Merivoimien apualuksen propulsiojärjestelmä ja sen kehitysmahdollisuudet

Suomen merivoimien aluskalustoon kuuluu taistelualuksia ja apualuksia. Apualukset ovat välttämättömiä huollon ja kuljetusten välineitä, minkä vuoksi niiltä edellytetään ympärivuotista, luotettavaa ja taloudellista suorituskykyä. Apualusten suorituskykyyn vaikuttaa olennaisesti niiden propulsiojärjestelmä. Apualuksen propulsiojärjestelmälle merivoimat eivät ole asettaneet erityisvaatimuksia. Järjestelmävalinnat ja tehojen kartoittaminen on tehty aluskohtaisesti uutta alusta suunniteltaessa. Nykyisten apualusten propulsiojärjestelmissä epäillään olevan puutteita tehon ja järjestelmävalintojen osalta. Tämä tutkielma selvittää apualuksen propulsiolle asetettavat vaatimukset ja esittelee järjestelmän mitoitukseen käytettävät laskukaavat. Tutkielma ottaa myös kantaa apualuksen propulsiojärjestelmän valintaan sekä järjestelmän ominaisuuksiin. Esimerkkeinä on käytetty Valas ja Pansio luokan aluksia, joiden järjestelmiin esitetään kehitysehdotuksia. Tutkielma rakentuu apualusten ja propulsion perusteille. Apualusten perusteissa etsitään propulsorin valintaan vaikuttavia seikkoja. Propulsiota tarkastellaan laitevalintojen ja mitoituksen kannalta. Nämä perusteet yhdistämällä saadaan vaatimukset apualuksen propulsorille, jonka osien valintaa ja mitoitusta tarkastellaan tutkimuksen loppupuolella. Tutkielman pääongelma on: Millainen on ihanteellinen propulsiojärjestelmä nykypäivän apualukselle? Tutkielma pyrkii hahmottamaan lukijalle, mitä asioita tulee ottaa huomioon suunniteltaessa apualuksen propulsiota. Tutkielman aineistona ovat olleet propulsiota ja hydrodynamiikkaa käsittelevät teokset, propulsiojärjestelmän osia koskevat teokset sekä merivoimien aiheeseen liittyvät oppaat ja ohjeet. Tutkielmassa on käytetty kolmea tutkimusmenetelmää: kirjallisuusselvitystä, matemaattista analyysia sekä vertailua. Tutkimusstrategiana on tapaustutkimus. Tutkielman teorian ja laskennan tukemana merivoimien apualukselle soveltuu parhaiten perinteinen potkuripropulsiojärjestelmä keskinopealla dieselmoottorilla sekä kiinteälapaisella potkurilla. Järjestelmä on edullinen, luotettava ja taloudellinen. Apulaitteeksi alukselle tulee asentaa keulapotkuri, jonka käyttöjärjestelmistä parhaaksi on todettu dieselsähköinen järjestelmä. Propulsiojärjestelmien tehot ovat nykyisissä aluksissa liian alhaisia. Heräte ja meluominaisuuksiltaan nykyiset apualukset ovat sopivia tehtäviinsä, mutta alusten äänieristystä voitaisiin kehittää entisestään.

Electric propulsion system in a modern sports car

In this thesis an electric propulsion system is designed on a device level using Cadence ORCAD. The vehicle belongs to the Helsinki Metropolia University of Applied Sci-ences and it is to compete in the Automotive X-Prize competition held in the USA. In this thesis the electric propulsion system and related electric safety measures are designed. Also electro-magnetic compatibility and interferences present in the system are examined by examining the birth mechanisms and transmission paths of interference. Per device effects of interference and solutions to minimize them were examined and proposed. Suitability of permanent magnet synchronous machines for passenger vehicle use was examined by examining the torque production capability of the motor and the torque requirements of the vehicle. Also a short overview of history of electric vehicles is given.

Jään asettamat vaatimukset tulevaisuuden vartiolaivalle

Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, mitä vaatimuksia Itämeren jääolosuhteet asettavat tulevaisuuden vartiolaivalle. Lisäksi tutkitaan mitä vaatimuksia nykyisten vartiolaivojen jäissäkulkukyvylle on asetettu, miten hyvin ne ovat toteutuneet ja millä teknisillä ratkaisuilla alusten jäissäkulkukykyä voidaan yleisesti parantaa. Tutkimusmenetelmänä käytetään kvalitatiivista kirjallisuusanalyysiä. Tutkimusaineisto koostuu pääosin vartiolaivojen erittelyistä, rajavartiolaitoksen henkilöstön haastatteluista, Puolustusvoimien vaatimustenhallintaa käsittelevistä ohjekirjoista sekä laivateknisen alan oppikirjoista ja opinnäytetöistä. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että vaikka alusten jäissäkulkukyvylle asetettuja vaatimuksia ei ole määrällisesti montaa ovat ne kuitenkin sisällöllisesti riittäviä. Vaatimusten perusteella hankittujen alusten jäissäkulkukyky on ollut vaatimusten mukainen ja alukset ovat olleet kykeneväisiä toimimaan käyttöperiaatteidensa mukaisesti kaikissa Itämeren olosuhteissa. Tutkimuksen tuloksena syntyi vaatimus tulevaisuuden vartiolaivan jääluokasta, joka ilmentää samalla aluksen jäissäkulkukykyä. Tutkimuksessa esitetään lisäksi runkomalli ja propulsiojärjestelmä, joilla vaatimus saadaan täytettyä. Jatkotutkimuksen aiheiksi tutkimus ehdottaa ruoripotkurilaitteen rungolle aiheuttamaa jääkuormitusta, vartiolaivan jäissäkulkukyvyn tutkimista kustannustehokkuuden näkökulmasta sekä SWATH-tyyppisen rungon soveltumista vartiolaivakäyttöön Itämerellä.