Lämpöyrittäjäkonsepti biotuotteelle

Fossiilisista polttoaineista aiheutuvia hiilidioksidipäästöjä yritetään vähentää muun muassa lisäämällä uusiutuvien polttoaineiden käyttöä. Kiinteän biomassan ominaisuudet eroavat fossiilisesta kivihiilestä kuitenkin niin paljon, ettei biomassalla voida suoraan korvata kivihiiltä. Biomassan lämpökäsittely muuttaa sen ominaisuuksia kivihiilen kaltaiseksi, jolloin sillä on mahdollista korvata kivihiiltä. Tässä diplomityössä on tutkittu biomassan lämpökäsittelyä eli torrefiointia. Työn lähtökohtana on luoda pohjaa liikeidealle, jossa torrefioitua biomassaa tuotetaan pienissä lämpölaitoksissa lämmöntuotannon ohella. Työ sisältää laboratoriokokeita, joissa tarkastellaan käytännön kokeilla biomassan torrefioinnissa tapahtuvia ominaisuuksien muutoksia. Biomassan torrefiointiin suunnitellaan lisäksi pientä koelaitetta, jonka kokoa on mahdollista suurentaa jatkossa lämpölaitoskokoluokkaan asti. Torrefioidun biomassan tuotantokustannuksia on tarkasteltu laiteinvestointien, raaka-aine- sekä käyttökustannuksien kautta. Laboratoriokokeiden perusteella on saatu tuloksia optimaalisista toiminta-arvoista lämpökäsittelymenetelmille. Lämpöyrittäjälle on luotu perustoiminta-ajatus torrefioidun biomassan tuotannolle, jossa on tarkasteltu myös tuotannon kannattavuutta. Tämä työ antaa pohjaa aiheen jatkotutkimukselle ja -kehitykselle.

Kaksoislaatuisesta rakenneputkesta hitsatun X-liitoksen kestävyys ja muodonmuutoskyky

Rautaruukki Oyj:n uusi Ruukki double grade S420MH/S355J2H -rakenneputki yhdistää putkilajien S420MH ja S355J2H ominaisuudet. Eurocode 3:n suunnitteluohjeiden mukaan Ruukki double graden käyttöön on sovellettava lujuusluokan S420 mukaista hitsien mitoitusta ja rakenneputkiliitosten staattista mitoituskestävyyttä alentavaa varmuuskerrointa, kun halutaan hyödyntää lujuusluokan S420 ominaisuudet Ruukki double gradea käytettäessä. Tässä työssä tutkittiin S420-lujuusluokkaa vastaavien suunnittelumääräysten soveltamistarvetta Ruukki double grade -rakenneputken käyttöön. Työn tavoitteena oli arvioida Ruukki double grade -rakenneputkesta hitsaamalla valmistetun X-liitoksen kestävyyden ja muodonmuutoskyvyn riittävyys, kun hitsit mitoitettiin S355-lujuusluokkaa vastaavien Eurocode 3:n suunnitteluohjeiden mukaisesti. X-liitosten kestävyyttä ja muodonmuutoskykyä tutkittiin kokeellisesti -40 C lämpötilassa suoritettujen laboratoriokokeiden avulla sekä analyyttisen laskennan ja elementtimenetelmän keinoin. Kestävyyden riittävyyttä arvioitiin vertaamalla laboratoriokokeista saatuja liitosten kestävyyksiä Eurocode 3:n ja myötöviivateorian mukaisiin kestävyyksiin. Elementtimenetelmän ja laboratoriokokeen pohjalta piirrettyjä liitoksen voima-siirtymäkuvaajia vertailtiin keskenään, kun elementtimalli analysoitiin eri materiaalimalleilla. Lisäksi verrattiin elementtimallin voima-venymäkuvaajia liitoksen venymäliuskan arvoihin. Kaikki koesarjan S355-lujuusluokan mukaisilla hitsin a-mitoilla valmistetut liitokset täyttivät kestävyydelle ja muodonmuutoskyvylle asetetut vaatimukset. Täten tämän koesarjan perusteella ei ollut tarpeellista soveltaa S420-lujuusluokan mukaista hitsien mitoitusta ja staattista mitoituskestävyyttä alentavaa varmuuslukua Ruukki double grade -rakenneputkeen. Elementtimenetelmästä ja laboratoriokokeesta saadut liitoksen voima-siirtymäkuvaajat vastasivat hyvin toisiaan. Sen sijaan elementtimallin voima-venymä-kuvaajat eivät vastanneet venymäliuskojen mittausdataa kovin hyvin.

