Réglages windfoil - Le rake

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Réglages windfoil - Le rake
25 juin 2018 2187 Views 11 comments

La plupart d'entre nous vissons notre foil sous la planche sans trop se poser de question, et quand tout à été correctement choisi, la magie opère. Pourtant, de nombreux réglages peuvent modifier plus ou moins profondément le comportement du foil. En comprenant leur utilité et leur influence, cela explique souvent des gènes que l'on ressent en navigant.

Aujourd'hui, on s'intéresse à un réglage qui a des conséquences assez importantes : le RAKE

IMPORTANT : si vous débutez en foil, ne vous embêtez pas avec ces réglages !! Naviguez jusqu'à avoir suffisamment de sensations pour vous intéresser à ces subtilités.

Définition

Si on regarde la traduction de ce mot anglais, on tombe d'abord sur "rateau" ... pas beaucoup de points communs avec le windfoil. En y regardant de plus près, Rake se traduit aussi par "pente", et là, on touche de plus près notre domaine.

Effectivement, le rake concerne l'angle entre la verticale (si on considère que le plat de carène est à l'horizontale) et le mat. Dans les faits, on donnerai l'angle moyen entre le bord d'attaque et le bord de fuite si ceux ci ne sont pas parallèles.

Influence du rake

Modifier cet angle a 2 conséquences importantes :

  • On déplace légèrement la poussée du foil vers l'arrière ou l'avant
  • On modifie l'incidence du fuselage, donc du profil porteur de l'aile et du stab

Sur le dessin ci dessus, les angles sont évidemment exagérés, mais vous verrez plus loin que l'on joue souvent autour de 2°.

Concernant le décalage de centre de poussée pour un mat de 1m, cela correspond quand même à 3,5cm ... soit bien plus qu'un décalage d'insert de strap.

Concernant l'angle d'incidence, les choses sont un peu différentes : Dans la conception d'un foil, l'angle d'incidence de l'aile est en générale choisie à 0, et c'est le braquage du stab (effet déporteur) qui permet au foil de compenser tout le poids situé en avant (poussée vélique, poids du gréement et du flotteur). In fine, le foil navigue en général avec le fuselage très proche de l'horizontale ... surtout à vitesse soutenue. Si on reprend le shéma suivant en partant de ce principe, voici ce que ça donne.

Modifier le rake revient donc

  • à modifier l'angle d'incidence du fuselage lorsque la planche est à l'arrêt (shéma n°2), 
  • modifier le "cabrage" de la carène lorsque l'on est en vol (shéma n°3)

Quel intérêt ?

Si on réglait les foils avec un Rake à 0 (ce qui arrive encore un peu trop souvent sur certains matériels que l'on a l'occasion de tester), on aurait les conséquences suivantes

  1. Lorsque l'on veut partir au planning, on se recule sur la planche pour pomper et cela a pour conséquence de légèrement enfoncer le cul de la planche dans l'eau. Si la planche est cabrée de 3°, on a aussi cabré l'aile du foil de 3° ... ce qui augmente de façon substantielle sa trainée, mais aussi sa portance. On va donc décoller avec moins de vitesse, mais il va falloir forcer plus pour vaincre cette trainée (plus de vent ou plus grande voile)
  2. Une fois en l'air, si on prend beaucoup de vitesse, on va devoir appuyer plus fort sur le pied avant pour donner une incidence légèrement négative à l'aile ... ceci afin de limiter sa puissance et ne pas sortir de l'eau. Automatiquement, on se retrouve avec une carène qui pique du nez. Je suis sûr que vous l'avez déjà observé sur les spots chez certains de vos collègues foileurs
  3. Lorsque l'on fait une touchette, plus ou moins brutale, la carène vient toucher l'eau d'un seul coup sur une grand partie de sa surface. Cela freine d'un coup, on il faut s'accrocher pour ne pas être projeté en avant ... sans compter que l'on s'est arrêté, et qu'il faut donc repartir sans vitesse

Mettre un Rake positif permet donc

  1. De limiter la trainée du foil au décollage
  2. D'éviter d'avoir un flotteur qui pique du nez quand on prend de la vitesse
  3. De limiter les coups de frein lors des touchettes, et améliorer la relance au jibe si on vient à toucher

Quelle valeur utiliser

Sur les foils modernes et bien conçus, on s'accorde à dire que l'optimum se situe sur des valeurs autour de 1,5 à 2,5°. Il est intéressant de faire des essais pour trouver l'angle qui correspond le mieux votre combo foil + board.

