CC BY
29
РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ВНЕДРЕНИЮ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПО НАЗЕМНОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ РЕЙСОВ
Н.Ю. Слепцов, магистрант
Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации имени Главного маршала авиации А.А. Новикова (Россия, г. Санкт-Петербург)
DOI:10.24412/2411-0450-2023-8-162-166
Аннотация. В статье представлены результаты исследования системы наземного обслуживания воздушных судов в аэропорту. Выявлены текущие проблемы модернизации средств перронной механизации и наземного оборудования. Обоснована актуальность внедрения электрических средств перронной механизации. В ходе исследования были выявлены преимущества использования электрического транспорта. Определены решения, которые позволят повысить эффективность и качество наземного обслуживания в аэропортах.
Ключевые слова: наземное обслуживание воздушных судов, электродвигатель, электромобиль, двигатель внутреннего сгорания, аэропорт.
Аэропорты являются важнейшим структурным элементом транспортной системы страны, а также важнейшим компонентом национальной, региональной и местной инфраструктуры стран. От их состояния и размещения зависит география и интенсивность полетов, объемы перевозок пассажиров, грузов и багажа, а также доступность и связанность отдельных регионов страны.
Согласно ФЗ № 60 «Воздушный кодекс РФ» статья 37.1, наземное обслуживание гражданского воздушного судна - комплекс работ по обеспечению прибытия воздушного судна на аэродром и его вылета с аэродрома [1].
Наземное обслуживание является основным видом деятельности аэропорта. Актуальной проблемой наземного обслуживания в аэропортах является проблема модернизации парка техники и оборудования. Важность внедрения инновационных средств перронной механизации, заключается в том, что авиакомпании с каждым годом увеличивают оборачиваемости воздушных судов тем самым повышают требования к скорости и качеству наземного обслуживания [2].
В процессе наземного обслуживания используется большое количество средств перронной механизации.
Можно выделить следящую классификацию средств перронной механизации:
- средства для технического обслуживания воздушных судов;
- аэродромная техника;
- средства для обслуживания пассажиров, багажа, почты, грузов, в том числе средства для передвижения пассажиров и сотрудников на территории аэродрома, средства для транспортировки багажа, грузов, борт-питания.
В качестве объекта исследования был выбран международный аэропорт Пулково главным оператором, которого является ООО «Воздушные Ворота Северной Столицы».
По состоянию на 2021 г. в аэропорту Пулково для обеспечения наземного обслуживания задействованы 457 единиц транспортных средств и наземного оборудования. Из которых 234 единицы транспортных средств потенциально подходят для замены на электромобили.
В таблице представлены примеры транспортных средств, эксплуатируемые в аэропорте Пулково.
Таблица. Примеры транспортных средств
Автомобиль Расход топлива (город) л/100км Вид топлива Класс экологичности
Mercedes-Benz Sprinter Classic 11,4 Дизель Евро 5
ГАЗ 2705 11,5 Бензин Евро 2
Mercedes-Benz Sprinter 211 CDI 11,4 Дизель Евро 6с гр. III
Ford Focus 9,1 Бензин Евро 4
Renault Logan 9,6 Бензин Евро 4
Любой аэропорт является источником загрязнения окружающей среды, так как воздушные судна и техника, задействованная в наземном обслуживании, выделяют большое количество углекислого газа, шума. Для того чтобы снизить уровень загрязнения современные аэропорты наращивают тенденцию частично заменять наземную технику с традиционными двигателями внутреннего сгорания на экологически чистые двигатели, такие как электродвигатели.
Актуальность подтверждается тем, что электромобили имеют ряд преимуществ, такие как отсутствие горюче-смазочных материалов, что в свою очередь положительно влияет на экологию и человека, а также лояльность к низким скоростям, в следствие чего, не требуют частого технического обслуживания.
Для оценки эффективности внедрения средств перронной механизации, оснащенной электродвигателями необходимо выполнить следующие задачи:
1. Выявить недостатки двигателей внутреннего сгорания при эксплуатации на низких оборотах в режиме городского цикла.
2. Выявить причины ухудшению показателей работы или поломки двигателя внутреннего сгорания.
3. Оценить затраты и результаты применения перронной техники, работающей на электродвигателях.
