CC BY
59
УДК 629.735.016
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИЧИН УВЕЛИЧЕНИЯ РАСХОДОВ ТОПЛИВА САМОЛЕТОВ ТУ-204-300
Г.Е. МАСЛЕННИКОВА, А.А. КУЛЕШОВ, А.И. ФРОЛКОВ
В статье описаны результаты, полученные при исследовании изменений расходов топлива на самолетах Ту-204-300, эксплуатируемых в авиакомпании «Владивосток Авиа» на маршрутах Владивосток-Москва-Владивосток. Названы возможные причины изменения расходов и обоснована необходимость создания системы постоянного мониторинга расходов топлива.
Ключевые слова: расходы топлива самолетов Ту-204-300, причины увеличения расхода, наработка планера, замена двигателей, неисправности самолетных систем.
Самолет Ту-204-300, разработанный на базе Ту-204, имеет укороченный по сравнению с базовой моделью фюзеляж, что позволяет при использовании тех же двигателей получить меньшие расходы топлива за счет уменьшения лобового сопротивления. Этот факт сделал возможным эксплуатацию самолета на самых продолжительных трассах России, в том числе по маршруту Москва-Владивосток. Однако эксплуатация самолетов данного типа на этих трассах с полной коммерческой загрузкой и с необходимым АНЗ возможна только при полной заправке топлива и строгом соответствии фактических расходных характеристик экземпляра данным РЛЭ. Отклонение фактических расходов от заявленных в РЛЭ приводит либо к необходимости сокращения коммерческой загрузки, либо к посадке с запасом топлива ниже требуемого АНЗ, что является предпосылкой к летному происшествию.
На рис. 1 приведена гистограмма распределения оценок расходов топлива самолетов Ту-204-300 относительно данных РЛЭ, построенная на материалах полетов, выполненных в 2009-2010 годах. Гистограмма построена на основе анализа около 37 000 точек, полученных в широком диапазоне условий эксплуатации:
• температура наружного воздуха от СА+18° до СА-27°;
• эшелоны крейсерского полета от 9 км до 11,6 км;
• полетные массы от 104 до 71,5 т;
• число М полета от 0,8 до 0,68.
Рис. 1. Распределение отклонений часовых расходов топлива самолетов Ту-204-300 от данных РЛЭ в 2009-2010 гг.
Из приведенных данных видно, что смещение средней оценки относительно данных РЛЭ составляет около 3%.
Наличие смещения распределения оценок относительно расчетных значений требует в первую очередь изучения причин этого явления. Хорошо известным фактором увеличения расходов топлива является наработка маршевых двигателей, в процессе которой характеристики двигателей ухудшаются.
На рис. 2 приведено изменение оценки расходов топлива на самолетах БН 64039 и БН 64040 после замены маршевых двигателей. Из данных, представленных на рис. 2, видно, что после замены неисправного или отработавшего ресурс двигателя расходы топлива уменьшаются на 1,5-2%.
Рис. 2. Изменение оценки расхода топлива на самолете Ту-204-300 после замены двигателя
Другим фактором, влияющим на изменения расхода топлива, может являться наработка планера, хотя связь изменения расхода с увеличением наработки планера не всегда является такой устойчивой и очевидной, как с наработкой маршевых двигателей. Анализ зависимости получаемых оценок расхода топлива с наработками планера в посадках приведен на рис. 3.
Бортовой номер самолета
□ Отличие часового расхода топлива от данных РЛЭ в % (зимние полеты)
□ Отличие часового расхода топлива от данных РЛЭ в % (летние полеты)
□ Наработки планера в тыс. посадок
Рис. 3. Изменение расходов топлива самолетов Ту-204-300 в зависимости от наработки планера
Из данных, представленных на рис. 3, становится видно увеличение расходов топлива по мере увеличения наработки планера. Но, несмотря на очевидность полученной зависимости, наработка планера - далеко не единственный фактор, влияющий на увеличение расхода топлива.
Так в процессе работ по оценке расходов топлива на самолетах БН 64038 и БН 64026 было выявлено, что отклонение в полете створок реверса двигателей вследствие неисправности гидросистемы приводит к увеличению расхода топлива на 10-11%, а ухудшение параметров стабилизации полета при отказе одного из подканалов автомата тяги дает увеличение расхода в среднем на 3%.