Spectroscopic monitoring during laser welding of aluminium alloy

The mechanical properties of aluminium alloys are strongly influenced by the alloying elements and their concentration. In the case of aluminium alloy EN AW-6060 the main alloying elements are magnesium and silicon. The first goal of this thesis was to determine stability, repeatability and sensitivity as figures of merit of the in-situ melt identification technique. In this study the emissions from the laser welding process were monitored with a spectrometer. With the information produced by the spectrometer, quantitative analysis was conducted to determine the figures of merit. The quantitative analysis concentrated on magnesium and aluminium emissions and their relation. The results showed that the stability of absolute intensities was low, but the normalized magnesium emissions were quite stable. The repeatability of monitoring magnesium emissions was high (about 90 %). Sensitivity of the in-situ melt identification technique was also high. As small as 0.5 % change in magnesium content was detected by the spectrometer. The second goal of this study was to determine the loss of mass during deep penetration laser welding. The amount of magnesium in the material was measured before and after laser welding to determine the loss of magnesium. This study was conducted for aluminium alloy with nominal magnesium content of 0-10 % and for standard material EN AW-6060 that was welded with filler wire AlMg5. It was found that while the magnesium concentration in the material changed, the loss of magnesium remained fairly even. Also by feeding filler wire, the behaviour was similar. Thirdly, the reason why silicon had not been detected in the emission spectrum needed to be explained. Literature research showed that the amount of energy required for silicon to excite is considerably higher compared to magnesium. The energy input in the used welding process is insufficient to excite the silicon atoms.

Measuring Processes of a New Packaging Solutions with the Balanced Scorecard, case DigiCup

The aim of this study was to create a Balanced Scorecard to the DigiCup solution. The first goal was to create process descriptions to the few critical processes. The second goal was to define appropriate measurements, according to customer survey as well as following the Balanced Scorecard process description, to manage the critical success factors. The overall goal of this study was to create a performance measurement system for the solution which guides the operation towards continuous improvement. This study was conducted by using both qualitative and quantitative methods, and the analysis was done by using a case study method. The material was gathered from the current customers, the management and the employees using structured, semi-structured and open group and individual interviews. The current customers were divided into retailers and direct customers of the DigiCup solution. The questions which the customers were asked were related to the information about interviewee, company, business strategy, market, satisfaction survey and future requirements. The management defined the strategy and took part in specifying the perspectives, objectives and measurements to the Balanced Scorecard of the DigiCup solution. The employees participated into the choosing of the metrics. The material consisted from altogether sixteen interviews. At the beginning of the study the product development, the order-delivery as well as the printing processes was chosen to be the critical processes of the DigiCup solution. These processes were concentrated on already in the literature review while trying to find the characteristics of these processes as well as the critical success factors and the appropriate measurements, which could be utilized when creating the Balanced Scorecard to the DigiCup solution according to the customer survey. The appropriate perspectives, objectives and measurements were found to the DigiCup solution. The chosen measures works as a basis for the development of IT-reporting tool. As a conclusion it can be stated that when discussing a new business, where the objectives are changing according to which development’s phases the company is in, the measurement should be updated often enough.

Miehistönkuljetusajoneuvon rungon suunnittelu

Tämän diplomityön tavoitteena oli suunnitella miehistönkuljetusajoneuvon runko. Rungosta suunniteltiin mahdollisimman hyvin energiaa absorboiva. Rakenne toteutettiin kennora-kenteena. Suunnittelussa sovellettiin koneensuunnittelun periaatteiden lisäksi energiaa ab-sorboivien rakenteiden suunnittelun periaatteita. Myös valmistustekniset näkökohdat otet-tiin huomioon. Rakenteessa hyödynnettiin Ruukki Oy:n Ramor 500 suojausterästä sekä OPTIM 500 MC terästä. Lisäksi erilaisten täyteaineiden käyttöä tutkittiin. Suunnittelun työkaluna käytettiin epälineaarista elementtimenetelmää, koska energiaa ab-sorboivien rakenteiden suunnittelussa on otettava huomioon materiaalien epälineaarinen käyttäytyminen. Rakenteen suunnittelu jakaantui viiteen vaiheeseen. Aluksi rakenteeseen kohdistuvat kuormitukset laskettiin elementtimenetelmän avulla. Esisuunnittelussa lasket-tiin plastisuusteorian avulla alustavasti tarvittavat materiaalipaksuudet. Tämän jälkeen ra-kenteen ydingeometria optimoitiin mahdollisimman hyvin energiaa absorboivaksi. Opti-moinnissa hyödynnettiin elementtimenetelmää. Seuraavassa vaiheessa varmistettiin raken-teen globaalit ominaisuudet. Lopuksi rakenteen kestävyyttä tarkasteltiin elementtimene-telmällä. Runko ei mallien mukaan kestänyt siltä vaadittuja kuormitustapauksia. Mallin kaikki ole-tukset pidettiin varmalla puolella. Reunaehdot oletettiin todellisuutta jäykemmiksi. Myös-kään materiaalin venymänopeudesta johtuvaa lujittumista ei otettu huomioon. Koska mii-naräjähdys on monimutkainen tapahtuma, rungon todellinen kestävyys joudutaan ar-viomaan räjähdystesteillä. Elementtimallien perusteella voidaan kuitenkin sanoa, että ener-giaa absorboiva ajoneuvon runko on mahdollista toteuttaa kennorakenteena. Lisäksi voi-daan todeta, että elementtimenetelmää sopii työvälineeksi tämän tyyppisten rakenteiden suunnitteluun.

Led -tekniikan käyttöönotto polyakryyliamidin valmistuksessa fotoinitiaatioprosessissa

Työssä tutkittiin Kemira Chemicals Oy:n Vaasan polyelektrolyyttitehtaalla led -tekniikan käyttöönottoa polyakryyliamidin valmistamisessa fotoinitiaatiolla. Led- tekniikan käyttöönoton seuraamisella ja erilaisten mittausten tekemisellä oli tarkoitus saada uudesta teknologiasta tietoa, jonka perusteella tulevaisuuden investointiesitykset voisivat olla paremmin perusteltavissa. Työn kirjallisuusosassa käytiin läpi valaistus- ja led -tekniikan perusteita sekä polymeerien perusteita. Lisäksi polyelektrolyyttien ominaisuudet ja käyttökohteet käytiin läpi. Kirjallisuusosan lopussa käytiin läpi polymerointia, fotoinitiaatiota ja vapaiden radikaalien toimintaa. Myös kustannuslaskentaa selvitettiin. Mittausten ja vertailujen perusteella voitiin todeta led -valojen vaikuttaneen positiivisesti prosessin toimintaan ja lopputuotteiden laatuun. Tämänlaisessa sovelluksessa led -tekniikka ei ole kuitenkaan vielä kilpailukykyistä vanhaan teknologiaan verrattuna puhtaasti taloudellisesti ajateltuna.

Hitsauskoneen kunnonvalvontajärjestelmän kehittäminen

Teollisuuden kasvavien laatuvaatimusten johdosta valmistava teollisuus joutuu tiukentamaan laatuvaatimuksiaan täyttääkseen asiakasvaatimukset. Laatujärjestelmät asettavat valmistajille erilaisia vaatimuksia, kuten valmistuksessa käytettävien laitteistojen huoltodokumentaatioiden tuottaminen. Standardi SFS-EN ISO 3834-2 Metallien sulahitsauksen laatuvaatimukset: Kattavat laatuvaatimukset tuo edellä mainitut vaatimukset myös hitsaustuotantoon. Ennakoivaa kunnossapitoa käytetään monilla teollisuuden aloilla, koska tuotannon yllättävät keskeytymiset halutaan ennaltaehkäistä. Käsinhitsaukseen ei ole ollut toistaiseksi työkaluja, jotka mahdollistaisivat ennakoivan kunnossapidon hitsauskoneille. Kemppi Oy kehittää hitsauksen monitorointiratkaisua, jonka yhtenä päämääränä on kunnonvalvontajärjestelmän kehittäminen hitsauslaitteistolle. Järjestelmä ottaa huomioon myös laatujärjestelmien asettamat vaatimukset hitsauskoneiden huoltodokumentaation tuottamisesta. Diplomityön tavoitteena oli tehdä vaatimusmäärittely hitsauskoneiden kunnonvalvontajärjestelmälle. Tässä diplomityössä perehdyttiin kunnossapidon ja vikaantumisen lajeihin, laatujärjestelmiin sekä hitsauslaitteistoon. Tutkimuksessa syvennyttiin hitsauskoneiden kunnossapidon ja vikaantumistapauksien kautta suunnitteilla olevan järjestelmän tarpeisiin. Haastatteluiden avulla kartoitettiin hitsauslaitteiden kunnonvalvontajärjestelmältä vaadittavia piirteitä, järjestelmälle asetettavia vaatimuksia sekä järjestelmän monitorointikohteita. Tutkimuksen pohjalta laadittuun vaatimusmäärittelyyn saatiin muodostettua toiminnalliset vaatimukset, joista muodostetaan tuotekehityksen aikana tuotteen ominaisuudet. Lisäksi vaatimusmäärittelyyn luotiin käyttäjäryhmät, käyttötapaukset sekä alustavat monitorointikohteet. Vaatimusten täyttämiseksi kunnonvalvontajärjestelmään on suunnitteilla myös laitetietokanta, johon sisällytetään hitsauslaitteille suoritettujen huoltojen ja validointien tiedot. Varsinaisen tuotekehitystyön alkaessa nyt laadittua vaatimusmäärittelyä tullaan käyttämään suuntaviivojen näyttäjänä projektissa.

