Afin
de mieux comprendre le rôle de ces appendices, il faut les considérer
comme des ailes d’avion; seulement, au lieu d’agir dans l’air, leur milieu
d’action est l’eau.
En
1951, un autre Wright, américain lui aussi, réussit un véritable
exploit: ayant réuni deux coques de canoë munies de plans porteurs,
le tout équipé d'une voile, il s'élance pour "un vol"
sur la mer qui va durer... "une longue minute". Puis, simultanément,
la marine de guerre et le transport
maritime développent cette technique de l'hydrofoil qui présente
l'avantage d'une stabilité accrue et d'une vitesse plus importante.
Par la suite, la recherche va progresser sur des engins de taille réduite.
Incontestablement, les hydrofoils parviennent à voler. Mais quant
à maîtriser les paramètres de leurs vols, c'est une
autre histoire…
Explications :
La
grande stabilité de ce type de foils découle du fait qu'ils
sont à portance variable:
Cas
n°1:
La
surface immergée est importante, de ce fait la portance est
élevée: nous sommes ici en phase de décollage
et, donc, la vitesse est faible. Peu à peu le bateau va commencer
à déjauger et, de fait, à prendre de la vitesse. Plus
le bateau accélère, moins le foil a besoin de surface immergée
pour assurer la portance du bateau: ce dernier va alors s'élever
et la surface immergée du foil va se réduire, ce qui nous
amène au...
Cas
n°2:
La
surface portante du foil réduite + la vitesse élevée
= le poids du bateau.
Tout
est équilibré et, en cas de perte de vitesse, le foil va
immédiatement redescendre pour la compenser par une plus grande
surface de portance.
La
dépression sur l'extrados (face supérieure) du foil en V
est telle, qu'il se peut créer une poche d'air (la pression est
si faible que la force aspire l'air se trouvant à la surface) :
La
ventilation est un phénomène complexe, apparaissant à
toutes les vitesses, qui entraîne une diminution de la portance:
l'air se mélange à l'eau (cf.: ventilation) et cause une
diminution de la densité de cette dernière. L'eau n'est alors
plus capable de supporter le poids du navire.
On
connaît mal ce phénomène car il y a peu de données
expérimentales disponibles: sa modélisation informatique
est actuellement quasi impossible du fait de son extrême complexité.
La cavitation
Comme nous venons de le voir, une forte dépression est générée sur l'extrados foil. Cela entraîne un phénomène appelé cavitation: l'eau se met à bouillir et s'évapore.
Explication: un corps reste liquide si la pression exercée sur lui est suffisante. Mais, si l'on rempli à moitié un récipient dans lequel on fait le vide (il n'y a plus de pression de l'air), une partie du liquide s'évapore instantanément. Cette évaporation s'arrêtera cependant à un certain moment, dit point de saturation (ou de vapeur saturante). A ce point, la pression exercée sur le liquide par le liquide évaporé est trop forte pour que l'évaporation continue.( extrait du QUID )
Exemple: si, à l'altitude 0 m (pression atmosphérique normale), l'eau bout à 100°C; à 6080 m (pression atmosphérique réduite) elle s'évapore à 80°C. Vous imaginez alors ce qui se passe sur l'extrados du foil, où la dépression est énorme.
conséquences de la cavitation:
