Mit den Leica Absolute Scannern LAS und LAS-XL olympische Rekorde erzielen
Wie die Geometrie die Performance von Booten im Wasser beeinflusst
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Die Leistung von Rennkajaks mithilfe der Strömungsdynamik-Analyse optimieren
Segeln und Kanufahren sind zwei der Sportarten, bei denen Spanien in der olympischen Geschichte des Landes die meisten Medaillen gewinnen konnte. Um diese sportlichen Erfolge zu erzielen und zu steigern sind herausragende Athleten, aber auch das entsprechende Forschungsteam im Einsatz.
So wie die Athleten intensive Trainingseinheiten absolvieren, wird auch die Leistung ihrer Boote kontinuierlich überprüft und verbessert – selbst mit winzigen Anpassungen lassen sich noch wichtige Zehntelsekunden für den nächsten Sieg herausholen.
Zu diesem Zweck kooperieren die spanischen Segel- und Kanusportverbände mit dem Nationalen Institut für Luftund Raumfahrttechnik (INTA). Das Institut steht unter der Leitung des spanischen Verteidigungsministeriums, welches die entsprechenden Informationen und Erkenntnisse dem Hydrodynamischen Zentrum von El Pardo (CEHIPAR) zur Verfügung stellt: CEHIPAR ist eine wissenschaftliche und technische Einrichtung in Madrid, die 1928 von der spanischen Marine ins Leben gerufen wurde.
Zur Ausstattung von CEHIPAR gehören ein Kanal mit ruhigem Wasser, ein weiterer Kanal mit einem Wellengenerator sowie verschiedene Kavitationstunnel und Labore zur Untersuchung der Schiffsdynamik. Das Zentrum verfügt über ein erfahrenes Team von Forschern und Architekten aus dem Bereich Schiffbautechnik, das sich mit der Herstellung maßstabsgetreuer Modelle von Bootsrümpfen und Propellern befasst.
„Wir bei CEHIPAR stellen unter anderem Bootsrümpfe vieler verschiedener Größen her. Für gewöhnlich sind sie zwischen zwei und fünfzehn Metern lang. Die maßstäblichen Propeller bewegen sich dagegen in Größenordnungen von 200 bis 350 Millimeter Durchmesser“, sagt Enrique Molinelli, Forscher und Schiffbauingenieur bei INTA.
Präzision ist bei der Herstellung dieser Komponenten von größter Bedeutung. Im Fall der Bootsmodelle liegen die Genauigkeitsanforderungen des CEHIPAR bei nur einem Millimeter. Bei den Propellern darf die Fehlerspanne nicht mehr als 50 Mikrometer betragen.
“Was wir im CEHIPAR suchen sind Möglichkeiten, mit denen sich die Geometrie und deren Auswirkungen auf die Leistung der Boote im Wasser analysieren lassen”, erklärt Molinelli.
Um die bestmögliche Präzision bei der Maßhaltigkeitsprüfung an Bootsrümpfen und Propellern zu erreichen und sicherzustellen, dass diese entsprechend der vorgegebenen Standards gefertigt werden, setzt das Forschungszentrum seit fast einem Jahrzehnt erfolgreich die Technologie von Hexagon ein.
„Vor fast zehn Jahren starteten wir mit einem mobilen Messarm. Später kam dann der Absolute Arm mit einem Taster sowie ein Laserscanner hinzu. Inzwischen verwenden wir auch einen Leica Absolute Tracker mit einem handgeführten Leica Absolute Scanner LAS”, erläutert Enrique Molinelli.
Innerhalb eines Zeitraums von maximal zwei Stunden erstellen wir mit dieser Ausrüstung einen umfassenden Bericht – eine Aufgabe, die früher zwischen zwei und drei Tage in Anspruch nahm.„Dank der Technik von Hexagon sind wir in der Lage, die genauen Abmaße von vollständigen Objekten jeder Größe in kurzer Zeit zu prüfen. Bereits nach einer oder zwei Stunden erstellen wir mit dieser Ausrüstung einen umfassenden Bericht – eine Aufgabe, die früher zwischen zwei und drei Tage in Anspruch nahm”, sagt der INTA-Forscher, der während unseres Besuchs Scans an den verschiedenen Kajaks des spanischen Kanu-“Dream-Teams“ – Saúl Craviotto (vier Olympische Medaillen, zwei davon Gold), Cristian Toro (K2- 200-Sieger 2016 in Rio), Marcus Cooper (K1-1000-Sieger in Rio) und Rodrigo Germade (K2-200-Weltmeister 2017) – vornahm.
“Auch große Schiffsmodelle mit einer Länge von fünf bis fünfzehn Metern können effizient und schnell gescannt werden.” Mit einem mechanischen Arm würde dieser Prozess viele Stunden dauern, weil man ihn für das Messen unterschiedlicher Bereiche ständig umpositionieren und neu einstellen müsste. Mit einem Laserscanner erledigen wir eine derartige Aufgabe in einer halben Stunde“, weiß Molinelli zu schätzen.
Als einen weiteren großen Vorteil der Technologie von Hexagon hebt Molinelli die außergewöhnliche Benutzerfreundlichkeit hervor.
„Die Hexagon-Teams geben uns die Möglichkeit, komplette Oberflächen in kurzer Zeit mit minimalem personellen und mechanischen Aufwand zu überprüfen“, sagt Molinelli, der von Hexagons Kundenservice begeistert ist.
Fünf CEHIPAR-Mitarbeiter sind dank der Schulungen, die Hexagon im Rahmen der Installation der Ausrüstung durchgeführt hat, für den Umgang mit der Hexagon-Technik qualifiziert.
„Mit dem Erwerb des Systems haben wir von Hexagon eine dreitägige Schulung erhalten, nach der wir in der Lage waren, das System zu bedienen und erste Messungen durchzuführen. Darüber hinaus ist es sehr einfach, Berichte zu erstellen”, so Molinelli.
Die von ihm als “großartig” beschriebenen Schulungen des Hexagon-Kundendienstes “befähigen in kurzer Zeit zu einer vollkommen eigenständigen Bedienung des Systems.”
Neben der Unterstützung marinetechnischer Untersuchungen zur Verbesserung der Leistung von Booten und Schiffspropellern wie auch zur Optimierung von Motoren und Kraftstoffverbrauch, setzt CEHIPAR die Scanningverfahren von Hexagon darüber hinaus beim Reverse Engineering ein.
Mit dieser Technologie lassen sich auch Objekte digitalisieren, die seit längerer Zeit nicht mehr gebaut werden oder historische Gegenstände wiederherstellen – beispielsweise den hinteren Teil eines seit 1943 nicht mehr produzierten Karabiners, der von der königlichen Garde bei Paraden und Ausstellungen zum Einsatz kam.
So wie die Athleten intensive Trainingseinheiten absolvieren, wird auch die Leistung ihrer Boote kontinuierlich überprüft und verbessert – selbst mit winzigen Anpassungen lassen sich noch wichtige Zehntelsekunden für den nächsten Sieg herausholen.
Zu diesem Zweck kooperieren die spanischen Segel- und Kanusportverbände mit dem Nationalen Institut für Luftund Raumfahrttechnik (INTA). Das Institut steht unter der Leitung des spanischen Verteidigungsministeriums, welches die entsprechenden Informationen und Erkenntnisse dem Hydrodynamischen Zentrum von El Pardo (CEHIPAR) zur Verfügung stellt: CEHIPAR ist eine wissenschaftliche und technische Einrichtung in Madrid, die 1928 von der spanischen Marine ins Leben gerufen wurde. Zur Ausstattung von CEHIPAR gehören ein Kanal mit ruhigem Wasser, ein weiterer Kanal mit einem Wellengenerator sowie verschiedene Kavitationstunnel und Labore zur Untersuchung der Schiffsdynamik. Das Zentrum verfügt über ein erfahrenes Team von Forschern und Architekten aus dem Bereich Schiffbautechnik, das sich mit der Herstellung maßstabsgetreuer Modelle von Bootsrümpfen und Propellern befasst.
„Wir bei CEHIPAR stellen unter anderem Bootsrümpfe vieler verschiedener Größen her. Für gewöhnlich sind sie zwischen zwei und fünfzehn Metern lang. Die maßstäblichen Propeller bewegen sich dagegen in Größenordnungen von 200 bis 350 Millimeter Durchmesser“, sagt Enrique Molinelli, Forscher und Schiffbauingenieur bei INTA.
