CC BY
164
Vol. 21, No. 01, 2018
Ovil Aviation High Technologies
УДК 629.7.017.1
DOI: 10.26467/2079-0619-2018-21-1-185-194
ПРИМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ САМОЛЕТОВ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
В.В. ЕФИМОВ1, К.О. ЧЕРНИГИН1
1 Московский государственный технический университет гражданской авиации,
г. Москва, Россия
Функциональные свойства характеризуют назначение летательного аппарата и описываются его летно-техническими характеристиками, такими как дальность и крейсерская скорость полета, масса коммерческой нагрузки, класс аэродрома базирования и т. д. Функциональные свойства также характеризуют эффективность летательных аппаратов, что в современных условиях важности постоянного и планомерного повышения эффективности определяет объективную необходимость их анализа как со стороны разработчиков, так и эксплуатантов. Эксплуатанту при выборе авиационной техники важно удостовериться, что конкретный тип воздушного судна обладает высоким уровнем функциональных свойств, что в длительной перспективе позволит ему обеспечивать высокую эффективность использования по назначению без морального устаревания. Однако при выборе из нескольких вариантов эксплуатанту приходится сталкиваться с тем, что у рассматриваемых типов воздушных судов одни характеристики лучше, другие - хуже, что не позволяет однозначно определить, какой из вариантов обладает более высоким уровнем функциональных свойств.
В данной статье исследовалась возможность применения показателей технической эффективности и обобщенного показателя технического уровня для анализа функциональных свойств самолетов гражданской авиации. На примере моделей различных поколений и модификаций семейств средних магистральных самолетов Boeing 737 и Airbus A320 производился расчет значений показателей топливной, весовой и целевой эффективности, а также ранее доработанного показателя технического уровня с последующей интерпретацией результатов в пределах одного поколения самолетов и в исторической перспективе при переходе от одного поколения самолетов к другому. По результатам анализа сделан вывод о том, что по изменению значений отдельных показателей технической эффективности невозможно сделать вывод об изменении уровня совокупности функциональных свойств самолетов. Таким образом, предлагается для решения данной задачи использовать обобщенный показатель технического уровня, определяющий уровень технического совершенства самолета, а показатели эффективности использовать для анализа затрат на обеспечение данного уровня свойств самолетов на этапах производства и эксплуатации.
Ключевые слова: гражданская авиация, самолет, эффективность, технический уровень, функциональные свойства самолетов, летно-технические характеристики.
ВВЕДЕНИЕ
Любой летательный аппарат (ЛА) характеризуется набором свойств и параметров, среди которых можно выделить функциональные свойства, эксплуатационные свойства, комфортабельность, производственную технологичность, конструктивные и экономические параметры.
Для обеспечения успешной деятельности как создателей, так и эксплуатантов авиационной техники в условиях научно-технического прогресса необходим постоянный мониторинг и прогнозирование ее свойств и параметров.
При широком исследовании рынка ЛА следует ориентироваться на такую методику, которая позволяет решить поставленную задачу наиболее объективно и в условиях ограниченного объема информации об объектах исследования. Даже самая всеобъемлющая, самая точная методика, учитывающая все существенные свойства объекта, если такая методика вообще может существовать, не позволит провести данное исследование, если для нее не будет необходимых исходных данных. В связи с этим при проведении подобных исследований необходимо принимать во внимание доступность информации.
Для ЛА наиболее доступной является информация об их функциональных свойствах. Это совокупность свойств, характеризующих назначение ЛА, т. е. его функцию. К этой группе
Ovil Aviation High Technologies
Vol. 21, No. 01, 2018
свойств можно отнести: дальность полета, крейсерскую скорость полета, массу коммерческой нагрузки или пассажировместимость, класс аэродрома базирования и др. Это так называемые летно-технические характеристики (ЛТХ).
