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L'aile hybride / hybrid wingsail du catamaran Eagle class 53

L'aile hybride / hybrid wingsail du catamaran Eagle class 53

Messagepar Laurent » 09 Aoû 2019, 10:23

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Bonjour

j'ai tout de suite été enthousiasmé par cette nouvelle approche (pas si nouvelle que cela…) en forme de mélange des genres puisqu'il s'agit d'une aile dont le volet avant est rigide et le volet arrière, une grand-voile classique "plate".
Enthousiasmé car il me semble découvrir ici une aile d'utilisation réellement simplifiée dont la fabrication peut s'avérer elle même assez rapide et simple, si l'on utilise les bonnes méthodes.


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On a affaire ici à un catamaran full carbon au côut de revient que je n'ose imaginer mais nous sommes aux USA et le commanditaire de cette petite merveille high tech est Donald Sussman, un "magnat" de la finance

Le chantier Fast Forward Composité, qui a fabriqué l'Eagle Class 53:
Situé à Bristol, état de Rhodes Island/USA, il est dirigé par Tommy Gonzalez.
À la conception nous trouvons une petite équipe très pointue (Randy Smyth, Paul Bieker, Eric Jolley entre autres) dont certains éléments ont participé à l'élaboration des catas de la Coupe America. L'aile serait donc le fruit d'une réflexion et d'une expérience qui la rend déjà sans doute très aboutie. Son concept est d'ailleurs protégé par brevet. Ceci dit je ne vois pas ce que l'on peut breveter ici: le concept de volet rigide sur lequel se hisse une grand-voile n'a rien de nouveau, j'y reviendrai.


En quoi l'utilisation de cette aile serait simple :
2 écoutes,
une pour le volet, toute simple (pas de palan), elle va régler le niveau d'incidence
une pour la GV sur palan 4 brins et sur rail, elle va définir le niveau de cambrure
absence de hale bas sur la GV
les réglages sont donc réduits

L’intérêt de cette hybridation: la qualité de l'écoulement laminaire et donc la portance est nettement amélioré via un volet avant rigide. La qualité du bord d'attaque par exemple est primordiale. Sur les ailes souples il est quasi impossible de supprimer tous les plis. Un volet avant rigide permet un gain de performance suffisamment important pour que ne soit plus capital l'épaisseur du volet arrière souple.
Une Gv classique à l'arrière simplifie quand même grandement la fabrication globale de l'aile.
Et puis une aile à deux volets rigides ne pourraient être laissée en drapeau par la présence des haubans.
L'atout d'un seul volet rigide: comme on peut très facilement et rapidement le rendre neutre ou lui donner, dès un faible angle d'incidence, un peu de portance, il pourrait être utilisé, seul sans la GV, dans les manœuvres d'arrivée départ de mouillage ou de ponton. La marche arrière serait éventuellement possible puisque le volet peut effectuer un 360 degré.
Je reviens sur les bénéfices qu'apporte un profil épais:
- 20% de puissance en plus
- Une meilleure poussée en avant à portance égale et cela dès un niveau d'incidence faible
- Moins de trainée et donc moins de résistance au vent, le bateau est censé moins gité.
- Une gestion très précise de la portance. Qui permet de retarder le moment de la réduction de surface.











L'inconvénient majeur de ce volet rigide et vous l'avez sans doute déjà compris:
D'une part, il faut désengager complètement la grand-voile du volet rigide dès qu'il s'agit de s’approcher d'un ponton ou d'un mouillage,
et bateau à l'arrêt, en drapeau 24H sur 24, on laisse exposé un profil très porteur aux aléas du vent et de circonstances qui peuvent s'avérer imprévues et problématiques. Les concepteurs préconisent de ne pas dépasser 16% de compensation (partie du mât en avant de l'axe de rotation) pour être certain que l'aile ne pose pas de problème, en drapeau sans GV, avec des vents supérieurs à 50 nœuds.
"The books say you can go as high as twenty, even twenty one percent, but with that much, the Wing would gocrazy in strong winds, flutter like a flag. At sixteen percent, we know this particular Wing- at least this one –is rock stable when it’s weathervaned in at least fiftyknots of wind." par Jim Brown
"Les livres disent que vous pouvez aller jusqu'à vingt, voir vingt et un pour cent, mais avec cela, l'aile devient folle par vents violents, battant comme un drapeau. À seize pour cent, nous savons que cette aile - du moins celle-ci - est très stable quand elle est exposée à au moins cinquante nœuds de vent."
Il est clair qu'avec cette voilure, il faut être très rigoureux sur le stockage des bouts lorsqu'on quitte le voilier.

