CC BY
5
ПОВЫШЕНИЕ ТОПЛИВНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРАЖДАНСКИХ
ВОЗДУШНЫХ СУДОВ
И.М. Соколова, магистрант
Научный руководитель: Е.В. Коникова, канд. техн. наук, доцент
Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации имени Главного маршала авиации А.А. Новикова (Россия, г. Санкт-Петербург)
DOI:10.24412/2500-1000-2024-9-5-51-55
Аннотация. Расход топлива является одной из самых крупных затрат для авиакомпаний. В связи с этим, снижение его потребления становится важнейшей целью для увеличения прибыли. Современные технологии и методы управления позволяют авиакомпаниям эффективно снижать расход топлива, сохраняя при этом высокий уровень безопасности и комфорта для пассажиров. В данной статье рассмотрены основные методы снижения расхода топлива, применяемые в авиационной индустрии.
Ключевые слова: топливная эффективность, воздушное судно, экономия топлива, оптимизация полетов, аэродинамика, вес самолета, техническое обслуживание, танкиро-вание.
Для авиакомпаний строгий контроль своих расходов является ключевым условием для выживания и роста. При этом затраты на топливо за последние годы стали одними из самых значительных в структуре расходов. Авиаперевозчики выделяют эти расходы в отдельную строку в своих финансовых отчетах. Топливная зависимость является весомым фактором, влияющим на рентабельность авиакомпаний. Таким образом, для авиакомпаний контроль за расходами и стратегическое управление топливными издержками играют ключевую роль в стабильности и развитии бизнеса. В связи с этим авиаперевозчики все активнее внедряют программы топливной эффективности. Главные цели создания подобных программ улучшение энергоэффективности и рациональное использование топливных ресурсов, уменьшение эксплуатационных расходов и улучшение экологических показателей. Реализация таких программ становится все более значимой на фоне глобального климатического изменения и быстрого роста цен на энергоресурсы.
Методы снижения расхода топлива
Основным методом снижения расхода топлива является уменьшение эксплуатационного веса самолета. Чем значительнее вес самолета, тем больше требуется топ-
лива, поэтому авиаперевозчикам стоит ориентироваться на космическую индустрию, где учитывается каждый грамм. Снизив эксплуатационную массу на одну тонну, при рейсе продолжительностью 2,5 часа авиакомпания может уменьшить расход топлива примерно на 1,4%.
Уменьшение веса пустого самолета возможно посредством проведения таких мероприятий как:
- использование облегченного аварийно-спасательного оборудования (более легких надувных спасательных плотов и жилетов, авариных трапов, радиостанций, огнетушителей, кислородного оборудования и т.п.);
- использование более легких пассажирских кресел (облегченные высокопрочные кресла повышенного комфорта, в которых используются легкие композиционные материалы);
- демонтаж аварийно-спасательного оборудования, узлов, агрегатов и оборудования ВС если это предусмотрено технической документацией и эти узлы, агрегаты и оборудование ВС не используются повседневно при выполнении полетов (например плоты, системы ACARS и т.п.);
- замена коврового покрытия и штор (использование легких видов тканных и нетканых материалов);
- использование облегченного шварто-вочного оборудования;
- уменьшение веса стандартной технической аптечки (уменьшение перечня, использование более легких материалов);
- осуществление постоянного мониторинга расхода топлива ВС с целью выявления увеличения расхода топлива из-за накопления льда под обшивкой ВС в зимний период, организация работ по удалению льда и просушки теплоизоляции;
- регулярное мытье двигателей и планера ВС (за счет большой площади поверхности ВС даже незначительный слой загрязнения может весить десятки килограммов).
Основными методами уменьшения эксплуатационного веса самолета являются: использование более лёгких материалов (например пластик, композитные материалы), менее сложных агрегатов, оптимизации заправки ВС спец жидкостями и водой, загрузки прохладительных напитков и экипировки с учетом потребностей каждого рейса.
Уменьшение веса снаряжения возможно посредством проведения таких мероприятий как:
- использование облегченного буфетно кухонного оборудования;
- уменьшение количества бортового запаса питьевой воды, оптимизация с учетом потребностей каждого рейса;
- уменьшение веса предметов для обслуживания пассажиров (Passenger Service Items);
- уменьшение веса документации на ВС (уменьшение формата бумаги (А5, вместо А4), использование менее плотной бумаги и облегчённого переплета, исключение ламинирования, размещение на ВС глав и разделов документов, непосредственно связанных с производством полетов (исключая общие положения, требования к программам подготовки и т.п.);
- уменьшение количества технической воды (Waste Disposal Water), оптимизация с учетом потребностей каждого рейса;
- использование пластиковых бутылок для напитков вместо стеклянных (перевозка напитков в пластиковых, а не в стеклянных бутылках, обеспечивает экономию
веса в 0,5 кг на бутылку), увеличение емкости бутылок с целью уменьшения количества упаковки;
- использование более легкой посуды для пассажиров бизнес и экономического классов и ЭВС;
- замена металлических столовых приборов на более легкие пластмассовые приборы;
- уменьшение количества упаковки, хладагентов при комплектации рационов питания;
- состав и комплектацию питания производить в соответствии с рационом (пример: в набор-тройку не включать ложку, если выдается сэндвич, включать только необходимые приборы для выдаваемого рациона);
- загрузка прохладительных напитков в количестве, соответствующему продолжительности полета и количеству пассажиров;
- изменение распорядка загрузки бортового питания (не осуществлять загрузку и перевозку напитков и питания на два и более перелетов);
- уменьшение веса бытового имущества и экипировки (уменьшение габаритов пледов, использование легких видов тканных и нетканных материалов для пледов, подушек, подголовников).
Для более точного определения потребного (необходимого количества) топлива на полет необходимо максимально точно рассчитать планируемую коммерческую загрузку. Для этих целей возможно использование средних статистических весов багажа, вместо максимальных, введение помесячной или поквартальной статистики багажа, вместо сезонной, введение постоянного мониторинга количества багажа на рейсах, оперативный учет изменений.
Для оптимизации планирования полета возможно применение процедуры танки-рования. «Танкирование» на рейсе это термин, используемый в авиации для описания процесса загрузки дополнительного топлива на этапе заправки самолета перед вылетом. Этот подход может иметь несколько целей:
Снижение издержек: Если известно, что на пункте назначения или на промежуточ-
ной остановке топливо дороже, выгоднее заправить больше топлива на начальном этапе, где топливо дешевле, и избежать высоких затрат в других аэропортах.
Максимизация времени в полете: В некоторых случаях необходимо обеспечить максимальную дальность полета без дозаправки. Дополнительное топливо даёт возможность избежать вынужденных посадок и связанных с ними затрат времени и ресурсов.
Преимущества:
Экономия средств: Заправка топливом в местах с более низкой ценой.
Гибкость в планировании маршрута: Возможность избежать дозаправок в менее удобных или более загруженных аэропортах.
Снижение вероятности задержек: Минимизация количества промежуточных остановок.
Недостатки:
Увеличение взлетного веса: Это может отрицательно сказаться на взлетно-посадочных характеристиках самолета.
Повышенный расход топлива: Более тяжелый самолет потребляет больше топлива.
Несмотря на то, что танкирование топлива приводит к увеличению общей массы ВС и, как следствие, к увеличению расхода топлива, в рамках настоящей статьи рассматривается не удельный расход на отдельно взятом рейсе, а общий положительный эффект от процедуры танкирова-ния, возникающий за счет уменьшения затрат на топливоообеспечение из-за разницы цен на керосин в аэропортах оперирования. Расчет и обеспечение оптимальных объемов танкирования возможно за счет изменения методологии определения расчётной КЗ (коммерческой загрузки), введения повсеместной практики дозаправки по итогам регистрации, разработка и введение модели определения танкирования на два и более участка, мониторинг цен на топливо и своевременное внесение изменений в систему планирования полетов.
Оптимизационные модели современных систем планирования полетов позволяют определить оптимальный маршрут и профиль полета исходя из разных сценариев
расчета. К основным видам таких сценариев относятся:
- обеспечение перевозки максимальной КЗ;
- минимальное время полета рейса;
- обеспечение минимального потребного топлива;
- обеспечение минимальных расходов на рейс.
Оптимизация осуществляется посредством выбора наивыгоднейших: маршрута, эшелона полета, процедур SID/STAR, спрямлений и маршрутов по согласованию с органами ОрВД, бесступенчатых профилей набора и снижения.
Обеспечение минимального аэронавигационного запаса заключается в использовании ближайшего запасного аэропорта, уменьшении величины дискретного и дополнительного топлива исходя из конкретных ожидаемых условий, использования топлива на полет в зоне ожидания на запасном аэродроме в количестве, предусмотренном нормативно-правовыми актами.