Функциональные свойства ЛА являются основными параметрами, характеризующими его эффективность в целом, в том числе экономическую [1]. С одной стороны, это определяет важность и актуальность анализа функциональных свойств, с другой стороны, это говорит о том, что данный анализ можно вести с использованием показателей эффективности. Однако существующие показатели эффективности ЛА не позволяют в полной мере оценить степень использования достижений научно-технического прогресса при его создании, т. е. оценить его технический уровень [2-4]. Между тем, именно технический уровень высокотехнологичной продукции определяет ее конкурентоспособность на рынке, что, безусловно, важно для производителя ЛА, а также определяет темп его морального старения, что уже важно для эксплуатанта ЛА, т. к. он заинтересован в наиболее длительном сроке его эксплуатации. Кроме того, если речь идет о новой технике, недавно поступившей в эксплуатацию, или тем более о перспективных образцах, то далеко не все показатели эффективности могут дать достоверную информацию. Например, показатели экономической эффективности в данной ситуации вряд ли помогут, поскольку современная экономика не отличается стабильностью, что вносит большую неопределенность в прогноз.
Из вышеизложенного следует, что для анализа функциональных свойств наилучшим образом подходят показатели технической эффективности и технического уровня.
Ранее в работах [5-8] было дано понятие технического уровня, показана актуальность его определения на различных стадиях жизненного цикла самолетов гражданской авиации, проведены расчеты обобщенного показателя технического уровня легких гражданских самолетов и дальних магистральных самолетов гражданской авиации.
В настоящей работе на примере анализа функциональных свойств средних магистральных самолетов показано применение некоторых показателей технической эффективности и обобщенного показателя технического уровня для решения подобных задач.
МЕТОДЫ И МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
Как было упомянуто выше, техническая эффективность определяется функциональными свойствами самолета, т. е. его основными летно-техническими характеристиками. Техническая эффективность подразделяется на топливную, весовую и целевую [9, 10].
При оценке топливной эффективности в качестве положительного эффекта рассматривается транспортная работа, определяемая как произведение массы перевозимой коммерческой нагрузки на дальность полета шкомЬ. Вместо массы коммерческой нагрузки можно использовать число перевозимых пассажиров. За отрицательный эффект принимается масса расходуемого в течение полета топлива шт. Показатель топливной эффективности выглядит обычно следующим образом [9, 10]:
Wт =ШШ-. (1)
ш ком Ь
В качестве показателя весовой эффективности часто используется весовая отдача по коммерческой нагрузке:
Wв = шком = Шком , (2)
Ш0
где ш0 - взлетная масса самолета.
Vol. 21, No. 01, 2018
Civil Aviation High Technologies
Целевая эффективность - это степень приспособленности самолета к выполнению поставленной задачи (степень соответствия своему назначению, цели эксплуатации). Если это транспортный самолет, то под целевой эффективностью понимают транспортную эффективность. В этом случае в качестве единичных показателей часто используются те же показатели, что и при составлении комплексных показателей топливной и весовой эффективности. Для того чтобы учесть наиболее существенные положительные и отрицательные свойства самолета при оценке транспортной эффективности, В.М. Шейниным был предложен показатель, который можно записать в виде [9, 10]
WW _ ткомVpeücL
Р тттп.сн
(3)
где Урейс - рейсовая скорость (учитывает потери времени на запуск и прогрев двигателей, руление, взлет и набор высоты, снижение и посадку).
