Monitoimimurtajat Fennica & Nordica

Monitoimimurtajien suunnittelu

Merenkulkuhallitus valitsi vuonna 1989 budjetoitujen uusien jäänmurtajien suunnittelijaksi meidän yhtiömme, jonka virallinen nimi oli tuolloin insinööritoimisto Lehtonen & Siirilä Oy:n. Meillä oli vankka kokemus arktisten huolto- ja tutkimusalusten suunnittelusta ja myös rakentamisesta: olimme kaikki lähtöisin edellisvuonna suljetulta turkulaiselta Laivateollisuus Oy:n telakalta. Suunnittelusopimus solmittiin 13.3.1990. Päämäärä oli suunnitella jäänmurtaja, joka mahdollisimman hyvin vastaa tilaajan asiantuntijoiden uudelle jäänmurtajalle asettamia vaatimuksia.

Aloitimme suunnittelutyön työnimellä Tarmo 2. Päävaatimukset alukselle määritti Merenkulkuhallituksen työryhmä, jonka piiristä suunnittelutyötä valvomaan oli määrätty Merenkulkuhallituksen yli-insinööri Arjo Harjula. Työ oli hyvin luottamuksellista, koska halukkaiksi rakentajatelakoiksi Suomessa olivat Helsingin telakan lisäksi ilmoittautuneet myös Rauman molemmat telakat. Kaikille piti antaa pohjat tarjousten tekemiseen tasapuolisesti ja yhtäaikaisesti, jolloin kenelläkään ei olisi tarjouskilpailussa etulyöntiasemaa. Työmme sujui Harjulan valvonnassa ripeään tahtiin. Suunnittelukokonaisuuksia ja eri vaihtoehtoja puntaroitiin useissa kokouksissa. Konseptisuunnitelma erittelyineen ja piirustuksineen oli valmiina työryhmän lopullista hyväksyntää varten kesäkuun lopulla 1990.

Aineiston luovutustilaisuus oli sovittu tapahtuvaksi Merenkulkuhallituksessa 18.6.1990 kello 13.00 merenkulkuneuvos Lennart Hagelstamin aikataulun mukaan. Suureksi kauhuksemme ja yllätykseksemme hän aloitti kokouksen kertomalla, että työryhmän päätöksen mukaan projekti Tarmo 2 on hylätty ja siihen tehty aineisto joutaa roskakoriin! Pitkän hiljaisuuden jälkeen hän jatkoi: ”Nyt aloitetaan työ uudelleen. Tehdään suunnitelma jäänmurtajasta, joka pärjää avomerellä myrskyssä ja jolla voi tehdä kaikenlaisia töitä ja tienata avovesikaudella rahaa”.

Vaikka jatkotyö tietysti oli meille tarpeen, jouduimme kyllä kokouksessa toteamaan että ehdotus on hyvä, mutta sen toteuttaminen on mahdotonta. Hagelstam painotti, että asiakas määrittää vaatimukset ja suunnittelijan tehtävä on ne toteuttaa. Lupasimme tehdä parhaamme ja niin niin sovittiin ”monitoimimurtajan” suunnittelutyön uudelleen aloittamisesta samoin ehdoin kuin Tarmo 2 -suunnittelu oli toteutettu.

Alusta alkaen oli selvää, että silloisten jäänmurtajien runkomuoto ei sovellu avovesialukseen. Suurin ongelma oli vaadittava suuri leveys. Aluksen tuli murtaa niin leveää ränniä kuin mitä silloiset avustettavat kauppa-alukset tarvitsivat – vähintään noin 24 metriä. Näin leveää ränniä tekevän aluksen piti olla toisaalta vähintään yhtä tehokas jäänmurtaja kuin edelliset Urho- ja Otso-luokkien jäänmurtajat ja toisaalta avovesiominaisuuksiltaan vähintään yhtä hyvä kuin Pohjanmerellä työskentelevät parhaat ja isoimmat offshore-huoltoalukset. Tästä vaatimuksesta Hagelstam ja Harjula eivät luopuneet – niistä tuli koko suunnittelutyön pääperiaate. Merenkulkuhallituksen asiantuntijat osallistuivat aktiivisesti suunnitteluun – eivät ainoastaan valvontaan, vaan myös ratkaisujen löytämiseen.

Suunnittelimme ja teimme laskelmia useisiin vaihtoehtoihin, joiden ominaisuuksia arvioimme yhdessä. Jäänmurtajan rullaus avomerellä aallokossa oli hankalin kysymys, johon ei meinattu keksiä hyväksyttävää ja varmasti toimivaa ratkaisua. Totesimme, että jäänmurtajan leveys, rungon suuri paino ja painopisteen sijainti alhaalla, rungonmuoto sekä rajoitettu syväys aikaansaavat sietämättömän rullauskiihtyvyyden avovedessä. Mitä voidaan muuttaa: suunnitteluryhmän päätelmä oli, että ajatus laivan painopisteen nostamisesta ylöspäin asentamalla pääkoneet mahdollisimman ylös, kuten Otso-luokassa, oli hyvä, mutta ei läheskään riittävä. Totesimme, että laivan leveyttä pitää pienentää.

Suunnitteluryhmässä syntyi idea laivasta, jonka leveys olisi iso jäänmurtajana (24m) ja huomattavasti 3-4m pienempi avovesitoiminnassa – aluksella olisi pitkät irrotettavat tankit kummallakin laidalla. Tämä ehdotus vaikutti laskennallisesti ja teoriassa hyväksyttävältä ratkaisulta, ja päätimme tehdä alustavat mallikokeet sekä avovesi- että jäänmurto-ominaisuuksien varmentamiseksi. Tulokset olivat lupaavia, mutta konkreettisesti tällainen rakenne olisi todella hankala ja toteuttamiskelvoton.

