vendredi 13 avril 2012

AMERICA'S CUP - AC45 PLANS - AC45 LINES AND SAIL PLAN - ACWS CATAMARAN

©François Chevalier


















When I drew up these plans on layer, I have watched moulds of the hulls that everybody could watch of the official website. So I was able to draw the lines plan with relatively good accuracy. As soon as the boat got his beams, I was able to finalize the deck plan.

The development of the AC45 lines plan, computer designed should answer to multiple purposes in order to be able to maneuver leeward with the windward hull well above water. The bow should be as narrow as possible without to run into the first wave and to give crew and wing a toss! Thus the half forward part of the hull needed significant reserve buoyancy.

Indeed, in contrast to the C Class catamaran, the AC45 owns a generous headsail wardrobe. To reduce frictional surface with the water, the shape of the bottom should be as round as possible without being too deep. In the same way, the top of the hull should allow the best water flow that would over-helm the bow. From the central beam, the hull forms are slightly flatter in order to facilitate surfing but also sufficiently round for reducing the wetted surface.

In view of the he power of the wing, as soon as its incidence is trim with a maximum lift, the aft volumes are never sufficient to prevent the boat cambering. In the opposite, there are never enough forward volumes to avoid diving during collision with a wave at full acceleration.

For maintenance and reliability reasons, the wing of an AC45 has a deliberately simplistic conception. It has only two mobile profiles while 24 years ago the catamaran Stars & Stripes had a wing fitted with a trailing edge steerable on the profile support. The crews have enjoyed to the practical implementation of this first step aboard these new generation racers. It will be quite different aboard the AC72. Here, the conception of the wing elements is free but inside a fairly strict perimeter. We will talk about later.

To conclude, it should not be difficult to design a faster catamaran than the AC45. However it was not the goal, and despite the above, it is a fantastic toy!

By François Chevalier

AC 45 data:

Designers: Oracle Design Team & Mike Drummond
Builder: Core Builders (NZ), Cookson Boats (NZ)
Launching date: January 17th, 2011
Type: Wingsail catamaran
LOA: 44.13’
LWL: 44.13’
Beam: 22.6’
Draft:
Displacement: 1.400 kg
Mast height: 70.5’
Sail Area – wing + reacher: 1430 sq. ft. (up wind)
Sail Area – wing + gennaker: 2,259 sq. ft. (down wind)
©François Chevalier
Pour réaliser ces plans, dessinés sur calque, j’ai observé la construction des moules des coques que tout le monde a pu voir sur le site officiel et ainsi j’ai pu dessiner le plan de formes avec une assez bonne précision. Dès que le voilier a reçu ses poutres, j’ai pu finaliser le plan de pont.

L’élaboration des plans de formes de l’AC45, conçus sur ordinateur, devait répondre à plusieurs impératifs pour pouvoir manœuvrer sous le vent, avec l’autre flotteur bien au-dessus de l’eau. L’avant devait être le plus fin possible, sans pour autant se planter dans la première vague et envoyer l’équipage, et l’aile, ad patres. Donc il fallait une bonne réserve de flottabilité sur la moitié avant.



En effet, contrairement aux catamarans de la Class C, l’AC45 possède une généreuse garde-robe de voiles d’avant. Pour réduire les surfaces de frottement avec l’eau, la forme de la carène devait être la plus ronde possible, sans être trop creuse. De la même façon, le dessus devait permettre le meilleur écoulement des eaux qui ne manqueraient pas d’envahir l’étrave. À partir de la poutre centrale, les formes de la carène sont légèrement plus plates, afin de faciliter le planning, tout en restant suffisamment arrondies pour diminuer la surface mouillée.

Vu la puissance de l’aile dès que son incidence est réglée avec un maximum de portance, il n’y a jamais assez de volumes à l’arrière pour éviter que le voilier se cambre. À l’inverse, il n’y a jamais assez de volume à l’avant pour empêcher un enfournement lors d’un choc dans une vague en pleine accélération.

L’aile des AC45 est volontairement, pour des raisons de maintenance et de fiabilité, d’une conception simpliste, avec juste deux profils mobiles, alors qu’il y a 24 ans, le catamaran Stars and Stripes possédait un bord de fuite orientable sur le profil porteur. Les participants ont apprécié cette étape de mise en condition de ces engins de la nouvelle génération, il en sera tout autrement sur les AC72 où la conception des éléments de l’aile, à l’intérieur d’un périmètre assez stricte dont nous en reparlerons bientôt, reste libre.

En conclusion, il ne serait pas bien compliqué de concevoir un catamaran plus performant que l’AC45, mais ce n’était pas le but, et c’est, malgré tout ce qui vient d’être dit, un sacré engin !