В основном вся техника, задействованная в наземном обслуживании, оборудована двигателями внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания имеют ряд недостатков: частота технического обслуживания и экологичность. Средства перронной механизации эксплуатируются на низких скоростях, что приводит к неисправностям двигателей внутреннего сгорания. Работа на малых оборотах приводит к накоплению топлива и масла в поршнях
двигателя. Также при движении в режиме городского цикла, представляющего собой постоянные чередования фаз разгона, равномерного движения, замедления и стоянки с работающим на холостом ходу двигателем, приводит к ухудшению показателей работы, или к поломки двигателя внутреннего сгорания.
Причинами ухудшению показателей работы или поломки двигателя внутреннего сгорания являются:
- недостаточное использование потенциальной мощности двигателя при движении с ограниченной в условиях города скорости, вследствие чего двигатель работает с повышенными удельными расходами;
- постоянные затраты энергии на накопление автомобилем кинетической энергии, которая затем через короткий промежуток времени преобразуется в тепло и безвозвратно теряется в фазе замедления автомобиля;
- бесполезная затрата энергии при работе двигателя в режиме холостого хода в момент остановки и при движении в режиме городского цикла [3].
Преимуществами электромобиля по сравнению с автомобилем с двигателем внутреннего сгорания являются: полное отсутствие выбросов вредных веществ, более высокий коэффициент полезного действия до 90-95%, тогда как коэффициент полезного действия двигатель внутреннего сгорая находится на уровне 2242%, отсутствие шума, отсутствие транспортного налога на электромобиль, двигатель электромобиля может сам осуществлять торможение, что в свою очередь увеличивает ресурс работы тормозной системы, а также уменьшение затрат на топливо, так как цены на электроэнергию намного меньше [4]. Стоимость топлива с каждым годом возрастает и все больше влияет на эксплуатационные расходы ав-
томобиля с двигателем внутреннего сгорания. При эксплуатации автомобиля с двигателем внутреннего сгорания расходы на топливо имеют большую долю в совокупности всех затрат. Электроэнергия, затраченная на зарядку аккумуляторов электромобиля, несет за собой намного меньшие затраты. Одним из главных преимуществ обслуживания и ремонта электромобиля является его простота и низкая стоимость. Это связано с тем, что электромобили имеют меньше движущихся частей, чем автомобили с традиционным двигателем, что делает обслуживание и ремонт более простым и быстрым.
Также преимущество электромобилей заключается в следующем:
- Местное уменьшение загрязнения окружающей среды. Оно заключается в том, что электродвигатель, по своей сущности, не выделяет вредных газов и веществ.
- Уменьшение уровня шума, которое достигается тем, что электродвигатели позволяют обеспечить плавный и тихий разгон машины.
- Безопасность. Электромобили проходят процедуры тестирования на ряду с обычными автомобилями [5].
В качестве замены транспортных средств, представленных в таблице, могут служить:
- Chevrolet Bolt, который является полностью электрическим автомобилем, разработанный компанией General Motors в сотрудничестве с LG Corporation и корейской студией GM в 2016 году в США, может служить альтернативой для легковых автомобилей Ford Focus и Renault Logan. Данный автомобиль оснащен трехфазным электродвигателем переменного тока мощностью 150 кВт или 200 лошадиных сил. Автомобиль укомплектован литий-ионной батареей, обеспечивающего более простую и дешевую систему жидкостного охлаждения, емкостью 60 кВт-ч. Аккумуляторная батарея весит 435 кг и составляет 23% от стоимости автомобиля. Производитель дает 8 лет гарантии на батарею и 160 000 км пробега. На одном заряде автомобиль проезжает 380 км при средней скорости 60 км/ч. Максимальная скорость автомобиля 160 км/ч. Зарядить батарею
можно от сети в 220 В за 9 часов с помощью зарядного устройства в 7,2 кВт. Быстрая зарядная станция позволяет заряжать автомобиль на 50% за 30-40 минут. По своим параметрам имеет стандартные габариты: длина - 4166 мм, ширина -1765 мм, высота - 1595 мм. Вес автомобиля составляет всего 1625 кг [6].
