Venäläisten rynnäkkökoneiden ja monitoimihävittäjien sensori- ja omasuojajärjestelmien tekninen tarkastelu ja niiden vaikutukset ilmasta-maahan suorituskykyyn

Tutkimuksen aiheena on Venäläisten rynnäkkökoneiden ja monitoimihävittäjien sensorija omasuojajärjestelmien tekninen tarkastelu ja niiden vaikutuksen ilmasta-maahan suorituskykyyn. Tutkimustyö käsittelee venäläisten rynnäkkökoneiden SU-24 ja SU-25 sekä monitoimihävittäjien SU-27SM ja MiG-29SMT sensoreita ja omasuojajärjestelmiä sekä käytettäviä asejärjestelmiä. Tutkimuksessa muodostetaan sensori-, omasuoja- ja asejärjestelmien avulla kokonaiskuva koneiden ilmasta-maahan suorituskyvystä. Tutkimuksessa pyritään vastaamaan seuraaviin kysymyksiin: Mistä muodostuu ilmastamaahan suorituskyky? Mitkä ovat Venäjän ilmavoimien yleisimmät rynnäkkökoneet ja monitoimihävittäjät ja mitä järjestelmiä niissä on? Mikä on koneen optimaalinen suorituskyky tarkasteltavaa kohdetta vastaan? Tutkimuksen sivutuotteena vastataan kysymykseen: Mikä on panssarivaunun tutkaheräte dBm² ja m² suureina? Tutkimuksen tutkimusmenetelminä on käytetty kirjallisuustutkimusta ja vertailevaa tutkimusmenetelmää. Järjestelmien julkisissa lähteissä ilmoitettu suorituskyky on pyritty todentamaan matemaattisesti laskien. PVTT:ssa toteutettujen simulointien avulla on voitu laskea lavettien tutkien havaitsemisetäisyyksiä. Tutkimustyön lähdeaineisto pohjautuu julkisiin lähteisiin. Suurin osa tutkimustyön lähteistä on internetistä julkaistuja artikkeleita ja teknisiä raportteja. Lähdeaineistoa lukemalla, vertailemalla ja analysoimalla on koostettu tietoa aiheesta. Rynnäkkökoneiden ja monitoimihävittäjien tutkien suorituskyvyn muodostamiseksi toteutettiin panssarivaunun 3Dmallin tutkaherätteen simulointi. Tulosten perusteella voidaan vertailla käytössä olevien tutkien suorituskykyä. Ilma-aseen suorituskyky pohjautuu pääosin käytettäviin sensoreihin ja laitteisiin. Sensorijärjestelmillä suunnistetaan, paikannetaan maali, osoitetaan maali käytettävällä asejärjestelmällä ja ohjataan asejärjestelmä haluttuun maaliin. Omasuojajärjestelmillä mahdollistetaan ilma-aseen toimiminen alueella vallitsevasta uhkasta huolimatta. Omasuojajärjestelmät koostuvat varoittimista ja aktiivisista vastatoimenpidejärjestelmistä.. Ilmasta-maahan suorituskykyyn vaikuttavat oleellisesti lavetin kyky havaita kohteita tutkalla, lämpökameralla ja TV-kameralla. Ilmasta-maahan suorituskykyyn vaikuttaa oleellisesti miltä etäisyydeltä kohde voidaan havaita ja miltä etäisyydeltä asejärjestelmä voidaan laukaista. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta Venäjän ilmavoimilla olevan suorituskyvyltään hyvällä tasolla olevia koneita. Suorituskykyisten koneiden lukumäärä on hyvin pieni. Suurin osa operatiivisessa käytössä olevista koneista ei ole suorituskyvyltään riittävällä tasolla. Modernisaatioiden myötä Venäjän ilmavoimat saavuttavat riittävän suorituskyvyn rynnäkkökoneille ja monitoimihävittäjille.

