Tulostettava versio

Suomalainen Insinöörityöpalkinto myönnettiin tänä vuonna DI Ari Niemelälle, DI Risto Kuusjärvelle ja insinööri Juhani Sirénille Oasis of the Seas -matkustajaristeilijäaluksen runkorakenteen lujuus- ja värähtelyteknisestä suunnittelusta.

Tekniikan Akateemisten Liitto TEKin ja Tekniska Föreningen i Finland TFiFin yhteinen 25 000 euron palkinto luovutettiin kolmikolle 12. toukokuuta Helsingissä. Palkinto jaettiin nyt 30. kerran.

Maailman suurin loistoristeilijä

STX Finland Oy:n Turun telakalla suunniteltiin ja rakennettiin maailman suurin matkustajaristeilylaiva Oasis of the Seas. Kahden laivan sarjasta ensimmäinen luovutettiin tilaajalle Royal Caribbean -varustamolle lokakuussa 2009. Laivan arvo on miljardi euroa.

Risteilyaluksen runko painaa 45 000 tonnia ja muodostuu 480 000 osasta. Alus on 361 metriä pitkä, sen maksimileveys on 66 metriä ja bruttovetoisuus 225 000 tonnia. Laivassa on tilaa 8 460 matkustajalle ja miehistön jäsenelle. Pinta-ala on 26 hehtaaria.

Erityisenä haasteena suunnittelussa oli loistoristeilijältä vaadittavat ominaisuudet, rakenteen valtava koko ja kompleksisuus. Tilat oli järjestetty myös täysin uudella tavalla: laivan yläosa on jaettu kahdeksi hotellitorniksi, tornien välissä on kävelykatu ja ulkotilana ”keskuspuisto”.

Halkaistu runkorakenne aiheuttaa muun muassa sen, että laivan rakenteissa jännevälit ovat poikkeuksellisen suuria. Rakenteellisia haasteita toivat myös 2 000 parvekeaukkoa, valtavat lasirakenteet ja suuret, vähin tukirakentein toteutetut ulokkeet. Luovia ratkaisuja vaativat myös laajat avoimet tilat. Laivassa on esimerkiksi kolmen kannen korkuinen ruokasali 3 100 asiakkaalle ja esteettömän näkyvyyden tarjoava teatteri 1 400 katsojalle.

Niin lujuus- kuin värähtelylaskennassakin oli otettava huomioon matkustajien turvallisuuden lisäksi loistoristeilijältä vaadittu korkea mukavuustaso.

Suunnittelutyö aloitettiin vuonna 2003, noin kolme vuotta ennen laivakauppaa. Laivassa käytettyjä lujuus- ja turvallisuusratkaisuja kehitettiin jo 2000-luvun alusta lähtien Tekesin ja EU:n rahoittamissa tutkimushankkeissa.

Lujuuslaskelmia ja suunnitteluongelmia ratkottiin poikkeuksellisen laajan FEM (Finite Element Method) -laskennan avulla. Uutena menetelmänä laivaan sovellettiin epälineaaristen aaltokuormien aikatason laskentaa yhteistyössä VTT:n kanssa. Laivan runko on koottu kaikkiaan 181:stä 600 tonnia painavasta suurlohkosta.

Aallokkovärähtely hallintaan

Suomalaisessa laivanrakennuksessa potkurin ja koneiston aiheuttama värähtely on jo hyvin hallittavissa, mutta aaltojen aiheuttaman matalataajuisen värähtely on tuonut uusia haasteita suurten risteilijöiden rakentajille. Oasiksen valtavan koon ja poikkeuksellisen runkorakenteen vuoksi kehitettiin uusi laskentamenetelmä matalataajuisen värähtelyn ennustamiseksi. Ja täyden mittakaavan värähtelymittauksissa Oasis on jo osoittautunut edeltäjiään paremmaksi.

Maailmanluokan osaamista

Oasis of the Seas -risteilijä on erinomainen esimerkki palkittavan työryhmän maailmanluokan osaamisesta. Laivan runkorakenteen suunnittelu on onnistunut lujuus- ja värähtelyteknisesti erinomaisesti ja matkustajien mukavuus huomioon ottaen. Tämän suunnittelun hallitseminen oli myös edellytys laivatilauksen toteutumiselle.
Oasis-projektin toteutusta auttoi pitkäaikainen ja luottamuksellinen yhteistyösuhde Royal Caribbean -varustamon ja luokituslaitos DNV:n kanssa.
Työryhmän jäsenistä Ari Niemelä vastasi laivan runkorakenteen kehittämisestä ja toimi lujuus- ja värähtelylaskennan pääsuunnittelijana.

Risto Kuusjärvi ja Juhani Sirén ovat jo usean vuosikymmenen aikana kehittäneet matkustajalaivojen runkokonstruktioita sekä lujuuden ja värähtelykäyttäytymisen analyysimenetelmiä.

Niemelän ryhmä on jatkuvasti kehittänyt osaamistaan muun muassa kiinteällä yhteistyöllä Teknillisen korkeakoulun ja VTT:n kanssa Tekesin ja EU:n rahoittamissa tutkimusprojekteissa, joissa on laadittu lukuisia diplomitöitä ja yksi väitöskirja.

Suomalainen Insinöörityöpalkinto myönnetään vuosittain henkilölle tai työryhmälle, joka on edistänyt huomattavasti teknillistä osaamista Suomessa. Palkittavalle insinöörityölle on tunnusomaista luova panos, omaperäisyys sekä idean tai teorian käytännön toteutus. Arvioinnissa kiinnitetään huomiota liiketaloudelliseen ja kansantaloudelliseen merkitykseen. Palkinto jaettiin ensimmäisen kerran vuonna 1981.