Profils NACA / question théorique

Mettons que je souhaite changer un profil NACA par un autre, plus "épais", pour concentrer plus de lest dans une longueur donnée (pour ceux qui connaissent, il s'agirait de passer du profil 63-012 au 63-021).
Quelles sont, outre celles liées à l'augmentation de rapport de lest, les conséquences sur le comportement d'un voilier de ce type d'opération ? (dérive, comportement au près, portance, écoulements turbulents, douceur de barre...).
Si quelqu'un connaît, et peux expliquer les choses sans rentrer dans les détails de l'effet Venturi, de l'hystérésis...

Par ailleurs, où est la limite dans le "traficotage" d'un profil, voyant que par exemple, dans le passage d'un 63-012 à un 63-021, on dirait simplement que chacune des valeurs d'épaisseur a été multipliée par un coefficient...

Merci d'accepter de commencer l'année avec du compliqué...

L'équipage
02 jan. 2009
02 jan. 2009
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pour illustrer ta question
www.finot.com[...]e63.htm

dur après les fêtes ! ! ! ;-)

02 jan. 2009
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Je ne connais précisément les profils dont tu parles
Mais d'une façon générale plus le profil est épais et plus la portance et la trainée augmentent. Un profil de quille épais accrochera très bien à basse vitesse, par contre la trainée limitera la vitesse maxi. Inversement un profil très fin sera désastreux au près dans le tout petit temps - surtout si le bateau n'est pas très toilé - mais il s'en sortira mieux par vent soutenu au près et surtout au portant.

L'emplacement du point d'épaisseur maxi jouera je crois (mais je ne suis pas sûr) sur la trainée et la tolérance au décrochage : plus il est avancé plus le profil peut tolérer une incidence importante avant de décrocher, au prix d'une trainée un peu supérieure. Un spécialiste en aeronautique pourra en dire +

Le + souvent l'épaisseur maxi se situe entre le tiers avant (quille) et la moitié (voile).

Le profil n'est pas tout la forme de la quille (ou du safran, ou de la voile, ou de l'aile) joue aussi beaucoup. Une forme ramassée est plus tolérante mais limite le potentiel maxi, alors qu'un grand allongement aura un plage d'incidence optimale plus réduite mais moins de trainée - en particulier le vortex en bout de profil est + limité.

Compares les formes de quilles et safrans pour les bateaux de croisière et les bêtes de course : Pour les premiers formes ramassées, profils épais et tolérants et pour les autres allongement maxi et profils très fins - pour que ça marche il faut alors mettre du charbon en permanence - mais quel résultat!

J'énonce des généralités il faudrait rentrer dans le détail. Pour les bêtes de course de nombreux profils sont testés en bassin de carène et en réel avant de valider (coupe de l'América par ex.)

02 jan. 2009
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Oui.
Ca correspond à ce que je sais. Je voudrais trouver les outils pour aller plus loin, sans toutefois verser dans la complexité de l'article que je cite plus haut. Mais merci, déjà.

02 jan. 2009
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Oui
Ca je connais, cela illustre ce qu'est un profil NACA, mais ne dit pas grand-chose à propos de la forme et des manipulations qu'on peut lui faire suber...

J'en suis plutôt à ce stade-là :
web2.ec-nantes.fr[...]r29.pdf

Mais si jamais il existe une version compréhensible de la chose...

02 jan. 2009
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Aride...
Je sais que c'est sans doute un tantinet aride comme sujet, mais le principe de la chose m'intéresse. Juste le principe, et des lignes de conduite un peu précise, un peu dans l'esprit des bouquins de Dervin.

02 jan. 2009
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Y a t'il un architecte dans l'avion ?
tes questions, Bernard, sont "pointues" et requièrent de l'expérience architecturale…

03 jan. 2009
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hum

d'abord qui peut dire lequel est le mieux adapté à ton bateau ,le 63-012 ou le 63-021? personne.

Il n'y a qu'une solution à celà faire des essais en bassin de carene.

Par ailleurs il y a un point que l'on oubli sur les profils NACA .Chaque profil est optimisé pour une vitesse donnée .Alors choisir le bon profil pour un voilier dont la vitesse varie toute les 5mn est impossible.

Il s'agit donc de taper dans une famille de profil pour le lest et dans une autre famille pour le safran , pour le reste ...il n'y a que la foie qui sauve.

Et il suffit de ce promener l'hiver sur un parking à bateaux pour constater qu'il y a autant de profil que de bateaux.

josé

03 jan. 2009
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oh José !
parle pas de foie en ce moment, après les agapes !

à propos, meilleurs voeux (j'ai pas dit vieux) mon voisin ! ;-)

03 jan. 2009
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bien vu

bil56 :-D

Tout mes voeux egalement

josé

03 jan. 2009
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Reynolds

dans quel intervalle de nr de Reynolds elles devraient travailler ?

comme cela au moins on peut déjà sortir les polaires comparées..

