Swinging in Marblehead

Swinging in Marblehead

Peter Hinrichsen

Pendolamento a Marbelhead (Massachussets)

Peter Hinrichsen

Introduction

The Lamboley swing test, which measures the position of the centre of gravity, CG, and the gyradius, ρ of the hull, has been a standard part of Finn measurement at Olympics and Gold Cup regattas since it was introduced by Gilbert Lamboley in 1961.

For the 2001 Gold Cup, at Eastern Yacht Club in Marblehead, the tests were performed in a container with a system which is almost identical to that belonging to the Finn class. It was therefore initially surprising that many hulls which had previously passed Lamboley tests, were not passing.

The ensuing discussions and remeasurement with altered correctors, lead to unacceptable delays.

The equipment and procedure were therefore carefully checked, but nothing was found to be wrong.

We are now convinced that this problem was because modern Finnsters insist on their gyradii being within a few millimetres of the minimum combined with the heavy rain causing the wet hulls to gain weight in the middle and change gyradius.

Introduzione

Il test di pendolamento Lamboley, cioè quello che misura la posizione del centro di gravità, CG, e il gyradius, ρ dello scafo, fa parte delle misure standard per i Finn alle Olimpiadi e alla Gold Cup, sin da quando è stato introdotto da Gilbert Lamboley nel 1961.

Per la Gold Cup di Marbelhead nel 2001, i tests sono stati eseguiti in un container con un sistema (attrezzo) che e' quasi identico a quello della Classe Finn.

Ciò che ha sorpreso all'inizio era che molti scafi, che in passato avevano superato il test di Lamboley, ora non lo superavano.

Le discussioni che nacquero in seguito e le ri-misurazioni per correggere gli errori, portarono a ritardi inaccettabili.

Le procedure ed i sistemi vennero controllati con attenzione, ma non si riuscì a trovare nulla di errato.

Siamo ora convinti che quel problema sia nato perché gli attuali Finnisti insistono che il loro gyradii sia di pochissimi millimetri dal minimo. A Marblehead, le forti piogge avevano bagnato lo scafo causando un appesentimento dello stesso al centro e cambiando il gyradius.

For measurement we carefully set up the system and initially make measurements as quickly as possible.

If the hull passes, good, however, if it is close then more careful measurements which take time are made.

To measure to 10% takes 1 minute, to measure to 1% takes 10 minutes to measure to 0.1% takes half an hour and even then is difficult under regatta conditions.

The moral is to think carefully whether you really need to be that close to the limit, that measurement will require much more of your time, which could be better spent sailing.

To put this in perspective calculations of the pitch moment of inertia of the whole boat, and the contributions of each part, have been made.

After all it is the whole boat, with you in it, which pitches when you sail, not just the Lamboley tested hull.

Per le misurazioni abbiamo allestito con attenzione il sistema e inizialmente fatto delle misurazioni più in fretta possibile.

Se lo scafo passava, bene, ma, se solo si avvicinava alle misure, allora si procedeva con maggior accuratezza, cosa che prende tempo.

Per misurare con una accuratezza del 10% ci vuole 1 minuto; per misurare al 1% ci vogliono 10 minuti; per misurare al 0,1% occorre mezzora e anche così e' difficile in occasione di regate.

La morale e' di riflettere attentamente se veramente e' necessario essere così vicini al limite, le misurazioni richiedono troppo tempo, che e' meglio usare per la regata.

Per porre ciò in prospettiva sono stati eseguiti i calcoli del momento d'inerzia del beccheggio di tutta la barca aggiungendo ogni singola parte.

La conclusione e' che è la barca completa compresa la persona a bordo, che beccheggia quando è in regata, non il solo scafo come durante il test di Lamboley.

The Lamboley Test

When the hull is brought in for swing testing three quantities are measured:

I) the horizontal distance λ > 2100 mm that the CG is forward of the AMP (aft measurement point, i.e. the intersection of the keel line with the transom),

II) The pitch radius of gyration or gyradius ρ > 1100 mm of the hull and

III) the height h = (d - a) > 210 mm of the CG above the keel.

The latter, although a part of the rules has not up till now been checked at regattas, but be warned d and hence h will be measured in the future.

Il test di Lamboley

Per la prova di pendolamento vengono effettuate tre misure dello scafo:

1) la distanza orizzontale λ > 2100 mm se il CG e’ davanti a AMP (punto di misurazione a poppa – esempio: il punto di intersezione fra la linea di chiglia con la poppa),

2) il raggio d'inerzia dello scafo o gyradius ρ > 1100 mm

3) l’altezza h = (d – a) > 210 mm del CG dalla linea di chiglia.