Что касается показателя технического уровня, то авторами настоящей работы ранее была предложена следующая формула [8]:
w
ту
тком.Б
L - L
L
+ 2теу^
(
Б У
тком.Б
V - УБ
V,
б у
т0 - т
ОБ
+ -
т
т
ткр.Б
тком.Б
ВПП
ВПП.Б
ВПП.Б
(4)
ком. Б
т
0Б
т
ком.Б
- Ш КОмБ — ш ТБ — Ш су б Ш кр.Б
где ш ком б =—комБ, ш тб =——, ш су б =—СУБ, ш кр б =—---соответственно относительные
Ш0Б Ш0Б Ш0Б Ш0Б
масса максимальной коммерческой нагрузки, топлива, силовой установки и конструкции крыла базового самолета; ш0 и ш0Б - взлетные массы соответственно рассматриваемого и базового самолетов; шком и шкомБ - максимальные массы коммерческих нагрузок соответственно рассматриваемого и базового самолетов; Ь и ЬБ - дальности полета с максимальной коммерческой нагрузкой соответственно рассматриваемого и базового самолетов; У и УБ - крейсерские скорости полета соответственно рассматриваемого и базового самолетов; 1ВПп и 1ВПП.Б - потребные длины взлетно-посадочных полос (ВПП) соответственно рассматриваемого и базового самолетов.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Значения показателей эффективности и технического уровня определялись для различных моделей семейств самых популярных на мировом рынке средних магистральных самолетов Boeing 737 и Airbus A320. Рассматривались следующие поколения и модели самолетов: Boeing 737-100, -200, -200 Advanced (1-е поколение - Original), -300, -400, -500 (2-е поколение - Classic), -700, -800, -900ER (3-е поколение - Next Generation (NG)), -8 MAX (4-е поколение); Airbus 319, 320, 321 CEO (1-е поколение - Current Engine Option) и NEO (2-е поколение - New Engine Option). Семейство самолетов Boeing 737 насчитывает более 50 лет производства, и в конце1980-х годов семейство Airbus A320 было ответом на 2-е поколение (Classic) самолетов американского производителя. В свою очередь, ответом Boeing на 1-е поколение семейства A320 стало 3-е поколение 737 (Next Generation). Подобные действия производителей говорят о высокой конкуренции на рынке такого класса самолетов, что подтверждается вводом в настоящее время в эксплуатацию очередных поколений самолетов Boeing 737 MAX и A320 NEO.
Ovil Aviation High Technologies
Vol. 21, No. 01, 2018
Летно-технические характеристики, необходимые для расчета показателей, приведены в табл. 1. Часть из них получена из данных, представленных в документах на официальных сайтах производителей самолетов [11-15], часть получена расчетным путем.
Таблица 1 Table 1
Характеристики средних магистральных самолетов гражданской авиации Flight characteristics of medium-range civil airplanes
Самолет (год первого полета) Взлетная масса при максимальной коммерческой нагрузке, кг Максимальная коммерческая нагрузка, кг Масса топлива при максимальной коммерческой нагрузке, кг Масса пустого снаряженного самолета, кг Дальность полета при максимальной коммерческой нагрузке, км Крейсерская скорость полета, км/ч Потребная длина ВПП, м
Boeing 737100 (1967) 49900 12700 9100 28100 1850 800 2500
Boeing 737200 (1967) 52400 16000 9300 27100 1850 800 2700
Boeing 737200 Advanced (1971) 58100 13500 15000 29600 3400 800 2300
Boeing 737300 (1984) 63300 15400 15000 32900 3500 800 2200
Boeing 737400 (1986) 68000 19400 15000 33600 3200 800 2550
Boeing 737500 (1987) 60600 15200 14100 31300 3300 800 2500
Airbus A320 (1987) 78000 19500 17000 41500 4100 830 2000
Airbus A321 (1993) 93500 25000 19700 48800 4100 830 2500
Airbus A319 (1995) 75500 17500 17000 41000 4600 830 2200
Boeing 737700 (1996) 70100 17600 14900 37600 4000 840 1600
Boeing 737800 (1997) 79000 21300 16300 41400 3800 840 2400
Boeing 737600 (1998) 65500 15600 13500 36400 3600 840 1800
Boeing 737-900ER (2006) 85100 22300 18100 44700 3900 840 3000
Airbus A320 NEO (2014) 79000 20000 14700 44300 4500 830 2000
Boeing 7378 MAX (2016) 82200 21000 16200 45000 4700 840 2500
Airbus A321 NEO (2016) 93500 25500 17900 50100 4700 830 2500
Airbus A319 NEO (2017) 75500 17800 15200 42500 5100 830 2200
Vol. 21, No. 01, 2018
СМ! Aviation High Technologies
Так, масса топлива при максимальной коммерческой нагрузке (столбец 4 табл. 1) получена путем вычитания максимальной массы самолета без топлива (maximum zero fuel weight; получена из соответствующих документов) из максимальной взлетной массы самолета, масса пустого снаряженного самолета (столбец 5 табл. 1) получена путем вычитания максимальной коммерческой нагрузки из максимальной массы самолета без топлива (для самолетов Airbus). Самолеты в таблице расположены по году первого полета данной модели.