Par François Chevalier




Fiche technique de l’AC45 :


Architecte : Oracle Design Team et Mike Drummond
Chantier : Core Builders (NZ), Cookson Boats (NZ)
Mise à l’eau : 17 janvier 2011
Catamaran à aile rigide
Longueur : 13,45 m
Flottaison : 13,45 m
Bau : 6,90 m
Tirant d’eau : 1,34/2,40 m
Déplacement :  1,4 t
Hauteur de l’aile : 21,5 m, augmentée d’un élément de 4 m
Voilure, Aile + reacher : 133 m2
Voilure, Aile + gennaker : 210 m2

©François Chevalier

mardi 10 avril 2012

WINGS & WING SAILS – AC45 versus AC72 - USA-17 - ARTEMIS - GITANA XII - MOD70


For quite some time now, the size of the AC72 is subject of recurrent criticisms: huge size, maneuverability delicate if not dangerous, tremendous costs, and so on.


By François Chevalier & Jacques Taglang.

Though we would prefer to avoid argument on terminology, few clarifications should be made:

The AC72 (catamaran of 72’ LOA) is only 2 feet longer than the MOD70 (MultiOneDesign 70 – trimaran of 70’ LOA). We must note that to date 7 teams have announced they will race the 2012 season.

Of course, the air draught of the AC72 is 131.23’ high to be compared to the 95.15’ of the MOD70. But this has nothing to do with the excessiveness of Oracle USA-17, the 2010 winner of the Cup, its very top emerging at 223’, that means 91.86’ beyond the one of the future AC72.

Of course, the air draught of the AC72 is 131.23’ high to be compared to the 95.15’ of the MOD70. But this has nothing to do with the excessiveness of Oracle USA-17, the 2010 winner of the Cup, its very top emerging at 223’, that means 91.86’ beyond the one of the future AC72.

But let’s go back to the air draught of the AC72. So we have to look at the evidence: the race course of the America’s Cup is close to the coast, in front of a race committee deciding at its sole discretion if the race can be sailed or not. On the opposite the sail plan of the MOD70 has been adapted in order to provide more safety when ocean sailing. For more safety it has been reduced by 5% regarding the trimaran ORMA60 (100’ of air draught)! (Have a look on the yellow doted lines on the drawing of the Gitana XII sail plan and the drawing of Artemis wingsail in the news dated of last March 30th and April 1st).

The America’s Cup has always been a competition for yachtsmen’s elite. The eleven crewmembers aboard the AC72 will have a lot to do! However the wingsail trim – technically demanding – should be kept out of their reach as soon as they will have mastered it (on that point the AC45 is more than a gadget!)

With the help of the economic crisis – in the thirties the America’s Cup was affected by the economic crisis (that didn’t prevent the advent of the J Class) then, it was also the case in the post war times (the advent of the 12 Meter in 1958) – all the teams will look for a constant cost control. The agreement between Oracle (USA) and Energy Team (FRA) is an excellent example.


©François Chevalier


Depuis quelques temps déjà, le format des AC72 fait l’objet de critiques récurrentes : gigantisme outré, manœuvrabilité discutable voire dangereuse, coûts exorbitants, etc.
Par François Chevalier & Jacques Taglang.


Sans vouloir entrer dans la polémique, il n’est pas inutile d’apporter quelques précisions :

L’AC72 (catamaran de 22 m hors tout) ne mesure que 61 cm de plus que les MOD70 (MultiOneDesign 70 – trimaran de 21,20 m de longueur hors tout). A noter que, pour le moment, 7 équipes se sont annoncées pour disputer la saison 2012.

Certes, le tirant d’air de l’AC72 affiche 40 m contre 29 m au MOD70. Mais cela n’a rien à voir avec la démesure d’Oracle USA-17 le vainqueur de 2010 qui pointe le haut de son mât à 68 m soit 28 m au-delà de celui du futur AC72 !

Mais revenons au tirant d’air de l’AC72. Il faut se rendre à l’évidence : l’America’s Cup se dispute selon un circuit côtier, devant un jury de course qui maîtrise à tout moment la décision de donner ou non le départ d’une régate, voire de l’annuler si les conditions météo empirent durant l’épreuve. A l’inverse, le plan de voilure du MOD70 est adapté à un programme océanique. Pour plus de sécurité, il a été réduit de 5% par rapport aux trimarans ORMA60 (30,48 m de tirant d’air) ! (Voir le pointillé jaune de la voilure de Gitana XII sur le dessin de l’aile d’Artemis dans les news du 30 mars et du 1er avril dernier).

Depuis toujours, l’America’s Cup est une épreuve ouverte à l’élite des régatiers. Les onze hommes d’équipage auront beaucoup à faire à bord de l’AC72. Toutefois, la manœuvre de l’aile – exigeante et technique – restera à leur portée dès lors qu’ils en auront acquis la maîtrise et que les préliminaires à bord des AC45 sont plus qu'appropriés !

Crise économique aidant – une situation que l’America’s Cup a déjà connue dans les années trente (cela n’a pas empêché l’avènement des J Class) puis, dans les années d’après guerre (entrée des 12 Mètre JI en 1958) – la crise économique donc, induira obligatoirement la recherche permanente de la maîtrises des coûts. L’accord passé entre Oracle (USA) et Energy Team (FRA) en est un bel exemple.



©François Chevalier