03 jan. 2009
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Je considère...
8 noeuds pour la vitesse, une corde de 40 cm pour le voile de quille et de 80 cm pour le bulbe. On peut considérer la viscosité cinématique de l'eau comme étant de 1. Un des problèmes est qu'il faut considérer un nombre de de Reynolds pour le voile (soit ici approximativement 1,6) et un autre pour le bulbe (approximativement 3,2).

Si on fait plus compliqué, je décroche...

Mon but n'est que théorique, je n'ai pas d'application directe pour l'instant (une question qui sous-tend mes petites réflexions est de voir à partir de quelle vitesses, angles d'incidences etc... les écoulements deviennent turbulents).

03 jan. 2009
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Oui
Il ne va pas vite mon bateau, ce n'est pas un avion, et l'eau est plus visqueuse que l'air, ce qui donne un nombre de Reynolds très bas...

Re=((vitesse moyenne )x( longueur de référence))/(viscosité cinématique du fluide)
vitesse = 4m/s, soit plus ou moins 8 noeuds
longueur de référence : 0,4 et 0,8
Viscosité cinématique de l'eau : 1 pour de l'eau douce à 20 degrés celcius.

03 jan. 2009
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Oui
exp -6 si on parle en m2/s. Donc je parle de Reynolds en exp 6.

03 jan. 2009
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image
lien pour l'image j'éspère avec une meilleure définition :-D

i174.photobucket.com[...]res.jpg

03 jan. 2009
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logiciel
un excellent et très simple logiciel de test des profils est xfoil, on peut le décharger sur le net, ce n'est pas le logiciel le plus convivial au monde mais bon c'est comme avoir Theory of wing sections sous la main tout le temps (et beaucoup plus), on decouvre plein de choses

courage

ps pour les profils laminaires, ne pas oublier d'examiner en particulier les changements de Cl Cd alfa et compagnie selon les changements de rugosité de la surface, on a parfois des chutes catastrophiques dans toutes les courbes pour très très peu de saletés microscopiques: si tu penses modifier un bulbe 63012 en 63021, quand tu enlèves le carapace 021 (si j'ai bien compris ce que tu veux faire) il faut absolument remettre la surface 012 en parfait état

ou bien chercher un compromis différent entre moins d'huile de coude et un profil par ex. non laminaire

ps je ne suis pas un pro, j'ai dessiné quelques quilles qui n'ont pas fonctionné trop mal mais si j'ai dit des bêtises... toujours prêt à apprendre :-)

03 jan. 2009
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justement

sauf probleme de descente maxi du centre de gravité du bateau les lests qui me semble bien ce sont les quilles sans gros bulbe à leur extremité .Il est bien amha pour des raison d'écoulement d'avoir un voile qui s'epaissi progressivement et avoir ainsi un nombre Reynolds progressif et non sur deux zones.

03 jan. 2009
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Reynolds =1,6 et 3,2 ???
11jh.ecole-navale.fr/resumes/resume29.pdf

03 jan. 2009
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Viscosité 1?
www.ac-nancy-metz.fr[...]eau.htm

Je redonne le lien qui n'est pas passé.
11jh.ecole-navale.fr[...]e29.pdf

03 jan. 200916 juin 2020
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polaires 1
polaires Cl/Cd et Cl/alfa comparées des deux profils, pour deux NReynolds de .8 10^6 et 1.6 10^6, les rouge+vert sont pour le 63012, le rose+azur pour le 63021

Ce sont deux profils laminaires donc ils montrent la "tasse" dans le Cl/Cd, celle du 021 plus ouverte.

Comme souvent dans des familles de profils similaires:
1.à parité de NR le 021 montre une plus grande resistance pour incidence nulle: graphique de gauche, intersection avec l'axe horizontal(penser allure vent arrière)
2.le 012 a besoin d'environ 1° de angle d'attaque en moins pour produire le même Cl que le 021
3.l'équivalence entre les deux profils en termes de CL/Cd se passe autour d'un Cl de 0.5, là où la resistance Cd du 012 "décroche vers le haut"

Bref, le 012 est plus efficient mais dans un intervalle d'angle d'incidence plus restreint, le 021 est plus "tolérant" mais au prix d'une moindre efficacité.
Comme toujours, il n'y a pas de repas gratuit ;-)

Le 012 paraît plus indiqué pour une coque plus sophistiquée, le 021 plus pour un bateau qui n'a pas comme objectif les performances.

Mettre un 021 sur une coque de régate risque fort de plomber le bateau, un 012 sur une coque lourde de bateau de voyage risque fort de se comporter beaucoup pire qu'une 021

[IMG]

03 jan. 2009
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Merci
Merci Roberto,

Je dois avouer que j'ai quand même une petite idée derrière la tête, purement théorique pour l'instant, peut-être simplement due au fait qu'il fait froid et que j'ai la flemme pour l'instant, donc je pense à des trucs : une carène encore à construire, quillard, avec un lest qui serait adaptable en fonction notamment du bassin de navigation. bulbe genre 012 pour un lac qui se trouve près de chez moi, transformable à volonté en bulbe 021 pour un large plus agité... (une deuxième partie de bulbe qui viendrait se "clipser" sur la première).

C'est peut-être un pur délire d'hiver...

De toute façon, si je veux en comprendre toutes les implications, il va falloir que je me remette sérieusement à la mécanique des fluides, ça fait longtemps. Il y a 2 ou 3 thèses de doctorat qui traînent sur le net sur le sujet, et qui traitent du comportement en situation dynamique, même avec de la houle et tout le bazar...

Quand j'aurai compris, ce sera le printemps et je penserai à autre chose...

03 jan. 2009
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Familles Naca
Dans la même famille, les profils NACA sont obtenus par homothétie dans le sens de l'épaisseur : 63-012 et 63-021 sont donc de la même famille et de 12 % et 17 % d'épaisseur relative. Le NACA avait été chargé dans les années 30 de faire une exploration systématique des profils à partir de lois de variation de l'épaisseur empirique.
La série 63 plus tardive (années 40) fait partie des profils "laminaires".
Il convient de ne pas oublier que ces profils ont été élaborés et essayés pour utilisation aéronautique, cad dans l'air. L'emploi en architecture navale ne signifie pas qu'ils sont optimums, mais que les données sont disponibles facilement.
Les profils développés pour les appendices des Class America par exemple sont assez différents.

03 jan. 2009
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intéresant ce fil très technique !
mais faut suivre ....
continuons, Messieurs

ami Navis, t'es pas dans le coin ?

03 jan. 2009
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profils
cela vient du modélisme, le site (en anglais)
et il fait référence à d'autres liens
www.onemetre.net[...]/
www.onemetre.net[...]ign.htm
et par exemple
www.onemetre.net[...]alc.htm

03 jan. 2009
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il reste une autre inconnue

c'est que toutes les modelisations sont faite avec une position idéale dans le fuide , c'est à dire verticale .donc l'épaisseur et la largeur se trouvent bien positionné .Mais lorsque le voilier gite l'epaisseur ce trouve augmentée et la largeur diminuée et celà dans des proportions tres importante .

à la gite on se retrouve avec un profil NACA rentarnt dans l'eau qui n'a plus rien à voir avec le profil original verticale .

Faite un petit croquis à 15° par exemple et mesurer l'épaisseur ,celle-ci aura bougrement augmentée.

Ce que l'on ne trouve pas avec un lest d'épaisseur progressif , sans veritable bulbe.

josé

03 jan. 2009
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Le profil Naca
est-il toujours autant utilisé ?

À regarder les appendices actuels, on voit qu'ils ont sacrément évolué.

03 jan. 2009
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l'épaisseur
ne change pas avec le gite !
Ce qui change c'est l'incidence .

03 jan. 2009
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encore heureux !!

:-D

mais tu m'a compris je parlais de l'épaisseur verticale face aux filets d'eau .

ce qui fausse totalement des parametres .

perso une chose est sûre c'est que tout changement brutale de section ou de forme cré de la turbulance et n'apporte rien de bon .

Mettre un bulbe au bout d'un voile mince c'est pas l'ideal .

maintenant biensur peut on faire autrement ?ça c'est une autre histoire tout depend de l'architecture globale du bateau ça peut etre un moindre mal

03 jan. 2009
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Profils
L'avion c'est d'abord une aile.
En pilotage avion on avait la chance
de vivre vraiment ce que signifie un profil
en particulier lors des décrochages, quand on passait sur différents types d'avion (voyage ou voltige).
Les fanas du profil devraient d'abord vivre
cette expérience très physique. L'histoire de l'aviation a parcouru tous les profils.
Pour le bateau le problème de base n'est pas
le profil de la dérive ou de la quille mais
d'abord la coque et ce que l'on veut faire avec.
Ne pas non plus mélanger trop la fonction dérive
et la fonction équilibre statique.
Ne pas oublier résistance des matériaux quand
on s'amuse à concentrer du plomb (ou de l'uranium) en bout de profil.

03 jan. 2009
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Il ne s'agit pas...
de mettre tout ou rien dans la quille, mais simplement d'apporter une nuance.

04 jan. 2009
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le but DES profils NACA
est de proposer une panoplie de profils scientifiquement testés et adaptés à l'usage que l'on en fait (parfois ces profils sont adaptés par un constructeur d'avion qui veut avoir des propriétés particulières), mais notre milieu (eau par rapport à l'air) étant beaucoup plus visqueux que l'air, on peut se contenter d'un voile de tôle si l'on n'est pas très branché performance (ce qui n'est pas acceptable sur un avion quel qu'il soit), ce qui se payera bien sûr par un angle de décrochage bien moins favorable, un peu compensé par le fait que les voiliers qui l'utilisent gîtent moins donc ont fondamentalement un meilleur écoulement au niveau de l'appendice( beaucoup moins de "fuite" par le bas du profil , ce paramètre là étant amélioré par la présence d'un saumon ou d'un aileron qui réduisent les turbulences, voir d'une cassure d'angle comme sur les ailerons des biquilles de Lerouge ...

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