Самолёты созданы для полёта, но и по земле им приходиться ездить немало – когда с помощью тягача, а когда и на маршевых двигателях. Обходятся эти поездки недешево, и с этим нужно бороться.

Самолёты созданы для полёта, но и по земле им приходиться ездить немало – когда с помощью тягача, а когда и на маршевых двигателях. Обходятся эти поездки недешево, и с этим нужно бороться.

Самостоятельно самолет движется по земле с помощью маршевых двигателей, работающих на холостом ходу. Однако их тяга даже в таком режиме чрезмерна, и самолет все время стремится набрать скорость больше требуемой для рулежки. Пилотам приходится парировать это тормозами, а это в свою очередь приводит к их износу. Даже тяга одного двигателя для самолета велика, да и использовать двигатели для руления неэкономично.

При использовании маршевых двигателей для руления возникает несколько проблем.

Во-первых, двигатели потребляют драгоценный керосин, причем явно в большем, чем надо для руления, количестве. Расход топлива на руление составляет 2-4% от общего расхода топлива на выполнение полетов, и тем значительнее, чем чаще летает (и рулит) самолет. Проблема особенно значительна для узкофюзеляжных авиалайнеров, летающих на небольшие расстояния. Им приходится большее время перемещаться по земле, особенно если они летают в крупные загруженные аэропорты, где ситуация усугубляется задержками вылета. Если задержки небольшие, выключать на время двигатели, как это практикуют иные авиакомпании в случае значительного простоя, бессмысленно и даже опасно: можно не успеть вписаться в слот.

Во-вторых, потребляя керосин, двигатели работают. Из лишних минут набегают часы, а это больший износ двигателя (особенно в запыленных и «засоленных» местах), больше ТО, больше расходов.

В третьих, двигатели, работая, создают не только тягу, но и эмиссии. Газы – это половина беды, вот звук – это очень серьезно. Кабы самолет ездил, используя только ВСУ, в аэропортах было бы значительно «зеленее».

Ну и практически снимается проблема попадания в двигатели посторонних предметов: раз двигатели не работают, они ничего в себя и не засасывают.

Отчасти проблема решается с помощью тягачей, но их использование не только дорого, но и неудобно, и не везде возможно. Также для использования тягача нужно водило, которое является индивидуальным для каждого типа ВС, и в определённых случаях приходиться его брать на борт самолёта. Вот если бы тягач находился на самом самолете…

Таким образом, идея снабдить самолет приводом на колеса является очевидной, очевиден и тип привода – электрический. Но вот дальнейшее далеко не очевидно. Проще всего поставить привод на колеса носовой стойки – там ему не будут мешать тормоза, да и сама конструкция стойки попроще. Это предлагает зарегистрированная на Гибралтаре компания Borealis Exploration, с 2005 года работающая над устройством WheelTug. Устройство состоит из индукционных электромоторов, устанавливаемых в колеса носовой стойки, и весит всего 136 килограмм, включая интерфейс в кабине и контроллеры.

Первые испытания прошли еще в 2005 году на Boeing 767 авиакомпании Air Canada, тогда колеса носовой стойки вращались установленными снаружи их моторами. Самолет вполне успешно рулил, развивая по прямой скорость до 15 км/ч и мог даже двигаться задом наперед.

В 2010 году опытный образец WheelTug был смонтирован на B737 чешской авиакомпании Travel Service и также показал себя хорошо. Именно 737-й является основной целью Borealis Exploration, хотя устройство можно установить буквально на любой самолет. Первой интерес проявила израильская авиакомпания El Al, но стартовым покупателем станет итальянская Alitalia. По прикидкам производителя, итальянцы, используя WheelTug, на каждом самолете будут экономить до 500000 долларов в год! Сумма складывается из расценок на пушбэк – от 50 до 150 долларов за раз, экономии керосина – 200-210 литров (150-170 долларов) за раз, и снижение износа двигателей. Другие специалисты называют меньшие суммы экономии – 200000 долларов в год, напоминая вдобавок, что даже те полтораста килограммов, которые весит WheelTug, в полете окажутся лишним грузом и будут способствовать увеличению расхода топлива. Отказаться же совсем от услуг тягачей в аэропортах в любом случае не получится: в случае поломки на самолете ВСУ его придется буксировать на взлет «традиционным способом».

Но в любом случае заказчики на WheelTug есть – в общей сложности итальянская Alitalia, израильские El Al и Israir, индийская Jet Airways и турецкая Onur Air собираются, судя по протоколам о намерениях, закупить 232 системы для своих A320 и В737, причем от итальянцев получен твердый контракт на 100 WheelTug.

Немцы из DLR в июне 2011 года провели эксперименты, снабдив А320 колесами с электроприводом, работающим от батарей. Из положительных находок – тот факт, что применение электрической рулежной системы, питающейся от батарей, на узкофюзеляжных лайнерах в масштабах аэропорта Франкфурта дало бы ежедневную экономию 44 тонн керосина.

Однако в чисто техническом плане возникли сложности. Оказалось, что из 73.5 тонн максимального веса самолета на носовую стойку приходится всего 5-7 тонн. Ее колеса при весе самолета в 47 тонн начинают буксовать при приложении к ним усилия в 6000 ньютонов на метр. По сравнению с табличными 3500 ньютонами на метр, требуемыми для того, чтобы сдвинуть с места А320 с отключенным тормозом, это солидно, но ведь этот параметр взят для идеального сцепления колес по ровной и сухой поверхности. Если же колеса носовой стойки попадают в понижение на полосе, это усилие сразу возрастает до 5800 ньютонов на метр, а при обледенении носовые колеса вообще не смогут стронуть самолет с места.

Уж как этот вопрос с «Эрбасом» собираются решать в Borealis Exploration, не ясно, но уже упоминавшиеся испытания WheelTug в 2010 году на Боинге 737 проходили в декабре в Праге, там были и лужи, и снег и даже ледок, и руление осуществлялось нормально.

Но в других краях снег имеется в избытке, и там прорабатывают другие варианты, точнее оснащение электромоторами основных стоек шасси. Тут проблема недостаточного прижима отсутствует – стойки расположены вблизи центра тяжести, – зато есть много других трудностей. Но попытаться все же стоит. Пытаются американская L-3 communication, Lufthansa и Airbus. В декабре 2012 года они провели испытания предоставленного немецкой авиакомпанией А320, во внешних колесах основных стоек которого были смонтированы обычные электромоторы с планетарной коробкой передач. Правда, для размещения двигателей в колесах пришлось демонтировать тормоза, так что на летные испытания рассчитывать не приходилось – самолет только рулил по земле.

Испытания заняли 14 часов чистого времени, измерения проводились в 40 точках по параметрам усилия для приведения самолета, масса которого изменялась в пределах от 46 до 60 тонн, в движение, разгонным характеристикам, потреблению энергии, выделению тепла, деформации шин при различном давлении в них, и т.д. в различных условиях. Самолет ездил и по сухой, и по влажной полосе, в ветер с порывами до 70 узлов, вверх по 3% уклону и даже задом наперед, причем с работающими на холостом ходу двигателями. Максимальная скорость составила 13.5 узлов.

Пилотам, участвовавшим в испытаниях, система понравилась. Управление самолетом серьезно облегчилось, поскольку приемистость электромотора гораздо больше, чем у турбин, и он быстрее откликается на желания пилота. Турбина сначала «тормозит», медленно набирая обороты, а потом пилоту приходится уже тормозить самому, смиряя чересчур разогнавшийся самолет – с электромотором об этом можно забыть. Были отработаны всевозможные развороты и заходы на парковку, никаких проблем с этим у испытателей не возникло, тем более что двигатели оборудованы системой синхронизации, и при повороте носовой стойки на 75 градусов соответствующий двигатель отключается и самолет разворачивается «на пятке».

По результатам испытаний планируется определить конкретную мощность, которую должны развивать электромоторы, отчего напрямую будет зависеть масса и размеры серийного устройства. На первый раз инженеры перестарались – поставили столь мощные электромоторы, что самолет уверенно двигался даже на одном из них. Мощность надо будет подобрать так, чтобы самолет мог набрать 20 узлов за полторы минуты – таковы требования «Эрбаса».

В июле 2012 года было объявлено, что в состав разработчиков вошла британская Crane Aerospace, которая займется созданием привода на колеса, управления тормозами, трансформаторами и прочей электроникой, управляющей энергоснабжением, а равно и интеграцией всего механизма в самолет. На долю L-3 останется создания моторов и сцепления. Сертификация должна состояться уже в этом году.

У L-3 сотоварищи уже есть конкуренты – Safran и Honeywell, которые собирали в ноябре 2011 года данные, гоняя по земле обычный А320. Они планируют создать устройство, которое в сборе (мотор, система охлаждения, коробка передач, сцепление, которое отсоединяется для взлета и посадки) будет весить около 100 килограмм, пока решено, что на каждой стойке ведущим будет одно колесо, и их будут приводить в движение по одному мотору (были варианты сделать ведущими все четыре или ставить по два мотора на колесо).
В серию данное изделие пойдет где-то в 2016-м году.

Потенциальные клиенты El Al, Jet Airways, Israair, Alitalia, Onur Air, KLM, Corendon Airlines, Airberlin, Iceland Air, Malaysia Airlines, Volaris, Air Transat, Hainan Airlines.

1.Проблеммы современных аэропортов касающиеся буксировки и руления.

Самолёты созданы для полёта, но и по земле им приходиться ездить немало – когда с помощью тягача, а когда и на маршевых двигателях. Обходятся эти поездки недешево, и с этим нужно бороться.

Самостоятельно самолет движется по земле с помощью маршевых двигателей, работающих на холостом ходу. Однако их тяга даже в таком режиме чрезмерна, и самолет все время стремится набрать скорость больше требуемой для рулежки. Пилотам приходится парировать это тормозами, а это в свою очередь приводит к их износу. Даже тяга одного двигателя для самолета велика, да и использовать двигатели для руления неэкономично. Также существует много других причин отказа от руления: экологические и экономические.

2. Устройство WheelTug как альтернатива буксировки и руления.

WheelTug - устройство состоит из индукционных электромоторов, устанавливаемых в колеса носовой стойки, и весит всего 136 килограмм, включая интерфейс в кабине и контроллеры.

3.Экономическая эффективность WheelTug

По прикидкам производителя, итальянская авиакомпания Alitalia используя WheelTug, на каждом самолете будут экономить до 500000 долларов в год! Сумма складывается из расценок на пушбэк – от 50 до 150 долларов за раз, экономии керосина – 200-210 литров (150-170 долларов) за раз, и снижение износа двигателей.

Другие специалисты называют меньшие суммы экономии – 200000 долларов в год, напоминая вдобавок, что даже те полтораста килограммов, которые весит WheelTug, в полете окажутся лишним грузом и будут способствовать увеличению расхода топлива.

4.Сложности работы WheelTug выявленные при испытаниях.

Немцы из DLR в июне 2011 года провели эксперименты, снабдив А320 колесами с электроприводом, работающим от батарей. Однако в чисто техническом плане возникли сложности. Оказалось, что из 73.5 тонн максимального веса самолета на носовую стойку приходится всего 5-7 тонн. Ее колеса при весе самолета в 47 тонн начинают буксовать при приложении к ним усилия в 6000 ньютонов на метр. По сравнению с табличными 3500 ньютонами на метр, требуемыми для того, чтобы сдвинуть с места А320 с отключенным тормозом, это солидно, а при обледенении носовые колеса вообще не смогут стронуть самолет с места.

5.Возникшая потребность оснащение электромоторами основных стоек шасси и испытания по этому поводу.

Так как буксировка ВС с помощью электромотора установленного в переднюю стойку шасси оказалась затруднительна в заснеженных зонах, было принято решение по оснащению электромоторами основных стоек шасси.

В декабре 2012 года были проведены испытания предоставленного немецкой авиакомпанией А320, во внешних колесах основных стоек которого были смонтированы обычные электромоторы с планетарной коробкой передач. Испытания заняли 14 часов чистого времени,самолет ездил и по сухой, и по влажной полосе, в ветер с порывами до 70 узлов, вверх по 3% уклону и даже задом наперед, причем с работающими на холостом ходу двигателями. Максимальная скорость составила 13.5 узлов.

Пилотам, участвовавшим в испытаниях, система понравилась.

6.Нужно накатать вывод.

Дата добавления: 2015-08-29