- Volkswagen e-Crafter, который является первым полностью электрическим грузовым фургоном компании, созданный для коммерческих перевозок и рассчитанный на массового покупателя, может служить альтернативой грузовым фургонам Mercedes-Benz Sprinter 211 CDI, MercedesBenz Sprinter Classic, ГАЗ 2705. Данный автомобиль работает на базе электрической трансмиссии мощностью 100 кВт, которая включает блок аккумуляторных батарей емкостью 35,8 кВт*ч обеспечивающих электромобилю пробег в 160 километров с верхним потолком скорости 90 км/ч. Заряжать фургон можно используя станции для быстрой подзарядки на 40 кВт постоянного тока от которых батарея автомобиля восполнит 80% своей емкости за 45 минут. Также к использованию доступна зарядная станция переменного тока с питанием 7,2 кВт, от которой батарея зарядится до 100% емкости в течение 5 часов 20 минут. Полезная нагрузка автомобиля составляет 1-1,75 тонны, общий объем грузового отсека 10,7 кубических метров [7].
Важным является отметить тот факт, что данное нововведение может уменьшить вероятность нехватки средств перронной механизации и позволит не допустить задержку рейса по причине отсутствия техники в следствии непланового технического обслуживания. Все подобранные электромобили являются наиболее подходящим вариантом, так как имеют схожие габаритные размеры, мощность двигателя. Выбор замен происходил исходя из цены на электромобиль и его технических характеристик. Запас хода данных электромобилем является оптимальным для выполнения производственных задач в аэропорту. Все подобранные замены способны удовлетворить текущие задачи исходя из среднесуточного пробега. Каждый электромобиль может заряжаться при по-
мощи быстрого зарядного устройства, что в свою очередь позволяет за короткий промежуток времени, менее чем за один час, обеспечить заряд аккумулятора от 10 до 80 процентов, что позволит эксплуатировать электромобиль непрерывно. Электромобили обеспечивают экономию затрат на топливо практически в 10 раз, а также на электромобили отсутствует транспортный налог. Электромобили способны обеспечивать работу на низких скоростях. Скорость движения на перроне вблизи терминала составляет до 5 км/ч, а в других частях до 20 км/ч. При эксплуатации автомобиля с двигателем внутреннего сгорания на таких скоростях, он работает на малых оборотах с постоянным чередованием фаз разгона и торможения, что увеличит расход топлива и негативно влияет на работу двигателя, что приводит к образованию нагароотложений на стенках цилиндра, что может привести к поломке автомобиля и отправки его в незапланированный ремонт, также уменьшается эксплуатационный ресурс работы автомобиля. Автомобилю с двигателем внутреннего сгорания необходимо иногда работать на высоких оборотах, при которых повышается температура, что позволяет сжигать излишки топлива и масел, накапливающихся в цилиндре [8]. В тоже время, электромобиль не подвержен негативным факторам при эксплуатации на низких скоростях, наоборот, при меньшей скорости движения электромобиль меньше расходует ресурс аккумулятора и, тем самым, увеличивает запас хода. Данный факт, что все транспортные средства в аэропорту эксплуатируется на скоростях до 20 км/ч, повышает значимость перехода на электромобили в аэропорту Пулково.
Также электромобили работают практически бесшумно и не выделяю абсолютно никаких вредных веществ в атмосферу. Помимо всего вышесказанного, электромобили отличаются повышенной надежностью и длительным ресурсов работы.
Внедрение электромобилей позволит локально снизить уровень загрязнения окружающей среды, что будет положительно влиять на сотрудников аэропорта и пассажиров. Более того, внедрение данных электромобилей позволит сократить про-
стои транспортных средств из-за проведения плановых технического обслуживания и ремонта, так как не требуется проводить частые процедур замены масел, фильтров, спецжидкостей систем охлаждения двигателей, замену свечей зажигания, что в свою очередь снизит затраты на запасные части.
Также, внедрение электромобилей повысит статус аэропорта как экологически заинтересованного предприятия, который заботится о здоровье сотрудников, пассажиров и окружающей среде. Снизится уровень расхода масел для двигателя, что повлечет за собой уменьшение комплекса процедур по сбору и утилизации этих веществ. Электродвигатель имеет более дешевую и простую в ремонте конструкцию, так как в нем отсутствуют сложные системы инжекторов и системы подачи топлива. Важным является отметить, что электромобили имеют высокий коэффициент полезного действия, который составляет от 90 до 92 процентов. Данный факт означает, что электродвигатель более качественно преобразует электроэнергии в механическую нежели автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, у которого, в свою очередь, коэффициент полезного действия находится на уровне от 22 до 42 процентов. Больше половины энергии топлива теряется на моменте преобразования ее в механическую энергию.
В качестве основного критерия оценки экономической эффективности внедрения и применения перронной техники, работающей на электродвигателях, целесообразно использовать минимум приведенных затрат с учетом финансового, экономического и экологического эффектов.
Таким образом внедрение современных технологий для обеспечения наземного облуживания позволит повысить оборачиваемость и качество облуживания воздушных судов. Результатом повышения оборачиваемости и качества обслуживания авиакомпаний и пассажиров будет получение дополнительных доходов как авиационного, так и неавиационного характера. Развитие аэропорта будет способствовать эффективному развитию авиатранспортной отрасли региона и страны в целом.
Библиографический список
1. Воздушный кодекс Российской Федерации. Федеральный закон от 19 марта 1997 г. №60-ФЗ. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&base=LAW&n=284303&fld=134&dst=1 000000001,0&rnd=0.9529654047269623#02173740395832487, свободный (дата обращения: 12.06.2023).
2. Захарова, О.С. Совершенствование управления системой наземного обслуживания воздушных судов / О.С. Захарова // Право, экономика и управление: состояние, проблемы и перспективы: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Чебоксары, 11 февраля 2022 года. - Чебоксары: Общество с ограниченной ответственностью «Издательский дом «Среда», 2022. - С. 23-26. - EDN VFWVVZ.
3. Бажинов, А.В. Сравнительный анализ энергозатрат автомобилей с разными силовыми установками / А.В. Бажинов, О.Ю. Ткачев // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. - 2020. - № 89. - С. 105-111. - DOI 10.30977/BUL.2219-5548.2020.89.0.105. - EDN DIDRMH.
4. Паутова, П.В. Перспективы распространения электромобилей на примере города Хабаровска / П.В. Паутова, В.Г. Комков // Прогрессивные технологии в транспортных системах: Евразийское сотрудничество: Сборник материалов XV международной научно-практической конференции, Оренбург, 09-11 декабря 2020 года. - Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2020. - С. 463-471. - EDN FWNMXB.
5. Чаюк, С.В. Тренды российского рынка электромобилей / С.В. Чаюк // Приоритеты новой экономики: энергопереход 4.0 и цифровая трансформация: Сборник тезисов всероссийской научно-практической конференции, Москва, 15 декабря 2021 года / Под редакцией И.М. Степнова, Ю.А. Ковальчук. - Москва: Московский государственный институт международных отношений (университет) Министерства иностранных дел Российской Федерации, 2022. - С. 332-335. - EDN VSCTAH.
6. Chevrolet Bolt EV. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://hevcars.com.ua/chevrolet/bolt-ev-60kwh/ (дата обращения: 12.06.2023).
7. Volkswagen e-Crafter. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://hevcars.com.ua/volkswagen/e-crafter/ (дата обращения: 12.06.2023).
8. Караваев, М.А. Влияние нагароотложений на работу двигателя внутреннего сгорания // Наука без границ. - 2020. - № 9 (49). - С. 16-21. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://nauka-bez-granic.ru/№-9-49-2020/9-49-2020/, свободный (дата обращения 24.07.2023).
DEVELOPMENT OF RECOMMENDATIONS FOR THE INTRODUCTION OF INNOVATIVE TECHNOLOGIES FOR GROUND HANDLING OF FLIGHTS
N.Yu. Sleptsov, Graduate Student
St. Petersburg State University of Civil Aviation named after Chief Marshal of Aviation A.A. Novikov (Russia, St. Petersburg)
Abstract. The article presents the results of a study of the aircraft ground handling system at the airport. The current problems of modernization of apron mechanization and ground equipment have been identified. The relevance of the introduction of electric means of apron mechanization is substantiated. The study revealed the benefits of using electric transport. Solutions have been identified that will improve the efficiency and quality of ground handling at airports.
Keywords: ground handling of aircraft, electric motor, electric car, internal combustion engine, airport.