Quest’ultima, anche se facente parte delle regole, fino ad ora non e’ stata controllata alle regate, ma attenzione d e h verranno misurate nel futuro.

The hull is suspended on knife edges by two hangers so that it is free to swing in pitch.

When the hull is hanging freely the CG is in the vertical plane of the knife edges, however, to determine if the weight is concentrated in the middle, or spread out to the ends one has to swing the hull like a pendulum and time the swings.

The period of swing, T, depends on two properties; the distance a that the CG is below the knife edges and the gyradius ρ.

By swinging the hull about two axes 200 mm apart and measuring the two periods T1 and T2 these two quantities can be calculated.

The Finn class has a chart which allows this calculation to be done, however, modern calculators can be programmed to do this, in my opinion, more precisely and quickly.

Lo scafo e’ sospeso ad un pendolo a doppio fulcro che possa oscillare nel senso di beccheggio.

Quando lo scafo è appeso il CG si trova sul piano verticale dei due fulcri ma, per determinare se il peso e’ concentrato al centro o da una parta o dall’altra, si deve far oscillare la barca e misurare il periodo di oscillazione.

Il periodo di oscillazione T, dipende da due fattori, la distanza a del CG dai due fulcri ed il raggio d'inerzia (gyradius) ρ.

Pendolando lo scafo su due assi distanti circa 200 mm e misurando i due periodi T1 e T2, si possono calcolare queste due misure (a e ρ ).

La classe Finn ha uno schema che permette questo calcolo, in ogni modo, moderni calcolatori possono svolgere la stessa funzione, a mio parere più velocemente e più accuratamente.

What does the weight distribution do?

In flat water nothing, only in waves when the boat rotates in pitch will the distribution of weight affect the motion.

If the weight is twice as far from the axis it's effect on the rotation is four times as big, i.e. it is important to remember that it depends on the square of the radii, i.e. distance from the axis of rotation. The gyradius squared is then the average of the squares of the radii of the mass of each part of the boat. The pitch gyradius is then a measure of the weight distribution, i.e. how far the weight is from the CG. As far as the pitching motion is concerned, the hull can be thought of as a dumbbell with two ends, each of half the hull mass, and at the gyradius either side of the CG, as shown in figure 1.

Cosa indica la distribuzione del peso?

Con mare piatto nulla, solo con onda, quando la barca ruota nel beccheggio, la distribuzione del peso incide sull’andatura.

Se il peso e’ due volte la distanza dall’asse, incide di quattro volte sulla rotazione, per esempio: e’ importante ricordare che dipende dal quadrato del radii, per e sempio distanza dall’asse di rotazione. Il gyradius al quadrato e’ dunque la media dei quadrati del radii della massa di ogni parte della barca. Il beccheggio gyradius e’ dunque una misura della distribuzione del peso, per esempio quanto distante il peso e’ dal CG. Per quanto concerne il movimento di beccheggio, lo scafo puo’ essere immaginato come una barra con pesi all’estremita’, dove ognugno rappresenta meta’ scafo, e al gyradius da una o l’altra parte del CG, come da figura 1.

Adding weight anywhere closer to the CG than the gyradius the dumbbell shrinks and your gyradius becomes less, while if you add mass at the bow and stern, i.e. farther from the CG than the gyradius, then it will increase.

If you want to reduce the gyradius then first think of weight which is as far from the axis as possible, i.e. for a whole Finn at the top of the mast. Taking away 100 gm there, i.e. from the sail headboard, will have the same effect on pitching as removing 800 gm from the transom.

Aggiungere del peso in prossimita’ del CG invece che al gyradius, l’effetto diminuisce e il gyradius si minimizza, mentre se si aggiunge peso a poppa o a prua, per esempio. piu’ distante dal CG del gyradius, allora si avrà un aumento.

Se si vuol diminuire il gyradius bisogna per prima cosa pensare al peso che si trova a maggior distanza dell’asse per esempio, per un Finn e’ la testa d’albero. Togliere da lì100 gm , per esempio, dalla penna della vela, avra’ lo stesso effetto di togliere 800 gm dallo specchio di poppa.

