Profil de quille - Angle d'incidence

Bonjour à tous,

Avec quelle incidence fonctionne un voile de quille ?

Cherchant toujours à grappiller quelques dixièmes de nœuds, je souhaite m’attaquer au plus gros frein de nos chers bateaux, les œuvres vives et dans un premier temps la quille…

Ma quille est plutôt propre dans l’ensemble et ne sachant pas quel profil a été utilisé, j’ai entrepris de faire un relevé du profil :
(Image jointe 1)
Le profil NACA le plus proche est le NACA0010, le bord de fuite mesuré est très proche du théorique (+/- 1mm), la seule véritable différence est dans l’attaque qui est plus « pincée » (-4 à -5mm).

Je fais tourner XFLR5 qui donne les résultats suivants … (Image jointe 2), graphique (F(Alpha)=Cd)
En vert le profil réel mesuré ( Re= 3 E6, soit a peu près 5 nds), les autres courbes correspondent au profil théoriques à différentes vitesses (de 1 à 8 nds).
Au vu du graphique j’ai tendance à conclure que dans mon cas épaissir la quille de 5mm sur le bord d’attaque est intéressant à des incidences supérieures à 2° (on diminue la trainée par 2 à 4° d’incidence, par 3 à 6° d’incidence.)
Par contre cette modification n’a quasiment aucun impact sur la portance du voile de quille.

D’où ma question initiale : Avec quelle incidence fonctionne un voile de quille ?

Je pense qu’elle fonctionne grosso modo avec l’angle de dérive du bateau (2°.. 5°, ou plus ?), mais je souhaite avoir l’avis de concepteurs/régatiers avertis…

Merci par avance !

L'équipage
08 août 2014
08 août 2014

ça dépend beaucoup de la forme de carène, les coques modernes larges du cul et avant pincé sont très dissymétriques, et à la gite très décalées ...

08 août 2014

il s'agit d'une carene de quillard des années 80 (attalia) plutot ronde qui se déforme peu à la gite.
Au calcul j'ai environ 4° de rotation de l'axe de la carène à 25 ° de gite, mais le bateau avance t-il forcément sur l'axe de la carène ?

09 août 2014

mais le bateau avance t-il forcément sur l'axe de la carène ?

au près forcément que non, sinon il n'y aurait pas d'angle d'incidence sur le profil de quille, par de création de portance du fait des écoulements et pas de contre-réaction à la poussée aéro.
A toutes les autres allures a partir du petit large, oui, c'est dans l'axe du profil de quille.
C'est pour cela que des coursiers onr dévellopé des "canards", des dérives latérales asym et angulées.
.
C'est très interressant ta démarche ... mais si tu l'appliques à un bateau que tu conçois, penser à une modification sur un Attalia, c'est comme de mettre un becquet course sur une clio de ville, ou une bande blanche si elle est bleue...

15 avr. 2016

Le changement de quille pour un bateau n'est pas la même chose qu'un becquet pour une voiture, t'es un peu dur!!

La quille c'est plus le turbo du moteur... Tu mets un turbo sur une cli(t)o de ville, tu verras la différence, je pense.

09 août 2014

moi je partirais avec une facon de voir differente
sur ton shema on voit un bord d attaque moins important sur ta quille qu en realite ce que tu as trouve sur le profil naca
et si tu veus que ton voile de quille soit le plus tolerant
c est a dire que les filet d eau s accroche mieux dessus
tu a interet a ameliorer ton profil sur l avant comme tu nous le montre
c est a dire recharger la ou tu est en dessous de la coque
en hydrodinamique plus le profil a une tendance decroche et moins il est
performant au pres
donc en epppaississant ton profil tu auras une quille plus polyvatente et qui serrat la plus performante dans toute les conditions avec un decrochage repousse au maximun de tes possiblites
c est ce que tu veus cars de savoir si c est 2 ou 3 deg ou 4 ou 6 deg
c est des valeurs tres theorique qui ne sont aussi valables que dans un fluide non perturbe

