Mobirise web builder software

Toivo J. Kaario

Toivo Juhani Kaario oli suomalainen insinööri ja keksijä, joka kehitteli 1930-luvulta lähtien pintaliitäjiä rakentaen niistä useita prototyyppejä.

Ilmatyynyaluksien historia

Ensimmäinen kirjallinen suunnitelma laitteesta, jota voidaan kutsua ilmatyynyalukseksi, on ruotsalaisen keksijän, filosofin ja teologin Emanuel Swedenborgin näkemys laitteesta vuodelta 1716. Hän suunnitteli lihasvoimalla toimivan laitteen, joka muistutti ylösalaisin käännettyä venettä, jonka keskellä oli hytti. Airomaisilla kauhoilla oli tarkoitus lihasvoimin painaa ilmaa laitteen alle. Laitetta ei koskaan rakennettu, sillä epäiltiin, ettei ihmisvoimin saada aikaan tarpeeksi nostetta.

Idea ilmatyynyaluksesta kehittyy

Englantilaista vuonna 1999 kuollutta keksijä Christopher Cockerellia (kuvassa keskellä) pidetään miehenä, joka keksi lyhyet merimatkat mullistaneen ilmatyynyaluksen, hovercraftin. Cockerell sai elämänsä keksinnöstään reilut miljoonan markkaa 12 vuotta alusten käyttöönoton jälkeen.

Christopher oli jonkin sortin radio- ja sähköinsinööri, mutta veri vei vesille. Hän osti 1950 pienen venealan yrityksen ja alkoi suunnittelemaan kuinka saisi veneet kulkemaan nopeammin. Hän kehitti ideaa, jossa venettä nostettiin ilmanpaineella irti vedestä kitkan pienentämiseksi ja sitä kautta vauhdin kasvuun. Mutta idea ei tominut, veneen alle puhalletusta ilmasta liian iso osa karkasi pois.

Cockerellin läpimurto tuli kun hän keksi puhaltaa ilman aluksen kiertävään kapeaan kanavaan ja sieltä paineella aluksen alle. Samalla hän keksi Momentum Curtainiksi nimittämänsä verhon estämään ilman karkaamisen aluksen alta. Tällä hänen ideallaan saatiin samalla moottoriteholla nelinkertainen nostovoima.

Ensimmäinen toimiva alus

1. kesäkuuta 1959 vuosia kestäneen prototyyppivaiheen jälkeen ensimmäinen hänen suunnittelemansa ilmatyynyalus SR.N1 ylitti Englannin kanaalin.

Ensimmäiset käyttökelpoiset ilmatyynyalukset rakensi brittiläinen Lentokonevalmistaja Saunders Roe, joka toteutti useita koeohjelmia vuosina 1959-1961, esimerkiksi Englannin kanaalin yli. Huomattavana parannuksina aiempiin kokeiluihin oli joustavasta kumista tai kankaasta tehty helma, joka auttoi ilmaa pysymään aluksen alla.

Kohta käyttöön otettiin pienten matkustajalaivojen kokoisia malleja, kuten suurin alus, British Hovercraft Corporationin Mountbatten SR-N4. Siihen mahtui 254 matkustajaa ja 30 autoa, ja laajennettuun malliin 418 matkustajaa ja 60 autoa. Ilmatyynyalusten laajamittainen kaupallinen käyttö tyrehtyi kuitenkin 1970-luvun energiakriisiin.

Nykyäänkin on vielä mahdollista päästä kokemaan ison matkustajakäyttöön suunnitellun ilmatyynyaluksen pehmeää kulkua esimerkiksi leijumalla Portsmouthista Wightin saarelle.

Sauna, Sibelius ja ilmatyynyalus.
Suuret suomalaiset keksinnöt.

Toivo J. Kaariota voi hyvällä omatunnolla kutsua hovercraftien äidiksi. Hän sai patosiipialukseen pari patenttia 30-luvulla. Tosin englantilainen Christopher Cockerell ja venäläinen Vladimir Levkov kyllä toteutttivat toimivat ilmatyynyalukset ensimmäisinä. Mutta omitaan me ilmatyynyalus Toivon nimiin ihan rauhassa.

