Comment Foilmaker calcule-t-il son bridage ?

C'est une question qui ressort souvent, aussi ai-je décidé de faire une petite doc là-dessus. Avec Rhino, bien sûr. J'ai utilisé Foilmaker 1.6.0 final release. Les 4 exemples sont issus d'une même base, seuls les réglages de tow point et Xcp changent. La canopée est plate, et le nombre de caissons peu important. La courbe de bord d'attaque est exagérément prononcée, pour bien mettre en évidence les variations.

Attention : les notations utilisées dans ce chapitre ne correspondent pas à celles utilisées sur le reste du site (en particulier les notions de tow point et de Xcp). Elles correspondent aux notations Foilmaker.

Jeu de test : 4 fichiers Foilmaker disponibles ici.

 Premier cas :
   tow point central = 25%
   tow point oreille = 25%
   Xcp central = 25%
   Xcp oreille = 25%

Sur cette version, tous les profils ont un angle d'attaque de 0 degré, ce qui est normal. Les droites vertes verticales représentent la projection des 'tow points' et 'Xcp' (ce sont les même, à 25%) du profil central et du profil extérieur.

Avec ces deux points, on peut tracer un rectangle situé à la distance spécifiée en Y du bridage secondaire. Pour calculer cette longueur, il suffit de prendre l'envergure (ici 4997mm) et d'appliquer le pourcentage donné par l'onglet 'Secondary bridle' (67%). On obtient donc 3348 mm.

Pour le calcul du bridage, la première chose que fait Foilmaker est de calculer le point de réunion des brides secondaires. On voit que le point de réunion des brides secondaires est situé le long de la droite découpant le rectangle en deux (les deux rectangles constituant le plus grand ont exactement la même taille). La position exacte sur cette droite est calculée par Foilmaker et ne peut pas être modifiée (à la grande déception de certains).

Le bridage est ensuite constitué de la façon suivante : le point ainsi trouvé est relié aux Xcps (ici à 25% des profils, sur la corde) ce qui donne le bridage secondaire. Le bridage primaire est ensuite créé en reliant un point sur les secondaires (selon la configuration des Y du bridage primaire) et les A,B,C.

En conclusion, on peut dire qu'aucun des profil n'a finalement un tow point 'réel' situé à 25%, sauf peut-être un profil du milieu de la demi-aile, par hasard (exception faite des voiles rectangulaires). Par 'tow point réel', j'entends la projection du point situé à 25% de la corde du profil perpendiculairement à cette corde.

 Deuxième cas :
   tow point central = 25%
   tow point oreille = 50%
   Xcp central = 25%
   Xcp oreille = 50%

Dans ce cas, le tow point est calculé exactement de la même façon que précédemment, avec une projection du point situé à 50% de la corde pour l'oreille. Il n'y a pas d'autres différences.

Le rectangle bleu, c'est celui de l'exemple précédent, que j'ai incorporé dans le dessin pour permettre la comparaison.

En tout cas, ici on a pas de vrillage, car pour nos deux profils références (central et oreille) le paramétrage du tow point (en pourcentage) est égal au paramétrage du Xcp (en pourcentage aussi). La seule chose qui change, c'est donc la position du point de rencontre des primaires ; et le bridage, par conséquence.

 Troisième cas :
   tow point central = 25%
   tow point oreille = 50%
   Xcp central = 25%
   Xcp oreille = 25%

Le calcul du point d'intersection des secondaires reste le même, basé sur les valeurs de Xcp (et pas celles du tow point). Par contre, ici, on obtient une voile 'vrillée', c'est-à-dire que l'angle d'attaque des oreilles n'est pas de 0 (zéro) mais positif. De combien ? Merci à DAG pour sa formule : Arctan( (towPoint(%) - Xcp(%)) / Longueur du bridage primaire(%) ). Soit ici Arctan(0.25)=14.03°. Pour ceux qui préfèrent un dessin :

Bien sûr, cet angle de vrillage évolue en fonction de la canopée graduellement, c'est-à-dire selon la variation du tow point ET du Xcp. En conséquence, il faut ces valeurs évoluent de façon uniforme tout le long de la canopée. Attention, ce n'est pas le cas en standard sous Foilmaker ! Par défaut, les variations de tow point se font 'by position' (selon la position du profil sur l'envergure) et les variations de Xcp 'by chord' (selon la longueur de la corde des profils).

Axe de réflexion pour les courageux : est-il plus judicieux de calculer le vrillage uniquement à partir de la longeur du bridage primaire, ou faudrait-il mieux tenir compte aussi de la longueur des secondaires ?

Ici, on voit bien que c'est le Xcp qui sert de base pour relier le bridage, et pas le tow point. On voit bien l'angle entre le profil central et l'oreille (les cordes sont en rouge). Notez que la rotation du profil se fait autour du Xcp.

 Quatrième cas :
   tow point central = 25%
   tow point oreille = 25%
   Xcp central = 25%
   Xcp oreille = 50%

C'est la même chose que précédemment, à la différence que l'angle est négatif (car tow point - Xcp < 0 ). Le vrillage est négatif.

Ici, on voit que le bridage secondaire est relié 'virtuellement' au Xcp (ligne violette). L'angle du bridage secondaire par rapport au bridage primaire peut paraître étrange, mais l'exemple n'est pas choisi pour donner quelque chose de réaliste.

Conclusion

La façon dont Foilmaker réalise son bridage ne correspond pas à la façon exposée sur ce site, où le vrillage est calculé en fonction de la position du profil de façon à conserver un tow point constant. Ne comptez pas sur moi pour porter un jugement de valeur sur le fonctionnement de Foilmaker, ce n'est pas mon but ici. A vous de vous faire votre propre opinion. L'important, au final, c'est que ça vole ! Pour ma part, je continue sous Rhino avec ma technique, mais ce n'est pas sûr que mes voiles volent mieux que les autres ...