Tuotehallinnan tietoprosessin haasteet ja kehittäminen ohjelmistoyrityksessä

Diplomityössä tutustuttiin ohjelmistoyrityksen tuotteiden asiakastarpeiden ja vaatimusten käsittelyyn tuotehallinnan tietoprosessin näkökulmasta. Työssä kuvattiin yrityksen nykyinen prosessi sekä analysoitiin erityisesti sen haasteita. Teoriatiedon sekä yrityksen asiantuntijalausuntojen pohjalta laadittiin tuotehallinnan tietoprosessin kehitysehdotuksia. Kvalitatiivinen tapaustutkimus toteutettiin käytännönläheisesti esittämällä kohdeyrityksen asiantuntijoille avoimia kysymyksiä sekä heidän kanssaan keskustellen. Tutkimus tehtiin neljässä vaiheessa ja sen päätavoitteena oli selvittää, millä keinoilla voidaan tukea kohdeyrityksen tuotekehitystarpeisiin ja tuotekehitysehdotuksiin liittyvän tiedon hallintaa sekä tuotantopäätöksiä. Tutkimuksen teoreettinen viitekehys koostui organisaation tietoprosessista, organisaation päätöksentekoprosessista, ohjelmistotuotteen erityispiirteistä sekä ohjelmiston tuotehallinnasta. Kohdeyrityksen tuotehallinnan tietoprosessin kehittämisen keskeisiksi tekijöiksi nousivat tuotehallinnan tukena käytettävän tietojärjestelmän ominaisuudet, tiedon hakeminen, tiedon löytäminen ja tulkinta. Kehityskohteiksi nousivat lisäksi prosessin kulku, perustuotekehityksen ja asiakastoimituksien rinnakkainen hallinta sekä asiakasarvon tuottaminen tuotehallinnan keinoin. Tutkimuksen lopputuloksena toteutettiin kohdeyrityksen tuotehallinnan tietoprosessin tavoitetilan kuvaus. Tavoitetilan elementtejä olivat tuotteiden pidemmän tähtäimen suunnitelmat (roadmap), tuotehallinnan organisointi tiimeille sekä sensemaking-prosessin hyödyntäminen osapuolien yhteisen ymmärryksen luomiseksi kehitystarpeille. Käytössä olevan tietojärjestelmän kehitysehdotukset perustuivat näiden tuotehallinnan elementtien tukemiseen.

Lämpöpumppujärjestelmät integroidussa kylmä- ja lämpötehon tuotossa

Tässä työssä tutkittiin lämpöpumppujärjestelmiä, joilla tuotetaan samaan aikaan kylmä- ja lämpötehoa. Höyryn puristus lämpöpumppu on yleisimmin käytetty lämpöpumpputyyppi ja sen pääkomponentit ovat kompressori, lauhdutin, paisuntaventtiili ja höyrystin. Lämpöpumppu tuottaa samaan aikaan kylmätehoa höyrystimellä ja lämpötehoa lauhduttimella. Lämpöpumpun toiminta-arvoihin vaikuttaa valittujen lämpötilatasojen lisäksi voimakkaasti valitun kiertoaineen termodynaamiset ominaisuudet sekä kompressorin painesuhteeseen verrannollinen isentrooppihyötysuhde. Uusissa lämpöpumpuissa käytetään HFC yhdisteitä sekä sekoituksia kiertoaineina, mutta myös luonnolliset aineet, kuten ammoniakki, ovat lupaavia korvikkeita CFC yhdisteille. Sopivia sovelluskohteita kylmä- ja lämpötehon yhteistuotannolle ovat kauppa- ja asuinrakennukset, hotellit, toimistot, elintarviketeollisuus ja -myymälät sekä vierekkäiset jää- ja uimahallit ja hiihtoputket. Kylmä- ja lämpötehon yhteistuotannolla voitaisiin saavuttaa merkittäviä säästöjä ja päästövähennyksiä. Esimerkiksi jäähallien kylmäkoneiden lauhdelämmön hyödyntämisessä olisi Suomessa potentiaalia 6-10 miljoonan euron vuotuisiin säästöihin. Kylmä- ja lämpötehon yhteistuotanto voidaan toteuttaa hyödyntämällä kylmäkoneen lauhdelämpöä toisella lämpöpumpulla. Toinen vaihtoehto on käyttää eri tilojen samanaikaiseen lämmittämiseen ja jäähdyttämiseen HPS lämpöpumppua tai moniyksikköistä lämpöpumppua.

Runkopaperin imukyvyn optimointi

Diplomityön tarkoituksena oli optimoida laminaatin valmistuksessa käytettävän runkopaperin imukyky niin, että pienemmällä hartsimäärällä saavutetaan vähintään jo olemassa olevat impregointi- ja laminaatin ominaisuudet tai että nykyisellä hartsimäärällä saadaan nopeampi imeytyminen läpi paperirakenteen. Kirjallisuusosassa etsittiin ja selvitettiin erilaisten tekijöiden tai toimintatapojen vaikutukset, joilla voitaisiin muokata paperin imukyky halutulle tasolle. Kirjallisuudesta löydetyistä tekijöistä ja menetelmistä valittiin kokeelliseen osaan tutkittavaksi potentiaalisimmat sekä toteutuskelpoisimmat tavat. Diplomityön kokeellinen osuus koostui kahdesta osasta. Ensimmäisessä vaiheessa kirjallisuudesta löydettyjä menettelyjä testattiin laboratoriomittakaavassa erilaisilla esikokeilla. Työn toisessa vaiheessa suoritettiin pilotpaperikoneella koeajo, jossa tutkittiin tarkemmin esikokeiden menetelmiä, jotka olivat antaneet lupaavia tuloksia. Lisäksi tutkittiin menetelmiä, joita ei esikokeissa kokeiltu, mutta jotka olivat teoreettisesti kiinnostavia. Tulosten perusteella paperin hartsinottokykyä pystyttiin madaltamaan nestemäisen AKD-liiman sekä erään kemikaalin avulla. Hartsin imeytymisnopeutta paperiin pystyttiin kasvattamaan kuidun entsymaattisella käsittelyllä, lämpösarveistamalla sekä käyttämällä erästä pinta-aktiivista ainetta.

The laser weldability of lean duplex stainless steels

Ruostumattomien terästen hinta on kasvanut maailman laajuisen kysynnän kasvun seurauksena. Samoin on käynyt myös ruostumattomien terästen valmistukseen käytettävien seosaineiden hinnalle. Terästen valmistajat ovatkin kehittäneet lean duplex teräksiä vastatakseen hintatietoisten markkinoiden kysyntään. Näissä lean duplex teräksissä kalliita seosaineita kuten nikkeliä ja molybdeenia on korvattu typellä ja mangaanilla. Houkutteleviksi vaihtoehdoiksi perinteisille ruostumattomille teräksille lean duplex laadut tekee myös niiden hyvät lujuus- ja korroosio-ominaisuudet. Kirjallisuus osio esittelee lasereiden toimintaperiaatteen. Myös avaimenreikähitsauksen periaate on esitetty. Ruostumattomien terästen yleisimmät seosaineet ovat esitelty, kuten myös syy niiden seostamiseen. Ruostumattomat duplex-teräkset on esitelty samoin kuin lean duplex teräkset. Kokeellisen osion koehitsit hitsattiin osin samalla tuotantolinjalla lopputuotteen kanssa ja osin laboratoriossa. Koemateriaaleina olivat lean duplex teräkset 1.4162 ja 1.4362 joiden materiaalipaksuudet olivat 1.2 mm ja 1.5 mm. Hitsatuille lamelleille tehtiin painetestaus. Makroskopiaa ja valomikroskopiaa käytettiin koehitsien arvioinnissa kuten myös ristivetokoetta. Kiinnostavimmista hitseistä määritettiin myös faasisuhde. Lean duplex teräs 1.4362 havaittiin sopivammaksi laaduksi tämän kaltaisessa sovelluksessa, mutta myös laatu 1.4162 täyttää sovelluksen hitsille asetetut vaatimukset, tosin huomattavasti pienemmässä parametri ikkunassa. Valittu menetelmä faasisuhteen määrittämiseen osoittautui epätarkaksi, joten faasisuhteen osalta tämän tutkimuksen tulokset ovat vain suuntaa-antavia.

Miehittämättömien ilma-alusten käyttömahdollisuudet ilmasta maahan -aseiden tarvitseman maalitiedon hankinnassa ilmatorjunnan suojaamassa ympäristössä

Vuoden 2004 iskukykytutkimus esittää lentotiedustelujärjestelmän hankkimista tukemaan HN-kalustoon perustuvaa ilmasta maahan -järjestelmää. Tässä tutkimustyössä on tutkittu kolmen erilaisen miehittämättömän ilma-aluksen käyttömahdollisuuksia ilmasta maahan -aseiden tarvitseman maalitiedon hankkimisessa. Tutkimuksessa mukana olleet ilmasta maahan -aseet olivat JDAM (Joint Direct Attack Munition), AGM-154 JSOW (Joint Standoff Weapon) ja toistaiseksi epävarman hankintansa vuoksi vähäisemmässä määrin AGM-158 JASSM (Joint Air to Surface Standoff Weapon). Miehittämättömiksi ilmaaluksiksi valittiin Predator-koneen kolme eri kehitysversiota, MQ-1 Predator A, MQ-9 Reaper (Predator B) ja Avenger (Predator C). Tutkimuksen pääasiallinen tutkimusmenetelmä on ollut laadullinen kirjallisuusselvitys julkisia lähteitä käyttäen. Suoritusarvoista johdettuihin päätelmiin on käytetty soveltuvin osin määrällisiä tutkimusmenetelmiä. Lähestymistapa tutkimukseen on ollut hermeneuttinen. Alakysymysten osalta kyseessä on ollut deskriptiivinen tutkimus ja tavoitteena on ollut löytää avainasiat miehittämättömien ilma-alusten käytön kannalta. Tutkimusraportin ensimmäinen luku on johdanto. Toisessa luvussa on selvitetty toimintaympäristön yleiset piirteet ja kolmannessa luvussa ilmasta maahan -aseiden ominaisuudet. Neljäs luku käsittelee tutkimuksessa olleiden miehittämättömien ilma-alusten ominaisuuksia maalitiedon hankkimismahdollisuuksien kannalta. Tutkimustyön johtopäätökset on kirjattu viidenteen lukuun. Tulosten perusteella perinteisten, ilman häiveominaisuuksia rakennettujen miehittämättömien ilma-alusten ei ole mahdollista hankkia kaikkea ilmasta maahan -aseiden tarvitsemaa maalitietoa. Lähialueen ilmatorjunnan vaikutuksen väistämiseksi häiveominaisuudet ja jonkin asteinen tunkeutumiskyky ovat välttämättömät erityisesti pitkän kantaman ilmasta maahan -aseiden tarvitseman maalitiedon hankkimisessa.

Pinta-aluksen kyky havaita kohti ammuttu meritorjuntaohjus

Tutkimus on luonteeltaan teoreettinen ja se tuottaa suuntaa antavat arvot pinta-aluksen kyvylle havaita kohti ammuttu meritorjuntaohjus aluksen S -alueen valvontatutkalla sekä kohti ammutun meritorjuntaohjuksen Ku -alueen hakeutumistutka aluksen ESM –järjestelmällä. Tutkimusongelmien perusteella on laadittu kirjallisuusselvitys, jossa on määritetty pintaaluksen, sen sensoreiden sekä meritorjuntaohjuksen ja sen hakeutumistutkan geneeriset ominaisuudet. Sen jälkeen on skenaarioanalyysin avulla määritetty tutkittavat skenaariot ja niiden matemaattinen arviointitapa. Matemaattisessa arvioinnissa on käytetty kirjallisuusselvityksen avulla saatuja laskenta-arvoja järjestelmien parametreille ja skenaarioiden muuttujille. Tutkimus on pidetty tietoturvaluokitukseltaan julkisena käyttämällä arvioinnissa geneerisiä arvoja. Kohti ammutun meritorjuntaohjuksen havaitseminen riippuu ensisijaisesti ohjuksen lentokorkeudesta ja ajankohdasta, jolloin se käynnistää hakeutumistutkansa maalin etsintää ja siihen lukittumista varten. Ohjus lähestyy maalia matalalla lentäen, jolloin se ei ole havaittavissa pinta-aluksen valvontatutkalla. Matkalentovaiheen aikana ohjuksen hakeutumistutka on sammutettu eikä sitä kyetä havaitsemaan. Ohjus nousee 30 - 40 kilometrin etäisyydellä maalista tutkahorisontin yläpuolelle, jolloin se on havaittavissa pinta-aluksen valvontatutkalla. Samalla ohjus käynnistää hakeutumistutkansa, joka puolestaan havaitaan aluksen ESM – järjestelmällä. Aliääniohjukset voivat suorittaa maalihaun ja lukituksen jopa 20 kilometrin päässä maalista. Lukituttuaan maaliin, laskeutuu ohjus noin viiden metrin lentokorkeuteen ja etenee kohti maalia pysyen pääosin pinta-aluksen valvontatutkan ja ESM –järjestelmän seurannassa. Pinta-alus kykenee havaitsemaan kohti ammutun meritorjuntaohjuksen viimeistään ohjuksen kasvattaessa lentokorkeuttaan maalin etsintää ja siihen lukitusta varten noin 35 kilometrin etäisyydellä pinta-aluksesta. Tämän jälkeen ohjusta kyetään seuraamaan aluksen valvontatutkalla osumishetkeen asti. ESM –järjestelmä kykenee seuraamaan ohjusta vain ohjuksen hakeutumistutkan ollessa käynnissä. Havainto kohti ammutusta meritorjuntaohjuksesta tehdään liki samanaikaisesti pinta-aluksen valvontatutkalla ja ESM –järjestelmällä. Sensorien integrointiasteesta ja maalifuusion tasosta riippuu, miten nopeasti valvontatutkan havaitsemaan maaliin kyetään yhdistämään ESM - järjestelmän tekemä tunnistus uhkasignaalista ja edelleen aloittamaan ohjuksen torjunta aluksen ase- ja omasuojajärjestelmillä. Kohti ammutun yliääniohjuksen (nopeus: 1 M) havaitsemisesta osumishetkeen kuluva aika on noin 2,1 minuuttia. Jos aliääniohjuksen nopeus on 800 km/h, on havainnosta osumishetkeen kuluva aika noin 2,6 minuuttia. Tässä ajassa havainto on kyettävä luokittelemaan, tunnistamaan ja käynnistämään vastatoimet. Pintaaluksen kannalta on tärkeää saada havainto kohti ammutusta ohjuksesta mahdollisimman nopeasti, jolloin torjunnan käynnistämiseen on enemmän aikaa. Hyökkääjän näkökulmasta on edullista tuoda meritorjuntaohjus tutkahorisontin alapuolella mahdollisimman lähelle maalia kuitenkin siten, että se vielä kykenee tutkahorisontin yläpuolelle noustuaan hakeutumistutkalla etsimään maalin ja lukittumaan siihen. Etäisyyden, jolta ohjus maalinsa hakee, on riippuvainen maalinvalintakriteerien onnistumisesta ja toisaalta ohjuksen lentonopeudesta, joka märittää miten paljon aikaa maalin etsintään ja hyökkäysvaiheeseen mahdollisine maalin vaihtoineen on käytettävissä.

