés dès que le vent monte.
Tu cites Aphrodite : l'exemple même d'un échec programmé. Un profil épais symétrique qui le reste, c'est forcément (très) décevant coté portance.
L'aile souple actuelle la plus réussie est sans doute celle qui équipe Matin Bleu.
Les nombres miles parcourus et la satisfaction argumentée de Guy, son propriétaire, valide complètement cette réussite. L'aile Omer dans sa version actuelle semble également très réussie.

Mais personne n'ose pour l'instant se lancer dans ce choix exceptés quelques franc-tireurs où designers, mais pour ces deuxièmes, il peut ne s'agir que d'une récréation sur ordi, elles ne manquent pas sur la toile…
Entre le Marconi actuel et l'aile, il y a tout d'un coup un écart de conception trop important, source de méfiance.




D'autres part, je suis convaincu qu'on peut fabriquer une aile souple ou rigide à prix modéré.
Mes préférences vont en ce moment sur le bambou, mais il y a sans doute d'autres choix possibles, qui autorisent de créer une structure relativement légères à prix très intéressant.

Disons qu'il y a une alternative au tout high-tetch en jeu sur l'Harborwing.
Et que l'aile type Omerwing coutera fort cher tant qu'elle restera un prototype.


Pour les monocoques de croisière, le gain de puissance d'une aile est sans doute peu significatif.
C'est oublier certains avantages que procurent l'aile, le plus important pour moi étant cette forte diminution de trainée qui donne à la voilure un comportement beaucoup plus "sage". Tous les retours d'expérience que ce soit en compétition ou en croisière, vont dans ce sens.
Et c'est exactement ce que je recherche personnellement : "douceur" et souplesse.
Alors que le Marconi se caractérise par la tension et une certaine "brutalité".



Laurent
P.S : Il me semble qu'on s'éloigne quelque peu du sujet initial :mrgreen:
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Nrs » 15 Jan 2013, 16:34

Laurent,

Pourquoi personne n'ose ???
Pourquoi ceux qui ont osé renoncent ?
Sauf Matin Bleu. Matin Bleu dont on ne sait rien ... sauf qu'il a navigué avec ! Mais David Tyler a, lui aussi, fait 50 000 miles avant de renoncer. (Omer, a fait 1 bateau, le sien, et ne le montre QUE par force 0,1 ...et les mises à jour sont rares ...).
Quand à l'aviation, les débuts étaient plus proche des profils de voile de jonque qu'autre chose (les fameux profils minces qui, parait il, on un excellent rendement aux faibles valeurs du fameux "Reynolds"). De plus les avions prennent rarement de ris en vol ;)
Tu précises "D'autre part, le concept aile-souple façon voile de jonque épaisse n'a guère d'avenir à mon avis car les profils sont trop défigurés dès que le vent monte." C'est le point majeur et j'aimerais beaucoup savoir comment Matin Bleu se comporte ???? réellement.
De même "Et c'est exactement ce que je recherche personnellement : "douceur" et souplesse." c'est exactement la remarque qui revient constamment dans la bouche des "junkies" ... mais là, je suis de parti pris :lol: tu le sais bien. :P

Mais je ne demande qu'a me tromper ... je serais tellement content le jour où ... :roll:
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Laurent » 15 Jan 2013, 22:31

"Pourquoi ceux qui ont osé renoncent ? "
A part David Tyler, je ne vois pas qui d'autre aurait abandonné ?
Tu forces un peu trop le trait, Jean 8-)
En Fait, la plupart ont renoncé avant d'avoir réellement commencé…

Il me semble que Matin Bleu a tout de même communiqué assez largement au travers d'articles sur V&V, dont celui-ci, faisant un bilan des ailes :
Conception, manœuvres : Matin Bleu, la goélette ailée en questions

On y retrouve toutes les qualités qu'on prête aux ailes, telles que je les ai déjà énoncées.
Tout cela est fort logique et se retrouve, dit autrement, dans les propos des coureurs qui ont pratiqué les ailes rigides.
À ce propos, les qualités sont, à mon avis, plus nombreuses que celle des jonques…
Mais ce topic n'est pas là pour opposer ces deux voilures.
La voile de jonque reste un gréement simple et efficace.

L'aile Omer :
de toute évidence il y a peu de communication.
Et les ventes paraissent assez inexistantes.
Est-ce un signe de résultats décevants. il y a un pas, jean, que tu sembles vouloir sauter un peu trop allègrement !


Les ailes d'avion : si au début elles était minces, ce n'était pas par préférence mais par méconnaissance de notions d'aérodynamique trouvées et adoptées définitivement par la suite.
Les avions gros-porteurs, lents, ont des ailes à profil très épais !
Les parapentes et les ailes de traction aussi !


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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Eric » 09 Avr 2014, 14:42

Bonjour
"Les ailes d'avion : si au début elles était minces, ce n'était pas par préférence mais par méconnaissance de notions d'aérodynamique trouvées et adoptées définitivement par la suite."

Les avions ont une caractéristique très sympathique qui leur permet utiliser des profils épais et asymétriques : ils volent d'un seul côté. les avions de voltige (Cap...) ont des profils d'ailes symétriques avec des performances moyennes, mais ils ont de gros moteurs.

Sur de nombreux avions légers (Jodel par exemple) l'aile est en structure bois, avec un bord d'attaque en contreplaqué mince et une toile enduite pour le profil.

Notre problème de voilier est que nous voulons naviguer efficacement sur les 2 bords. Le gréement de Jonque, principalement, accepte une différente importante de performance entre les 2 bords.

Si l'on en revient à la comparaison avec l'avion, ou le planeur, les variations de performance (faible vitesse donc grande portance pour atterrissage et grande vitesse donc faible portance en croisière) sont obtenues en faisant varier la géométrie de l'aile (augmentation de la cambrure et (le cas échéant) augmentation de la surface pour augmenter la portance - voir l'aile d'un Airbus à l'atterrissage: la surface est quasiment augmentée d'un tiers avec des doubles volets à fente et la cambrure peut être supérieure à 90°).

Il y a donc une idée à creuser, si l'on veut une aile rigide sur les variations de courbures (volets à fentes...) et les augmentations de surface (volets doubles, volets sur rails...)
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Laurent » 06 Juin 2014, 09:58

Le projet Aladis est très clair : il s'agit de mettre au point une aile souple avec un élément principal et un volet arrière. Sur le modèle des ailes rigides de type classe C ou AC.
De toute manière, la tentation du rigide se confronte à un écueil énorme pour un mono. Imaginez le sur un ponton. les ailes pourrait se mettre en travers du bateau et empêcher l'accès au catway du bateau d'à coté…
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Eric » 10 Juin 2014, 16:09

Bonjour
Soyons fous ! :P
Pourquoi pas une aile rigide gonflée ? :mrgreen:
Le concept partirait des standing paddle ou autre fonds d'annexe gonflés qui sont suffisamment rigide pour supporter le poids d'un homme debout. :)
http://www.nautigames.com/shop/fichepro ... CWJ1_D_BwE

Au lieu de faire un volume ayant la forme d'une planche le volume aurait la forme d'une aile et d'un volet (indépendant reliés par une bande souple (non gonflable). ;)
Soit l'aile est suffisamment rigide pour se passer de mât et il faut la fixer d'une manière ou d'une autre, soit il faut un mât qui viendrait d'engager dans un tube à l'intérieur de l'aile.
Rajouter un système d'écoute qui va bien et roule jeunesse. :mrgreen:

Arrivé au port, l'on dégonfle et l'on roule la voile comme un matelas pneumatique. :D
Il ne serait pas forcément très utile de prendre des ris car en jouant sur la cambrure et l'incidence, la plage de vent devrait être conséquente.

J'ai même imaginé qu'en faisant des compartiments indépendants il devrait être possible de trouver un systus pour prendre un ris. Cette partie là est encore assez floue. :(
Eric
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Laurent » 10 Juin 2014, 21:25

Je vois Eric, que tu n'as pas encore tout parcouru le forum…
Un topic de 2012 :
http://www.voiles-alternatives.com/viewtopic.php?f=22&t=219

L'idée de structure gonflable pour une aile en fait douter plus d'un et pourtant je suis persuadé que cela fera son entrée tôt ou tard dans la composition des ailes.

Ce matériau -les textiles à trois dimensions- est assez extraordinaire.
j'ai bien peur que le coût d'une aile d'un voilier de 10 mètres, fabriqué de la sorte, soit assez élevé, même en construction amateur.
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar yacare » 11 Juin 2014, 05:48

Quel serait l'intérêt par rapport à ton aile souple avec "nervures" rigides? Économies de poids?
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Laurent » 11 Juin 2014, 09:36

Le gonflable permettrait de créer une structure plus étoffée :
Le bord de fuite, par exemple pourrait être entièrement rigide.
Un atout énorme.
Une aile gonflable offrirait donc un profil global bien meilleur qu'une aile souple.

Mais derrière une technique qui peut paraître assez simple, il y a, à mon avis, pas mal de complexité à la conception et à la fabrication.
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Eric » 11 Juin 2014, 10:02

yacare a écrit:Quel serait l'intérêt par rapport à ton aile souple avec "nervures" rigides? Économies de poids?

C'est différent. il s'agit d'une aile rigide qui conserve un profil alors qu'une aile souple se déforme plus ou moins avec le vent.
Les ailes rigides sont plus performantes mais posent le problème de leur réduction et de leur stockage au port.
Eric
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Laurent » 11 Juin 2014, 10:41

Il pourrait être très pertinent d'intégrer du gonflable dans une aile souple.
Bord d'attaque et bord de fuite par exemple.
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar yacare » 11 Juin 2014, 11:50

Laurent a écrit:Il pourrait être très pertinent d'intégrer du gonflable dans une aile souple.
Bord d'attaque et bord de fuite par exemple.


Quelque chose comme des chambres à air de vélo mises bout à bout, introduites dans des goussets cousus?
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Laurent » 11 Juin 2014, 12:27

Pour ce qui me concerne, la recherche n'ira sans doute pas dans cette direction.
(plus précisément, mon choix n'est toujours pas fixé)
Je n'ai guère réfléchi à la manière d'appliquer, sur une aile, ce matériau à trois dimensions.
Qui oblige à tout repenser.
La technique, Raphaèl, que tu évoques, est celle utilisée pour les cerf-volants, kites.
Ici il s'agit d'utiliser un matériau qui peut être à la fois structure et enveloppe.

Entre laisser surgir des idées intuitives, et concevoir une aile complète utilisant ce textile 3D,
il y a un énorme paquet d'heures de travail conceptuel à ajouter…
Et peut être plusieurs prototypes à réaliser avant de trouver LA bonne solution.
Le dériveur Tiwal conçu par Marion Excoffon en est la preuve.
http://www.tiwal.com/
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Eric » 11 Juin 2014, 21:30

Laurent a écrit:Le gonflable permettrait de créer une structure plus étoffée :
Le bord de fuite, par exemple pourrait être entièrement rigide.
Un atout énorme.
Une aile gonflable offrirait donc un profil global bien meilleur qu'une aile souple.
Mais derrière une technique qui peut paraître assez simple, il y a, à mon avis, pas mal de complexité à la conception et à la fabrication.


