Mallikoemenetelmän kehittäminen jäänmurtajan hinausominaisuuksien tarkasteluun

• Main Author: Seppänen, Eetu
• Other Authors: Matala, Riikka, Suominen, Mikko, Insinööritieteiden korkeakoulu, Kujala, Pentti, Aalto-yliopisto, Aalto University
• Format: Master Thesis
• Language: Finnish
• Published: 2022
• Subjects: haarukkahinaus; jäänmurtaja; mallikoe; ohjailu; Icebreaker
• Online Access: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/115278

Tämän diplomityön tarkoituksena oli kehittää mallikoemenetelmä jäänmurtajan hinausominaisuuksien tarkasteluun ohjailutilanteessa. Yhdellä laivalla ajettaviin mallikokeisiin on saatavilla yksityiskohtaiset ohjeistukset, joita sovellettiin tässä työssä hinaustilanteeseen. Hinaustilannetta käsittelevää kirjallisuutta on puolestaan hyvin rajoitetusti saatavilla, vaikka haarukkahinaus onkin Itämeren jäänmurtajien tärkeimpiä avustusmenetelmiä. Työn alussa kuvailtiin haarukkahinauksen teoriaa merkittävimpien tekijöiden, kuten vastusten ja kääntymisominaisuuksien kannalta. Sitten esiteltiin aiheeseen sovellettavaa mallikoekirjallisuutta sekä muuta mallikokeisiin ja mallijäähän liittyvää kirjallisuutta. Tämän jälkeen esiteltiin täyden mittakaavan tutkimus, jonka perusteella työn lopussa arvioitiin kokeissa mitattujen hinausvoimien oikeellisuutta. Seuraavaksi työssä esiteltiin tutkimusmenetelmä ja -suunnitelma sekä kokeissa käytetyt mallit, JM Polaris ja tyypillinen talvimerenkulkuun soveltuva kauppalaiva. Kokeellinen osuus sisälsi viisi mallikoeajoa, joissa ajettiin 90 asteen käännöskokeita jäänmurtajan omaa propulsiota käyttäen. Kokeilla tutkittiin valitun testimenetelmän toimivuutta, kitkan vaikutusta tuloksiin ja jäänmurtajan keulapropulsion kääntävää vaikutusta. Tutkimuksen tärkeimpänä tuloksena osoitettiin 90 asteisen käännöksen toimivuus hinaustilanteen mallintamisessa. Keskeisiä tuloksia ovat myös ajon aikainen hinausvoima, mallien nopeus ja mallien suunnanmuutos ajan funktiona käännöksen halkaisijan lisäksi. Mittaukset osoittavat täyteen mittakaavaan skaalattujen hinausvoimien asettuvan välille 35–55 tonnia nopeuden ollessa noin kaksi solmua. Käännösten halkaisijat puolestaan asettuvat käytetyllä laivayhdistelmällä välille 400–4300 metriä. The aim of this thesis was to develop model scale test method to review towing properties of an icebreaker. Detailed instructions are available for model tests on a single ship, which were applied to the towing situation in this thesis. Available literature on notch towing ...