В качестве значений характеристик базового самолета используются характеристики наилучшего образца, в том числе mкомБ = 0,27; mтБ = 0,19. Также используются следующие данные [16]: m СУБ = 0,11; m крБ = 0,10.
Результаты расчета соответствующих показателей эффективности и технического уровня самолетов представлены на рис. 1 - 4, значение показателя для конкретного самолета представлено в соответствующем столбце гистограммы. При этом на рис. 1 используются значения, обратные рассчитанным по формуле (1), в целях реализации принципа «больше = лучше» для удобства восприятия.
Wr
7000 5000 5000 4000 3000 2000 1000
2582
4735 4725
4S05
«Original» «Classic»
«СЕО»
«Next Generation»
6122 6093
Ä я
О X
Ш <
2
у
«NEO»
о
3 s
CJ p4
.= f?
а гч
•= j n v r^ ö > gm
¿m "О ш Гч
f Г""-
| R | Й | Я gÜ ff
* 3 « 3 * 3 sä г й
с «л
О Г-«
о m
cS rs
О ш
V, z
-о Я
< <
ад
в «
'3 *
О ш
. Z
о
ш
, Z
i а
— ГМ
tri ± ffl < < < «
Рис. 1. Топливная эффективность средних магистральных самолетов гражданской авиации (обратная величина) Fig. 1. Fuel efficiency of medium-range civil airplanes (reciprocal value)
Рис. 2. Весовая эффективность средних магистральных самолетов гражданской авиации Fig. 2. Weight efficiency of medium-range civil airplanes
Civil Aviation High Technologies
Vol. 21, No. 01, 2018
W.
тр 100 SO
so ' ад
S3
80
SS
Sä
96
SS
91
82
«Original» «Classic»
«CEO»
«Next Generation»
105 105
ft Ä
О X
ш <
z
V
102
«NEO»
'Öj rv ö m а r-
'i Я
Л s
i m "O
I P-s <
"О О
8 -8
ад о
с
"fij Г*
o m
И Г"-
ад о
С
"5 к.
o m
а г-*
Ji ft
m
< <
— T-l
-О гм
.= m
< <
.3 9
.= m
< <
О
"fij Г* о m а г--
S
■Е ® 3 *
о m
а г^
у
о m
а г^
о
ад о с № "S ГЧ
am
О
ш
и 2
-а Я
< <
О
ш
и Z
5 н
< <
О ш
и Z
1 Я
< <
Рис. 3. Целевая эффективность средних магистральных самолетов гражданской авиации Fig. 3. Target efficiency of medium-range civil airplanes
1.00
o,so
0,60
га зя .g s gs ? I 2?g I s |й Ja gs gl 1 у 1
■ й g ¿ i 2 S g Й 8 Й g й «Й g Й g й I? Ir Mm
а Г-. аг^аттаг4. а г-* а г«. а г«. arv a r«. а ^ ^ щг^
® ^ < S ™ =с « £ Д
Рис. 4. Технический уровень средних магистральных самолетов гражданской авиации Fig. 4. Technical level of rnediurn-range civil airplanes
ОБСУЖДЕНИЕ полученных результатов
Анализ результатов расчетов, отображенных на рис. 1-4, показывает следующее.
1. В исторической перспективе отмечается рост топливной эффективности, что связано в первую очередь с улучшением характеристик силовых установок в части удельного расхода топлива, так как каждое последующее поколение самолетов оснащалось более совершенными двигателями. Примерно равные значения показателя топливной эффективности для одного поколения самолетов подтверждают данный вывод (поколения самолетов Boeing 737 NG и Airbus A320 CEO оснащались одним семейством двигателей CFM-56; текущие поколения самолетов Boeing 737 MAX и A320 NEO также оснащаются однотипными двигателями LEAP-1A/B или PW1100G). Следует также учесть, что в показатель топливной эффективности входит транспортная работа, величина которой определяется произведением максимальной массы коммерческой нагрузки и дальности полета. Обе эти величины увеличиваются из поколения в поколение самолетов при росте максимальной взлетной массы, что также приводит к улучшению топливной эффективности.
2. Весовая эффективность в исторической перспективе остается примерно постоянной, что, по-видимому, объясняется особенностью коммерческой нагрузки - пассажиры требуют
0,98
0,98
0,89
0,91
0,86
0,77
0,78
0,58
«Original»
«Classic»
«CEO»
«Next Generation»
О ш
X <
«NEO»
з а
.= m
Vol. 21, No. 01, 2018
Oivil Aviation High Technologies
определенных условий комфортного пребывания на борту, что определяет «плотность» их размещения.
3. Целевая эффективность демонстрирует рост из поколения в поколение самолетов, что обусловлено в первую очередь ростом транспортной работы. Однако менее интенсивный рост целевой эффективности по сравнению с топливной эффективностью говорит об отсутствии роста технического совершенства конструкции самолета, определяемой в данном случае значением массы пустого снаряженного самолета.
4. Колебания значений показателей эффективности и технического уровня для разных модификаций самолета в одном поколении связаны с выбором разработчиком соотношения массы коммерческой нагрузки и массы топлива, определяющей дальность полета.
5. Технический уровень в исторической перспективе демонстрирует рост, что определяется известными достижениями в области двигателестроения, авиационных материалов, систем управления и проч. Следует обратить внимание на снижение темпов роста технического уровня в текущем поколении самолетов (Boeing 737 MAX и Airbus 320 NEO) по сравнению с предыдущим поколением (737 NG и 320 CEO). Это может говорить о том, что основные конструктивные мероприятия, реализованные в текущем поколении самолетов, направлены на повышение топливной эффективности, и это достигается за счет использования более современных силовых установок, имеющих более высокие значения параметров рабочего процесса. При этом такие силовые установки имеют б0льшую массу и габариты, требуют перекомпоновки пилонов двигателей и даже удлинения стоек шасси (Boeing 737 MAX), что приводит к увеличению массы пустого снаряженного самолета. Как известно, улучшение характеристик за счет увеличения затрат массы не приводит к росту технического совершенства, что и демонстрируют значения показателя технического уровня.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основная задача исследования заключалась в определении возможности применения показателей технической эффективности и технического уровня для анализа функциональных свойств самолетов. Результаты исследования позволяют заключить следующее.
Рост значений показателей технической эффективности не позволяет сделать вывод о росте технического совершенства самолета, то есть об улучшении функциональных свойств в совокупности. Это связано с тем, что в каждом конкретном показателе учитываются не все определяющие анализируемые свойства характеристики. Так, самолет, имеющий высокую топливную эффективность, может иметь более низкий уровень других характеристик, например, взлетно-посадочных. Также все рассмотренные показатели эффективности составляются в основном по одному принципу: в прямой пропорциональности находятся параметры, определяющие положительный эффект, в обратной - отрицательный, что не позволяет учитывать степень взаимосвязи между параметрами и то, как они соотносятся друг с другом.
Формула для расчета обобщенного показателя технического уровня выводится, опираясь на уравнение существования самолета (уравнение баланса масс) и известные зависимости взаимосвязи исследуемых характеристик и затрат массы на их достижение. Такой подход позволяет оценить уровень совокупности функциональных свойств с учетом их взаимосвязей. Структура показателя позволяет анализировать, кроме вышерассмотренных, и другие показатели, характеризующие функциональные свойства, при наличии такого рода зависимостей.
Таким образом, предлагается для анализа функциональных свойств и оценки уровня технического совершенства самолета использовать обобщенный показатель технического уровня, а для анализа затрат на реализацию данных свойств в производстве (что определяет цену ЛА) и эксплуатации использовать показатели эффективности (в том числе, по возможности, экономической).
Civil Aviation High Technologies
Vol. 21, No. 01, 2018
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Скрипниченко С.Ю. Теоретические основы повышения экономичности полета. М.: Издание ГосНИИ ГА, 2005. 368 с.
2. Управление качеством продукции / под ред. В.В. Бойцова и А.В. Гличева. М.: Издательство стандартов, 1985. 464 с.
3. Андрианов Ю.М., Субетто А.И. Квалиметрия в приборостроении и машиностроении. Л.: Машиностроение, 1990. 216 с.
4. Голубев И.С. Эффективность воздушного транспорта. М.: Транспорт, 1982. 230 с.
5. Протопопов В.И. Использование «уравнения существования» самолета с целью определения показателя технического уровня самолетов гражданской авиации // Вопросы обеспечения технического уровня самолетов гражданской авиации: межвузовский сборник. М.: МИИГА, 1984. С. 3-11.
6. Ефимов В.В. Учет взлетно-посадочных характеристик при оценке технического уровня самолетов авиации общего назначения // Вопросы повышения уровня летной эксплуатации и безопасности полета воздушных судов: сб. научных трудов. М.: МГТУ ГА, 1996. C. 62-66.
7. Ефимов В.В., Ефимова М.Г. Конкурентоспособность легких самолетов авиации общего назначения российского производства и пути ее повышения // Научный Вестник МГТУ ГА. 2000. № 23. С. 45-50.
8. Ефимов В.В., Чернигин К.О. Совершенствование метода определения технического уровня самолетов гражданской авиации // Научный Вестник МГТУ ГА. 2016. Том 19, № 6. С. 24-34.
9. Проектирование гражданских самолетов: Теория и методы / И.Я. Катырев, М.С. Ней-марк, В.М. Шейнин и др.; под ред. Г.В. Новожилова. М.: Машиностроение, 1991. 672 с.
10. Шейнин В.М., Козловский В.И. Весовое проектирование и эффективность пассажирских самолетов. Т. 2. Расчет центровки и моментов инерции самолета. Весовой анализ. М.: Машиностроение, 1977. 208 с.
11. Boeing 737 Airplane Characteristics for Airport Planning. Minor Updates, September 2013 [Электронный ресурс]. URL: http://www.boeing.com/resources/boeingdotcom/commercial/airports/ acaps/737.pdf (дата обращения 17.05.2017).
12. Boeing 737 MAX Airplane Characteristics for Airport Planning. Revision A, August 2017 [Электронный ресурс]. URL: http://www.boeing.com/resources/boeingdotcom/commercial/airports/ acaps/737MAX_RevA.pdf (дата обращения 12.09.2017).
13. A319 Aircraft Characteristics Airport and Maintenance Planning. Rev.: May 01/17 [Электронный ресурс]. URL: http://www.aircraft.airbus.com/fileadmin/media_gallery/files/tech_data/AC/ Airbus_AC_A319_May17.pdf (дата обращения 17.05.2017).
14. A320 Aircraft Characteristics Airport and Maintenance Planning. Rev.: May 01/17 [Электронный ресурс]. URL: http://www.aircraft.airbus.com/fileadmin/media_gallery/files/tech_data/AC/ Airbus_AC_A320_May17.pdf (дата обращения 17.05.2017).
15. A321 Aircraft Characteristics Airport and Maintenance Planning. Rev.: May 01/17 [Электронный ресурс]. URL: http://www.aircraft.airbus.com/fileadmin/media_gallery/files/tech_data/AC/ Airbus_AC_A321_May17.pdf (дата обращения 17.05.2017).
