Χρήση Επίγειου Σαρωτή στη Ναυπηγική Γεωμετρική Τεκμηρίωση Παραδοσιακού Σκάφους

Abstract

Η γεωμετρική τεκμηρίωση των σκαφών αποτελεί ένα σημαντικό κομμάτι στη ναυπηγική καθώς με τον τρόπο αυτό δίδεται η δυνατότητα διαχρονικής καταγραφής τυχόν μεταβολών στη μορφή του σκάφους (π.χ. φυσιολογικές φθορές, προσθήκες) συνεπώς και της δυνατότητας παρέμβασης με σκοπό την αποκατάσταση, την προστασία και τη συντήρησή του. Για την πραγματοποίηση της εργασίας επιλέχθηκε ξύλινο σκάφος τύπου καραβόσκαρου, έτους κατασκευής 1985, το οποίο κατά την περίοδο των μετρήσεων βρισκόταν σε ιδιωτικό ναυπηγείο (ιδιοκτησίας Μανώλη Ψαρρού) στο Πέραμα Αττικής. Απουσία των αρχικών κατασκευαστικών σχεδίων του εν λόγω σκάφους, μέσω της σάρωσης του αντικειμένου κατέστη δυνατή η εξαγωγή των ναυπηγικών γραμμών και ακολούθως η κατασκευή των as-build σχεδίων, τα οποία αποτελούν δεδομένα του μόνιμου ψηφιακού αρχείου του σκάφους . Η γεωμετρική τεκμηρίωση παλαιών και παραδοσιακών σκαφών θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την δημιουργία μίας τράπεζας δεδομένων - μόνιμων ψηφιακών αρχείων παρέχοντας τη δυνατότητα χρήσης των as-build σχεδίων των καταγεγραμμένων σκαφών για τη διατήρηση της παραδοσιακής ναυπηγικής σχεδίασης και την κατασκευή νέων σκαφών ίδιου τύπου. Επιπροσθέτως, η ύπαρξη των δεδομένων της γεωμετρικής τεκμηρίωσης παρέχει τη δυνατότητα υπολογισμού των χαρακτηριστικών γνωρισμάτων των καταγεγραμμένων σκαφών όπως η μέγιστη ταχύτητα, η σταθερότητα, η δύναμη και η αποτελεσματικότητα. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτελεί η γεωμετρική τεκμηρίωση του εν λόγω σκάφους με γεωδαιτικές μεθόδους (μέθοδος με γεωδαιτικό σταθμό) και χρήση της τεχνολογίας επίγειας σάρωσης Laser. Μέσω της γεωμετρικής τεκμηρίωσης της εξωτερικής επιφάνειας σκαφών είναι δυνατή η εξαγωγή της τρισδιάστατης μοντελοποιημένης επιφάνειας με υψηλή ακρίβεια (της τάξεως λίγων χιλιοστών) καθώς και ο υπολογισμός και η σχεδίαση των ναυπηγικών γραμμών για την κατασκευή του τελικού ναυπηγικού σχεδίου, τα οποία αποτελούν επίσης προϊόν της παρούσας μελέτης. Επιμέρους στόχοι της εργασίας αποτελούν η σύγκριση των δύο μεθόδων και η εξαγωγή της ναυπηγικής πληροφορίας (as-build σχέδια και ναυπηγικοί υπολογισμοί). Η σύγκριση αφορά στις συντεταγμένες των ειδικών ανακλαστικών στόχων (που υπολογίστηκαν και από τα δύο όργανα) και στις εγκάρσιες τομές οι οποίες προέκυψαν από τις μετρήσεις του γεωδαιτικού σταθμού με τις αντίστοιχες που εξήχθησαν μέσω της μεθόδου του επίγειου σαρωτή. Η απόκλιση των ειδικών ανακλαστικών στόχων μεταξύ των δύο μεθόδων είναι της τάξεως των 3mm, ενώ και η απόκλιση μεταξύ των εγκάρσιων τομών είναι της τάξεως των 5mm.

Geometric documentation of vessels is an important part of naval architecture. It offers the opportunity to record possible modifications on the vessel over time (damages – additions) and the ability to intervene in order to repair, protect and maintain the vessel. For the implementation of this thesis a wooden boat, built in 1985 was chosen. At the time it was measured it was located in a private shipyard (owner Psaros) in Perama, Attica. Because the initial architectural design (plans) didn’t exist the vessel had to be scanned and so, the naval lines and the as-build drawings were produced. They now are the data of the digital database. The geometric documentation of old and traditional vessels could be used for the creation of a digital database that in turn could enable the use of the as-build drawings thus facilitating the conservation of traditional naval architecture and the building of new vessels of the same type. Moreover it is possible to calculate the distinct features of a documented vessel such as maximum speed, stability, strength, and efficiency by means of geometric documentation. The subject matter of this thesis is the geometric documentation of the above mentioned vessel with geodetic methods (use of total station) and with the use of a 3d laser scanner. Geometric documentation of the exterior surface of the vessel makes it possible to extract a 3d surface model of high precision and to calculate and design the naval lines used in the final naval building plans. All the aforementioned are included in this thesis. The comparison of the two methods and the extraction of the naval data are also part of this study. The comparison is based on the coordinates of the HDS targets (calculated with both instruments) and on the cross sections derived from the measurements of the total station and the 3d laser scanner. The deviation of the targets between the two methods is 3mm whereas the deviation of the cross sections is 5mm.