Nuoruusvuodet ja ensimmäiset prototyypit

Kaarion vanhemmat olivat insinööri Hugo Johannes Kaario ja Iida Maria Appelqvist. Perheessä oli neljä lasta joista Toivo oli vanhin. Kaario pääsi ylioppilaaksi Töölön yhteiskoulusta 1931 ja suoritti asevelvollisuutensa Santahaminassa 1931–1932. Kaario oli rakentanut lennokkeja jo 14-vuotiaasta saakka ja jo kouluvuosina hän oli päättänyt ryhtyä lentokonesuunnittelijaksi. Kouluaikanaan hän ystävystyi Nuoren Voiman liiton ylijohtaja Ilmari Jäämaan kanssa ja pääsi mukaan tämän kirjaan esittelemään suunnittelemiaan lennokkeja.

1930 Kaario rakensi luokkatoverinsa Ensio Nuortevan kanssa autolla hinattavan kevyen liitolentokoneen joka kantoi yhden miehen. 

ARMEIJA-AIKA

Asevelvollisuusaikanaan Kaario tutustui moottorirekiin joilla talvisaikaan liikennöitiin merenjäällä Santahaminan ja kantakaupungin välillä. Näistä laitteista Kaario sai keväällä 1932 ajatuksen kehittää maavaikutusta (ground effect) hyväksikäyttävä pintaliitäjä ja hän suunnitteli maavaikutukseen perustuvan patosiiven sekä rakensi jo pienoismallinkin tällaisesta laitteesta.

Päästyään armeijasta Kaario yhdessä Esko Nuortevan kanssa perusti 1932 KaNu-lennokkitehtaan joka valmisti balsapuusta tehtyjä lennokkien rakennussarjoja alan harrastajille. Tämä yritys siirtyi 1937 Suomen Ilmapuolustusliiton hallintaan. 1934 Kaario aloitti koneinsinööriopinnot Teknillisessä Korkeakoulussa. Talvella 1934–1935 hän rakensi ensimmäisen pintaliitäjäprototyypin, Pintaliitäjä N:o 1:en. Tätä prototyyppiä testattiin autohinauksessa Taivallahden jäällä tammikuussa 1935. Kaario haki samaan aikaan patenttia kehittämälleen patosiivelle ja patentti 18630/1935 myönnettiin hänelle marraskuussa 1939.

Ensimmäisestä prototyypistä saatujen testikokemusten perusteella Kaario rakensi myös toisen prototyypin, Patosiipi N:o 2:n, jota hän testasi vuosina 1935–1936. Kaario alkoi tämän jälkeen kehittää vedessä kulkevaa pintaliitäjätyyppiä ja rakensi useita pienoismalleja testejä varten. Koska patosiivellä oli lähes olematon liikkeellelähtökyky maan pinnalta Kaario kehitti kellosiiven jossa siipenä toimivan matalareunaisen laatikon sisään puhallettiin ilmaa moottorin pyörittämällä potkurilla. Tämä ilmavirtaus sai aikaan laatikon sisälle ylipaineen joka irrotti sen maasta leijumaan ilmasta. Kellosiipi pystyi leijumaan ilmassa mutta sen etenemiskyky oli heikko.

SOTAVUODET

Talvisodan aikana Kaario toimi jalkaväessä joukkueenjohtajana ja osallistui taisteluihin Karjalan kannaksella Summassa, Suursuolla, Kattilaojalla ja Leipäsuolla. Purjelentoa ennen sotaa harrastanut Kaario oli mukana Ilmavoimien pääsykokeissa mutta hän ei päässyt lentäjäkoulutukseen puutteellisen näkökyvyn takia. Sodan jälkeen Kaario ylennettiin luutnantiksi heinäkuussa 1940. Syksyllä 1940 hän jatkoi opintojaan Teknillisessä Korkeakoulussa ja valmistui insinööriksi joulukuussa 1940. Opintojensa loppuvaiheessa Kaario siirtyi Valtion Lentokonetehtaan palvelukseen koekäyttöinsinööriksi ensin Tampereelle ja vuonna 1941 joksikin aikaa Kokkolaan. Kaario johti kokeita joilla pyrittiin selvittämään erilaisten bensiini–sprii seosten käyttökelpoisuutta lentokonemoottorien polttoaineena. Kotimaisen spriin käytöllä olisi voitu vähentää tuontibensiinin tarvetta.