16. Проектирование самолетов: учебник для вузов / С.М. Егер, В.Ф. Мишин, Н.К. Лисей-цев и др.; под ред. С.М. Егера. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1983. 616 с.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Ефимов Вадим Викторович, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры аэродинамики, конструкции и прочности летательных аппаратов МГТУ ГА, akpla@yandex.ru.
Чернигин Константин Олегович, доцент кафедры аэродинамики, конструкции и прочности летательных аппаратов МГТУ ГА, akpla@yandex.ru.
Vol. 21, No. 01, 2018
Civil Aviation High Technologies
TECHNICAL EFFICIENCY AND TECHNICAL LEVEL INDICATORS APPLICATION FOR CIVIL AIRCRAFT FUNCTIONAL PROPERTIES ANALYSIS
Vadim V. Efimov1, Konstantin O. Chernigin1
1Moscow State Technical University of Civil Aviation, Moscow, Russia
ABSTRACT
Functional properties characterize the purpose of the aircraft and are described by its flight performance characteristics such as range and cruising speed, payload, runway characteristics, etc. Functional properties also characterize the aircraft efficiency that determines the objective need for their analysis by both aircraft designers and operators in conditions of permanent and systematic efficiency increase necessity. When choosing the aircraft, it is important for the operator to make sure that a selected aircraft type has a high level of functional properties, which will allow it to provide high operational efficiency without obsolescence in the long term. However, when choosing from several aircraft types the operator has to face the fact that some characteristics of considered aircraft variants are better and the others are worse that does not allow to definitely determine what aircraft type has a higher level of functional properties.
The possibility of applying technical efficiency indicators and a generalized technical level indicator for analyzing the functional properties of civil aviation aircraft is explored in this article. Fuel, weight and target efficiency values as well as the previously improved technical level indicator value were calculated for the different generations and modifications of Boeing 737 and Airbus A320 families of medium-range airplanes, which was followed by the results interpretation within one airplane generation and when moving historically from one airplane generation to another. According to analysis results it is concluded that it is impossible to define the change of the aircraft functional properties level by the change in the values of separate technical efficiency indicators. Thus, it is proposed to use a generalized technical level indicator that determines the level of aircraft technical perfection for purpose and to use efficiency indicators to analyze the cost of providing this level of properties at aircraft production and operation phases.
Key words: civil aviation, airplane, efficiency, technical level, airplane functional properties, aircraft performance.
REFERENCES
1. Skripnichenko S.Yu. Teoreticheskie osnovy povyshenija jekonomichnosti poleta. [Theoretical bases of flight economy increase]. Moscow, Izdanie GosNII GA, 2005, 368 p. (in Russian)
2. Upravlenie kachestvomprodukcii. [Product Quality Management]. Ed. by V.V. Boytsov and A.V. Glichev. Moscow, Izdatel'stvo standartov, 1985, 464 p. (in Russian)
3. Andrianov Yu.M., Subetto A.I. Kvalimetrija v priborostroenii i mashinostroenii. [Qualimetry in instrument making and mechanical engineering]. Leningrad, Mashinostroenie, 1990, 216 p. (in Russian)
4. Golubev I.S. Jeffektivnost' vozdushnogo transporta. [Efficiency of air transport]. Moscow, Transport, 1982, 230 p. (in Russian)
5. Protopopov V.I. Ispol'zovanie "uravnenija sushhestvovanija" samoleta s cel'ju opredelenija pokazatelja tehnicheskogo urovnja samoletov grazhdanskoj aviacii [Using "existence equation" of aircraft to determine the civil aircraft technical level index]. Voprosy obespechenija tehnicheskogo urovnja samoletov grazhdanskoj aviacii. Mezhvuzovskij sbornik [Interuniversity collection "Issues of civil aircraft technical level ensuring"]. M., The Moscow Institute of Engineers of Civil Aviation (MIECA), 1984, pp. 3-11. (in Russian)
6. Efimov V.V. Uchet vzletno-posadochnyh harakteristik pri ocenke tehnicheskogo urovnja samoletov aviacii obshhego naznachenija [Considering takeoff and landing characteristics while assessing aircraft technical level in general aviation]. Voprosy povyshenija urovnja letnoj jekspluatacii i bezopasnosti poleta vozdushnyh sudov. Sbornik nauchnyh trudov [Issues of rise of flight operation level and safety]. Collection of scientific papers. M., MSTUCA, 1996, pp. 62-66 (in Russian).
