Feasibility study of a cruise ship for the Northwest Passage

Thumbnail Image

Files

master_Eronen_Valtteri_2017.pdf (19.66 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2017-08-28

Department

Major/Subject

Meritekniikka

Mcode

K3005

Degree programme

Konetekniikan koulutusohjelma

Language

en

Pages

70 + 23

Series

Abstract

The cruise line industry is growing rapidly and new market opportunities are opening including the Polar areas. Global warming is enabling increasing shipping rates in the Arctic because sea ice is decaying in the Arctic Ocean. The Northwest Passage (NWP) is used as a shortcut between the northern Pacific and Atlantic regions. Diminishing sea ice has also opened market for cruise lining in the NWP and passenger rates in the area are increasing. The NWP offers an exotic alternative for Caribbean cruises, with pure, untouched nature, attractions and wildlife. Central location of the NWP, along the northern coast of North America and Canadian Arctic Archipelago is beneficial, since most of the cruise passengers are from US. Meyer Turku shipyard is well known to build biggest cruise ships in the world focusing on Caribbean market. However, the shipyard must be prepared to build all kinds of vessels and hence purpose of the thesis is to study feasibility of a cruise ship for the Northwest Passage (NWP). This is executed by converting the existing Turku shipyard ship to fulfil the requirements of Canadian authorities and the Polar Code to operate independently in demanding conditions of the NWP. Ice has significant effect on the ships safety, economy and comfort. The main goal of this thesis is to study operation conditions, select the suitable operation time window and design a ship concept feasible to operate in the selected season. Literature related to ice conditions and shipping accidents in the NWP and ship design for the ice conditions were reviewed. In addition a support from Transport Canada were sought to help with legislation services. Also other operation conditions were studied, which have effect on the passenger comfort and ship’s economy. Based on the ice conditions the ice breaking capability of the ship concept is selected and suitable design for the ship’s hull and propulsion system are determined. Furthermore an adequate ice class is selected, which is the most important safety parameter. Sufficiency of the selected ice class was studied with POLARIS and AIRSS methods, which are risk assessment tools for ships operating in the Polar conditions. Calculations related to hull structures, weight and costs are performed to estimate the feasibility of the concept. The business opportunities of the ship concept were studied by evaluating the ticket price based on investment and voyage costs. As the season in the NWP is discovered to be short due to lack of light and cold temperatures, other operational areas were studied and the Antarctic is found to be an appealing option for this kind of ship during offseason in the NWP. The ship was discovered to be economically feasible with reasonable ticket prices when operating summers in NWP and winters in Antarctic.

Risteilyliiketoiminta on ollut jo pitkään kasvusuhdanteessa, ja risteilyvarustamot ovat jatkuvasti kiinnostuneita laajentamaan liiketoimintaansa uusille markkinoille. Näihin markkinoihin kuuluvat myös Polaarialueet, ja ilmaston lämpenemisestä johtuva jäiden sulaminen onkin lisännyt Arktisen alueen laivaliikennettä. Arktisella alueella kulkeva Luoteisväylä on tunnettu meriväylä, jota käytetään oikoreittinä pohjoisen Tyynenmeren ja Atlantin välillä. Heikentyneet jääolosuhteet väylällä ovat avanneet uudenlaiset risteilymahdollisuudet alueella ja matkustajamäärät ovat kasvaneet. Risteily Luoteisväylällä tarjoaa eksoottisen vaihtoehdon Karibian risteilyille, sisältäen koskematonta luontoa, nähtävyyksiä ja villieläimiä. Lisäksi Luoteisväylän erinomainen sijainti pitkin Pohjois-Amerikan pohjoisrannikkoa ja Kanadan arktisia saaria on eduksi risteilyliiketoiminnalle, sillä yhdysvaltalaiset risteilevät eniten maailmassa. Meyer Turun telakka on tunnettu rakentamistaan maailman suurimmista risteilylaivoista, joiden operointi keskittyy Karibialle. Telakan täytyy olla valmis rakentamaan monenlaisia aluksia, ja tämän työn tarkoituksena onkin tutkia risteilyaluksen soveltuvuutta Luoteisväylälle. Tämä tutkielma on tapaustutkimus, jossa tarkoituksena on suunnitella konsepti muuttamalla Turun telakan olemassa olevaa risteilylaivaa siten, että se täyttää viranomaisvaatimukset voidakseen operoida itsenäisesti Luoteisväylällä. Jääolosuhteilla on suuri vaikutus laivan suorituskykyyn, turvallisuuteen ja matkustajamukavuuteen. Tutkielmassa päätavoite on suunnitella laivakonsepti, jolla on mahdollista operoida Luoteisväylällä itsenäisesti risteilyille sopivana ajankohtana. Kirjallisuuskatsaus keskittyy jääolosuhteisiin ja onnettomuuksiin Luoteisväylällä, sekä laivan suunnitteluun jääolosuhteisiin. Lisäksi apua haettiin Kanadan liikenteestä vastaavalta Transport Canadalta, liittyen aluksen luokitukseen. Työssä tarkastellaan jääolosuhteiden lisäksi muita alueella vallitsevia olosuhteita, jotka vaikuttavat risteilyliiketoimintaan. Laivan jäänmurtokyky määriteltiin riittäväksi valittuna ajankohtana vallitsevien jääolosuhteiden perusteella, ja laivan runko sekä propulsio on suunniteltu täyttämään vaadittu jäänmurtokyky. Tärkeimpänä yksittäisenä turvallisuustekijänä valittiin aluksen jääluokka, jonka riittävyyttä tutkittiin POLARIS - ja AIRSS - riskienarviointojärjestelmillä. Konseptin soveltuvuutta tutkittiin laskemalla rungon rakenteita, painoa ja kustannuksia. Työssä tutkittiin myös aluksen taloudellisuutta, perustuen polttoainekulutukseen ja investointikustannuksiin. Niiden avulla voitiin arvioida lippujen hintoja ja konseptin käyttöpotentiaalia. Koska Luoteisväylän operointikausi todettiin lyhyeksi kylmistä lämpötiloista ja valonpuutteesta johtuen, työssä tarkastellaan myös muiden alueiden käyttömahdollisuuksia. Lippujen hinnat arvioitiin olevan kohtuullisella tasolla, kun laiva pystyy operoimaan kesät Luoteisväylällä ja talvet Antarktiksella.

Description

Supervisor

Kujala, Pentti

Thesis advisor

Ilus, Mikko

Keywords

Northwest Passage, Polar code, cruise ship, feasibility study, ice class, Arctic

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201709046896

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG