GV a corne sur 18

Un ''twist flow wind tunel'' est une souflerie qui reproduit les fameux gradients de vent qui d'après JeanMi n'existent pas au dessus de 6 noeuds. Ces variations d'angles de vent sont reproduitent grace à des espèces de volets vrillés plaçés devant les ventilos.

La peau de requin est réellement efficace quand on a la vitesse du requin dans de l'eau ayant la viscosité de celle dans laquelle nage un requin et de préférence aussi à la même profondeur que le requin
Il vaut mieux aussi éviter les milieux perturbés tels que les interfaces entre deux fluides...

Quand à la corne, le principal avantage sur nos bateaux, c'est l'augmentation de la surface de voile sans dépassement de la jauge. La limite, c'est la capacité de contrôler le profil de la voile afin de ne pas générer de traînée.
Quant au profil elliptique, cela reste un Graal, une pierre philosophale, une Eldorado, une utopie. Le petit bout de mat courbe que les anglais avaient mis en tête de leur 12 M JI n'a jamais démontré son intérêt alors qu'il était sensé à la fois rapprocher le profil de l'ellipse et faire gagner 2 mètre carré de toile...
Je pense que c'est avec des voiles à profil épais que ces théories on le plus de chance de voir une application, surtout avec des supports très stables (sustentées par des foils) sans influence des vagues qui n'induiraient aucune perturbation en tête de mat. Ce qui pourrait aussi nous affranchir du problème de ce satané mat qui bouge tout seul et dont la traînée est loin d'être négligeable...

François,

Tout à fait d'accord dans l'ensemble, mais dans la plupart des jauges, je ne vois pas comment la corne te fait gagner de la surface.

En effet, les jauges dans lesquelles sont utilisées les cornes comme en Formule 18 (catas) les voiles sont mesurées a plat sur un planché pour avoir la surface de manière assez précise (Sur les Class America il me semble qu'ils fonctionnent pareil). Ces jauges mesurent la surface réelle des voiles donc la corne ne permet pas d'en gagner. Quand aux classes à développement où la surface est illimitée comme les 18 footer, les voiles a corne ne sont pas forcément plus grande que celles avec un grand rond de chute.

PS: Que fais tu Jeanmi ? T'es-tu endormi sur tes bouquins ?

En 14 pied tu a 4 "girth measurements" ... En gros tu mesure la largeur de la GV et tu calcul la surface d'une somme de trapeze ... Le trapeze du haut c'est un triangle! ... qq soit la forme de la GV. Avec une GV a corne tu gagne ~2m2 (pas mesure) ... Donc tu mesures 13m2 pour une GV qui en fait 15m2 ... pas negligeable dans la petole.

En Yole OK, c'est la longueur des trois coté du triangle qui sont mesurées sans tenir compte des ronds. La grosse limitation est que la somme des longueurs des lattes est limitée à 1/3 de la longueur de la chute: alors pas de latte forcée...
Mais une corne même limitée permet de gagner une surface non négligeable..."

Mon cher Alex-Sail Innovation

Non, je ne me suis pas endormi sur mes bouquins, comme tu le suggères ironiquement. Il se trouve simplement qu'en ce moment j'ai énormément de boulot, et pas beaucoup de temps pour jouer au prof de mécanique des fluides... surtout si ça doit me valoir des remarques désobligeantes.

1. Pourqoi ne veux-tu pas accepter qu'il y a forcément des variations d'angle de vent apparent en fonction de la hauteur et que par consequent la voile elliptique n'est pas un solution ?

On appelle "gradient de vitesse" la variation de la VITESSE du vent en fonction de l'altitude. Ce gradient, quand il existe, a une influence sur l'angle d'incidence du vent. D'autre part, la FORME de la voile peut également avoir ou non une influence sur cet angle. Nous reviendrons sur le problème de la forme plus loin.

Le tableau suivant reprend la répartition typique de la vitesse du vent vrai en fonction de la hauteur pour un vent de vitesse nominale de 5 noeuds (vent laminaire), et un autre de 6 noeuds (vent turbulent):

5 noeuds 6 noeuds

---

---

0 m 0 noeuds 0 noeuds
1 m 1 noeuds 4.8 noeuds
2 m 2 noeuds 5 noeuds
3 m 3 noeuds 5.1 noeuds
4 m 4 noeuds 5.3 noeuds
5 m 5 noeuds 5.5 noeuds

(Source: High Performance Sailing, Frank bethwaite, P33 - lui, il a fait pire que lire des bouquins, il en a écrit un).
Le vent apparent est la somme vectorielle du vent vrai et du vent relatif (dû à la vitesse); si ni le vent vrai ni le vent relatif ne varie significativement, je ne vois pas comment le vent apparent peut varier de manière significative, que ce soit en grandeur ou en direction. A moins que la vitesse du bateau soit différente en haut du mât et en bas, ce qui est parfois le cas dans les vagues.
On voit donc bien que le gradient de vitesse est important dans le cas du vent laminaire, mais négligeable dans le vent turbulent. Il n'y a donc variation de l'angle du vent apparent que dans le cas laminaire. Prière à présent d'aller relire tout ce que j'ai écrit ces derniers temps sur les principes de réglages qui en découlent. Et de passer à la suite.

- la trainée induite génère des angles induits qui sont de plus en plus importants quand le vent monte.

Ce n'est pas du tout la traînée induite qui génère des angles induits. La PORTANCE génère une TRAINEE INDUITE (la traînée induite est le prix à payer pour bénéficier de la portance). La portance provient de ce qu'on appelle le sidewash (ou downwash, dans le cas d'une aile). L'angle induit découle quant à lui de ce qu'on apelle l'upwash.
L'upwash, c'est la déviation des filets d'air AU VENT de la voile, causée par la seule présence de cette voile. L'angle induit mesure cette déviation.
En première approximation, cet angle est proportionnel au coefficient de portance Cl, et inversement proportionnel au coefficient de finesse CF de la voile:
ai = (2/pi)(Cl/CF)
Il ne dépend donc PAS DU TOUT de la vitesse du vent, mais dépend par contre énormément DE LA FORME EN PLAN de la voile (dont le coefficient de finesse CF = h**2/S rend très imparfaitement compte).

La théorie (oui, celle qu'on trouve dans les bouquins...) prédit que pour un profil de forme triangulaire, l'upwash (et donc l'angle induit) augmente de plus en plus à mesure qu'on s'approche de la tête du mât.
Par contre, ce n'est PAS le cas pour un profil de forme elliptique.
Or, plus l'angle induit augmente, plus le rique de décrochage augmente également (par décrochage on entend la chute brutale de la valeur de la portance).
Pour limiter ce risque, on peut VRILLER le haut du profil: l'effet de ce vrillage est EXACTEMENT LE MEME que celui qu'on obtiendrait avec une forme elliptique (j'ai aussi déjà expliqué ça).

D'autre part, l'upwash provoque un tourbillon important en tête de profil (tout ça est confirmé par les essais en souflerie), que l'on peut également réduire en vrillant le profil dans le haut.

En résumé, le vrillage en tête sert à compenser une déficience de forme.

- En pratique comment peux-tu expliquer que les derniers records de vitesse en windsurfs (46 Knts) soit réalisés avec des voiles avec un vrillage de l'ordre de 15° en tête alors qu'ils n'ont qu'un tirant d'air de 4,3m et qu'ils naviguent dans 40 knts de vent réel ?

La partie théorique de la réponse se trouve ci-dessus.
Les PAV sont optimisées pour aller (très) vite au vent de travers, et uniquement à cette allure; leurs performances sont (très) médiocres aux autres allures. Les skiffs sont conçus pour aller vite sur un parcours triangulaire - à toutes les allures.
Ce "détail" fait toute la différence. Parce que le vrillage optimal permettant de réduire l'upwash en tête de mât, et permettant de réduire le tourbillon de bout de voile, DEPEND DE L'ALLURE.
Pour un engin qui ne fonctionne qu'à une seule allure, le vrillage est une bonne approche. Pour un skiff, non: vriller au près dans la brise, ça n'a aucun intérêt. Pour un skiff, la meilleure approche a priori consiste à optimiser la forme.

- Pouquoi fait-on des twists flow en souflerie si çà ne marche que dans moins de 6 knts de vents ?

Pour étudier le genre de problèmes décrits ci-dessus. Pour quoi sinon?
A propos, on appelle aussi "twist flows" les micro-turbulences dans la couche limite - mais ça n'a rien à voir. Juste une remarque en passant.

2. Pourquoi le foc améliorerait-il le rendement de la GV ?
- La GV génère de l'ado sur le foc et le foc génère du refus dans la GV, par conséquent la GV améliore le rendement du foc et non l'inverse. L'effet venturi entre le foc et la GV décrit par Manfred Curry est une absurdité, ça ne peut marché que dans un milieu clôt. ( Bertrand Cheret à écrit un bouquin très intérêssant)

Qui a parlé d'effet Venturi? Pas moi, en tout cas. Cet effet ne joue effectivement aucun rôle ici.
Sur un voilier, l'ensemble du gréement constitue un SYSTEME, et fonctionne comme tel. Essayons de raisonner en termes de système, et pas seulement en termes de voiles seules...
Des essais récents en souflerie (Will Woodhead et Rachel Nicholls-Lee, Ship Science, University Of Southampton) ont mis en évidence les faits suivants:
a) le coefficient de traînée DU GREEMENT COMPLET (foc + GV + mât + étai + ...) varie quasi linéairement en fonction du coefficient de portance (coefficient de corrélation > 0.95), même si le coefficient de
traînée d'une voile ISOLEE varie à peu près comme le CARRE du coefficient de portance pour cette voile.
b) aux allures de près, cette variation est très faible (Cd/Cl < 0.20 à 30 degrés, Cd/Cl < 0.22 à 40 degrés)
c) cette variation augmente de plus en plus à mesure qu'on abat
d) les points b et c signifient qu'aux allures de près, le foc et la GV interagissent, et que cette interaction diminue a mesure qu'on abat. Au travers, les voiles fonctionnent de manière quasi indépendantes.
e) à mesure que le vent augmente, le dévers de la GV (dans le haut) augmente, mais celui du foc DIMINUE. Je répète: LE FOC S'APPLATIT quand le vent forcit. Il joue alors un rôle propulsif important.
f) le foc accélère l'écoulement du flux sur l'extrados de la GV, et retarde de la sorte le décollement de la couche limite.
Voilà en quoi le foc a un effet optimisateur sur la GV.

- En pratique sur la plupart de ces bateaux rapides (catas de sports, 18 footer) on a tendance à décentrer le chariot de foc avant celui de la GV afin de ne pas réduire le cone entre les 2.

C'est un plus compliqué que ça; lis donc "High Performance Sailing": c'est écrit par le gars qui est probablement le mieux placé pour parler des 18footer. Toute une partie du livre parle de la manoeuvre.

Toutes les théories sont inérêssantes mais n'ont un sens que lorsqu'elles confirment les faits.

Ce sont les faits qui confirment (ou infirment) les théories, pas l'inverse. Mais avant de rejeter une théorie, il convient de s'assurer qu'on a bien compris ce qu'elle signifie, afin d'interpréter correctement les résultats expérimentaux. A ce propos, je te recommande chaudement la lecture des ouvrages suivants:

Fluid-Dynamic Drag, par Sighard Hoerner
Fluid-Dynamic Lift, par Sighard Hoerner et Henry Borst
Aero-Hydrodynamics of Sailing (3rd ed), par CA Marchaj.
High Performance Sailing, par Frank Bethwaite.

Mon cher Jeanmi,

J’espère surtout pas t'avoir vexé avec mes questions et mes remarques, ce n'était pas du tout le but. L'intérêt de ces forums à mon sens est de confronter des idées, maintenant si tu ne l'acceptes pas ça n'a rien de constructif à part éventuellement flatter ton ego en nous racontant ta science. Essayons à l'avenir d'être un peu plus ouvert et de ne prends pas prendre mes remarques comme des agressions.
Concernant tes réponses, laisses moi un peu digérer avant de tes faire part de mes réflexions.

J'éspère pouvoir un jour faire ta connaissance.

Mes salutations les meilleures

ALEX

PS: Le windsurf ne se limite pas à faire des bords de travers et de largue et à revenir à pied. Il existe une dicipline (la Formula Windsurfing) qui consiste à régater sur des triangles et des parcours banane similaire aux 18. Ces engins sont encore plus performants que les 18 footer et pourtant ils ont des vrillages de l'ordre de 12° à 15° en tête, d’ailleurs aucun bateau ne navigue sans vrillage au près même dans la brise.