Bonsoir
Méaculpa ; j'avais oublié que le site présentait (rapidement) les structures gonflées que je connaissais déjà de longue date. Par ailleurs je pense avoir regardé (plus que parcouru) le forum avec beaucoup d'intérêt. Merci Laurent. :ugeek:

Le terme "gonflé" me parait plus juste car le terme "gonflagle" me rapporte instinctivement à la "bouée canard". En fait il s'agit de structures rigides avec une peau extérieure résistante et une pression interne importante. C'est plus de la famille du pneu de vélo que de la "bouée canard". :lol:

Ce qui peut être complexe c'est de reproduire un profil (NACA ou autre). Si l'outil industriel permet de travailler en 2D et demi (profil constant sur toute la longueur) c'est simple :) ; autrement cela l'est beaucoup moins. :cry:

Le problème du mât et des écoutes ne me parait pas fondamentalement compliqué pour un proto.
Eric
Dernière édition par Eric le 11 Juin 2014, 22:00, édité 2 fois.
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Eric » 11 Juin 2014, 21:40

Laurent a écrit:Il pourrait être très pertinent d'intégrer du gonflable dans une aile souple.
Bord d'attaque et bord de fuite par exemple.


J'ai l'impression qu'il serait beaucoup plus simple de faire des profils gonflés (aile et volet) plutôt que des structures mixtes rigide/souple.

S'il est possible de reproduire un volume en 2D et demi (profil constant sur toute la hauteur) (je ne connais pas la capacité de production industrielle) alors il devient facile de créer une aile rigide gonflée (symétrique) suivie d'un volet gonflé rigide.

Le bord de fuite ne me parait pas éligible car pour être rigide la structure gonflée doit avoir de l'épaisseur.
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Eric » 11 Juin 2014, 21:50

Laurent a écrit:Pour ce qui me concerne, la recherche n'ira sans doute pas dans cette direction.
(plus précisément, mon choix n'est toujours pas fixé)
Je n'ai guère réfléchi à la manière d'appliquer, sur une aile, ce matériau à trois dimensions.
Qui oblige à tout repenser.
La technique, Raphaèl, que tu évoques, est celle utilisée pour les cerf-volants, kites.
Ici il s'agit d'utiliser un matériau qui peut être à la fois structure et enveloppe.

Entre laisser surgir des idées intuitives, et concevoir une aile complète utilisant ce textile 3D,
il y a un énorme paquet d'heures de travail conceptuel à ajouter…
Et peut être plusieurs prototypes à réaliser avant de trouver LA bonne solution.
Le dériveur Tiwal conçu par Marion Excoffon en est la preuve.
http://www.tiwal.com/


Cela ne me parait pas évident. :mrgreen:
Le maintient du profil est trivial. :D

Principalement ce qui est a repenser c'est la notion de mât.
Si l'aile gonflées est assez rigide exit le mât.
Autrement il faut imaginer l'aile tournant autour du mât :) ou l'aile suspendue à un portique... ;)

Pour les écoutes; si l'aile est suffisamment rigide écoute "bermudienne" autrement écoute jonque. ;)
Pour un prototypage cela me semble suffisant.
Eric
PS : Avant il faudrait établir un cahier des charges pour savoir ce que l'on veut en faire (croisière, record, performance, compétition...) et le but recherché (simplicité (à définir), coût, performance...).
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Eric » 11 Juin 2014, 21:55

Laurent a écrit:Je vois Eric, que tu n'as pas encore tout parcouru le forum…
Un topic de 2012 :
http://www.voiles-alternatives.com/viewtopic.php?f=22&t=219

L'idée de structure gonflable pour une aile en fait douter plus d'un et pourtant je suis persuadé que cela fera son entrée tôt ou tard dans la composition des ailes.

Ce matériau -les textiles à trois dimensions- est assez extraordinaire.
j'ai bien peur que le coût d'une aile d'un voilier de 10 mètres, fabriqué de la sorte, soit assez élevé, même en construction amateur.


Une standing paddle de 2m2 environ coute, prix public, 350 Euros. Si l'on arrive a industrialiser le processus (quelques cordes au choix et du profil d'aile + volet au mètre :D ) le prix devrait suivre et ce serait bien dommage pour les voiliers. :evil:

Pour un proto ce n'est pas la même chose. ;)
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Re: La tentation de l'aile rigide

Messagepar Laurent » 11 Juin 2014, 22:22

C'est fou comme tout parait facile quand il ne s'agit que d'écrire…
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