Suunnitteluryhmä herätti ajatuksen aluksesta, jossa vain keula on leveä ja keskilaiva ja perä kapeammat: ”Jotta vaihtokeskuskorkeutta saadaan pienennettyä, ei koko laivan tarvitse olla kapea!”

Tästä koko suunnitteluryhmä innostui ja ratkaisu oli lähellä onnistumista. Avovesimallikokeissa kävi selväksi, että rullausta pitää kuitenkin vielä pienentää. Päätettiin kokeilla suunnitelmaa, jossa kapeamman peräosan alaosaan rakennettaisiin isot palleulokkeet rullausliikettä vaimentamaan.

Jäämallikokeissa selvisi, että kapean perän takia jäänmurtajan kääntyminen ja avustustoiminnan ketteryys ei ollut yhtä hyvää kuin Otso-luokassa. Suunnitteluryhmä päätti kokeilla azimuth- ruoripotkurilaitteita kehitettyyn kahden leveyden runkomuotoon. Tällöin saavutettaisiin kääntyvien potkurilaitteiden koko työntö myös sivusuuntaan, jolloin kääntövoima olisi huomattavasti suurempi kuin peräsimiä käyttämällä. Azimuth-propulsio oli jo pienemmissä väylänhoitoaluksissa todettu toimivaksi ratkaisuksi. Kuitenkin suunnitteluryhmää askarrutti ratkaisun suuri poikkeaminen tunnetusta jäänmurtajatekniikasta: Kahden leveyden jäänmurtaja, jossa on kaksi perämoottoria!

Merenkulkuhallitus oli myös suunnittelun aikana neuvotellut avovesiajan rahtaajasta. Tiukkojen valintakriteerien perusteella oli valittu maailmankuulu yhtiö Ugland AS Norjasta tähän rooliin.  Heiltä saimme myös tiukkoja vaatimuksia ja myös neuvoja avovesiominaisuuksien suunnitteluun. Uglandlta saimme myös lainaksi uuden ison Pohjanmeren huoltoaluksen mallin. Tällä saatiin avovesikäyttäytymiseen vertailukohta.

Mallikokeita tehtiin sekö Teknillisen korkeakoulun että VTT:n koealtaissa kaikkiaan 150.

Konseptisuunnittelua oli jatkettu niin pitkälle, että laskelmin ja mallikokein voimme osoittaa tilaajan pääkriteerien täyttymisen:

Jäänmurto- ja laivan jääoperointiteho ovat vähintään yhtä hyviä kuin Urho- ja Otso – luokan jäänmurtajissa: Tasaisen jään murtokyky on vähintään 8 solmua 80 cm tasaisessa jäässä tehden ränniä, jonka leveys on 24m. Manööverikyky täysin uudenlaisella kahden leveyden runkomuodolla ja 360ᵒ kääntyvillä azimuth-propulsiolaitteilla osoitti, että aluksen kääntöympyrän halkaisija täydellä nopeudella 65cm tasaisen jään ja 20cm lumen kentässä on ainoastaan noin 150 m (1,3 x aluksen pituus)!

Avovesinopeus on vähintään 16 solmua. Aluksen rullaus sivuaallokossa Pohjanmeren               aallokko-olosuhteissa on jopa pienempi, kuin mallikokein todetun uuden ison           huoltoaluksen rullaus. Ero tavallisen Urho- tai Otso-luokan jäänmurtajan rullaukseen                       oli dramaattinen.

Kun ratkaisua oli kokeiltu useissa mallikokeissa, se lopulta hyväksyttiin toteutettavaksi. Julkisuudessa kritiikki oli odotetusti kovaa: ”Perämoottorimurtaja”, ”Moulinex” ja ”Vispilä” olivat asiantuntijoidenkin puheissa väläytettyjä kuvauksia. Tämän rohkean konseptisuunnitelman Merenkulkuhallitus asetti telakoille lähettävien tarjouspyyntöjen pohjaksi kuitenkin niin, että telakoille annettiin myös mahdollisuus tarjota vaihtoehtoisesti muuta vastaavaa konseptia niin halutessaan.

Kahden sisaraluksen rakentamisen tarjouskilpailuun osallistui kolme telakkaa, kaksi Suomesta ja yksi Saksasta. Helsingin telakan tarjous sisälsi sekä telakan oman ehdotuksen että konseptin mukaisen aluksen rakentamistarjouksen. Tiukan kilpailun päätteeksi rakennussopimus meni Raumalle Finnyardsin telakalle, jonka tarjous oli konseptin mukainen. Se myös täytti kaikki vaatimukset ja oli myös annetuista tarjouksista halvin. Saksalaistelakka ei kuitenkaan tarjonnut alusten rakentamista.

ILS Oy osallistui myös tilaajan konsulttina alusten rakentamiseen ja koeajoihin. Ensimmäinen laiva Fennica luovutettiin Finnyards Oy:n Rauman telakalta maaliskuussa 1993 ja toinen, Nordica, tammikuussa 1994.

Fennican suunnittelu loi kokonaan uuden ajattelun jäänmurtajien suunnitteluun. Nykyään lähes kaikissa rakennettavissa jäänmurtajissa avovesiominaisuudet ovat ainakin kohtuullisen hyviä ja azimuth-tyyppinen propulsio on lähes kaikissa.