Nota. Dans ce post, je donne des valeurs positives pour simplifier, mais certains parleront avec des valeurs négatives. Pas de stress : ce n'est qu'une question de référentiel. Ce qui est important, c'est que si le fuselage est à l'horizontal , la carène est légèrement cabrée ... c'est à retenir.

Comment ça se mesure ?

Mesurer des angles de 1 ou 2° n'est pas évident, mais la technologie peut venir à votre secours. Voici la méthode que nous utilisons.

Tout d'abord, il est convient de repérer sur le fuselage du foil une zone plate qui semble alignée avec l'intrados de l'aile. Ce sera notre zone de mesure

Sur les foils comme le starboard, l'alpine ou le zeeko, il suffit de prendre la portion inférieure de fuselage située juste derrière l'aile avant

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Une fois votre foil inséré dans le boitier, foil en l'air et planche posée à peu près à l'horizontal sur ses straps, posez votre téléphone à plat contre la carène juste devant le boitier d'aileron. Cliquez alors sur le bouton de remise à zero de la mesure (le rond avec la petite croix à gauche de l'angle sur la photo ci dessus).

Ensuite, posez votre téléphone sur la zone de mesure du foil, et vous lirez automatiquement l'angle qu'il y a entre le plan de référence de votre fuselage et la carène .... tout simplement.

Nota : Les puristes de le mécanique des fluide feront très justement remarquer que prendre le plat du fuselage (ou le plat de l'intrados de l'aile) comme référence de mesure est un peu rapide et pas très juste. Cela ne correspond en effet à la réelle incidence nulle du profil. Je suis d'accord, mais c'est beaucoup plus comode comme ceci. L'important est de faire votre réglage en prenant toujours le même référentiel pour retrouver vos réglages préférées d'une nav' à l'autre.

Comment le régler

Cas d'un foil sans platine et qui ne s'appuie pas en fond de boitier

On considère ici le cas d'un talon de foil qui rentre en force et se cale sur les 2 faces latérales obliques du boitier (c'est le mode de fonctionnement standard du boitier Tuttle).

Dans ce cas, il suffit de serrer plus ou moins la vis arrière ou avant du talon pour incliner différemment le foil. Dans cette situation, il faut mesurer à chaque montage pour avoir un réglage constant d'une session à l'autre.

Cas d'un foil avec platine

La solution la plus courante consiste à confectionner des cales biseautées qui permettront de relever l'avant (le plus souvent) ou l'arrière de la platine pour arriver à la valeur voulue.

Pour ceux qui ont un foil à platine, mais qui préfèrent supprimer l'appui sous la carène (eh oui, j'en connais !), passer au cas numéro 3

Cas de foil sans platine et qui s'appuie en fond de boitier

C'est une situation de plus en plus courante pour 2 raisons

  • En viellisant, les boitiers en tendance à se déformer, et il arrive régulièrement que l'on passe d'un ajustement ultra serré à un talon qui descent trop dans le boitier (c'est valable aussi pour les ailerons TT).
  • Depuis que Cobra a créé ses boitiers "Foil Ready", ils sont passés à un boitier moins profond, et certaines marques de foil (dont Starboard) ont créé des talons qui viennent s'appuyer en fond de boitier ... ou presque.Par ailleurs, ces boitiers sont structurellement conçus pour accepter un appui en fond de boitier.

Dans cette situation, il faudra utiliser des cales à insérer entre le fond de boitier et le talon.

cale de rake

Vous pouvez des cales en coulant de la résine ou en prenant une empreinte avec de la pate à modeler en fond de boitier, mais le plus simple reste l'utilisation de cales empilables. Ces dernières permettront de modifier facilement l'angle de rake en fonction de l'épaisseur ou du nombre de cales utilisée. Elles permettent surtout d'avoir un réglage parfaitement reproductible d'une session à l'autre.

Dans tous les cas, l'utilisation des cales n'est nécessaire que sous la vis avant. La vis arrière étant en traction, le seul serrage de cette dernière suffit.

Nota. Nous conseillons cette solution de calage sans réserve sur les flotteurs dédiés au foil, et qui sont équipés de boitiers renforcés. Que ce soit du Flika ou du Cobra, nous avons éprouvé cette solution depuis des mois dans aucun problème structurel. Par contre, nous n'avons pas de recul concernant l'utilisation d'un appui en fond de boitier sur des anciens boitiers de flotteur de slalom.

Des cales toutes faites

Nous proposons désormais, avec l'aide de Nicolas Goyard qui les a mis au point, un jeu de cales de rake fournies dans une boite.

