3D‑технологии позволили сохранить ценную информацию об уникальном творении инженерной мысли.
Шуховская башня в Москве известна всему миру и является общепризнанным шедевром мирового инженерного искусства. Кроме того, она представляет собой замечательный образец культуры русского авангарда. Сетчатые конструкции русского изобретателя описываются в книгах по истории архитектуры и представлены на выставках. В 2016 г. башня Шухова была включена в список Памятников мировой культуры с охраняемым статусом.
Возводилась она по проекту выдающегося русского и советского изобретателя, инженера и архитектора Владимира Григорьевича Шухова в 1919–22 гг. Современники именовали его не иначе как «русский Леонардо» и «человек-фабрика». Размах его деятельности поистине впечатляет: нефтяная индустрия и строительство, теплотехника и судостроение, военное и реставрационное дело. По проектам и чертежам Шухова возводили башни и заводы, прокладывали нефтепроводы и строили речные танкеры. Он изобрёл уникальные гиперболоидные сетчатые строительные конструкции, в основу которых был положен принцип создания крестьянских плетёных корзин.
Разработанные Шуховым арочные конструкции с наклонными затяжками были реализованы, в частности, в полукруглой изящной крыше всем известных Верхних Торговых рядов (нынешний ГУМ).
Знаменитая Шуховская башня расположена в Москве вблизи станции метро Шаболовская. Иногда ее называют Шаболовка 37, по почтовому адресу. Уникальность ее состоит не только в интересном решении внешнего вида башни, но и в самой конструкции. Шаболовская башня стала самым известным сооружением Шухова, в котором он использовал форму гиперболоида вращения.
Одна из главных особенностей гиперболоидных башен Шухова — уникальная сетчатая конструкция, благодаря которой ветровая нагрузка (губительная для высотных сооружений) сводится к минимуму. В дальнейшем этот принцип лег в основу создания других российских и зарубежных телевышек.
Также из‑за такого необычного строения сооружение меньше подвержено влиянию солнца. В течение дня металл нагревается от солнечных лучей, расширяется, получается, что металлические конструкции отклоняются вслед за солнцем. К примеру, характерное отклонение Останкинской телебашни составляет около семи метров! В то время как у Шуховской башни — всего 1,5–2 сантиметра.
При строительстве башни не были использованы строительные леса и подъёмные краны. Свидетели монтажа рассказывали, что возводилась она словно по мановению волшебной палочки, без видимого приложения людской силы. Каждую следующую секцию собирали внутри более широкой нижней, и поднимали вверх при помощи нехитрой системы лебёдок и блоков.
Во время монтажа башни сам Владимир Шухов не боялся находится внутри строящегося творения. Он был уверен в своем сооружении. Последующая длительная эксплуатация без ремонта доказала верность расчетов его создателя.
В 2011 году было принято решение произвести 3D‑сканирование этого шедевра инженерной мысли. Институт истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова РАН начал этот проект.
Причиной для этого послужили несколько факторов. Во‑первых, башня находилась в предаварийном состоянии и нуждалась в реставрации. Во‑вторых, не было современной полной документации к башне. В‑третьих, на ближайшие годы была запланирована реставрация творения Шухова.
Было принято решение прибегнуть к трехмерному лазерному сканированию сооружения. Дело оказалось не из простых. Вес лазерного сканера составляет 17 кг, можно только предположить, каких усилий стоило специалистам поднимать его на башню и опускать вниз. Сам процесс сканирования занял два дня.
Намного больше времени пришлось потратить на обработку полученных данных, создание интерактивной 3D‑презентации для стерео‑визуализации трехмерных данных.
3D‑сканирование проводилось с семи точек: четыре из них располагались на земле, а три наверху.
Если бы работу специалистов не ограничивали временные и финансовые рамки, сканирование можно было бы провести более тщательно, с большого количества точек для сканирования. Но даже в сжатые сроки удалось получить общую геометрию конструкции с достаточно высокой точностью, видны даже некоторые заклепки на конструкциях.
Итогом проведенной работы стало создание трехмерной модели Шуховской башни, которая несет в себе полную информацию о конструкции гиперболоидного сооружения. Важность этого проекта состоит в том, что многие данные не сохранились в архивной документации. Кроме того, 3D‑сканирование сыграло большую роль в ускорении и упрощении исторического исследования и дальнейшей реставрации творения. В будущем фонд «Шуховская башня» планирует создание у основания башни культурного центра с музеем Шухова.
В очередной раз подтверждаются преимущества современных технологий 3D‑сканирования над устаревшими методами работы. Согласно первоначальному проекту, предполагалось демонтировать с помощью вертолета две верхние секции башни. В такой ситуации, без проведения серьёзной экспертизы и трехмерного компьютерного моделирования, процесс реставрации мог окончиться полным разрушением постройки.
Новейшие решения позволяют сохранить целостность конструкции и ценную историческую информацию об уникальном творении инженерной мысли, а иногда и воссоздать утраченное, предоставляют возможность быстрого получения данных об объекте изучения. Кроме того, все данные результатов работы находятся в открытом доступе, что дает шанс для популяризации науки и привлекает внимание не только простой аудитории, но и исследователей всего света.
Погрузиться в мир аддитивных технологий вы можете на наших курсах, разработанных практикующими специалистами нашего Учебного центра.
Курсы доступны как в очном формате, так и в формате видеокурсов, для прохождения которых достаточно наличия ПК и доступа в Интернет. Узнайте подробности у наших менеджеров.
Получить консультацию