Qu'est-ce que l'hydrofoil ?
La mécanique est un domaine qui, à la fois, utilise et produit des équipements motorisés pour rendre les tâches moins pesantes. Au nombre des machines ou engins appartenant précisément au secteur de la mécanique des fluides, il faut mentionner l’hydrofoil qui est une nouvelle invention. Voici la description de l'équipement.
A quoi sert un hydrofoil ?
Encore appelé foil, l’hydrofoil est comme une aile mobile, une surface portante qui peut se déplacer dans l’eau. Pendant ce déplacement, la vitesse ou le mouvement crée une portance hydrodynamique sur l’hydrofoil. Comme tel, les hydrofoils sont capables de soulever une planche de windsurf, la coque d’un bateau, etc. Les foils sont capables non seulement de soulever les charges, mais de les porter hors de l’eau. Le plus grand avantage que contient l’utilisation de cet équipement réside dans sa capacité à amenuiser les frottements et à limiter la puissance requise pour mettre en route tout le kit.
Les caractéristiques d’un hydrofoil
En tant que compositions mécaniques, les hydrofoils sont reconnaissables à partir d’un certain nombre de traits distinctifs. Ils ont un angle d’incidence, un profil et des coefficients hydrodynamiques.
L’angle d’incidence des hydrofoils
Sur chaque hydrofoil, l’angle d’incidence représente l’angle qui est à cheval entre l’écoulement et la corde de profil. Il s’agit plus exactement de la corde droite qui relie le bord des fuites au bord des attaques. Quelle est exactement la mesure de cet angle ?
En réalité, la valeur de cet angle va de pair avec le profil et l’aplanissement ou l’allongement du foil. Les angles d’incidence des gouvernails ont une valeur nulle (c’est-à-dire zéro), quand les gouvernails se situent dans l’axe des bateaux. En effet, les gouvernails sortent des surfaces verticales. Toutefois, cette valeur peut changer lorsqu’un bateau avance en crabe, (dérive et sort de sa direction). Lorsque l’incidence (ou la pente) s’agrandit, la portance fait de même. Elle augmente avec l’incidence. Et lorsqu’elle atteint un certain niveau, l’écoulement se décolle, les filets d’eau se décrochent et on assiste in extremis à la perte de la portance.
Les coefficients hydrodynamiques
Il existe deux types de coefficients hydrodynamiques au niveau d’un même foil. Il s’agit du coefficient de portance (noté Cz) et du coefficient de traînée (noté Cx). La valeur du premier (ordinairement entre 0,4 et 0,7 ordinairement entre 0,4 et 0,7) est tributaire de trois éléments :
La masse ;
La surface portante ;
La vitesse.
Quant au coefficient de traînée de l’hydrofoil, il dépend entièrement du profil, la rugosité de la surface de portance, de la traînée provoquée par la portance et de la position (proximité ou non) de la surface.
Le profil des hydrofoils
On appelle profil de foil sa section longitudinale. Le profil reste habituellement dans une position parallèle à la vitesse. Il est défini par ses spécifiés géométriques et hydrodynamiques, c’est-à-dire la cambrure, l’épaisseur relative et la distribution de l’épaisseur.
Les familles d’hydrofoils
Il existe deux familles de foil : les foils à surface instable et les foils à surface stable et immergé. Les hydrofoils de la première catégorie sont munis d’échelle et de plans superposables. Il s’agit des anciens modèles déjà délaissés en raison de la difficulté que contient leur fabrication. La traînée de ces foils est bien souvent trop forte et cela provient des interactions entre les plans et montants. Quant aux foils de la seconde famille, ils sont généralement en « T à l’envers ». Leurs surfaces sont fixes et permettent de barrer l’effet des frottements et des vagues.