Figure 1

For a Lamboley test the hull is suspended from horizontal knife edges and two periods of oscillation T1 and T2 about two axes, a vertical distance b = 200 mm apart, are measured. The pitch gyradius ρ and the vertical position a of the CG can then be calculated using the above formulae or the Finn chart. With the hull horizontal the distance λ from the transom to the CG, and h = (d - a) from the keel to the CG, can also be measured.

Figura 1

Descrizione gia’ fatta nel secondo paragrafo ( Il test di lamboley)

Levelling and fore and Aft position λ of the CG

Many Finnsters feel that the hull must be accurately levelled for the test, but this turns out not to be that important.

We normally level the first boat very carefully and then measure the height of the bow (or transom) and mark this on a gauge.

Then all other hulls are adjusted so their bows are within a couple of cm of this height.

Now you could hang the hull vertically and you would still get the same gyradius (provided nothing moved), so levelling is not important for the gyradius measurement.

Livellamento della prua e poppa posizione λ del CG

Molti finnisti credono che per effettuare il test lo scafo debba essere accuratamente livellato, ma questo si e’ dimostrato non essere un fattore importante.

Noi, abitualmente, livelliamo molto accuratamente la prima barca, poi misuriamo l’altezza della prua (o poppa) e marchiamo questa misura su una livella.

In seguito, tutti gli altri scafi vengono sistemati in modo che le loro prue siano ad un paio di cm. da questa altezza.

Si potrebbe anche appendere la barca verticalmente, e si otterrebbe lo stesso gyradius (sempre ché nulla venga spostato), quindi livellare non e’ importante per la misurazione del gyradius

Next the value of a will only change by the secant of the tilt angle θ, and as all present a values are still well within the Finn rule this is not a problem.

For example if the bow is off by a huge 10 cm, the tilt is 2.4° and a will only increase by Δa = 0.6 mm which is smaller than we can measure.

Finally remember that even when the hull is tilted the CG is still in the vertical plane of the knife edges and the change in λ is Δλ = (λØ/2) which even for the bow again off by a huge 10 cm, leads to an error in λ of Δλ = 1.8 mm, so the measurers will be out by much less than this, and if the bow is down this is an increase in λ so in your favour! The moral of the story is that, yes the hull should be eyeballed level, but better than that will not make a measurable difference.

Per di più, il valore indicato cambia solamente dalla secante dell’angolo inclinato θ e dal momento che tutti rappresentano a, i valori sono nelle regole del Finn, questo non rappresenta un problema.

Per esempio, se la prua e’ fuori asse di 10 cm, l’angolo e’ di 2.4° e aumenterà solo di Λa = 0,6 mm che e’ minore di quanto si possa misurare.

Infine, bisogna ricordare che quanto lo scafo e’ inclinato il CG e’ sempre su un piano verticale dei due punti a coltello e il cambiamento in λ diventa Λλ= (λθ/2) che anche con la prua fuori di 10 cm, si arriva ad un errore in λ di Λλ = 1,8 mm, quindi la misura sarà fuori di molto meno di così. Se la prua e’ più bassa questo provoca un aumento in λ a favore. Il morale della storia e’ che: si che lo scafo ad occhio dovrebbe essere a livello, ma meglio di così non fa’ molta differenza.

Adjusting the Gyradius

If you come to measurement with your new Finn, which you have now personalised, and find that it does not pass the swing test, how should you adjust it to become legal? Most modern Finns carry the maximum corrector weights of 5 kg (typically as four pieces in the tanks at the traveller and the aft end of the cockpit), but as they get older tend to put on weight in the middle (somewhat like their owners).

The first thing is to check is that you are at the minimum weight (120 kg) and, if you are overweight, ask the measurer for permission to take lead out and record this on your certificate.

Keep the lead, or better still give it to the measurer so he can pass it on to one of your competitors!

Now if your bow is too light, i.e. λ < 2100 mm, move the correctors at the traveller forward.

This will change ? without changing the gyradius significantly.

Finally if you do not pass the swing test you have to move the correctors outwards from the CG, preferably to the transom.

Remember it depends on the square of the distance from the CG, so you get the maximum effect if you move the corrector all the way to the transom, or the bow.

If you have to add or remove mass it really pays to put it right on the transom or remove it from the traveller.

Think of drawing lines at ρ = 1100 mm forward and aft of the balance point of the hull which is about at the traveller.

Then adding weight outside these lines or removing weight inside these lines will increase the gyradius, and the converse is also true.

For instance adding a heavy compass at the front of the centreboard case actually makes things worse, as this is inside the lines.

Calibrare il gyradius

Se porti il tuo Finn per essere misurato, dopo che l’hai personalizzato e non passa il test di pendolamento, quali modifiche devi apportare per renderlo nelle misure?

La maggior parte dei Finn portano dei pesi correttori per un massimo di 5 kg. (in genere ci sono 4 pezzi nelle casse dove e’ posizionato il carrello scotta randa, a poppa del pozzetto), ma come le barche invecchiano tendono a metter su peso al centro (come i proprietari!).

La prima cosa da controllare è che lo scafo sia nel peso minimo (120 kg) e, se e’ sovrappeso, chiedi allo stazzatore il permesso di togliere del piombo annotandolo sul certificato.

Conserva il piombo, o meglio consegnalo allo stazzatore che lo dia ad uno dei tuoi avversari!

Ora, se la prua e’ troppo leggera, per esempio λ < 2100 mm. sposta i correttori dal carrello randa verso prua.

Questo cambia? (punto interrogativo nel testo) senza cambiare significativamente il gyradius.

In fine, se non passi il test di pendolamento, devi spostare i pesi correttori allontandoli dal CG, preferibilmente verso lo specchio di poppa.

Ricorda che dipende dal quadrato della distanza dal CG, cosi’ otterrai il massimo risultato se sposterai i correttori tutto verso lo specchio di poppa, o la prua.

Se devi aggiungere o togliere peso, e’ preferibile metterlo direttamente sullo specchio di poppa o toglierlo dal carrello randa.

Immagina delle linee p = 1100 mm verso prua e poppa del punto di bilanciamento della chiglia, che dovrebbe essere circa dove si trova il carrello randa.

Quindi aggiungere del peso fuori da queste linee, o togliere del peso entro queste linee, incrementerà il gyradius. E’ vero anche il contrario.

Per esempio, aggiungere una bussola pesante sul davanti della cassa della deriva, può essere controproducente, in quanto questa si trova dentro alle linee.

Figure 2

Ways to move the CG forward, i.e. increase ?, and to increase the gyradius ?

Figure 2

Come muovere in avanti il CG, per esempio aumentare?, aumentare il gyradius?

Wet Hulls

In Marblehead the hulls were wet for measurement, despite the competitor's best efforts to dry them, and the water caused the gyradii to become illegal.

For a Lamboley test the mainsheet and painter are placed on the traveller and the control lines wrapped around it. We found that a damp mainsheet weighs 500 gm more than a dry one.

The pussy pads take up similar amounts of water, which is also well inside the gyradius lines.

The addition of 1.5 kg at the centre of a 120 kg Finn hull will reduce the gyradius by 7 mm, which is more than enough to make most new Finns (which have gyradii of less than 1105 mm) illegal, hence the problem.

In order to increase the gyradius of such a wet hull to 1100 mm more than half a kilogram of lead has to be added at the transom.

This is just the effect of absorbed water. Even small amounts of free running water in the bilges or buoyancy tanks plays havoc with a swing test.

What is the moral of this experience?

Accept a Finn with a gyradius at least 5 mm above the minimum, keep your Finn undercover and make sure that your lines and pussy pads remain really dry for measurement.

Scafi bagnati

In Marblehead, gli scafi erano bagnati, nonostante gli sforzi fatti dai concorrenti per asciugarli, le misurazioni sono risultate impossibili. Questo dimostra che l’acqua puo’ essere la causa che rende le misurazioni non regolari, quindi inammissibili.

Per il test di Lamboley, la scotta e la corta cima di ormeggio (painter) vengono sistemate sul trasto e le linee di controllo attorno ad esso. Abbiamo rilevato che una scotta bagnata pesa 500 gm piu’ di una asciutta.

I “pussypad” (pezzi gommapiuma dove sui quali si e’ seduti), si inzuppano allo stesso modo, anche questi vengono a trovarsi dentro le linee del gyradius.

L’aggiunta di 1,5 kg al centro di un Finn del peso di 120 kg, riduce il gyradius di 7 mm, il ché è più che sufficiente per mettere la maggior parte dei nuovi Finn (che hanno un gyradius inferiore a 1105 mm) fuori stazza. Qui nasce il problema.

Per incrementare il gyradius di uno scafo bagnato a 1100 mm, e’ necessario aggiungere più di ½ kg di piombo sullo specchio di poppa.

Questo e’ solo il risultato dell’acqua assorbita dallo scafo. Anche solo una piccola percentuale d’acqua in sentina (sotto ai paglioli) o nelle casse stagne, crea caos nel test di pendolamento.

Qual’e’ la morale che si trae da questa esperienza?

Accettare un Finn con un gyradius di almeno 5 mm sopra al minimo, tenere il Finn coperto e assicurarsi che le cime e le imbottiture siano ben asciutte prima del test.

Table 1

The CG positions, gyradii and moments of inertia of the components of a Finn Dinghy when going to windward.

Tavola 1

La posizione del CG, gyradii e momento di inerzia dei componenti di un Finn di bolina

Component	Mass		Position		Gyradius	Moment of Inertia
			x	y	k	Io	ICG	ICG
Lamboley Test	kg	%	m	m	m	kgm2	kgm2	%
Hull, C/B, hooks etc.	122.75		2.100	0.10	1.100	148.5
Finn sailing to weather
Hull	106.34	75.5	2.05	0.08	1.16	143.9	147.1	52.5
Mast	8.00	5.7	3.59	2.20	1.77	25.1	73.4	26.2
Sail	2.38	1.7	2.19	2.91	1.84	8.09	25.0	8.91
Rudder	3.98	2.8	-0.04	0.08	0.44	0.77	19.3	6.87
Boom	5.60	4.0	2.19	0.55	0.98	5.36	5.92	2.11
Centerboard down	11.11	7.9	2.42	-0.28	0.31	1.03	5.16	1.84
Paddle	0.57	0.4	0.30	0.00	0.29	0.05	1.95	0.69
Compass	1.41	1.0	2.91	0.33	0.04	0.00	0.91	0.32
Painter	0.23	0.2	0.30	0.00	0.03	0.00	0.77	0.27
Bailer	0.14	0.1	0.30	0.00	0.01	0.00	0.47	0.17
Tiller extension	0.23	0.2	0.90	0.35	0.01	0.00	0.34	0.12
Mainsheet	0.91	0.6	2.10	0.42	0.08	0.01	0.03	0.01
Total Finn	140.9	100	2.11	0.24	1.41		280.3	100

The weights, CG positions and gyradii of each component has to be known.

The mast, centreboard and rudder with tiller were hung up, their periods of oscillation measured and the CG determined by hanging them up from two points.

A Latini and a Wilke mast were swung and found to be similar.

A Victory sail was weighed, a batten weighed and the weight of the headboard was estimated at 200 gm from which the CG and gyradius were calculated.

The rig was drawn according to the class rules and then the web photo of Sebastien finishing the heavy air race was scanned and a spline fitted to his mast bend to set up the rig as shown in figure 4.

The distance forward, x, and up, y, from the AMP to the CG of each component in sailing position were found and listed together with their mass and gyradii in table 1.

Column 7 lists the moment of inertia of each part about its own CG while column 8 lists the contribution to the whole moment of inertia.

For example for the mast the first term is 25.1 kgm2, while the second is 48.3 kgm2, so about two thirds of the effect of the mast, which is 26 percent of the total.

The best way to reduce the effect of the mast is to reduce the weight and then lower the mast CG to their minimum values. This is part of the advantage of the carbon masts.

Devono essere conosciuti i pesi, la posizione del CG, il gyradii di ciascun componente.

L’albero, la deriva e il timone con la barra erano stati appesi, il loro periodo di oscillazione misurato e il CG determinato appendendoli da due punti.

Un albero Latini ed uno Wilkie sono stati altresì pendolati e si è trovato che erano similari.

Una vela Victory e’ stata pesata, così pure una stecca e il peso della penna della vela è stato stimato a 200 gm dai quali è stato calcolato il CG e il gyradius.

Il rig è stato disegnato in base alle regole di classe, poi una foto Web di Sebastien all’arrivo di una regata con vento forte è stata scannerizzata e un filo attaccato all’albero piegato in modo da far vedere il rig come nella figura 4.

La distanza verso prua, x e in alto y dal AMP fino al CG di ciascun componente, in posizione da regata, e’ stato calcolato con la loro massa e il gyradii nella tavola 1.

La colonna 7 indica il momento di inerzia di ciascuna parte circa il suo CG, mentre nella colonna 8 si nota il momento d’inerzia di tutto l’insieme.

Per esempio, per l’albero il primo indice e’ 25.1 kgm2, mentre il secondo e’ 48.3 kgm2, circa due terzi sono effetto dell’albero, cioè il 26% del totale.

Il miglior modo per ridurre l’effetto dell’albero, e’ di diminuire il peso e poi abbassare il CG dell’albero a valori minimi. Questo e’ il vantaggio degli alberi in carbonio.

So What does it mean?

Well if you really insist that your Lamboley gyradius is within a millimetre of the minimum then you had better pay equal attention to the effects of the other components, after all the hull is only 52 percent of the total.

Some examples are: going from an aluminium to a carbon headboard will save 100 g, but a long way from the CG and is equivalent to 10 mm in ρ.

Strapping your paddle athwartships under the traveller instead of putting it in the aft tank is equivalent to 7 mm in ρ,

moving the painter, bailer and your lunch and water bottle (1 kg) to the centre of the boat will have similar effects, and you better have a minimum weight rudder as it is on the transom.

Cosa significa tutto questo?

Se veramente vuoi che il tuo gyradius di Lamboley sia entro pochi millimetri dal minimo, allora devi prestare uguale attenzione agli effetti degli altri componenti, dopo tutto lo scafo è solo 52% del totale.

Alcuni esempi: passare da una penna in alluminio ad una in carbonio si ottiene un risparmio di 100 g. ma una maggior distanza dal CG equivale a 10 mm in ρ,

Fissare la pagaia a mezzo scafo, sotto al carrello randa invece di sistemarla nello scompartimento di prua, equivale a 7 mm in ρ,

spostando la corta cima d’ormeggio, sassola, il pranzo e la bottiglia d’acqua (1 kg) al centro della barca, si otterra’ un effetto similare, e poi e’ meglio avere un timone al minimo del peso in quanto è sullo specchio di poppa.

Should you do all these things? Well I think most Finnsters would be better off thinking about the next wind shift.

The point of my saying these things is to suggest that a fixation on getting right into the bottom corner of the Lamboley chart is not worth the effort, and may cause you endless measurement grief.

Finally, your weight and position seriously affects the total gyradius.

Just moving for and aft a few cm will have the same effect as a mm or so in hull gyradius.

Devi fare tutte queste cose? Ebbene, penso che la maggior parte dei Finnisti, farebbero meglio a pensare ai giri di vento.

Il mio punto di vista e’ che tutto questo suggerisce una fissazione ad arrivare al punto minimo nello schema Lamboley che non vale gli sforzi, e probabilmente e’ causa di continue misurazioni.

Infine, è il tuo peso e la tua posizione a bordo ad influire seriamente sul totale del gyradius.

Solamente il movimento prua/poppa di pochi cm avrà lo stesso effetto di a mm sul gyradius dello scafo.

Reproducibility, Accuracy and Precision of Lamboley tests

In the 1980s most Finns were in the middle of the diagram so precision was not too important, however, now Finnsters want their hulls to be within a few mm of the minimum and so we have to measure at least this precisely.

That is a tall order under regatta conditions.

The first thing you need is a measurer who understands what he is doing, and in Juri the Finn class has him.

He has to ensure the hull is really dry, the lines and fittings are all secure in their specified places.

Then you need a system which rigidly supports the knife edges so they are level and do not move when the hull swings.

The Finn class system, and that used in Marblehead are I believe rigid enough provided they are on a solid floor, but we are going to compare it with the system at DevotiÕs which is firmly cemented into the floor.

The hull should be levelled and also aligned in yaw (I estimate that to produce an error of Δρ = 1 mm would require a misalignment of 2.5° or 10 cm at the bow, and so is easily visible). Misalignments in roll are also negligible.

Riproducibilita’, accuratezza e precisione del test di Lamboley

I Finn negli anni 1980 si trovavano a metà del diagramma, tanto ché la precisione non risultava essere troppo importante, ora invece i Finnisti vogliono che il loro scafo rientri in pochi mm dal minimo, di conseguenza almeno questa misurazione deve essere più precisa.

Questo è di vitale importanza per la regata.

La prima cosa che occorre e’ un buono stazzatore che capisca ciò che deve fare, e la Classe Finn ha tale persona

Questa persona deve assicurare che lo scafo sia perfettamente asciutto, le cime e gli attacchi siano ben bloccati nella loro giusta posizione.

Dopo di ché necessita un sistema rigido che supporti i ganci così che siano livellati e non si muovano quando lo scafo oscilla.

Il sistema della classe Finn e quello usato a Marblehead credo siano sufficientemente rigidi sempre ché appoggino su una pavimentazione solida, ma andremo a comparare questo con il sistema di Devoti che e’ permanentemente cementato nella pavimentazione.

Lo scafo deve essere a livello e in asse (stimo che per avere un errore di Λp = 1mm, il disallineamento della prua debba essere di 2.5º o 10 cm, quindi facilmente visibile. I disallineamenti nella rollata sono di poca importanza.

The hooks must be of the Finn design and thickness, with bearing surface spacing b precisely 200.0 mm,

and in my opinion their weight should be specified in the rules to be say 2.8±0.2 kg. Clearly the, and this should be checked with a vernier calliper or gauge.

The hooks should not be moved when changing axes (do not put the hull down).

I ganci e gli spessori devono essere disegnati per il Finn, con la superficie di supporto b distanziati precisamente a 200.0 mm.

E’ mia opinione che il loro peso di 2.8± 0.2 debba essere specificato nelle regole. Chiaramente tutto questo deve essere controllato con un calibro graduato o un misuratore di precisione.

I ganci non devono essere spostati quando si cambiano gli assi (non tirare lo scafo verso il basso).

Some Finns have solid or filled gunwales and although this will change the deduced a, it does not have any effect on λ, ρ or h (as d also changes).

Tim Tavinor and I have made measurements at Devoti's to check this.

Most physics students will tell you that the period of a pendulum is independent of the amplitude, however, it is not true for a Finn dinghy, and figure 4 shows the change in the periods with amplitude of a Finn hull.

If the calculated gyradius is to be reproducible to within 1 mm then the amplitude should be within 3 mm, and it even changes by more than this over the ten swings used for hand timing of the period.

I believe most Finn swing measurers use a bow amplitude of 20 cm but have also seen 50 cm and 5 cm used.

Clearly such differences will alter the results.

This is again an area in which the class rules should be tightened up and I suggest that a bow amplitude of 20±2 cm be specified for future measurements.

Initially hand operated stop watches were used to time ten swings and a skilled and fresh measurer can achieve a precision of 1/100 seconds in this way.

However if you change the two periods by 0.01 s each the calculated gyradius changes by 5 mm

so for modern Finns this is not really good enough. Most measurers now use calibrated electronic timers with a photogate to start and stop the timer and this should be mandatory.

The periods then have to be converted to CG positions and gyradii and although Finnsters still prefer the chart it is more convenient to use a programmable calculator or laptop computer

and this is to be preferred because the value of g which occurs in the equations varies slightly with latitude (9.819 m/s2 in Helsinki and 9.785 m/s2 in Acapulco).

Such a variation would lead to a change of 3 mm in the calculated gyradius but could be eliminated with a GPS to get the height and latitude.

Alcuni Finn hanno il bottazzo solido o riempito e, anche se questo cambia il probabile a, non ha alcun effetto su λp o h (dal momento che anche d cambia).

Tim Tavinor ed io, nel fare questi controlli abbiamo fatto delle misurazioni da Devoti. La maggior parte degli studenti di fisica possono dire che il periodo di un pendolo e’ indipendente dall’oscillazione, ma ciò non e’ vero per un Finn e la figura 4 mostra i cambiamenti nei periodi con l’oscillazione di uno scafo Finn.

Se si deve riprodurre il gyradius entro 1 mm, allora l’oscillazione dovrebbe rimanere entro 3 mm, dopo i 10 pendolamenti usati per misurare il periodo si hanno anche cambiamenti maggiori.

Ritengo che la maggior parte degli stazzatori Finn usino una oscillazione laterale della prua di 20 cm, ma ho anche visto usare 50 cm e 5 cm.

Chiaramente queste differenze alterano i risultati.

Questa e’ un’area nella quale le regole di classe dovrebbero essere più restrittive. Suggerisco che, per misurazioni future di oscillazione laterale della prua, la misura di 20±2 cm dovrebbe essere specificata nelle regole.

Inizialmente venivano usati dei cronometri per misurare 10 pendolamenti, in questo modo uno stazzatore qualificato raggiungeva una precisione di 1/100 secondi.

Pero’, se si cambiano in due periodi, di 0.01 ciascuno, il gyradius cacolato cambia di 5 mm.

Per i nuovi Finn, questo valore non e’ sufficentemente valido. La maggior parte degli stazzatori oggi usa dei cronometri calibrati elettronicamente con un “photogate” per lo start e lo stop del timer e questo dovrebbe essere obbligatorio.