Le jeu contient 13 cales superposables réparties comme suit :

  • 1 cale de 8mm
  • 1 cale de 7mm
  • 1 cale de 6mm
  • 1 cale de 5mm
  • 1 cale de 4mm
  • 1 cale de 3mm
  • 1 cale de 2mm
  • 5 cales de 1mm

Les cales sont percées pour laisser le passage de la vis de talon. Elle sont produites dans un matériau très dur chargé carbone pour éviter tout écrasement ou usure.

Les cales sont rangées dans une boite avec un emplacement dédié pour chacune d'elles ... Tout est pensé pour éviter d'en perdre et surtout avoir un réglage reproductible et rapide à mettre en place. Avec ce produit, on peut faireface à la plupart des situations.

Réglage du rame

Réglage du rame

Considérations structurelles

Dès que l'on parle ou écrit au sujet du fonctionnement du boitier Tuttle, cela emmène à de nombreuses prises de positions concernant la qualité de l'assemblage.

Les scientifiques dans l'âme vous expliqueront que l'assemblage conique est le meilleur. D'autres qu'il devrait être doublement conique pour être de qualité (cas du boitier probox). On pourrait aussi ajouter qu'un appui en fond de boitier est une hérésie concernant le talon Tuttle puisque le boitier n'est pas fait pour cela (système hyperstatique ...) etc. etc.

Toutes ces remarques sont pertinentes, et théoriquement justes. Dans les faits, le système d'assemblage Tuttle n'est pas parfait, mais il est là et on fait avec. Les solutions que nous présentons ici fonctionnent parfaitement, y compris l'appui en fond de boitier. Nous avons testé ces solutions depuis des mois et ça marche sans risque pour la structure des planches ni du foil, donc pourquoi s'en priver ?

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Olivier Dreyfus 24 septembre 2018 at 10:34
Une incidence sur le près?
Eric COLLARD 24 septembre 2018 at 10:34
pas directement.
jason 24 septembre 2018 at 10:34
Great read and something I had considered adjusting but never understood the consequences of what it would do. Thanks for enlightening me. One question, would you say adjusting the rake would help with high speed lift? Currently at high speed alot of lift begins to generate and alot of front foot pressure is required. Does this rake modification do anything to settle this?
Eric COLLARD 24 septembre 2018 at 10:34
no link with overpressure on front foot. You will have to play with rear wing setting (coming in the next tutorial)
FAVRIE 24 septembre 2018 at 10:34
Bonjour, je suis entaineur sur des catamaran classA volant et les valeurs sont pratiquement identique si ce n'est que pour nous les valeurs que vous donnez sont de valeurs négatives. Pour faire simple le foil incliné vers le bas/au plat de carené négatif. Et incliné vers le haut positif . je pense que vous avez fait une petite erreur.
Eric COLLARD 24 septembre 2018 at 10:34
Positif ou négatif, c'est juste une question de référentiel. Ce qui est important, c'est que si le fuselage est à l'horizontal , la carène est cabrée
Stéphane Riccobono 24 septembre 2018 at 10:34
Salut Éric. Juste pour être plus précis : il faut savoir que mettre l'intrados de l'aile avant à zéro (Le dessous du profil) génère de la portance malgré tout, car le profil n'est pas symétrique. Ce n'est donc pas juste le stab déporteur qui combat le poids situé en avant de l'aile, mais l'aile avant qui porte aussi malgré tout. Mais c'est bien de faire ce genre d'article, ça démystifie un peu. À bientôt à Serre-Ponçon, on y monte le 14 juillet pour 3 semaines, tu y passeras ?
Christophe 24 septembre 2018 at 10:34
Juste une petite critique concernant la surface de référence utilisée sur le foil. L'intrados du profil n'est pas la bonne référence puisqu'en fonction de la forme du profil il ne donne pas l'angle d'incidence exact. La référence doit être prise entre le bord de fuite et le centre du bord d'attaque. Sur certains profils, l'erreur peut être significative.
Phil K 24 septembre 2018 at 10:34
bonjour, sur mon select avec platine de carene,j ai utilisé de la chambre a air automobile decoupéé a la forme ovale de la platine : 3 epaisseurs ovales colléés pour l avant, une seule à l arriere...
Jpollock 24 septembre 2018 at 10:34
Check out Delta Hydrofoils you tube videos regarding shimming a Hydrofoils and measuring relative angles of wings.
Jérome 24 septembre 2018 at 10:34
Marrant je suis assez peu en accord sur le faite qu'il faille laisser tomber ce réglage si l'on débute! je pense bien au contraire que pour se faciliter l'apprentissage il convient d'avoir un ensemble planche / foil plutôt bien réglé. surtout si l'on dispose d'un foil sans platine avec un talon n'allant pas au fond du boitier ! ex Starboard 122 et GT carbone. A chaque tour de vis av ou ar l'angle bouge !!!