Präzision ist bei der Herstellung dieser Komponenten von größter Bedeutung. Im Fall der Bootsmodelle liegen die Genauigkeitsanforderungen des CEHIPAR bei nur einem Millimeter. Bei den Propellern darf die Fehlerspanne nicht mehr als 50 Mikrometer betragen.“Was wir im CEHIPAR suchen sind Möglichkeiten, mit denen sich die Geometrie und deren Auswirkungen auf die Leistung der Boote im Wasser analysieren lassen”, erklärt Molinelli.
Um die bestmögliche Präzision bei der Maßhaltigkeitsprüfung an Bootsrümpfen und Propellern zu erreichen und sicherzustellen, dass diese entsprechend der vorgegebenen Standards gefertigt werden, setzt das Forschungszentrum seit fast einem Jahrzehnt erfolgreich die Technologie von Hexagon ein.
„Vor fast zehn Jahren starteten wir mit einem mobilen Messarm. Später kam dann der Absolute Arm mit einem Taster sowie ein Laserscanner hinzu. Inzwischen verwenden wir auch einen Leica Absolute Tracker mit einem handgeführten Leica Absolute Scanner LAS”, erläutert Enrique Molinelli.
Innerhalb eines Zeitraums von maximal zwei Stunden erstellen wir mit dieser Ausrüstung einen umfassenden Bericht – eine Aufgabe, die früher zwischen zwei und drei Tage in Anspruch nahm.„Dank der Technik von Hexagon sind wir in der Lage, die genauen Abmaße von vollständigen Objekten jeder Größe in kurzer Zeit zu prüfen. Bereits nach einer oder zwei Stunden erstellen wir mit dieser Ausrüstung einen umfassenden Bericht – eine Aufgabe, die früher zwischen zwei und drei Tage in Anspruch nahm”, sagt der INTA-Forscher, der während unseres Besuchs Scans an den verschiedenen Kajaks des spanischen Kanu-“Dream-Teams“ – Saúl Craviotto (vier Olympische Medaillen, zwei davon Gold), Cristian Toro (K2- 200-Sieger 2016 in Rio), Marcus Cooper (K1-1000-Sieger in Rio) und Rodrigo Germade (K2-200-Weltmeister 2017) – vornahm.
“Auch große Schiffsmodelle mit einer Länge von fünf bis fünfzehn Metern können effizient und schnell gescannt werden.” Mit einem mechanischen Arm würde dieser Prozess viele Stunden dauern, weil man ihn für das Messen unterschiedlicher Bereiche ständig umpositionieren und neu einstellen müsste. Mit einem Laserscanner erledigen wir eine derartige Aufgabe in einer halben Stunde“, weiß Molinelli zu schätzen.Als einen weiteren großen Vorteil der Technologie von Hexagon hebt Molinelli die außergewöhnliche Benutzerfreundlichkeit hervor.
„Die Hexagon-Teams geben uns die Möglichkeit, komplette Oberflächen in kurzer Zeit mit minimalem personellen und mechanischen Aufwand zu überprüfen“, sagt Molinelli, der von Hexagons Kundenservice begeistert ist.
Fünf CEHIPAR-Mitarbeiter sind dank der Schulungen, die Hexagon im Rahmen der Installation der Ausrüstung durchgeführt hat, für den Umgang mit der Hexagon-Technik qualifiziert.
„Mit dem Erwerb des Systems haben wir von Hexagon eine dreitägige Schulung erhalten, nach der wir in der Lage waren, das System zu bedienen und erste Messungen durchzuführen. Darüber hinaus ist es sehr einfach, Berichte zu erstellen”, so Molinelli.
Die von ihm als “großartig” beschriebenen Schulungen des Hexagon-Kundendienstes “befähigen in kurzer Zeit zu einer vollkommen eigenständigen Bedienung des Systems.” Neben der Unterstützung marinetechnischer Untersuchungen zur Verbesserung der Leistung von Booten und Schiffspropellern wie auch zur Optimierung von Motoren und Kraftstoffverbrauch, setzt CEHIPAR die Scanningverfahren von Hexagon darüber hinaus beim Reverse Engineering ein.
Mit dieser Technologie lassen sich auch Objekte digitalisieren, die seit längerer Zeit nicht mehr gebaut werden oder historische Gegenstände wiederherstellen – beispielsweise den hinteren Teil eines seit 1943 nicht mehr produzierten Karabiners, der von der königlichen Garde bei Paraden und Ausstellungen zum Einsatz kam.