Kaario oli koko jatkosodan ajan Tampereella Valtion Lentokonetehtaalla suunnitteluinsinöörinä. Hän oli kuitenkin suurimman osan ajasta 1942–1944 opiskelemassa lentokonemoottorien suunnittelua Charlottenburgin teknillisessä korkeakoulussa Berliinissä yhdessä kahden muun suomalaisinsinöörin kanssa. Tarkoituksena oli että nämä kolme insinööriä olisivat opintojensa jälkeen johtaneet uuden lentokonemoottoritehtaan rakentamista Suomeen. Komennuksen päätyttyä helmikuussa 1944 Kaario palasi Tampereelle mutta siirtyi heinäkuussa työhön valmistumisvaiheessa olevaan Linnavuoren moottoritehtaaseen Siuroon.

Kaarion ura Linnavuoressa

Linnavuoressa Kaario oli aluksi suunnittelemassa lentokonemoottorien koekäyttölaitosta. Kun tehdas syksyllä 1944 siirtyi lentokonemoottorien valmistuksesta ja korjauksista sotakorvaustuotteiden valmistukseen Kaario nimitettiin johtamaan tehtaan tarkastamoa. Tarkastamo huolehti saapuvan ja lähtevän tavaran tarkastuksista, laadunvalvonnasta, koekäytöistä yms. Tässä tehtävässä Kaario toimi vuoteen 1955 saakka.

Vuosina 1955–1962 Kaario oli tehtaan Lentomoottorikorjaamon päällikkönä ja ainoana insinöörinä. Tässä vaiheessa Linnavuoren tehtaan tuotanto oli jo selvästi painottunut dieselmoottorien valmistukseen ja lentokonemoottorien korjaus muodosti enää pienen osan koko tehtaan tuotannosta. Kaarion aikana korjaamo laajensi toimintaansa mäntämoottorien korjauksesta myös suihkumoottorien ja niiden lisälaitteiden korjaustyöhön. Viimeksi Kaario toimi 1962–1970 lentomoottoriosaston tarkastamon johdossa valvoen muun muassa korjattujen moottorien koekäytöt.

PINTALIITÄJÄN KEHITYSTYÖ

Kaario jatkoi sodan jälkeen vakinaisen työnsä ohella pintaliitäjien tutkimusta ja kehittelyä. Vuosina 1945–1949 hän rakensi kellosiivestä aikaisempien pienoismallien pohjalta täysikokoisen prototyypin jonka voimanlähteenä oli 2-sylinterinen Harley-Davidson moottoripyörän moottori. Tätä laitetta testattiin 1949 ensin maalla Härmälän lentokentän kupeessa ja sitten veden päällä Siurossa. Kaario sai kellosiivelle patentin joulukuussa 1952. Kellosiivellä ja englantilaisten 1959 esittelemällä hovercraft-aluksella oli se ero että hovercraftissa oli korkea joustavasta materiaalista tehty reunarakenne jonka aluksen alle puhalletun ilman aikaansaama ilmanpaine piti pullistettuna kun taas kellosiivessä oli jäykkä vanerireunus jonka alaosassa oli kumitiiviste. Hovercraft saattoi liikkua epätasaisellakin alustalla mutta sen nopeus oli pienempi kuin kellosiivellä.

Seuraavaksi Kaario halusi yhdistää samaan laitteeseen kellosiiven leijuntakyvyn ja patosiiven hyvät kulkuominaisuudet. Tätä varten hän alkoi 1950-luvun lopulla kehittää uutta prototyyppiä nimeltä Pintaliitäjä N:o 8. Hän sai kesällä 1959 Linnavuoren tehtaan omistaneen Valmet Oy:n johdon kiinnostumaan hankkeesta ja Valmet lupasi rahoittaa prototyypin rakentamisen. Prototyyppi rakennettiin Linnavuoren tehtaan lentokonemoottorikorjaamossa 1959–1960. Samoihin aikoihin Kaario pääsi esittelemään työtään 21.–23. lokakuuta 1959 Princetonin yliopistossa Yhdysvalloissa pidetyssä kansainvälisessä Symposium on Ground Effect Phenomena asiantuntijakokouksessa. Esitelmän seurauksena Kaario sai monia kansainvälisiä yhteydenottoja.