Viestikomppanian (T) suunnittelu- ja johtamisprosessi

Puolustusvoimien johtamis- ja hallintorakennetta koskevien rakennemuutosten ja aluksi koulutuskäyttöön otetun FINGOP:n mukaisen suunnitteluprosessin aiheuttamat vaikutukset tekevät suunnittelu- ja johtamisprosessien tutkimisesta ajankohtaista ja perusteltua. Tutkielman tarkoituksena oli tutkia eri prosessien soveltuvuutta alueellisten viestijoukkojen käytännön suunnittelutyöhön ja johtamistoimintaan sekä vastata kysymykseen: ”Miten alueellisia viestijoukkoja tulisi johtaa?” Tarkastelun tukena käytettiin FINGOP:n mukaista suunnitteluprosessia ja Yhtymän esikuntaoppaassa esitettyjä sotilaallista johtamisprosessia ja tilannekuvan muodostamisprosessia. Aiheen laajuuden ja moninaisuuden vuoksi tutkielmassa keskityttiin käsittelemään vain liityntäverkon rakentamiseen käytettäviä viestikomppanioita (T) komppanian päällikön näkökulmasta. Tapaustutkimukselle ominaisesti tutkielmassa keskityttiin prosessien tutkimiseen. Tutkielma oli luonteeltaan kuvaileva ja vertaileva. Kerätty aineisto analysoitiin ja luokiteltiin eri teemojen mukaisesti. Teemoittelu toimi pohjana eri prosessien vertailemiselle. Tutkielmassa tehdyt johtopäätökset tukevat ajatusta FINGOP:n mukaisen suunnitteluprosessin soveltamisesta komppaniatason suunnitteluun. Viestikomppanian (T) suunnittelu- ja johtamisprosessin rakenteessa ei ole suuria eroja vertailukohtana olleisiin prosesseihin ja se olisi muokattavissa FINGOP:n mukaiseksi rakenteensa ja sisältönsä puolesta. Suurimmat erot liittyvät lähinnä käsitteistöön ja asiakirjojen muotoseikkoihin. Ennakoivassa suunnittelussa FINGOP:n mukainen suunnitteluprosessi tehostaisi suunnittelutyötä, mutta tilanteenmukaisessa suunnittelussa ja johtamisessa sitä tulisi soveltaa vain soveltuvilta osin komppaniatason toimintaan.

Systemaattinen layout-suunnittelu

Layout-suunnittelu on tyypillisesti aikaa vievä prosessi, jossa joudutaan huomioimaan useita erilaisia muuttujia. Tässä työssä esitellään layout-suunnittelun helpottamiseksi kehitettyjä systemaattisia menetelmiä, ja arvioidaan niiden käyttömahdollisuuksia.

Renkaiden ja tienpinnan välisen kitkakertoimen mittausjärjestelmän suunnittelu ja toteutus

Teiden liukkauden mittaaminen on herättänyt kiinnostusta viime vuosina. Liikenneturvallisuutta pystyttäisiin parantamaan ja teiden talvikunnossapitoa tehostamaan, mikäli kitkakerroin voitaisiin mitata tiestöä käyttävissä ajoneuvoissa. Tässä työssä suunnitellaan ja toteutetaan ajoneuvon pituussuuntaiseen dynamiikkaan perustuva kitkakertoimen mittausjärjestelmä. Pyörien luisto ja ajoneuvon nopeus, sekä pyöriin ja ajoneuvoon kohdistuvat voimat selvitetään CAN – väylästä luettavien ajoneuvon antureiden ja IMU:n avulla. Järjestelmää simuloidaan käyttämällä Matlab:ia ja testataan käytännössä VW Transporter pakettiautossa. Testitulokset osoittavat järjestelmän toimivan tarkasti ja että ajoneuvon dynamiikkaan perustuvan kitkakertoimen mittauksen on käyttökelpoinen ja kustannustehokas tapa teiden liukkauden valvomiseen.