Que pensez-vous de ça ?

Bon, moi j'ai pas d'explication theorique ... faut dire que je suis pas alle si loin dans la meca des fluides (ou alors j'ai tout oublie, ce qui est aussi possible ), mais j'ai passe un week-end avec des supers equipages de 18'.

Pour cette GV a corne, Cori, qui etait sur place m'a dit que le principal probleme de cette forme de voile, c'est que le reglage correct du mat (tension specialement dans le haut) est tres difficile a trouver. A la fin de la semaine, Howie navigait avec une tete de mat tres blindee, ce qui n'est absolument pas optimal dans la baston (et d'apres l'equipage allemand qui courait le JJ, c'etait la guerre). Cela dit, ce reglage lui permettait d'aller aussi vite que les autres, mais il ne beneficiait plus des avantage d'une tete de mat tres mobile, qui "amortit" les surventes.

Bref, d'apres Cori, Stef Ruegger et Pablo, c'est une idee a developper, mais c'est pas gagne au regard de ces problemes.

Par contre, une autre innovation a fait pas mal de bruit ... Rag & Famish a utilise une "bome" pour le foc. C'est super simple a mettre en place, et a priori c'est super efficace. Il s'agit d'un tube en carbone partant de l'etais. L'ecoute "normale" de foc est amuree a cette bome et un deuxieme bout permet de regler le creux en laissant couliser le point d'ecoute du foc sur le tube (vous suivez ?). Resultat des courses, quand vous ouvrez le foc, il reste plein et il ne "part pas en avant" ... pas con non ?

Excellent le coup de la bome de foc, je cherchais precisement un moyen de faire çà. En fait nous, quand on abat, on lache rien à l'ecoute, on ouvre tout au rail, pour garder le foc fermé (comme de toute facon en vent apparent on est assez fermé). A suivre...

Vous avez aussi un reglage de chariot de foc ? c'est assez rare ce genre de truc sur les 18' (en fait je croyais que j'etais le seul a avoir ca).

Je vais utiliser une bome de foc cette annee. Faut juste que je dimensionne le tube carbone, parce que mine de rien, y'ai pas mal de pression la ...

On as nu chariot tout con, comme en forty, chariot sur rail, avec 4 trous pour le point d'ecoute du foc. Mais si, à l'abattée, on fait que laché lacher l'ecoute de foc, il ouvre completement et il decroche, du coup le centre velique recul et pour abattre pas top, donc en fait on lache un chouille d'ecoute et tout le chariot sous le vent.

Kib

oki doki ... on fait pas tout a fait la meme chose mais presque. Moi j'ai un bout pour regler le chariot ... et bientot un autre pour la bome de foc

On voulais aussi bricoler un cunni de foc, du coup en lachant à l'abatté çà l'empeche d'ouvrir trop. A voir aussi. t'as des photos des bomes de foc ?

J'ai pas ca, mais je vais en recevoir prochainement . Je les posterai.

Cela dit, c'est vaiment super simple.

- 1 tube en charbon de 2.5 cm de diam environ
- une poulie au bout pour le reglage du foc sur la bome
- un petit bricolage pour fixer le tube sur le point d'etais

et c'est fini.

Y'as pas de rail de foc lo long de la bome ? Quel interet si la distance amure-ecoute reste constante ? çà revient à un rail non ?

un rail c'est super lourd ... suffit de mettre une corder autour de la bome et d'y crocher le foc.

D'ailleurs sur la bome de GV, on fait comme ca

Ah ok donc on vire le rail, là je comprend ! Et c'est clairement plus légé !! En plus, on doit bien pouvoir regler l'ecartement ecoute-amure, ne serait-ce qu'à terre avant de partir.

Pas sur que tu m'aies compris voila un croquis mal fait

En noir le rail de foc
En bleu le tangon
En rouge le foc

Ok pigé, tu parlais du rail sur la bome du foc, oui bien sur qu'un bout suffit, je parlais du principe. Ok nikel, en effet çà doit très bien marcher, j'essayerai bien sur le notre. C'est dans la jauge, of course ?