09 août 2014

Sans etre spécialiste, il me semble que la rentabilité d'un profil théorique est très altéré par la peau dudit profil.
Je travaillerais d'abord sur la qualité de glisse de la quille qui est généralement trés pénalisante pour une bonne circulation des filets d'eau. Un décrochage lié à un defaut de surface est bcp plus pénalisant qu'un profil moins optimisé.
D'autre part, il faut tenir compte de l'angle d'inclinaison du bord d'attaque et redessiner tes profils perpendiculaires à celui-ci, le fluide ayant tendance a suivre un profil courbe qui part perpendiculaire au bord d'attaque et se termine parralelle au déplacement...
Si tu recalcule ton profil sur cette base, tu vas voir une augmentation du volume avant plus proche du NACA de référence.
Par ailleurs, un profil gonflé sur l'avant pénnalise la finesse quand tu tiens compte des oscillations verticals de ta carène. Le fluide ne se déplace pas de façon régulière et homogène le long d'un profil de quille....
Donc on revient à la qualité de surface de ta quille, ponces donc, tu sauras!...

09 août 2014

absolument

autre avantage de la surface de glisse elle apporte un + à toutes les variations de vitesse de zero au maxi , ce qui n'est pas vrai pour un profil NACA qui lui est pertinent sur une plage de vitesse et penalissant sur d'autre

09 août 2014

certains profil necessite une surface pas trop lisse sur le debut du profil ou des fils de preturbulence
moi je suis certain que l etat de surface sur l arriere du profil doit etre tres lisse
mais par contre souvent pour accrocher a petit vitesse il faut un element qui fasse des turbulence

09 août 2014

Bonjour,
Ca m interesse ta demarche, car j ai remarque que ma quille decroche parfois apres les virements de bord et retarde la relance.
Pour info j ai remarque au Nautic que la quille du nouvel A35R avait ete modifiee par rapport a l A35 ancienne generation. Le nouveau profil est tres effile, c est net a l oeil et tu peux le voir sur youtube ou l A35 nouvelle generation est presente. J avais a cette occasion discute avec Cyrille le Gloahaec qui m avait explique que cela avait ete etudie pour retarder le decrochage des filets d eau. Ca m a rappele des profils specialement etudies pour des reynolds faibles (soit a cause de la faible vitesse, soit a cause de la faiblesse de la corde, ce qui est un peu le cas pour l une et l autre des composantes dans le domaine de la voile) que l on trouve chez Eppler. Regarde par exemple un Eppler 169 et compare avec le NACA 10, tu verras la difference de forme. Je ne sais pas si c est vraiment un Eppler sur le A35, n ayant pas relever les cotes. J etais tente de le faire mais je n ai pas ose.

09 août 201416 juin 2020

Marc Lombard m'expliquait un jour que les bi quilles réussissaient a etre performant même avec des quilles // car la pression du bordé sous le vent poussait une partie de l'eau sous la coque et générait ainsi un angle positif sur le profil....

09 août 2014

Si je résume les avis : ça donne

  • Incidence 0 sur toutes les allures autres que le près : au vue des calculs aucune incidence d’une modification de profil (le NACA et le profil mesuré présentent quasiment le même Cd).

  • Pour le près par mer calme :
    L’incidence est faible, doit pouvoir s’estimer à l’angle de dérive. Si on parle de 3 à 4° d’incidence l’amélioration est faible mais existe : 50% sur la trainée de la quille soit « à la louche » 3% de la trainée du bateau.
    Ca d’oro, dit que l’incidence pourrait même être augmentée par l’effet du bordé… c’est encore mieux.

  • Pour le près avec du clapot :
    Les mouvements verticaux de la carène doivent forcément avoir un impact sur l’angle d’incidence de la quille, le faisant varier sur une plage plus importante (5 -10 – 15° ?)

Manhasset : Je ne vois pas en quoi la finesse sera augmentée en épaississant le bord d’attaque, les calculs montrent que Cl/Cd est meilleur avec le NACA que la quille actuelle.
Est-ce toujours la même chose si le fluide arrive déjà perturbé sur la quille ?

En restant sur une analyse purement laminaire, on a donc tout intérêt pour rester polyvalent à permettre de minimiser la trainée sur des angles d’incidences importants et tendre vers un profil théorique NACA010 dans mon cas.
Ceci permettra également de déplacer le décrochage à des angles d’incidence plus grands (8° aujourd’hui contre 14° pour le NACA010).

En théorie c’est tout benef… reste à confirmer sur l’eau.