Trukkitraktorin rungon suunnittelu ja laskenta

Tässä työssä suunniteltiin lappeenrantalaisen Astex Oy:n tilauksesta liikkuvan työkoneen runkorakenne. Työ tehtiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston teräsrakenteiden laboratoriossa. Suunniteltava rakenne kuului linkkuohjattuun, noin 5000 kg painoiseen trukkitraktoriin. Lähtökohtana rakenteen suunnittelulle olivat tilaajan asettamat rakenteen geometriaan ja suorituskykyyn liittyvät reunaehdot ja rajoitteet. Uuden rakenteen suunnittelussa hyödynnettiin myös tilaajatahon kehittelemää vastaavan tyyppistä prototyyppirakennetta. Rakenteen suunnitteluprosessi koostui neljästä eri vaiheesta. Suunniteltavan rakenteen lähtökohtana olleelle prototyyppirakenteelle suoritettiin koneen käytönaikaisia venymäliuskamittauksia rakenteen kuormitushistorian selvittämiseksi. Mittauksista saatujen tulosten perusteella määritettiin kuormitukset uudelle suunniteltavalle rakenteelle. Määritettyjä kuormituksia hyödyntäen ideoitiin, suunniteltiin ja mallinnettiin uusi tilaajan vaatimuksia vastaava rakenne. Uudelle rakenteelle suoritettiin lujuusanalyysit FE-analyysiä hyödyntäen. Uuden rakenteen suunnittelussa kiinnitettiin huomiota rakenteen hyvään valmistettavuuteen ja suunniteltiin rakenneratkaisut tilaajataholle mahdollisimman optimaalisiksi. Suunnittelu- ja mallinnustyö tehtiin Solidworks 2014 ohjelmistolla. Rakenteen lujuustekniset tarkastelut sisälsivät rakennedetaljien analyyttistä mitoitusta ja laskentaa. FE-laskennalla selvitettiin rakenteen ääri- ja väsymiskestävyys. Laskenta sisälsi koko rakenteen globaaleja tarkasteluja, sekä eri kriittisten rakennedetaljien yksityiskohtaisempia analyysejä. FE-laskennan pääpaino oli rakenteen väsymisanalyyseissä, jotka toteutettiin Hot-Spot- ja särönkasvumenetelmillä. Rakenteen FE-analyysien suorittamisessa käytettiin Femap, NxNastran ja Abaqus-ohjelmistoja.

Laserhitsattavan tuotteen suunnittelu

Tässä työssä tarkastellaan laserhitsattavan tuotteen suunnittelua ja sen tuotekehitykseen liittyviä tekijöitä. Tuotteen suunnittelua käsitellään valmistuksellisesta näkökulmasta, eli siitä, kuinka tuotteen suunnittelussa voidaan ottaa huomioon tuotteen valmistus- ja kokoonpanoystävällisyys. Laserhitsattavan tuotteen suunnittelua käsitellään myös tuotteen ominaisuuksien kannalta, eli kuinka lopullisesta tuotteesta saadaan mahdollisimman laadukas ja kilpailukykyinen. Suomen kaarihitsausosaaminen on kansainvälisesti korkealuokkaista, mutta laserhitsaus eroaa perinteisistä kaarihitsausprosesseista paljon. Kun laserilla hitsattavaa tuotetta suunnitellaan, ovat menetelmäkohtaiset suunnittelusäännöt erilaiset kuin kaarihitsauksessa. Laserhitsaus vaatii teknisesti pajalta enemmän, mutta se myös avaa uusia ovia tuotesuunnittelulle ja mahdollistaa tuotteita, jotka olisivat perinteisillä menetelmillä hankalia tai mahdottomia valmistaa. Oikein käyttöönotettuna laserhitsauksella voidaan päästä matalampiin valmistuskustannuksiin. Kustannustehokkaaseen tuotantoon päästäkseen täytyy kuitenkin ymmärtää tuotteen kustannusrakenne. Työn lopussa tarkastellaan ja vertaillaan perinteisen ja laserhitsatun tuotteen kustannuksia ja kustannusrakennetta.

