ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПАССАЖИРСКИХ САМОЛЕТОВ
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Запорізький авіаційний коледж ім. О.Г. Івченка
«ЗАТВЕРДЖУЮ»
заступник директора з НР
___________ Н.І.Орлянська
« ____ » вересня 2011 р.
МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА
ДО ОРГАНІЗАЦІЙНО – ЕКОНОМІЧНОЇ ЧАСТИНИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТУ
(конструкторський напрямок)
За спеціальністю 5.05110201
«Виробництво авіаційних двигунів»
Запоріжжя, 2011 р.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
АВИАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Укрупненно годовую экономию от внедрения нового двигателя (или совершенствование его параметров) можно определить следующим образом:
Эгод = (Цч.д1 – Цч.д2) * Тс.г.д, (грн.) ;
где,
Эгод – годовая экономия от увеличения ресурса двигателя;
Цч.д1 – приведенные затраты на 1 час работы двигателя с базовым ресурсом;
Цч.д2 – приведенные затраты на 1 час работы двигателя с увеличенным ресурсом;
Тс.г.д – среднегодовой объем работы двигателей, установленных на самолете (вертолете), час.
Величину Тс.г.д. можно укрупнено определить следующим образом:
Тс.г.д. = Пд * Тс.г. * (1 + Кпр), (час);
где,
Пд – количество двигателей на одном самолете;
Тс.г. – среднегодовой налет самолета (вертолета), час;
Кпр – коэффициент, учитывающий потери ресурса при работе двигателя на земле (0,04 . . . 0,5).
Приведенные затраты на 1 час работы двигателя определяют по формуле:
Цч.д = Сч.д + Ен * 
, (грн/час)
где,
Сч.д – себестоимость 1 часа работы двигателя, грн/час;
Цд – цена двигателя, грн. (для новых двигателей можно приближенно считать, что их отпуская цена пропорциональна величине их взлетной тяги или взлетной мощности).
Ко.ф. – коэффициент среднегодового оборотного фонда двигателей в эксплуатации ( 0,2 . . . 0,3).
Ен – нормативный коэффициент экономической эффективности (для воздушного транспорта коэффициент эффективности капиталовложений
Ен = 0,1).
Себестоимость одного часа работы двигателя определяют по формуле:
Сч.д. = 
, (грн/час)
где,
Цр.д – цена одного капитального ремонта двигателя (берется в размере 20 % от цены двигателя), грн.
Пр.д – количество капитальных ремонтов двигателя.
Ст.о.д – стоимость технического обслуживания двигателя за ресурс, грн.
Цт.р – цена топлива, расходуемого двигателем за технический ресурс, грн.
д – межремонтный ресурс двигателя ( 2000 . . . 3000 час), час.
Полный срок службы двигателя – 8000 . . . 12000 час.
Цт.р определяют, исходя из стоимости топлива, отнесенной к одному часу летной эксплуатации самолета (Атопл) и технического ресурса двигателя.
Цт.р = Атопл * д, (грн);
Стоимость топлива, отнесенная к одному часу летной эксплуатации, определяется по формуле:
Атопл. = 
, (грн/час)
где,
Цт – стоимость 1 т топлива, грн/т;
Gтопл. полета – общий запас топлива, расходуемый в полете, т;
Gн.з.т – навигационный запас топлива, т.
По действующим в МГА правилам Gн.з.т должен быть не менее, чем на 1 час полета со средним за время полета часовым расходом топлива. В условиях полета с малоразвитой аэродромной сетью или над морем этот запас увеличивается для обеспечения полета в течении 2 - х часов.
Тполета – общее время полета, час.
Определяется по формуле:
Тполета = 
где,
L – расстояние между аэродромами взлета и посадки, км.;
Lв.п – горизонтальная проекция пути, проходимого самолетом за время взлета, набора высоты, снижения и посадки;
tв.п – время в часах, затраченное самолетом на выполнение следующих этапов полета:
- рулежки от перрона аэровокзала к старту;
- взлета, разнога, разворота на курс следования;
- набора высоты до заданного эшелона;
- снижения, захода на посадку, рулежку от ВПП к аэровокзалу.
Vкр – крейсерская скорость самолета, км/час;
W – скорость ветра (50 км/час).
Величина Lв.п и tв.п берут из аэродинамического расчета самолета.
При этом необходимо иметь ввиду следующее:
а) время, затраченное на взлет и посадку и на рулежку перед взлетом и после посадки, принимается:
- для самолета с ТВД – 20 мин.;
- для самолета с ТРД – 15 мин.
б) выполнение маневров над аэродромом во время взлета и перед посадкой (т.е. разворот на курс следования и заход на посадку) принимается равным 10 мин.
Общий запас топлива на полет определяется по формуле:
Gтопл.полета = Gт.гор + Gт.сниж + Gт.эвол + Gт.наб, (кг) ;
где,
Gт.гор – запас топлива, необходимый для горизонтального полета на заданной высоте и с заданной крейсерской скоростью, кг;
Gт.сниж – запас топлива, расходуемый при снижении, кг;
Gт.эвол – запас топлива, расходуемый на эволюции при взлете и посадке (запуск и прогрев двигателей, рулежка, взлет, разворот на курс, заход на посадку и посадка), кг.
Запас топлива, необходимый для горизонтального полета с учетом встречного ветра, определяется по формуле:
Gт.гор = Qкр * 
, (кг)
где,
Qкр – средний часовой расход топлива на заданной высоте и крейсерской скорости, кг/час.
Все эти величины (Qкр, Lв.п, Vкр) , а также величины запасов топлива, затрачиваемых на рулежку, взлет и т.д. берутся из аэродинамического расчета самолета. Если такого расчета нет, то можно в первом приближении пользоваться следующими данными:
| Этапы работы двигателей | ТРД | ТВД | ||||
| Время работы, мин | Режим | Удельный расход, кг | Время работы, мин | Режим | Удельный расход, кг | |
| Кг тяги, час | Кг тяги, час | |||||
| Запуск двигателей, прогрев и рулежка перед взлетом | 1/6 Рвзл | 1,2 | 10,0 | 1/5 Nвзл | 0,7 | |
| Взлет | 1,5 | Рвзл | 0,95 | 1,5 | Nвзл | 0,25 |
| Разворот на курс и заход на посадку | 0,8 Рвзл | 0,85 | 10,0 | 0,8 Nвзл | 0,20 | |
| Посадка | 3,5 | 0,5 Рвзл | 0,95 | 0,95 | 0,5 Nвзл | 0,3 |
| Рулежка после посадки | 1/6 Рвзл | 1,2 | 1/5 Nвзл | 0,7 | ||
| Увеличение времени при наборе высоты и при планировании по сравнению с крейсерским режимом | 7,5 | 0,8 Рвзл | 0,85 | 0,8 Nвзл | 0,2 |
Примечание: Рвзл и Nвзл – соответственно взлетная тяга в кг или взлетная мощность в л.с.
Приближенный расчет запаса топлива на полет:
а) для самолетов с ТРД:
Gтопл.полета = Qкр. * 
, (кг)
б) для самолетов с ТВД:
Gтопл.полета = Qкр * 
, (кг)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПАССАЖИРСКИХ САМОЛЕТОВ
Наиболее полную оценку двигателя можно дать при помощи гипотетического самолета, который может быть создан на базе данного двигателя. При этом следует иметь ввиду, что оценивается двигатель, а самолет является средством оценки. Это позволяет произвести экономическую оценку сравниваемых вариантов двигателей по критерию минимума приведенных затрат на 1 ткм.
Приведенные затраты на 1 ткм определяют по формуле:
Ц т.км = 
= min, (грн/т.км)
где,
Сч.с – себестоимость 1 часа работы самолета, грн/час;
Пд – количество двигателей на самолете;
Сч.д – себестоимость одного часа работы двигателя, грн/час;
Gком – максимальная коммерческая нагрузка самолета (вертолета);
Vкр – крейсерская скорость, км/час;
Кз – коэффициент коммерческой нагрузки.
МГА в настоящее время принимает:
Кз = 0,75 – для пассажирских самолетов;
Кз = 0,55 – для грузовых самолетов.
Ен – нормативный коэффициент и экономической эффективности (для воздушного транспорта Ен = 0,1);
Цс – цена самолета, грн.;
Цд – цена двигателя, грн.;
Ко.ф – коэффициент среднегодового оборотного фонда двигателей в эксплуатации (0,2 . . . 0,3);
Тс.г – среднегодовой налет самолета, час;
Кпр – коэффициент, учитывающий потери ресурса при работе двигателя на земле (.0,04 . . . 0,05).
Себестоимость 1 часа работы самолета определяется по формуле:
С ч.с = 
, (грн/час)
где,
Пр.с – количество капитальных ремонтов самолета (вертолета);
Цр.с – стоимость одного капитального ремонта самолета, грн.
Для самолетов с полетным весом до 15 т:
Ц р.с = ( 0,12 . . . 0,15) * Цс;
Для самолетов с полетным весом выше 15 т:
Ц р.с = 0,1 * Цс.
Для вертолета:
Ц р.с = 0,1 * Цверт.
Ст.о.с – стоимость технического обслуживания самолета за его технический ресурс, грн.
Ст.о.с = Gуд.т.о. * с * Gп.сам (верт) * ( Пр.с. + 1);
где,
Gуд. т.о – стоимость 1 часа эксплуатации самолета или вертолета;
с – междуремонтный ресурс самолета (вертолета) час.
Для самолета с = 2800 час, но может быть доведен до 7000 час.
G п.сам. (верт) – вес пустого самолета (вертолета), т.;
Злпп – заработная плата летно – подъемного персонала за полный срок службы самолета (вертолета), грн. ( Заработная плата лпп за час – 60 . . . 100 грн/час).
Зл.п.п = Зчас.лпп * п.с
где,
Зчас.лпп – часовая заработная плата летно – подъемного персонала, грн;
п.с. – полный срок службы самолета (вертолета).
Для современных пассажирских самолетов полный срок службы принимается:
25000 – 30000 часов – для магистральных пассажирских самолетов;
10000 – 15000 часов – для легких самолетов местных авиационных линий.
Максимальная величина коммерческой нагрузки определяется в зависимости от количества пассажирских мест и емкости багажных и грузовых помещений в самолете:
Gком = 75 * п + q * п + 290 * ( Vбаг – 
), (кг)
где,
п – число пассажирских мест;
75 – вес пассажира без багажа, кг;
q – средний вес личного багажа одного пассажира, принимаемый 30 кг на магистральных авиалиниях и 15 кг коротких местных линиях.
290 – средний удельный вес почты и груза, кг/ м3;
Vбаг – объем багажных и грузовых помещений, м3;
120 – средний удельный вес багажа пассажиров, кг/ м3.
В величине коммерческой нагрузки должно сохраниться определенное соотношение между весом пассажиров с их багажом и весом почты и груза.
Вес почты и грузов должен составлять не более 25 – 30 % весы пассажиров с багажом:
Gком = 1,3 * (75 + q) * п, (кг)
Критерий позволяет оценивать экономическую эффективность нового двигателя. Вариант, по которому этот критерий минимальный, наиболее эффективный.