7. Efimov V.V., Efimova M.G. Konkurentosposobnost' legkih samoletov aviacii obshhego naznachenija rossijskogo proizvodstva i puti ee povyshenija [Competitevness of Russian-made light
Civil Aviation High Technologies
Vol. 21, No. 01, 2018
general aviation aircraft and ways of its improvement]. Nauchny VestnikMGTUGA [Scientific Bulletin of MSTUCA], 2000, No. 23, pp. 45-50. (in Russian)
8. Efimov V.V., Chernigin K.O. Sovershenstvovanie metoda opredelenija tehnicheskogo urovnja samoletov grazhdanskoj aviacii [Method improvement for determing the technical level of civil aircraft]. Nauchny Vestnik MGTU GA [Civil Aviation High Technologies]. 2016, Vol. 19, No. 6, pp. 24-34. (in Russian)
9. Katyrev I.Ya., Nejmark M.S., Sheinin V.M. and others. Proektirovanie grazhdanskih samoletov: Teorija i metody [Design of civil aircraft: theory and methods]. Ed. by Novozhilov G.V. Moscow, Mechanical Engineering, 1991, 672 p. (in Russian)
10. Shejnin V.M., Kozlovskij V.I. Vesovoeproektirovanie i jeffektivnost'passazhirskih samoletov. T. 2. Raschet centrovki i momentov inercii samoleta. Vesovoj analiz [Weight design and passenger aircraft efficiency. Vol. 2. Airplane center of gravity and moment of inertia calculation. Weight analysis] Moscow, Mashinostroenie publ., 1977, 208 p. (in Russian)
11. Boeing 737 Airplane Characteristics for Airport Planning. Minor Updates, September 2013. URL: http://www.boeing.com/resources/boeingdotcom/commercial/airports/acaps/737.pdf (accessed: 17.05.2017).
12. Boeing 737 MAX Airplane Characteristics for Airport Planning. Revision A, August 2017. URL: http://www.boeing.com/resources/boeingdotcom/commercial/airports/acaps/737MAX_RevA.pdf (accessed: 12.09.2017).
13. A319 Aircraft Characteristics Airport and Maintenance Planning. Rev.: May 01/17. URL: http://www.aircraft.airbus.com/fileadmin/media_gallery/files/tech_data/AC/Airbus_AC_A319_May17.pdf (accessed: 17.05.2017).
14. A320 Aircraft Characteristics Airport and Maintenance Planning. Rev.: May 01/17. URL: http://www.aircraft.airbus.com/fileadmin/media_gallery/files/tech_data/AC/Airbus_AC_A320_May17.pdf (accessed: 17.05.2017).
15. A321 Aircraft Characteristics Airport and Maintenance Planning. Rev.: May 01/17. URL: http://www.aircraft.airbus.com/fileadmin/media_gallery/files/tech_data/AC/Airbus_AC_A321_May17.pdf (accessed: 17.05.2017).
16. Proektirovanie samoletov [Design of aircraft]. Ed. By S.M. Eger. Moscow, Mashinostroenie publ., 1983, 616 p. (in Russian)
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Vadim V. Efimov, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of Aircraft Aerodynamics, Structures and Strength Chair of Moscow State Technical University of Civil Aviation, akpla@yandex.ru.
Konstantin O. Chernigin, Assistant Professor of Aircraft Aerodynamics, Structures and Strength Chair, Moscow State Technical University of Civil Aviation, akpla@yandex.ru.
Поступила в редакцию 30.11.2017 Received 30.11.2017
Принята в печать 28.12.2017 Accepted for publication 28.12.2017
