Isbjorn

Isbjorn

Jäänmurtajien käyttäminen talvella

Jäänmurtajalla tarkoitetaan sellaista laivaa, joka on suunniteltu murtamaan talvella vesistön pinnalla olevaa jäätä liikenneväylältä, satamasta tai muulta vesistöalueelta. Jäänmurtajat mahdollistavat esimerkiksi merialueiden talvimerenkulun, kun vesialueet jäätyvät ja satamat sekä vesiväylät pysyisivät muuten jäätyneinä umpeen ja sen olisivat sen vuoksi käyttämättä useiden kuukausien ajan vuosittain.

Jäänmurtaja eroaa merkittävästi jäissä kulkuun pystyvistä aluksista. Jäissä kulkevat alukset ovat jäävahvisteisia ja kykenevät liikkumaan jäissä riittävällä vauhdilla. Jäänmurtaja sen sijaan kykenee irrottautumaan omin avuin jäästä, mikäli sen vauhti pysähtyy ja alus tarttuu kiinni jäähän. Jäänmurtaja ei pysty irrottautumaan pelkän suuren konetehon käytöllä, vaan irrottautumiseen vaaditaan erikoisjärjestelmiä, kuten keulapotkureita, ilmahuuhtelu-, kallistus- tai trimmausjärjestelmiä.

Jäänmurtamisen tekniikkaa

Edetessään jäänmurtaja rikkoo omalla painollaan jäätä ja siirtää tästä syntyneet lohkareet aluksen sivuille ja alle. Alus synnyttää näin kulkukelpoisen uoman avustettavana oleville aluksille tai omaan tarkoitukseensa. Jäänmurtaminen on monivaiheinen prosessi, jossa energiaa kuluu erilaisissa vaiheissa suuria määriä. Kulku-uoman synnyttämisessä varsinainen jääpeitteen rikki taivuttaminen ja murtaminen vie ainoastaan muutamia prosentteja kokonaisenenergiantarpeesta.

Aluksen rungon ja murrettavan jään välinen kitka on jokaisen vaiheen aikana suuri. Kun alus etenee hitaasti, suurin energiamäärä kuluu jään upottamiseen vesimassan hydrostaattista painetta vastaan. Nopeammin edetessä energiaa käytetään jään kääntämiseen ja aluksen kiihdyttämiseen upotuksen aikana.

Jäänmurtajalla voidaan avustaa jäihin tarttuneita aluksia. Tämä vaatii jäänmurtajalta ketteryyttä ja ohjausominaisuuksia. Juuttunut alus vapautetaan rikkomalla sen ympärillä olevat jäät, minkä jälkeen jäänmurtaja lähtee tavallisesti tekemään avustettavalle alukselle suomaa rikkomalla jäätä edellä. Jos avustettava alus on jäänmurtajaan nähden leveä tai uoma on muuten raskaskulkuinen, joudutaan käyttämään avustettavan aluksen hinausta. Joskus hinauksessa voidaan käyttää hinauskaapelia, mutta yleisin tapa on käyttää haarukkahinausta.

Jäästä irrottautuminen

Jos jäänmurtaja on juuttunut kiinni jäähän, aluksen rungon ja jään välillä vallitsee lepokitka, joka on liikekitkaa huomattavasti suurempi etenemistä vastustava voima. Aluksen liikkumista pyritään tällöin helpottamaan kallistelemalla ja keinuttamalla alusta, että lepokitka muuttuisi liikekitkaksi. Kun alus on jo liikkeellä, keinuttaminen ei nopeuta sen kulkua jäässä.

Jäänmurtajien molemmilla laidoilla on vesitankit, ja alusta voidaan kallistaa siirtämällä vettä tankista toiseen nopeasti. Esimerkiksi jäänmurtaja Urhon kohdalla vettä voidaan siirtää kolmen pumpun avulla laidalta toiselle jopa 230 kuutiometriä minuutissa. Aluksen 610 kuutiometriä (610 000 kg) painolasti vettä saadaan pumpattua toiselle laidalle alle minuutissa, jolloin alukselle saadaan 13 asteen maksimikallistus. Trimmausjärjestelmässä vettä pumpataan laitojen sijasta aluksen keulan ja perän välillä.

Keulapotkurien käyttäminen

Jäänmurtajan rungon ja jään välillä olevaa kitkaa voi pienentää huuhtelemalla runko vesivirralla, jonka synnyttämiseen käytetään keulapotkureita. Niiden avulla jäänmurtajalla päästään hyvin paksun jäävallin läpi, mikäli se ei ole täysin yhtenäistä jääkappaletta, vaan ahtojäätä. Keulapotkureiden avulla alusta voi ohjailla hitaasti liikuttaessa helpommin ja ne sallivat myös aluksen kääntämisen paikoillaan ja sivuttain liikkumisen.

Keulapotkurit ovat tehokas apukeino jäässä liikkumiseen, mutta ne ovat kalliit ja vaativat oman konehuoneensa. Lisäksi keulapotkurit haittaavat avovedessä liikkumista. Myös kallistusjärjestelmät ovat painavia ja runsaasti tilaa vaativia ratkaisuja. Siksi monissa kauppa-aluksissa käytetäänkin niihin kehitettyä ilmahuuhtelujärjestelmää. Tätä järjestelmää käytetään myös paksussa ja kovassa jäässä Jäämerellä liikkuvissa polaarijäänmurtajissa.

Ilmahuuhtelujärjestelmässä puhalletaan veteen paineilmaa aluksen vesiviivan alla olevista rei’istä. Pintaan nousevat kuplat synnyttävät noustessaan veden virtausta ylöspäin, mikä pienentää aluksen rungon ja jään välistä kitkaa. Mikäli jäänmurtaja on saatava kääntymään, kaikki ilma puhalletaan vain aluksen toiselle puolelle. Tämä järjestelmä on hyötysuhteeltaan heikko tunneliohjauspotkuriin verrattuna, mutta se toimii luotettavasti hankalissakin olosuhteissa. Pienellä nopeudella järjestelmän vaikutus vastaa aluksen pääkoneen tehon tuplaamista.

Comments are closed.