14 -І 12
■ 1 |
■ I
1 Ё 10 ~ $ а * £ 8 ■
я І 8 Ї 5 о ? 6
Ц 6
8 І в Е ■
> < ■ ■ ■
02.05.2010 07.05 ХДо .2010 12.05 появления .2010 17.05 неисправн .2010 22.05 Д ости и пос .2010 27.05 ата полет те её устра .2010 01.06 а нения Г р 2 1 сот 00 о0 с. 0 6 .2010 11.06 створок ре .2010 16.06.2010 верса
Рис. 4. Изменение оценки расхода топлива на самолете БН 64044 в результате отсоса створок реверса из-за падения давления в гидросистеме
Наличие очевидной связи увеличения расходов топлива именно вследствие наработки планера приводит к необходимости детального анализа конструкции систем управления, которые вследствие выработок узлов или увеличения аэроупругих деформаций могут повлиять на увеличение лобового сопротивления.
Анализ коэффициентов корреляции полученных оценок расхода топлива с параметрами полета приведен в табл. 2.
Таблица 2
Параметры полета Высота полета Полетная масса Число М полета Отличие температуры наружного воздуха от СА
Коэффициенты корреляции 0,27 -0,23 0,0088 0,15
Коэффициенты регрессии 2,90 -0,22 4,17 0,13
Наличие значимых коэффициентов корреляции получаемых оценок с высотой полета, полетной массой и отличием температуры наружного воздуха от стандартной может свидетельствовать:
• о неточности данных РЛЭ в области больших высот полета, маленьких полетных масс и повышенных температур;
• о возрастании погрешности регистрации мгновенных расходов топлива к концу полета;
• о нерасчетном ухудшении тяговых характеристик маршевых двигателей на больших высотах и при повышенных температурах наружного воздуха.
Коэффициенты регрессии позволяют судить о средней величине возрастания расхода топлива относительно расчетного при изменении каждого из влияющих факторов.
Так в среднем:
• при увеличении высоты полета на 1 км отличие расхода топлива от расчетного увеличивается на 2,9%;
• при уменьшении полетной массы на 10 тонн - увеличивается на 2,2%;
• при увеличении температуры относительно СА на 10° - увеличивается на 1,3%.
Изучение расходов топлива самолетов Ту-204-300 и факторов, влияющих на увеличение
расхода, привело к необходимости создания системы постоянного мониторинга расходов топлива, необходимой как для повышения экономичности полетов, так и их безопасности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Масленникова Г.Е. Контроль основных летных характеристик в процедуре поддержания летной годности воздушного судна // Сборник научных трудов ГосНИИ ГА. - 2008. - № 310. - С. 104-109.
2. Масленникова Г.Е. Оценка изменений основных летных характеристик экземпляра ВС в процессе эксплуатации по данным средств объективного контроля // Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества: тезисы докл. междунар. науч.-техн. конф. 18-19 мая 2006 г. - М., 2006. - С. 99-100.
RESULTS OF RECEARCH OF THE FUEL CONSUMPION INCREASE REASONS FOR TU 204-300 AIRCRAFTS
Maslennikova G.E., Kuleshov A.A., Frolkov A.I.
This article describes the results obtained in the study of changes in fuel costs in the Tu-204-300, operated by the airline «Vladivostok Avia» on the route Vladivostok-Moscow-Vladivostok. Identified possible reasons for changes in costs and the necessity of a system, we continuously monitor fuel consumption.
Key words: fuel consumption of TU-204-300, causes increase in consumption, working hours, the inequality plans, the replacement of engines, aircraft systems failure.
Сведения об авторах
Масленникова Галина Евгеньевна, окончила МАИ (1977), доктор технических наук, начальник отдела ГосНИИ ГА, автор более 50 научных работ, область научных интересов - изменение летных характеристик ВС ГА в процессе эксплуатации.
Кулешов Александр Анатольевич, 1960 г.р., окончил МИИГА (1984), Академию внешней торговли (1996), доктор технических наук, заместитель генерального директора ГосНИИ ГА, автор более 40 научных работ, область научных интересов - самолётостроение, системы послепродажной поддержки и методы интегрированной логистической поддержки создания и эксплуатации авиационной техники.
Фролков Анатолий Иванович, 1941 г.р., окончил ХАИ (1964), доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник ГосНИИ ГА, автор более 200 научных работ, область научных интересов - эксплуатация авиационной техники.