Teollisuusvaihdetehtaan sisälogistiikkajärjestelmän suunnittelu ja toteutus

Diplomityön tavoitteena on suunnitella ja toteuttaa tehokas sisälogistinen ratkaisu. Työssä tutkitaan varastonhallintaa ja materiaalivirtojen ohjausta sekä näihin kuuluvia prosesseja. Myös toimintaa pyritään tehostamaan. Työssä käytetään konstruktiivista tutkimusotetta, jossa olevassa olevaa ongelmaa lähdetään ratkaisemaan teorian avulla, jonka jälkeen kehitetään ratkaisumalli. Työn aineistona on käytetty aiheeseen liittyvää kirjallisuutta, tieteellisiä artikkeleita, kohdeyrityksen tietokantoja sekä työntekijöiden kanssa käytyjä keskusteluja. Diplomityön seurauksena yrityksellä on käytössään nykyaikainen ja tehokas sisälogistinen järjestelmä, sekä toiminta on yrityksen tahtotilan mukaisesti läpinäkyvämpää. Varastoon sitoutuva pääoma pienenee sekä materiaalin käsittely tehostuu huomattavasti. Varastotoimintojen odotetaan tehostuvan yli 40 % nykyiseen verrattuna.

S-400-ilmatorjuntaohjusjärjestelmän tekninen suorituskyky nykyaikaista ilmauhkaa vastaan

Ilma-aseen merkitys viimeaikaisissa sotilaallisissa konflikteissa on ollut huomattava. Nykyaikaisessa sodankäynnissä ilmatorjuntajärjestelmien tulee ominaisuuksiltaan vastata yhä vaativampiin maalitilanteisiin. Maaleihin pyritään vaikuttamaan yhä kauempaa, ja järjestelmillä tulee kyetä vastaamaan myös elektronisen sodankäynnin vaatimuksiin. Torjuttavat maalit ovat muuttuneet miehitetyistä laveteista yhä enemmän pienikokoisten maalien, kuten ohjusten ja lennokkien torjuntaan. Venäjä on ollut vuosikymmenien ajan johtava ilmatorjuntajärjestelmien valmistajamaa. Tässä tutkimuksessa käsitellään pitkän kantaman S-400-ohjusjärjestelmää, joka edustaa venäläisten uusinta käyttöön otettua ilmatorjuntatekniikkaa. S-400-järjestelmä on valittu Venäjän ilmapuolustusjoukkojen perusjärjestelmäksi ja se on tulossa lähivuosina laajamittaisesti palveluskäyttöön. Tutkimuksessa perehdytään kyseiseen järjestelmään ja sen kykyyn vastata nykyaikaisen ilmauhkan sille asettamiin vaatimuksiin. Tutkimus pyrkii vastaamaan pääkysymykseen: Millainen on S-400-järjestelmän suorituskyky nykyaikaista ilmauhkaa vastaan? Tutkimus on toteutettu laadullisia tutkimusmenetelmiä käyttäen. Pääasiallisena tutkimusmenetelmänä on kirjallisuustutkimus, jota täydennetään matemaattisen analyysin avulla. Lähdemateriaali koostuu aiheeseen liittyvistä kotimaisista ja ulkomaisista lähteistä. Kotimaiset lähteet ovat aiheeseen liittyvää kirjallisuutta tai yksittäisiä artikkeleja sotilasaikakauslehdistä. Ulkomaiset lähteet ovat pääosin kalustotietoja sisältävästä kirjallisuudesta, tutkimuksista sekä sotilasaikakauslehdistä. Tutkimuksessa on käytetty lähteinä ainoastaan julkista materiaalia. Matemaattinen analyysi on suoritettu excel-ohjelmistoa käyttäen. Venäjän puolustusministeriö on asettanut S-400-järjestelmälle erityisiä suorituskykyvaatimuksia nykyaikaisen ilmauhkan ja toimintaympäristön osalta. Nämä vaatimukset esitellään tutkimuksessa kalustoesimerkeillä havainnollistaen. S-400-järjestelmän tekniset ominaisuudet ja laitteistot esitellään järjestelmäkuvauksen avulla. Suorituskykyanalyysissä verrataan ilmoitettujen suorituskykyarvojen ja laskennalla saavutettujen tulosten perusteella järjestelmän kykyä vastata tutkimuksessa esiteltyihin suorituskykyvaatimuksiin. S-400-järjestelmän suorituskyvystä on julkisista lähteistä saatavilla vain rajallisesti tietoa. Tämän johdosta suorituskykyanalyysissa on käytetty soveltuvin osin eri lähteistä saatuja arvioita. Järjestelmä kykenee hyödyntämään maalin havaitsemiseen ja seurantaan useita erilaisia sensoreita. Näiden avulla mahdollistetaan myös tutkapoikkipinta-alaltaan pienten maalien havaitseminen ja toiminta elektronisesti häirityissä olosuhteissa. Järjestelmän ohjusten suuri ulottuvuus mahdollistaa maalien torjunnan jopa satojen kilometrien etäisyydelle. Lähteistä saatujen tietojen ja suoritetun analyysin perusteella päädytään siihen tulokseen, että S-400- järjestelmä kykenee vastaamaan ominaisuuksiltaan nykyaikaisen ilmauhkan vaatimuksiin.