-> Manhasset & Calypso2
L’état de surface est évidemment primordial pour une bonne glisse, faudra que je pense à enlever les moules de la quille pour la prochaine sortie :-) . Trève de plaisanterie, la quille est évidemment enduite d’époxy et poncée... Mis a part l’application au pistolet je ne vois pas comment améliorer ce point…
-> Oliv44
Je te remercie pour le compliment, j’aurai plutôt comparé l’Attalia à un camping car plutôt qu’une clio… Ce que je trouve sympa en régate c’est justement de pouvoir faire courir un camping car à coté d’une Ferrari par exemple… Au réel y a pas photo, mais au compensé le camping car à toutes ses chances !!

15 avr. 201615 avr. 2016

Bonjour, je relance ce fil pour demander une explication hydro aux héossiens intéressés par ce sujet.
Suite à la parution d'un très bon article de Voile mag, surtout sur la 1ère partie de rappel physique de la marche des voiliers

www.voilemagazine.com[...]iffres/

J'ai une interrogation sur la partie 4/ à propos du couple de chavirage.. Si j'ai bien compris il est composé de 2 forces :
La 1ère dans le centre de voilure , c'est la composante orthogonale à l'axe du bateau de la force vélique, comme elle est appliquée + haut que le centre de gravité elle génère un moment qui fait giter le bateau.
La 2ème est sur le voile de quille + le plan anti dérive total de la coque, comme c'est la résistance de l'eau à la dérive latérale, elle génère une force qui s'oppose, par contre on ne sait pas trop ou la résultante s'applique.
Il y a-t-il aussi une force hydro type portance du fait que les voiliers marchent en "crabe" de 7-15° au près ? Logiquement je pense que oui car c'est pour cela que les foils Imoca sont légèrement dissymétriques..
www.uncl.com[...]rtie-2/

Dans ce cas, cette portance subie sur le voile de quille (il est symétrique mais la portance est quand même possible) pousse la quille au vent et contribue aussi à la gite, c'est cela le couple de chavirage ?
Qu'est ce que c'est la meilleure finesse quand le centre de voilure est haut ?
Merci bien

15 avr. 2016

le couple de chavirage : c'est le couple qui fait chavirer le bateau ( comme disait la Palice)

c'est l'addition des forces exterieur qui agissent sur la voilure et sur le fardage des superstructures ainsi que le roulis dû aux vagues .

le centre de poussée est estimé etre au environ de la moitié du tirant d'eau .

les forces sont, audessus de l'eau progressive , plus forte en haut qu'au ras de l'eau .

et le couple "resistant" est donné par la courbe des bras de levier GZ

15 avr. 2016

Juste un commentaire au sujet des angles d'incidence, a part le plein vent arriere toutes les autres allures demandent une certaine incidence car toutes les autres allures generent une poussee laterale qu'il faut compenser par une poussee opposee de la quille. Ceux qui ont joue avec les deriveurs (420, 470, etc...) derive haute connaissent ce fait.
Par ailleurs l'incidence est tres liee a la vitesse du voilier, plus ca va vite moins il faut d'incidence pour obtenir la meme poussee.
On devrait pouvoir retrouver l'incidence avec une girouette sous-marine qui donnerait l'angulation des filets d'eau par rapport a l'axe de la coque, puis par une correction entre le cap compas/declinaison, le cap GPS et la vitesse surface pour la correction du courant on retrouverait l'incidence. Aujourd'hui tous ces angles sont noyes dans le vecteur dit "courant" des centrales de navigation

15 avr. 201616 juin 2020

Oui, en fait en relisant la réponse d'oliv 44, il y avait déjà répondu, oui c'est bien une poussée hydrodynamique sur le voile de quille qui s'applique avec la composante poussée vélique dans les voiles et forment le couple de chavirage. Cette poussée hydro est due à l'angle d'incidence du voile de quille qui est le + grand au près serré. Ce n'est pas une résistance latérale de l'eau comme si on laissait une rame orthogonale au courant d'eau, mais bien une "portance". Elle s'applique en dessous du centre de gravité donc va avec le sens du chavirage.. Pytheas nous a passé une doc ou les schémas sont très clairs (vecteur jaune side force, mais les vecteurs ne sont pas à l’échelle je pense). Cette poussée nous aide pas mais plus la quille est longue, plus le couple de redressement est fort alors...
Et cet angle d'incidence, c'est aussi celui qu'on appelle l'angle de dérive qui est toujours estimé "grosso merdo" et sert a affiner les caps compas lors des grandes traversées...


15 avr. 201616 juin 2020

En cropant ce sera + visible.

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2022