Käyttötekninen vertailu: mahdollisuudet kansainvälisen tilannekuvan ylläpitoon eri sovelluksilla kriisinhallintatehtävissä

ansainvälisten toimijoiden yhteistyö kriisinhallinnassa on kehittynyt rajallisten resurssien tehokkaamman hyödyntämisen vuoksi. Eri toimijat ovat havainneet, että yhteistyössä saavutetaan parempia tuloksia kriisien hallinnassa ja samalla luodaan turvallisuusverkosto avustusjärjestöjen, paikallisten viranomaisten ja kriisinhallintajoukkojen välillä. 2000-luvun kansainvälisten kriisien yhteydessä on havaittu tarvetta tehokkaampaan tiedonvaihtoon ja yhteisen tilannekuvan ylläpitoon. Eri yhteyksissä on kehitetty tilannekuvasovelluksia jotka ovat nyt käytössä eri kriisinhallintaoperaatioissa. Sovellusten yleissoveltuvuutta ei aiemmin ole tutkittu eikä niiden ominaisuuksia ole vertailtu.. Päätutkimusongelmana oli miten SHIFT-sovellus soveltuu paremmin kuin muut saatavilla olevat tilannekuvasovellukset tilannekuvan ylläpitoon kriisinhallinnassa. Tutkimuksessa selvitettiin myös mitkä tekijät vaikuttavat tilannesovelluksen käyttöönottoon sekä minkälaisia ominaisuuksia niiltä vaaditaan. Aineistonkeruumenetelmä on kirjallisuustutkimus jota tuettiin Delfoi-menetelmän mukaisilla haastatteluilla. Kirjallisuusselvityksen ja haastatteluiden perusteella toteutettiin Expert Choice -ohjelman avulla sovellusten ominaisuusvertailu. Tutkimuksessa selvisi, että kaikki tarkastellut tilannekuvasovellukset edustavat ensimmäisen sukupolven sovelluksia, jossa manuaalisesti toteutettu tilannetiedon käsittely on siirretty atkpohjaiseen toimintaympäristöön. Pääosa sovelluksista keskittyy tietyn ongelma- tai kriisinhallintaympäristön käsittelemiseen. Sovelluksissa huomaa eri kriisialueiden ja -operaatioiden erityyppiset ongelmat joihin etsitään ratkaisua. III Keskeiset tulokset/johtopäätökset. Sovellusten vertailujen tuloksena saatiin matriisi, graafinen kuvaaja ja numeraaliset arvot miten sovellusten ominaisuudet suhteutuvat toisiinsa. In- STEDD kehittelee edistyksellisiä sovellusratkaisuja, mutta niiltä puuttuu kokonaisvaltainen ratkaisu. SAHANA-sovelluksen paras ominaisuus on sen tilannetietojen esittäminen, mutta sovelluksen muut ominaisuudet eivät edusta samaa tasoa. CMO-sovelluksella on erinomaiset ja laajat tietopankit, mutta sovelluksen tapa esittää tilannekuvaa sekä sen kytkös sotilasorganisaatioon heikentävät sovelluksen menestymistä vertailussa. TRMA-sovellus on vasta kehitysasteella, joten sen todellista kykyä oli vaikea mitata. SHIFT-sovellus toimii yleisesti hyvänä sovelluksena useimmassa tilanteessa. SHIFT:n ominaisuuksista mikään ei ole ylivertainen muihin nähden, vaan sovelluksen etu on sen ominaisuuksien tasapainoisuus. Kaikkein kriittisimpänä tekijänä kansainvälisen jaetun tilannekuvan muodostamisessa on kuitenkin sovelluksen vieminen tarpeeksi ajoissa kriisialueelle ja että taustalla olisi pysyvä järjestö, joka hallinnoisi ja ylläpitäisi sovellusta alusta alkaen. Tässä olisi EU:lle ja Etyj:lle mahdollisuuden luoda yhteinen palvelu kansainvälisten kriisien jaetun tilannekuvaluojaksi. Kaikki sovellukset edustivat niin sanottua ensimmäisen sukupolven tilannekuvasovelluksia. Yhtenä jatkotutkimuksen aiheena voisi olla toisen sukupolven tilannetietoisuussovellusten analyysityökalujen ja uusien sovellusten toimintamallien kehittämisen tutkiminen.

