Fire Arrow

22 août 2014

Depuis un peu plus d’un an, je suis en contact avec Doug Lord qui travaille sur un nouveau modèle de trimaran radio commandé à hydrofoils. Il m’a envoyé des informations suite aux premiers essais de son dernier projet : Fire Arrow. C’est le bon moment pour parler de ces réalisations.

For more than one year, I am in contact with Doug Lord who is working on a new radio controlled hydrofoil trimaran. He just sent me news about the first trials of his last project: Fire Arrow. It’s the good time to talk about his realizations.

Doug et ses projets – Doug and his projects

Doug vit en Floride. Il a dessiné, construit et fait naviguer des hydrofoils radio commandés depuis 1995. Beaucoup beaucoup d’heures d’études, de dessins, de constructions… et comme il dit « 56 ans à naviguer et courir ». Il a développé et testé de manière intensive un grand nombre de modèle de voiliers radiocommandés équipés du « trapeze power ballast system » (system de ballast mobile, batterie + ballast se déplaçant sur deux tubes en carbone), entre autre pour un Moth foiler et un Scow ! Mais aussi des spinnakers et gennakers pour mono et multicoques mais surtout des hydrofoils radio commandées.

Doug lives in Florida. He designed, built and sailed RC foilers since 1995. Many many hours of study, design, building… and has he says “sailed and raced for 56 years”. He developed and extensively tested a number of RC sailing models using the « trapeze power ballast system » (movable ballast system, battery + ballast slid on two carbon tubes) for a Moth foiler and a Scow! But also, spinnakers and gennakers for mono and multihulls and especially hydrofoils RC models.

Trapeze power ballast system

Trapeze power ballast system

Monocoques Microsail avec spinakers - monohulls with spinnaker

Monocoques Microsail avec spinakers – monohulls with spinnakers

Système de spinnaker Hoyt-Lord - Hoyt-Lord spinnaker system

Système de spinnaker Hoyt-Lord – Hoyt-Lord spinnaker system

Doug à créé MicroSail la première société au monde à proposer un modèle réduit à foils (F3), les premiers spinnaker et spinnaker asymétriques sur un bateau de production… Malheureusement, la société Microsail a été dans l’obligation de cesser son activité.

Doug founded MicroSail, the first company in the world which proposed a RC sailing foiler (F3), the first symmetrical spinnaker and asymetrical spinnaker on a production boat… Unfortunately, MicroSail Company has been forced to close down.

Lancé en 2000, F3, fonctionnait à merveille et était équipé de foils type Bradfield. Le foil du safran était équipé d’un foil avec palpeur trainé qui régulait automatiquement les influences du gréement.

F3, “launched” in 2000, worked perfectly and was equipped by Bradfield foils. The rudder foil was a trailing foil and automatically adjusts to the pitch influence of the rig.

Couverture de Model Yachting - Model Yachting cover

Couverture de Model Yachting – Model Yachting cover

Foils du F3 et sa baguette - F3 foils and wands

Foils du F3 et sa baguette – F3 foils and wands

 VIDEO

RC sailboats-advanced-designs by Doug Lord

Fire arrow

Fire arrow est le dernier développement de Doug. C’est un modèle réduit d’un trimaran prévu pour être plus large que long : 19.5 pieds ou 5.9436 m (longueur hors tout 5.5’ – 1.6764 m ; largeur 6.7′ – 2.0422 m ; SV 23.5 sq.ft -2.2 m², poids  21.13 lb – 10.5 kg). Droug a dessiné une forme de flotteur spécifique qui doit permettre d’aider le bateau à rester stable dans les conditions de navigation difficiles si le foil est momentanément « dépassé ». Cet hydrofoil est en configuration bi foiler pour la coque centrale avec un foil en T équipé de deux « trainard » (comme ceux qui équipent les Moth) et un safran en T. Les flotteurs sont équipés de foils incurvés type L, inspirés des foils principaux de TNZ. Mais sur Fire Arrow, ils ont une courbe plus importante sur la partie antidérive qui devrait donner au foil une très grande zone de fonctionnement et normalement sans nécessité d’ajustement d’incidence. Ils sont proches des traditionnels foils en V qui percent la surface. Peu après le décollage, les foils des flotteurs commenceront à supporter 80 % du poids de bateau, laissant au foil principal et au safran le soin de réguler l’assiette.

Fire arrow is the latest Doug development. It’s a scale model of a 19.5 foot oversquare trimaran (Loa 5.5′, Beam 6.7′, SA 23.5 sq.ft/2.2 sq.m, Weight 21.13 lb/10.5kg). Doug drew a special ama design, which should help the boat to stay stable in rough conditions if the foil be momentarily overpowered.This foiler uses a bi-foiler arrangement on the main hull, with T-Foil with dual midship wands (surface sensor like a Moth) and a rudder T foil. The amas are equipped with curved L foil inspired by TNZ main foil. But on Fire Arrow, they have greater curve to the daggerboard that should give the foil a very good range and normally not requiring angle of incidence adjustment. They will be closer to a « traditional » surface piercing foil. The amas foils will start to support 80% of the boat weight soon after takeoff, leaving the main foil free to control pitch along with the rudder foil.

