A Light at the End of the Tunnel: Using an Improvised Laser Measuring System to Verify the Bore Dimensions of an XI-Inch Dahlgren Shell Gun

ABSTRACT

In developing a method to remove marine concretion from the bores of USS Monitor’s XI-Inch Dahlgren shell guns at The Mariners’ Museum and Park, a problem arose: how to determine the curve of the powder chamber to avoid damage during cleaning. Multiple period schematics showed conflicting dimensions, requiring direct measurement. An identical, non-archaeological XI-Inch Dahlgren from USS Kearsarge survives in Naval History and Heritage Command (NHHC) collections, creating the opportunity to verify the dimensions of an un-damaged analog of Monitor's guns. Measuring the Kearsarge Dahlgren represented its own set of challenges. A 3-dimensional laser scan would have been ideal, but neither the Museum nor the Navy’s lab possessed a scanner, and it was not financially viable to rent or purchase one. Even if free services could be found, the Kearsarge gun was in a secure military facility, complicating potential access for a third-party company. Instead, it was necessary to measure the gun’s bore with minimal expenditure. An improvised system was developed using a copy stand and a consumer-grade laser-measuring device. This system was transported to NHHC's storage facilities and successfully used to measure the Kearsarge Dahlgren’s bore, confirming the correct drawing and enabling further treatment of Monitor’s artillery.

RÉSUMÉ

En développant une méthode pour retirer la concrétion marine de l'âme d'un canon-obusier Dahlgren XI-Inch de l'USS Monitor au Mariners' Museum and Park, un problème est survenu : comment déterminer la courbure de la chambre à poudre afin d'éviter de l'endommager durant le nettoyage. Les dessins techniques de différentes périodes ont montré des dimensions contradictoires, obligeant à effectuer une prise de mesure directe. Un Dahlgren XI-Inch de l'USS Kearsarge identique et non archéologique subsiste dans les collections de la Naval History and Heritage Command (NHHC), créant ainsi l'opportunité de vérifier les dimensions d'un canon non endommagé analogue à ceux du Monitor. Mesurer le Dahlgren du Kearsarge représentait sa propre série de défis. L'idéal aurait été de faire une numérisation tridimensionnelle, cependant ni le Musée ni le laboratoire de la Navy ne possédait un scanneur, et il n'était pas financièrement viable d'en louer ou d'en acheter un. Même en ayant accès à un service gratuit, le canon du Kearsage se trouvait dans une installation militaire sécurisée, compliquant l'accès potentiel pour une entreprise tierce. À la place, il a été nécessaire de mesurer l'âme du canon avec un minimum de dépenses. Un système improvisé a été développé en utilisant un statif de reproduction et un appareil de mesure laser de qualité grand public. Ce système a été transporté dans les espaces d'entreposage de la NHHC et a été utilisé avec succès pour mesurer l'âme du Dahlgren du Kearsarge, confirmant quel dessin peut servir de référence et permettant de poursuivre le traitement de l'artillerie du Monitor. Traduit par Isabelle Cloutier.

RESUMO

Ao desenvolver um método para remover a concreção marinha dos orifícios de canhões XI-Inch Dahlgren do USS Monitor no Museu e Parque dos Marinheiros, surgiu um problema: como determinar a curva da câmara de pólvora para evitar danos durante a limpeza. Esquemas de vários períodos mostraram dimensões conflitantes, exigindo medição direta. Um XI-Inch Dahlgren idêntico e não-arqueológico do USS Kearsarge sobrevive nas coleções do Naval History and Heritage Command (NHHC), criando a oportunidade de verificar as dimensões de um análogo não danificado das armas do Monitor. Medir o Kearsarge Dahlgren representou um conunto próprio de desafios. Uma varredura tridimensional a laser teria sido o ideal, mas nem o Museu nem o laboratório da Marinha possuíam um scanner, e não era viável financeiramente alugar ou comprar um. Mesmo que serviços gratuitos pudessem ser encontrados, a arma Kearsarge estava em uma instalação militar segura, complicando potencialmente o acesso para uma empresa terceirizada. Em vez disso, era necessário medir o cano da arma com um custo mínimo. Um sistema improvisado foi desenvolvido usando um suporte-cópia e um dispositivo de medição a laser comum. Este sistema foi transportado para as instalações de armazenamento do NHHC e usado com sucesso para medir o furo do Kearsarge Dahlgren, confirmando o desenho correto e permitindo um tratamento posterior da artilharia do Monitor. Traduzido por Beatriz Haspo.

RESUMEN

Al desarrollar un método para eliminar las concreciones marinas de los orificios de los cañones de proyectiles Dahlgren de XI pulgadas del USS Monitor en The Mariners' Museum Park, surgió un problema: cómo determinar la curva de la cámara de pólvora para evitar daños durante la limpieza. Los esquemas de múltiples períodos mostraban dimensiones diferentes, lo que requería una medición directa. Un Dahlgren XI-Inch idéntico, no arqueológico del USS Kearsarge sobrevive en las colecciones del Naval History and Heritage Command (NHHC - Comando de historia y patrimonio naval), dando la oportunidad de verificar las dimensiones de un análogo de las armas del Monitor en perfecto estado. Tomar las medidas del Kearsarge Dahlgren representó su propio conjunto de desafíos. Un escáner 3-D láser hubiera sido ideal, pero ni el Museo ni el laboratorio de la Armada poseían un escáner y no era económicamente viable alquilar o comprar uno. Incluso, si se hubieran podido encontrar servicios gratuitos, el cañón del Kearsarge estaba en una instalación militar segura, lo que complicaba potencialmente el acceso para una empresa de terceros. Es decir, era necesario medir el calibre del cañón con un gasto mínimo. Se desarrolló un sistema improvisado utilizando un soporte para copias y un dispositivo de medición láser de grado comercial. Este sistema se transportó a los depósitos de NHHC y se utilizó con éxito para medir el calibre del Kearsarge Dahlgren, lo que confirmó que el dibujo era correcto y permitió continuar el tratamiento de la artillería del Monitor. Traducción: Amparo Rueda.

KEYWORDS:

• Artillery
• laser
• measurement
• historical archaeology
• marine
• imaging
• objects
• low-cost

Acknowledgements

Many thanks to Hannah Fleming and Will Hoffman for assistance with the measuring process, and to the curatorial, collections, and conservation staff at Naval History and Heritage command who facilitated access for this project. Additional thanks to Conservation, Exhibits, and Collections staff at The Mariners' Museum and Park (TMMP) for assistance with development and testing.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).

Additional information

Notes on contributors

Erik Farrell

Erik Farrell is an objects conservator at The Mariners’ Museum and Park in Newport News, VA. There he has worked on objects recovered from the wreck of USS Monitor (1862) and within the Museum’s non-archaeological collections. He received his Master’s in Conservation of Archaeological and Museum Objects from Durham University.