3. DESIGN DE LA VOILE Retour au sommaire

Ce chapitre décrit toutes les menus pour concevoir une voile. C'est essentiellement orienté sur la conception d'ailes à boudins (et en arches plus généralement) car c'est une des avancées majeures de Surfplan par rapport à tout autre mode de conception d'ailes à caissons (Foilmaker, Rhino, AutoCad...).

3.1. Profils Retour au sommaire

Généralement on commence par définir le profil de la voile. 3 types de profils sont possibles : single skin pour faire des voiles genre C-QUAD c'est à dire monopeau, double skin : voile à caissons traditionnelles et inflatable : LE miracle Surfplan, c'est à dire les voiles à boudin.

On est obligé de désigner son profil avec un autre logiciel que SurfPlan (Foilmaker par exemple) et d'utiliser un fichier au format PFL (fichier texte éditable sous un bloc note).
Certaines options sont communes à tous les types de profils, les voici :

import : Surfplan détermine alors l'épaisseur maximum et sa localisation en pourcentage de la corde du profil.

export : On peut aussi les exporter mais ça ne fonctionne pas terrible dans la version 3.3.

View : permet de sélectionner l'affichage du profil souhaité : centre, pointes d'ailes ou autre (utiliser alors le curseur).

Profils depth : Lors du chargement du profil, Surfplan calcule automatiquement l'épaisseur maximum du profil et sa position sur la corde du profil. Il est toutefois possible de modifier ces valeurs pour le profil du centre et des pointes d'ailes.

Morph profile : décrit plus loin.

Smooth profiles : Permet d'améliorer la forme du profil en ajoutant des points pour adoucir les angles entre ces points. Cela permet de joindre chaque point par une courbe "spline" au lieu d'une suite de lignes droites. Les points ajoutés sont concentrés sur le nez du profil et cette fonction a plus d'effet sur un profil définit avec peu de points mais donne un arrondi de nez de profil beaucoup plus doux.

No profiles at wingtips : Permet de ne pas avoir de profil aux pointes d'ailes si on utilise une latte par exemple. Attention pour les voiles à boudins, ça joue sur le diamètre du boudin du bord d'attaque aux pointes d'ailes et peut générer un patron foireux.

Voici les différents types de profils que l'on peut avoir (option "Profile Type") :

3.1.1. Voile à boudins (inflatable) Retour au sommaire


Le profil est représenté sous la forme d'un rond (boudin du bord d'attaque) plus une peau représentant l'extrados du profil. La partie intrados du profil est ignorée.
 


Détermination de la largeur des panneaux de polyuréthane pour fabriquer le boudin du bord d'attaque :
Prendre la valeur indiquée à coté de "Tube Size" donnée en mètre. La multiplier par pi (3.1415926...)
et diviser par deux pour avoir la largeur en mètres du boudin, rajouter une marge de 10 à 20 milimètres pour que la polyuhréthane soit plus grand que l'enveloppe en dacron. Cette opération est à faire pour tous les profils car évidemment la largeur diminue vers les pointes d'ailes mais de manière non linéaire selon le morphing du profil.
exemple sur l'exemple du dessus : tube size = 9% = 0.153mètre = largeur du boudin polyuréthane = (0.153*PI)/2 + 0.001 (marge de 10mm) = 24,13 cm de large

de la voile pour déterminer
choix du profil pour une aile à boudin :
arrière du profil : ligne droite
diamètre du tube : autour de 9%
épaisseur maximum : autour de 10% à 18% de la corde
Plus le profil est fin (profile depth et tube size), moins la voile va opposer de résistance et donc être rapide et avoir une grande fenêtre de vol.
 

3.1.2. Voile monopeau (C-QUAD,BEAN...) Retour au sommaire

Idem au précédent sauf qu'il n'y a pas de boudin, il ne reste que l'extrados.

3.1.3. Voile à caisson Retour au sommaire

Permet de réaliser des voiles à caisson représenté de la manière suivante :

Vent front : règle en % de la longueur de l'intrados la position du début de l'entrée d'air sur le profil

Vent rear : règle en % de la longueur de l'intrados la position de la fin de l'entrée d'air sur le profil

Closed vents : Permet de spécifier quel caisson sera ouvert (=0) ou sera fermé au niveau de l'entrée d'air (=1)
On rempli selon le nombre de profils de la voile. Ici un exemple, voile vue de dessous :

Cross Vent : permet de dimensionner les ventilations inter-caissons mais pas de les positionner.

Camber : permet de régler la cambrure du profil par rapport à la ligne grise (horizon), une valeur de1 correspond à une cambrure normale. Augmenter la valeur par défaut de 1 augmente proportionnellement l'arche et la cambrure de la forme du profil. Réduire à zéro va mettre à plat le profil. Il y a eu une discussion sur le forum FoilDesign au sujet de l'utilisation de ce paramètre que je ne saurais décrire subtilement. L'idée est de pouvoir augmenter l'épaisseur du profil sans modifier sa forme globale et affecter le lift/drag ratio/moment de l'aile. A n'utiliser que par les expert...

Exemple de profil avec un camber à 2 suivi d'un camber à 1 :


le même avec le camber à 1 :


 

3.1.4. Morphing du profil Retour au sommaire

Morphing entre deux profils différents entre le milieu et les extrémités de la voile.
Deux modes sont proposés :

Automatique : l'algorithme prend en compte soit une variation liée à la taille de la corde ou fonction de la distance entre chaque profil (curseur " by distance " ou " by chord ").
On peut aussi conserver le profil central et ne fusionner avec le profil de pointes d'ailes que très tard dans la variation. Le curseur " Keep center profile " permet s'il est au maximum (% of span), d'avoir le profil central sur tous les profil et le dernier composé du profil des pointes d'ailes (s'il est différent bien sûr). On peut voir l'évolution du morphing avec la petit courbe dans la boite blanche. Une diagonale indique un morphing linéaire (changement constant entre chaque profil), une droite verticale sur la droite indique que seul le dernier profil est modifié.
Perso, je ne saurais dire quel est le meilleur mode de morphing, hormis peut être si l'on veut avoir une voile avec une section centrale avec une bonne portance et des pointes d'ailes avec un profil différent pour contrer les déventes. On modifierait alors le profil central selon la canope pour l'avoir sur toute la surface utile de la voile (i.e. la partie quasi-plate du centre).

Exemple de morphing entre un profil Eliminator (Rib7) vers un Dominator (Rib 1). Le morphing est selon la corde (variation douce).




Manuel : on peut spécifier manuellement le morphing avec des curseurs. Ca peut être utile pour des voiles en arche avec un profil différent sur les pointes d'ailes. D'utilisation quand même bien spécifique et marginale à mon avis.


 

3.1.5. Construction du boudin du profil Retour au sommaire

Surfplan propose de constuire les boudins comme c'est fait sur les Naish X2, c'est à dire segmenté. Ce menu permet de spécifier la segmentation du boudin pour après générer les morceaux de DACRON.
C'est aussi dans ce menu que l'on peut placer les lattes sur la voile :
Use ribs  : 1 représente une latte présente, 0 y en a pas. " All " permet de mettre des boudins sur tous les profils).

Désign de la latte :

Upper and lower TE  : Angle de couture sur le bord d'attaque de la latte (début et fin).

 Center diameter  : Diamètre du boudin de la latte au milieu donné en % de la taille de la corde (qui varie selon que l'on soit au milieu ou sur les pointes d'ailes).

 TE diameter : Diamètre du boudin de la latte sur le bout (bord de fuite). donné en % de la taille de la corde (qui varie selon que l'on soit au milieu ou sur les pointes d'ailes).

 Num. of segments : Nombre de segments de découpe de la latte. Dépend de votre volonté à coudre beaucoup ou pas. Généralement entre 5 et 8.

Attention, il n'est pas nécessaire de faire coller le profil au morceau de spi car une fois gonflée le spi est tendu et vient se coller au profil. Cela est à considérer aussi pour la couture (le nez du profil doit être cousu sur le boudin du BA qui est rond...).
Sur le dessin on retrouve un symbole en forme de sablier qui représente la fin de la couture de la latte sur le spi. On va retrouver cette marque lors de l'impression.
On peut aussi regarder chaque profil.
Le concepteur de Surfplan propose aussi d'utiliser un autre algorithme de calcul des panneaux pour réaliser le boudin (reflexed profile algorithm) pour un type de profil avec l'arrière " reflexe " (autostable). Dans la plupart des cas l'algorithme normal suffit.
On peut aussi modifier la découpe en morceau de la latte entre angles égaux (c'est à dire que le profil de la latte est découpé en morceaux selon un angle égal) ou bien entre distance égale (tous les morceaux de la latte ont la même longueur).
Il faut trouver un juste équilibre pour que Surfplan arrive à les mettre à plat correctement (source de bugs de temps en temps).

Rib type : si la voile est à caisson, Surfplan positionne à "Flat"et empêche de le passer en "inflatable", par contre dans le cas d'une voile à boudin, il est possible de le passer à "Flat" pour par exemple faire une voile avec des lattes à la place des boudins de latte (Surfplan demande alors si on veut conserver le boudin du bord d'attaque).