Fire Arrow

Fire Arrow

L’objectif principal du projet est que le modèle réduit (et dans le futur le trimaran à l’échelle 1) puisse décoller avec 5/6 nœuds de vent grâce aux foils de la coque centrale. Dès que la coque centrale sera décollée, le bateau doit accélérer, ce qui commencera à soulager le foil principale, réduisant la trainée. A probablement 10-12 nœuds, le foil principale sera soulagé à 100% et les foils des flotteurs supporteront la majorité du poids du bateau. Cette configuration doit permettre de réaliser un trimaran très large (rapport largeur / longueur : 1.2), pour faire voler la coque centrale dans le petit temps. Si le vent augmente, la grande largeur permet d’obtenir un fort rappel et le foil principale est en mesure de créer une portance négative qui augmentera le moment de rappel.

The main goal of the project is to take off the model (and the future full size boat), in light wind under 5-6 knots of wind, thanks to the main hull foils. As soon as the main hull lifts off, the boat accelerates, begin to unload the main foil and reducing drag. At probably 10-12 knots, the main foil is 100% unloaded and the amas foils are carrying most of the load. This configuration allows a very wide trimaran (beam about 1.2 times length), to fly the main hull in much lighter wind. If the wind increases, the wide beam provides exceptional righting moment the main foil can create down force which should bring extra righting moment.

Fire Arrow en vol - Fire Arrow during flight

Fire Arrow en vol – Fire Arrow during flight

Foil “I flap” – “I flap” foil

Les foils des flotteurs sont basés sur la configuration des foils en L, aussi appelées “Uptip geometry”. Ces foils ont des “flaps intégrés” pour donner de la portance à très petite vitesse ou pour une très faible dérive. L’idée est que quand l’extrémité du foil sort de l’eau, la plus grande partie de la surface, qui génère la trainée, est hors de l’eau. La plupart des foil « Uptip » ont que le bateau dérive pour correctement fonctionner mais cela ne fonctionne pas à basse vitesse. Doug a prévu de tester le même foil mais sans volet incliné (15°). Doug explique « Aux USA, dans beaucoup d’endroits, le vent « normal » est de 10 nœuds ou moins ! ». C’est pourquoi Doug teste cette configuration normalement capable de voler avec 5 nœuds de vent ou moins ! Le « I flap » est une idée expérimentale, si Doug trouve une meilleure solution, avec moins de trainée, il n’utilisera pas le volet de bord de fuite. Ce foil a une grande surface sur la partie horizontale. La largeur est plus importante sur cette partie que sur la partie verticale. L’allongement semble être faible, mais Doug explique cette forme par l’allongement effectif de ce type de foils. Pour Doug et Greg Ketterman, le réel allongement est basé sur toute la portion immergée du foil. Greg à expliqué à Doug que l’arrondi entre la partie verticale et la partie horizontale du foil permet d’obtenir un allongement efficace important.

The amas foils are based on “L foil” or “Uptip” geometry. They have “integrated flaps” to allow lift at very slow speed or no leeway: “I flap”. The idea is that as the tip breaches the surface the high drag portion of the foil would come clear of the water. Most « UptiP » foils require leeway to work well, but it doesn’t work at low speed. Doug planned to test the same foil but without the 15 degree flap. Doug explains: « In the USA in many areas the « normal » wind is 10 knots or less”. That’s why Doug tries a configuration normally able to fly with 5 knots or less! The I-flap is an experimental idea, if Doug finds a better solution, with less drag, he will not use the flap. This foil has a big surface on the horizontal part. The width is largest on this part than on the vertical zone. The aspect ratio seems to be low, but Doug explains the form of his foil by the effective aspect ratio of this type of hydrofoils. For Doug, and Greg Ketterman, the real aspect ratio is based on the whole immersed portion of the foil. Greg explained to Doug that the radius between the vertical and horizontal portions of the foil allows a high effective aspect ratio.

Pourquoi le nom d’I flap” ? – Why “I flap” name?

Le nom « I Flap » a été choisi par Doug pour : « intrinsic flap » ou « flap Incorporé ». C’est un « volet » moulé sur le foil.

The name « I Flap » was chosen by Doug for represent: « intrinsic flap ». It’s a flap molded onto the foil.

Foil “I flap” et possible évolution de la surface - I flap foil and a possible evolution of the surface

Foil “I flap” et possible évolution de la surface – I flap foil and a possible evolution of the surface

 VIDEO

MPX Fire Arrow First Full Flying Foiling on video

Conclusions

Voici un concept original qui utilise les avantages de différentes configurations de foils et de systèmes de contrôle. Fire Arrow est toujours en phase de développement, j’espère que Doug va rapidement trouver le mode d’emploi et les ajustements nécessaires pour passer à l’étape suivante : le modèle à l’échelle 1…

Plus de détails sur les pages de Boatsigns.net et plus particulièrement celle-ci :

What I expect out of this test model

Here is an original concept that utilizes the benefits of different configurations of foils and control systems. Fire Arrow is still in development phases, We may only hope that Doug is going to found quickly the » instructions of use » and the necessary adjustments to move to the next step: the scale model 1…

More details on Boatdesign.net and especially on this page:

What I expect out of this test model

Version FR/EN !?!

Pour être sur du contenu de cet article, je l’ai écris en anglais pour avoir la validation de Doug (désolé pour la qualité de la traduction). Merci Doug pour ton aide.

To be sure about the content of this article, I wrote it in « English » to have the validation of Doug (sorry for the quality of the translation). Thanks Doug for your help.

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