I periodi devono poi essere convertiti nelle posizioni del CG e del gyradii, e, anche se i Finnisti preferiscono la tabella, e’ più conveniente usare un calcotarore programmabile o un computer portatile.

Quest’ultimo e’ preferibile in quanto il valore di g che si ha nelle equazioni varia leggermente con la latitudine (9.819 m/s2 in Helsinki e 9.785 m/s2 in Acapulco) Queste variazioni portano ad un cambio di 3mm nel gyradius calcolato ma possono essere eliminati con un GPS che misuri l’altezza e la latitudine.

What about the reproducibility of the periods?

If there is even the slightest breeze it affects the measured period, so a completely enclosed space such as a container is essential.

But man did it get hot in there in Marblehead, luckily I had Tom to help because without him we would never have finished all the hulls.

E cosa dire della riproducibilita’ dei periodi?

Una pur leggerissima brezza produce effetti sulla misurazione dei periodi, quindi è necessario uno spazio completamente chiuso, come ad esempio un container.

A Marblehead, dentro al container faceva un caldo terribile, fortunatamente avevo Tom come aiutante, senza di lui non avrei mai portato a fine la misurazione degli scafi.

It is my opinion that the reproducibility of the period measurements, even under ideal conditions is not better than ±4 milliseconds (±10 milliseconds with a stop watch) which corresponds to ±2 mm in the gyradius.

If you want to avoid. hassles then make sure your gyradius is at least 1105 mm,

that way even if you are unlucky your hull will be found legal 99 percent of the time.

La mia opinione e’ che la riproducibilità delle misurazioni dei periodi, anche in condizioni assolutamente ideali, non e’ meglio di ± 4 millesimidi secondo (± 10 millesecondi con un cronometro) il che corrisponde a ± 2 del gyradius.

Se non vuoi avere problemi, allora bisogna fare in modo che il tuo gyradius sia almeno 1105 mm.

In quel modo, anche se sei sfortunato, il tuo scafo sarà regolare il 99% delle volte.

Conclusion

I hope I have convinced you that the delays during Lamboley testing in Marblehead were not only due to my advancing years but because Finnsters want gyradii within a few mm of the 1100 mm minimum, and that the hulls were unavoidably wet from the rain.

You should consider if being close to the limit is really essential, and to help you I have tried to put the effects of hull gyradius into perspective.

If Finnsters want precise Lamboley tests then only hooks which conform to the Finn drawing and weight should be used, and I suggest that the bow amplitude of swing be specified in the rules.

Although most measurers now use 20 cm, if it is not specified a competitor could legally insist that it be 50 cm, and this could get his boat through.

A longer more detailed version and the spreadsheet for the calculation are available from hinrichsen@videotron.ca.

Conclusione

Spero di avervi convinto che i ritardi durante i test di Lamboley a Marblehead, erano avvenuti non solo per la mia età avanzata ma perché i Finnisti volevano ottenere un gyradii entro pochi mm del 1100 mm minimo, ma anche per il fatto che gli scafi erano inevitabilmente bagnati dalla pioggia.

Dovete valutare se essere molto vicini al limite e’ veramente essenziale e, per aiutarvi, ho cercato di mettere in prospettiva gli effetti del gyradius di uno scafo.

I Finnisti vogliono un test di Lamboley molto preciso. Devono essere usati solo ganci e pesi conformi ai disegni del Finn ed io suggerisco che il raggio di pendolamento della prua sia specificato nelle regole.

Anche se molti stazzatori ora usano 20 cm, se non specificato, un concorrente può, con ragione, insistere che esso sia 50 cm, e questo permetterebbe alla sua barca di passare il test.

Una piu’ lunga e dettagliata versione della tabella dei calcoli e’ disponibile al seguente indirizzo: hinrichsen@videotron.ca

The Finn is a great class, a great boat and a super bunch of sailors with whom it has been a pleasure to be associated, please invite me again sometime!

Il Finn e’ una grande classe, una grande barca e un gruppo di super regatanti con i quali e’ stato un piacere aver lavorato, per favore invitatemi qualche altra volta!

Figure 4

The percentage change in the periods T1 and T2 with swing amplitude of a Finn hull.

Figura 4

La variazione in percentuale nei periodi T1 e T2 nell’ampiezza (nel raggio) di pendolamento di uno scafo Finn