Sotilaslentäjän fyysinen harjoittelu eri lentokoulutusvaiheissa

Ilmavoimien yksi kriittisimmistä resursseista on hävittäjälentäjien määrä. Nykyiset resurssit ja koulutusjärjestelmä eivät mahdollista koulutettavien määrän lisäämistä. Samaan aikaan lentäjiä joudutaan siirtämään pois valmiusohjaajatehtävistä ja vielä koulutuksessa olevien koulutus keskeyttämään erilaisten tuki- ja liikuntaelinvammojen vuoksi. Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää kirjallisuustutkimuksena, miten ilmavoimien lentäjän tulisi harjoitella työnsä kannalta kriittisiä fyysisiä ominaisuuksia lentokoulutuksen eri vaiheissa. Tarkoituksena on selvittää, mitkä ovat sotilaslentäjän työn kannalta kriittiset fyysiset ominaisuudet, miten poikkeukselliset vaatimukset on huomioitu koulutuksessa sekä miten ohjaajien terveydentilaa ja fyysisiä ominaisuuksia seurataan koulutuksen ja työuran aikana. Nykyaikaiset hävittäjäkoneet ovat suorituskyvyiltään niin tehokkaita, että ne voivat aiheuttaa ohjaajalle vaikeita psykofysiologisia ongelmia. Lentämiseen liittyvien kiihtyvyysvoimien merkittävimmät vaikutukset kohdistuvat hengitykseen, verenkiertoon, lihaksistoon ja tukirankaan. Verenpaineen laskemista estetään vastaponnistustekniikalla, johon kuuluu vartalon lihasten jännittäminen, kyyristynyt asento ja tietty hengitystekniikka. Tehokas vastaponnistus edellyttää lentäjältä hyvää lihaskuntoa. Vallitsevan käsityksen mukaan vastaponnistuksen kannalta tärkeimmät lihakset ovat alaraajojen lihakset, vatsalihakset ja rintakehän lihakset. Lihasten ja tukirangan kuormittuminen aiheuttaa lentäjien toimintakyvyn heikkenemistä pidemmällä aikavälillä tarkasteltuna, minkä vähentämiseksi lentäjän voimaominaisuuksien kehittämisen on todettu olevan tärkeää. Erityisen tärkeäksi on havaittu niskalihasten kunto. Tutkimusten perusteella lentäminen itsessään ei vahvista kaularangan alueen lihaksia, joten lentäjien tulee parantaa voimatasoja erikoisharjoitteilla. Lentäjän koulutuksessa fyysisesti rasittavin vaihe alkaa noin 3,5 vuoden kuluttua koulutuksen alkamisesta. Ammatin edellyttämien fyysisten ominaisuuksien kehittäminen tulisikin aloittaa heti koulutuksen alussa, koska rasittavimpien vaiheiden aikana lentämisen aiheuttama rasitus ei mahdollista tehokasta harjoittelua. Tarkempaa tutkimusta lentämisen aiheuttaman rasituksen ja fyysisen harjoittelun välisestä suhteesta ei ole tehty. Tätä voitaisiin tutkia analysoimalla tarkemmin eri lentolajien aiheuttamaa G-kuormitusta ja lennonaikaisia syketasoja. Näistä tutkimuksista saatavia tietoja ja lentäjän testitietoja käyttämällä voitaisiin laatia henkilökohtainen harjoitusohjelma fyysisen valmennuksen asiantuntijan avustuksella. Lisäksi Hawk-kaluston parantunut lennontaltiointijärjestelmä mahdollistaa aikaisempaa tarkemman lennonaikaisen G-voimien analysoinnin. Tähän voitaisiin yhdistää myös lentäjän ohjaamotyöskentelyn kuvaaminen ja lihasaktiivisuuden mittaaminen lennon aikana.