Suorituskykymittariston suunnittelu suuren teknologiateollisuuden organisaation asiantuntijatiimissä

Suorituskyvyn mittaamisella voidaan tehokkaasti vaikuttaa yrityksen tavoitteiden saavuttamiseen. Suorituskykyä kuvaavat mittarit ohjaavat yritystä strategian toteuttamisessa ja toiminnan kehittämisessä visiossa määriteltyyn suuntaan. Yrityksen suorituskykyä mitataan hyvin usein yksistään yritystasolla, mutta suorituskyvyn mittaaminen voidaan viedä myös tiimitasolle asti. Tämän työn tavoitteena oli identifioida ominaispiirteitä suuren organisaation asiantuntijatiimin suorituskykymittaristolle jo sen suunnitteluvaiheessa. Tutkimuskysymyksiin pyrittiin löytämään vastauksia yhtäältä kohdeyritykselle implementoidun suunnitteluprosessin avulla ja toisaalta myös suorituskyvyn mittaamista käsittelevän kirjallisuuden kautta. Huomattavin erityispiirre suorituskykymittaristoa suunnitellessa oli suuren organisaation asiantuntijatyön huomioiminen, sillä tietointensiivisen asiantuntijatiimin työn mittaaminen on vaativaa. Suorituskyvyn mittaaminen virtaviivaistaa sekä yrityksen tavoitteiden viestintää henkilöstölle että sen päätöksentekoa. Toimiva suorituskykymittaristo voidaan luoda suunnitteluprosessin avulla, joista kirjallisuudessa on useita malleja. Tehokkaan suunnitteluprosessin taustalla on johdon ja henkilöstön sitoutuminen suunnitteluun, jotta mittaristosta tulisi mahdollisimman onnistunut. Suorituskykymittariston suunnitteluprosessissa yrityksen visiosta ja strategiasta johdetaan mittausalueet ja menestystekijät, joiden avulla strategia pyritään toteuttamaan ja visio saavuttamaan. Asiantuntijatiimin suorituskyvyn mittauksessa on tärkeätä spesifioida relevantit mittarit, jotta asetetut tavoitteet saavutetaan ja haasteellista tietointensiivistä asiantuntijatyötä voidaan tehokkaasti mitata. Suunnitteluvaiheessa oleellinen osa suunnittelutyötä on mittausjärjestelmän riittävä ja huolellinen dokumentaatio, jotta mahdolliset muutokset implementointivaiheessa voitaisiin toteuttaa systemaattisesti ja tehokkaasti.