Je me demande comment les concepteurs de l'aile ont réussi à résoudre le problème des drisses et bosses de ris qui vont au cockpit sous l'aile, bouts censés faire des tours lorsque le volet est en drapeau et qu'il peut effectuer………des tours sur lui même au mouillage par exemple. C'est peut être là que séjourne un concept brevetable.

Et puis me direz vous, ce volet avant n'est il pas une source de complication coté fabrication ?
À mon avis non. Si l'on adopte le matériau sandwich pour les cambreurs (nervures) et la découpe numérique, au final cela peut ressembler à un montage assez rapide de pièces pré-taillées.





Les premiers test d'aile hybride créée par le chantier, ont été effectués sur deux protos successifs:
Synergy puis Sizzors


Synergy



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Sizzor










Le Catamaran de 40 pieds, Caliente, a également été équipé de cette aile hybride:

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Retour sur l'Eagle Class 53
























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Re: L'aile hybride / Eagle Class 53/ Fabrication du volet

Messagepar Laurent » 09 Aoû 2019, 10:36

La fabrication du volet





















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Re: L'aile hybride / Eagle Class 53 / Modifications

Messagepar Laurent » 09 Aoû 2019, 10:56

En Juillet 2019, après des navigations dans les caraïbes, L'Eagle Classs 53 est revenu à Bristol au chantier Fast Forward Composit pour des modifications sur les foils, les safrans et l'aile.

https://www.sail-world.com/news/219685/An-evolution-update-on-the-Eagle-Class-53

L'enveloppe du volet, du CLYSAR®, a été retirée pour mettre à la place de l'ORATEX® UL 600, un film rétractable à chaud, dédié aviation, à la durée de vie plus importante. Le reste a été peint au couleur du bateau, en gris.
https://www.oracover.de/sites2/10



Les surfaces en contact avec le film sont recouvertes d'un primaire/colle améliorant l'adhérence























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Re: L'aile hybride / l'Eagle class 53 de nouveau sur l'eau

Messagepar Laurent » 09 Aoû 2019, 11:13

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Re: L'aile hybride / une nouveauté peu nouvelle…

Messagepar Laurent » 09 Aoû 2019, 13:28

Les mâts-ailes sont apparues il y a plusieurs décennies.
Une aile composée d'un volet-avant de grande surface suivie d'une grand-voile, on a au moins connu cela avec le prao "Montpellier Languedoc Roussillon" que Guy Delage, grand adepte de ce type de multi, a mis à l'eau en 1984.
Un des travers de l’époque a été de trop vouloir complexifier dans l'espoir du meilleur: cette aile hybride était montée sur balestron, le volet rigide était suivi d'un espèce de flap en tissu, puis venait une grand-voile endraillée sur un câble. Enfin l'arrière du balestron était articulé hydrauliquement de manière à creuser la GV !
Ne dit on pas que le mieux est l'ennemi du bien ?

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Comme d'autres multicoques de l'époque, les calculs d’échantillonnage étaient en phase d’expérimentation, sans grande maitrise. Et les techniques de fabrication, loin d'être aussi abouties qu’aujourd’hui.
Toujours est t'il que ce prao a démâté 2 fois et qu'il a fini ses jours de manière plutôt sordide puisque détruit en 1988 d'étrange manière
http://histoiredeshalfs.com/50%20multis/G%20DF11%20Prao.htm

Là où l'Eagle Class 53 fait toute la différence, c'est que la mise en drapeau s'effectue sans difficulté, alors que le volet du prao posait d'énormes problèmes de contrôle à cause du haubanage.
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