Lähde: Wikipedia

 


Prototyyppi valmistui kevättalvella 1960 ja ensimmäinen koeajo sillä tehtiin 11. maaliskuuta tehtaan vieressä sijaitsevan Jokisjärven jäällä. Koeajossa pintaliitäjä saavutti noin 45 kilometrin tuntinopeuden ja toimi odotetulla tavalla. Koeajoja jatkettiin maalis-huhtikuun ajan jäällä ja maalla. Vedessä prototyyppi ei vielä toiminut liian heikkotehoisen 30 hevosvoiman moottorin takia. Kesästä 1960 lähtien Valmet kävi myös neuvotteluja pintaliitäjän prototyypistä kiinnostuneen Yhdysvaltain armeijan edustajien kanssa.

Syksyllä 1960 prototyyppiin vaihdettiin tehokkaampi 53 hevosvoiman Porsche-teollisuusmoottori ja tammikuussa 1961 päästiin koeajoja taas jatkamaan Jokisjärven jäädyttyä. Laite saavutti tasaisella lumipinnalla 2 hengen kuormalla noin 80 kilometrin tuntinopeuden. Ongelmia aiheutti lähinnä tärinä ajettaessa epätasaisella alustalla. Prototyyppiä arvioinut Valmetin toimikunta piti suurimpana ongelmana sitä että yli 20 cm korkeat esteet haittasivat ajoa tai estivät sen jopa kokonaan. Toukokuussa 1961 Kaario teki Valmetin pyynnöstä suunnitelman 100 tonnin painoisesta pintaliitäjästä joka olisi tarkoitettu Itämeren liikenteeseen. Tämän aluksen matkanopeus olisi ollut 160–200 kilometriä tunnissa.

 


Pintaliitäjän koeajot veden pinnalla aloitettiin heinäkuussa 1961 Jokisjärvellä. Ensimmäinen koeajo oli 7. heinäkuuta jolloin pintaliitäjä lensi noin 10 sekuntia täysin irti vedenpinnasta. Seuraavana päivänä tehdyn koeajon aikana tapahtui kuitenkin onnettomuus kun pintaliitäjä törmäsi koeajon aikana järvellä moottoriveneeseen. Moottoriveneessä olleista neljästä henkilöstä yksi kuoli ja kaksi loukkaantui. Pintaliitäjää ohjannut Kaario sai pieniä naarmuja törmäyksessä mutta pintaliitäjä tuhoutui kokonaan. Onnettomuuteen myötävaikutti se että pintaliitäjän ohjaajalla oli huono näkyvyys eteenpäin. Onnettomuuden synnyttämä julkisuus aikaansai myös sen että Valmet Oy vetäytyi pois projektista. Onnettomuutta seuranneessa oikeudenkäynnissä Kaario tuomittiin 20. syyskuuta 1962 Tampereen raastuvanoikeudessa 2 kuukauden ehdolliseen vankeusrangaistukseen ja maksamaan 420 000 markan vahingonkorvaukset.

Onnettomuuden jälkeen pintaliitäjän kehitystyö päättyi mutta Kaario jatkoi 1960-luvulla vielä artikkeleiden kirjoittamista ja erilaisten ideoiden kehittelyä. Hän suunnitteli 1966 muun muassa ilmatyynyjunaa joka olisi liikkunut kourun muotoisella radalla. Kaario seurasi myös ulkomailla tapahtuvaa pintaliitäjien kehittelytyötä. 1970 hänet valittiin alan järjestön The International Air Cushion Engineering Societyn ensimmäiseksi kunniajäseneksi. Toivo Kaario kuoli 58-vuotiaana lyhyen sairauden jälkeen lokakuussa 1970. Hänet on haudattu Tampereen Kalevankankaan hautausmaalle.

Tampereen yliopiston, Historiantieteen Laitoksen Pertti Korhosen gradun Toivo J. Kaariosta voit ladata pdf-tiedostona tästä.

NYKYAIKAISIA ALUKSIA, LATAA ESITE!

RAF HOVERCRAFT LOGO

MAAHANTUONTI:
Rescue And Fun R.A.F Hovercraft Oy
Kaasutehtaankatu 1/3
00540 Helsinki

KATSO MYYNNIN YHTEYSTIEDOT TÄÄLTÄ


kari.ketola@rafhovercraft.fi
+358 (0) 500 407 313