Обеспечения оптимального планирования и расстановки ВС возможно посредством планирования ВС с MTOW 79 тонн при применении процедуры танкирования и выполнении рейсов, большой протяженностью, исключения планирования на рейсы ВС с дефектами, увеличивающими расход топлива и т.п.
Оптимизация процессов обслуживания ВС и наземных операций заключается в:
- проведении коммерческого и техническое обслуживания без использования ВСУ;
- сокращении времени работы ВСУ в целом, как и сокращение времени работы ВСУ в режимах кондиционирования и обеспечения электропитания систем ВС;
- сокращении схемы буксирования и руления в аэропорту;
- сокращении времени работы двигателей на земле (включая руление на одном двигателе);
- разработке четкого графика, определяющего очередность пуска двигателей и взлета самолетов, что приводит к снижению времени работы двигателей на исполнительном старте, исключает необходи-
мость разводить самолеты, взлетающие на сить экологическую устойчивость авиапе-различных скоростях, менять курсы или ревозчиков. Эти меры требуют значитель-эшелоны с неизбежным расходованием ных временных и ресурсных затрат, по-дополнительного топлива, запуск двигате- стоянного контроля деталей. Однако полей непосредственно перед началом дви- вышение топливной эффективности жения на собственной тяге. крайне важно. Экономия всего одного
Заключение процента топлива может сберечь крупным
Оптимизация маршрутов, повышение авиакомпаниям миллиарды рублей, а эффективности работы самолетов, регу- меньшим перевозчикам - сотни миллио-лярное техобслуживание, оптимизация за- нов. Все эти меры в совокупности пред-грузки и балансировки, экономичные ме- ставляют собой комплексный подход, тоды пилотирования, использование аль- направленный на уменьшение операцион-тернативных видов топлива и вложения в ных затрат и повышение экологической исследования и инновации - все эти мето- устойчивости, что в конечном итоге вы-ды в совокупности способны значительно годно как для авиакомпаний, так и для уменьшить операционные затраты и повы- окружающей среды.
Библиографический список
1. Юрий Спекторов. Из чего состоит керосиновая диета для самолетов. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.vedomosti.ru/opinion/artides/2019/10/15/813726-kerosinovaya-dieta#140737497246470.
2. Пути повышения эффективности наземного обслуживания в аэропортах России // AviaEXplorer. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.aex.ru/docs/3/2010/9/21/1160/ (дата обращения: 09/05/2023).
3. Ситников, Д.С. Совершенствование процессов наземного обслуживания пассажиров на рейсах авиакомпании «Россия» // Молодой ученый. - 2020. - № 41 (331). - С. 29-31.
4. Самолет едет, двигатели стоят. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://aviaglobus.ru/2013/01/05/5144.
5. Официальный отчет за 2013 фискальный год. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http ://www.wheeltug.gi/reports/FY2013/Wheeltug_plc_annual_report_2013.pdf.
6. Паламарчук А.С. Экономика предприятия: учебник. - М.: ИНФРА-М, 2013. 451 с.
7. Официальный сайт Международного Аэропорта Казань. - [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.airport.kazan.ru/files/sbor_rus.2013.13.11.pdf.
8. Авиакомпания Austrian переоснащает парк узкофюзеляжных самолетов новыми креслами. Деловой авиационный портал. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ato.ru/content/aviakompaniya-austrian-pereosnashchaet-parkuzko-fyuzelyazhnyh-samoletov-novymi-kreslami.
9. Doc 10013. Эксплуатационные возможности уменьшения расхода топлива и эмиссии. 1-е изд. - Монреаль: ИКАО, 2014.
IMPROVING THE FUEL EFFICIENCY OF CIVIL AIRCRAFT I.M. Sokolova, Graduate Student
Supervisor: E.V. Konikova, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
St. Petersburg State University of Civil Aviation named after Chief Marshal of Aviation
A.A. Novikov
(Russia, St. Petersburg)
Abstract. Fuel consumption is one of the biggest costs for airlines. Therefore, reducing fuel consumption becomes the most important task to increase profits. Modern technologies and management methods allow airlines to effectively reduce fuel consumption while maintaining a high level of safety and comfort for passengers. This article discusses the main methods of fuel consumption reduction used in the aviation industry.
Keywords: fuel efficiency, aircraft, fuel economy, flight optimization, aerodynamics, aircraft weight, maintenance.
