Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Kar
Tudományos Diákköri Konferencia
Repülőtéri gurulási folyamatok fejlesztése
Buday Bence
2014.
-1-
Tartalomjegyzék Rövidítések............................................................................................................................... - 3 Bevezetés .................................................................................................................................. - 4 1
2
Repülőtéri gurulóút használat és keletkező emissziók ................................................. - 5 1.1
A gurulási folyamat és energiaigénye .................................................................... - 5 -
1.2
Légszennyezés .......................................................................................................... - 7 -
1.3
Zajterhelés ............................................................................................................... - 8 -
1.4
Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtér....................................................................... - 9 -
A gurulási folyamat fejlesztésére alkalmas lehetőségek ............................................ - 12 2.1
Probléma felvetés .................................................................................................. - 12 -
2.2
Megoldási lehetőségek........................................................................................... - 12 -
2.3
Elektromotoros meghajtás a futóműbe ............................................................... - 13 EGTSTM elektromos taxizási rendszer ...................................................... - 15 -
2.3.1
Kötöttpályás vontató alkalmazása ....................................................................... - 17 -
2.4
Mototok .......................................................................................................... - 18 -
2.4.1 2.5
Megfelelő repülőtér kialakítás ............................................................................. - 20 -
2.6
Jelenleg is alkalmazott munkagépek használata ................................................ - 22 TaxiBot ........................................................................................................... - 23 -
2.6.1 3
Taxiing szolgáltatás bevezetésének vizsgálata LHBP-n ............................................. - 26 KIPA-módszer alkalmazása a bemutatott lehetőségeken .................................. - 26 -
3.1 3.1.1
Értékelő táblázat ........................................................................................... - 27 -
3.1.2
Pontozási rendszer és a közepestől való eltérés szorzója (e) ...................... - 28 Mérés - Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtér....................................................... - 31 -
3.2
Mérési adatokból meghatározott értékek ................................................... - 32 -
3.2.1 3.3
A320-as taxiing idő és energiaigénye ................................................................... - 33 -
3.4
TaxiBot-okkal működtetett új földi kiszolgálás és bevezetésének megtérülése- 33 A kalkulációk eredménye ............................................................................. - 35 -
3.4.1 3.5
A szolgáltatás hatásai ............................................................................................ - 37 -
Összefoglalás .......................................................................................................................... - 39 Irodalomjegyzék .................................................................................................................... - 40 Mellékletek............................................................................................................................. - 41 -
-2-
Rövidítések AIP – Légiforgalmi tájékoztató kiadvány APU – Repülőgép segédhajtómű CO – Szén-monoxid CO2 – Szén-dioxid EGTS – Elektromos taxizási rendszer FOD – Idegen tárgy okozta sérülés H2O - Víz HC – Hidrogén HUF – Magyar Forint LHBP – Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtér NOx – Nitrogén-oxidok NPV – Nettó jelenérték SO2 – Kén-dioxid
-3-
Bevezetés
A dolgozatom témájának a repülőtéri gurulási folyamatok fejlesztését választottam, mert véleményem szerint nem fordítanak kellő figyelmet a káros anyagok és zajterhelés megfelelő csökkentésére. Számos fejlesztés próbál megoldást nyújtani a repülőgépek fogyasztásának csökkentésére, a kibocsátott káros anyagok mértéknek visszaszorítására és a halkabb mozgásokra. Túlnyomó részt azonban ezek jellemzően olyan lehetőségek, melyek megtérülését nehéz meghatározni, ugyanis a bevételek oldalon a környezetre káros hatással lévő anyagok kibocsátásának különbözetét kellene pénzben kifejezni, így ezek megvalósítása jellemzően a jogszabály módosítások és az Európai Uniós előírások bevezetésig várni szokott. A dolgozatban bemutatom azokat az emissziós hatásokat, melyek a gurulóúti mozgásokból keletkeznek. Ezek figyelembe vételével próbálok olyan lehetőségeket felkutatni, melyek megoldást jelenthetnek a jelenlegi problémákra és valamennyi érintett szereplő tekintetében pozitív hatással vannak. A bemutatásra kerülő lehetőségek közül egy összehasonlító módszer segítségével fogom kiválasztani a probléma megoldására legalkalmasabbat és arra szabottan fogom elvégezni a számításokat. A kiválasztott szempontok alapján legmagasabb besorolást nyerő megvalósítást alkalmazva váltanám ki a repülőgépek gurulóúti taxizását, mellyel energiát, időt és pénzt lehet megspórolni. A célom, hogy a kiválasztott alternatíván alapuló gurulóúti szolgáltatás megtérülésének
idő
és
költség
függőségét
megvizsgálva
rávilágítsak
annak
megvalósíthatóságára. Az eredményes számítási munka elvégzése érdekében egyéni mérést hajtok végre, ami kifejezetten a repülőgépek taxiing folyamatait értékeli. Az adatokból kinyert információkat felhasználva fogom igazolni, hogy az új szolgáltatás nem csak a környezetre, de a légitársaságokra, a repülőtéri kiszolgálókra és az utasok kiadásaira is kedvezően hat.
-4-
1
Repülőtéri gurulóút használat és keletkező emissziók A légiközlekedés az a közlekedési ágazat, mely leginkább képes megfelelni a mai
felgyorsult világ, térben és időben felállított követelmény rendszerének. Ennek a tulajdonságának köszönheti a repülés, hogy itt tapasztalható a legjelentősebb fejlődés a közlekedésben. A forgalom növekedése azonban nem csak a gazdaság és a GDP erősödését, hanem a környezetre káros anyagok kibocsátásának mértékét és zajterhelést is magába vonja. A dolgozat szempontjából a repülőgépek repülőtéri káros anyag kibocsátását vizsgálom az első fejezetben. Célom, hogy rámutassak a gurulóúti folyamatok alatt elhasznált kerozin mértékéből adódó költségre és az emissziókra.
1.1
A gurulási folyamat és energiaigénye A repülőgépek guruló utakon történő mozgási folyamatát taxizásnak (angolul
taxiing/taxying-nak) nevezzük. Az állóhelytől a futópályára való rágurulásig a járatok önerőből közlekednek. Ez igaz az érkező gépek esetén is, mikor a futópálya elhagyása után állóhelyükig közlekednek. A teljes helyváltoztatási folyamat alatt hajtóműveiket használják, kivéve azokat az eseteket, amikor nem képesek egyből előre megkezdeni a gurulást. Ekkor ugyanis szükség van (gépkategóriától függően) valamilyen toló-vonó munkagépre, mely segítséget nyújt a gurulóút megközelítésében és a megfelelő irányba igazítja a repülőt. Jellemzően a terminált megközelítő vagy utas hidat használó légitársaságok járatairól mondható ez el. A mozgás során jelentős mennyiségű tüzelőanyagot égetnek el, melyre jó példa az A320-200-as típusú repülőgép fogyasztása Forintban kifejezve. Az 1. ábra szemlélteti, hogy 10 perc gurulóúti mozgásért (és állásért egyaránt) 420 HUF/kg-os kerozin ár mellett megközelítőleg 61.600 HUF költség keletkezik az elégetett kerozin tekintetében egy repülőgépre származtatva és ebben az APU által elhasznált hajtóanyag nincs beszámítva. Mivel a gurulás közbeni fogyasztás nem a megtett távolság függvénye, belátható, hogy akkor a legenergiatakarékosabb a ki- és begurulás, ha a repülőgép akadálytalanul és megállás nélkül képes a tervezett mozgás elvégzésére, legyen szó indulásról, vagy érkezésről.
-5-
Fogyasztás költsége 70000 61600
60000
HUF
50000 40000 30000
Fogyasztás forintban
20000 10000 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
GURULÁS PERCBEN
1. ábra: A320-as gurulóúti tüzelőanyag fogyasztása HUF-ban kifejezve, 420HUF/kg-os üzemanyag ár mellett (Forrás: ([1], 2014) alapján saját szerkesztés)
Nem csak a költség arányos azonban az idő múlásával, hanem az elégetett kerozinból keletkező szennyezőanyagok mértéke is. Minden elégetett 1kg kerozinból 3,16 kg CO2 és 1,25 kg H2O égéstermék keletkezik, valamint emellett HC, NOx, CO és SO2 jelenik meg a melléktermékek között. [2] Az üvegházhatást okozó emisszióknak ugyancsak 3%-át adja a légiközlekedés, azonban ez az arány is rendkívüli környezet szennyést takar. Mindamellett a ’90-es évek eleje óta a kibocsátás majdnem megduplázódott (87%-kal növekedett, ez 2010-es adat). [3] A légi közlekedésben nem csak a repülés során keletkeznek káros anyagok. Jelentős a szennyezés mértéke a repülőtereken is, ezért számolni kell az itt keletkező emisszió hatásával. 2010-ben az Egyesült Államokban a dallasi Fort Worth Nemzetközi repülőtéren vizsgálták a gurulási folyamatokból keletkező káros anyagok mértékét. Az egy nap alatt elégetett 120.000 kg tüzelőanyagból meghatározták, hogy 305 kg HC-t, 10.500 kg CO-t és 850 kg NOx-t termeltek a hajtóművek. A 2. ábra szemlélteti, hogy a gurulás különböző pillanataiban, milyen arányban oszlik meg az elégetett hajtóanyag mennyisége. [4]
-6-
Gurulási folyamat szakaszaiban a fogyasztás aránya 6%
2%
2% Fogyamatos gurulás Sorbanállás
13%
Megállás Folyamatos gurulás sorban Kanyarodás
6%
Gyorsulás Gyorsulás sorban 9% 62%
2. ábra: Gurulás közben a részfolyamatokra vetített fogyasztás aránya (Forrás: [4] alapján saját szerkesztés)
Továbbá megállapítható az is, hogy a taxiing-hoz felhasznált hajtóanyag közel 30%-a megspórolható lenne ideális irányítási, időjárási és járat kiszolgálási körülmények között. Az Európai Uniós előírások tekintetében azonban a maradék 70% minimalizálására is törekedni kell. [4]
1.2
Légszennyezés A repülés során keletkező CO2, NOx és H2O hatásukat a sztratoszférában fejtik
ki, de ezek mellett a földfelszínen, indulás és érkezés, valamint a gurulás során keletkező káros anyagokra is jelentős figyelmet kell fordítani. Ezek: NOx, PM10, HC és SO2 együttesen járulnak hozzá az életminőség romlásához és a klímaváltozáshoz. Annak ellenére, hogy a közlekedés csak a harmadik legnagyobb széndioxid kibocsátó az ágazatok között, sokkal gyorsabban növekszik, mint társai és következő 20 évre nézve is megközelítőleg 40%-os növekedést prognosztizálnak. Különös figyelmet
-7-
igényel a légiközlekedés CO2 kibocsátása, ugyanis jelenleg 12-13%-át adja a jelenlegi teljes közlekedésből adódó CO2 kibocsátásnak. Nitrogénoxid szennyezése a CO2-vel szemben nem hosszú, hanem rövidtávon fejti ki hatását. Az NOx koncentrációjától függően építő vagy romboló hatással bírhat az ózonrétegre nézve. A legnagyobb problémát a talaj közeli ózon kialakulásának előidézése okozhatja. Emellett segíti a légkörben található metán bomlását, mely lehűlést okoz. [5]
1.3
Zajterhelés Az induló és érkező gépek által generált zaj, hatással van repülőtéren dolgozók
és a repülőtér környezetében élő lakosokra és élőlényekre egyaránt. A fejlesztések és jogszabály módosítások során folyamatosan törekednek arra, hogy ez a zavarás minimális legyen és ne hasson a közelben élők életére.
3. ábra: LHBP zajtérképe nappali mérések alapján (Forrás: [6])
-8-
A Közlekedéstudományi Intézet által közzétett zajtérkép jól ábrázolja (3. ábra), hogy mekkora területen érzékelhető a repülőgépek mozgása során keletkező zaj. (Budapest közigazgatási területét kékkel jelöli a térkép, még a futópálya mentén keletkező erős zavarásokat sötétkékkel és lilával, ezek 85dB-nél magasabb hangok.) A fő probléma az életre gyakorolt hatása, mely okozhat: -
Kommunikációs zavarokat
-
Alvási zavarokat
-
Hallószervi sérüléseket
-
Tanulóképesség káros befolyásolása [7] A
zaj
csökkentésének
érdekében
alkalmaznak
éjszakai
műveletszám
korlátozásokat, mely tiltja a repülést a kijelölt órák között, ekkor csak kényszerhelyzeti mozgások hajthatók végre. A korlátozott forgalomnak köszönhetően a zajterhelés mértéke ténylegesen alacsonyabb az esti és hajnali órákban. Annak érdekében, hogy megfelelő mértékű visszajelzést és adatok kapjunk a keletkező zajról, a repülőtér közvetlen környezetében elhelyezett zajmonitor rendszert érdemes telepíteni, használni. Ezeknek a berendezéseknek a feladata a zajszint napszaktól független mérése és az előírt jogszabályok betartásának ellenőrzése.
1.4
Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtér A Ferihegyen található repülőtér Magyarország legnagyobb és legforgalmasabb
légi kikötője az évi, átlagosan közel 120 ezer le- és felszálló géppel. Időjárási viszonyoktól függően teljes kapacitáson üzemel az év minden napjának minden órájában. Két futópályája van, melyek párhuzamos eltolt elrendezésűek. Két terminálja közül az egyes számú, mely régen az elsődleges és egyetlen volt, mára már bezárva található és csak az irodahelyiségek üzemelnek benne, járat nem indul onnan. (Ennek oka a MALÉV csőd utáni, nagymértékű járat és utas kiesés volt. A Budapest Airport Zrt. vezetősége ezért bizonytalan időre felfüggesztette a Terminal 1 üzemelését.) A másik, a kettesszámú terminál, „A” és egy „B” részre osztva funkcionál, melyeket összeköt a 2011. tavaszán épített SkyCourt (Égi Udvar). Jelenleg minden érkező és induló repülőgép ezt a létesítményt használja, hogy az induló, érkező és átszálló
-9-
utasokat kívánt célhelyükre szállítsa. A 4. ábran a Terminal 2, középen a SkyCourt, tőle felfelé a Terminal 2A, lefelé pedig a Terminal 2B. Fontos megemlíteni azonban, hogy az árufuvarozási céllal érkező gépek nem a termináloknál állnak meg, hanem elhaladva mellettük a repülőtér észak-nyugati területén foglalnak helyet és kerülnek ki- vagy berakodásra. A Budapest Airport Zrt. célkitűzései között a legfontosabb, hogy az elkövetkezendő 3-4 éven belül Közép- és Kelet Európa legsikeresebb repülőtere legyen mind az utas szám bővülés, mind a kiszolgálás minősége, mind pedig a működési hatékonyság terén. [8]
4. ábra: LHBP 2-es terminál (Forrás: [8])
1.4.1 Forgalom A Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtéren az elmúlt három évben vett forgalom alakulása az 5. ábra látható. Korábbi adatok vizsgálatát a 2008-as, 2012-es világgazdasági válság és a 2011-es MALÉV csőd miatt tartom elhanyagolhatónak. Látható, hogy a forgalom alakulása az évek első negyedében alacsony, még a 2-3 negyedévben emelkedik és a nyári időszakban éri el az éves csúcsot. 2012.január 1-től
- 10 -
az átlagos műveletszám 241/nap, még a nyári időszakban (július 1-től szeptember 30-ig) ez a szám 263/nap. Azonban az utóbbi években a napi műveletszámok tekintetében nincs olyan érték, mely megközelítené a 2006-os év augusztusában mért csúcsnapot, melyen 425 művelet volt egy nap alatt. Ekkor a legsűrűbb órában több mint 30 mozgás volt a repülőtéren.[9]
Induló/érkező gépek alakulása negyedéves bontásban 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 1.
2.
3.
4.
1.
2.
3.
4.
1.
2.
3.
2012
2012
2012
2012
2013
2013
2013
2013
2014
2014
2014
Összes
Érkező
Induló
5. ábra: Műveletszám negyedéves alakulása LHBP-n (Forrás: [9])
- 11 -
2
A gurulási folyamat fejlesztésére alkalmas lehetőségek
2.1
Probléma felvetés Fejlődés - Annak érdekében, hogy a fejlődés és előrehaladás során a
fenntarthatóságot is figyelembe vegyük, törekedni kell a hatékonyságra, gyorsaságra és a környezet kímélésére. Ugyan a gazdasági világválság jelentős mértékben visszavetette a repülőgépforgalmat Budapesten, elmondható, hogy az elmúlt hat év alatt sikerült elhagyni a mélypontot és ismét növekszik a műveletek száma Ferihegyen. Azonban a növekedés nem nevezhető kielégítőnek, ami a fejlődés lassulásához vezethet. Valamilyen módon vonzóbbá kéne tenni a térséget vagy repülőteret, ami eredményezheti a forgalom növekedését. [10] Környezet terhelés – A Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtéren megforduló géptípusok jellemzően az A319-321 és a B737-es gépcsaládba tartoznak. A forgalom és az utazási igények mértéke nem indokolja, hogy a légitársaságok nagyobb férőhelyes járatokat üzemeltessenek itt. Azonban a káros anyag kibocsátás és a zajterhelés még ekkora repülőgépek esetében is jelentős, ami hatással van a repülőtér környezetében élőkre. Számos megoldási lehetőség kínálkozik annak érdekében, hogy ezeket a hatásokat valamilyen módon csökkentsük, megszüntessük, de többségük mérnöki háttér nélküli ötletelés. Ilyenek például a repülő repülőtér, földbe süllyesztett futópálya, mágnes vasúttal való gépkilövés stb. Szükség lenne megvalósítható, környezetkímélő eszközök, szolgáltatások bevezetésére. [10]
2.2
Megoldási lehetőségek A felvetett problémák kapcsán a dolgozatom alapötleteként egy új földi
kiszolgálási szolgáltatás bevezetésének vizsgálatát tűztem ki célul. A repülőtér vonzóbbá tevésére és a környezetterhelés csökkentésére alkalmas lehet egy olyan szolgáltatás, mely kiváltja a repülőgépek taxiing folyamatát. Ezzel környezetkímélő megoldást nyújthatnak a légitársaságok számára, melynek hatására a repülőtér vonzóbb lehet a légitársaságok, az utasok és a környéken élők számára is. Olyan lehetőségek után kutattam, melyek kifejezetten a taxizás során keletkezett káros anyag kibocsátás és zaj csökkentésére, valamint annak energiahatékonyabb
- 12 -
megvalósítására próbálnak megoldást nyújtani. Számos cikk és tanulmány hívja fel a figyelmet arra, hogy a repülőgépek földön való közlekedése mennyire szennyező a környezetre nézve és mennyi káros anyag keletkezik napra, gépre, repülőtérre lebontva. Azonban a problémák megoldására tett javaslatok száma és milyensége ennél kisebb mértékű és többnyire csak elméleti, számolási és mérési adatokkal nem igazolt tanulmányokról, értekezésekről van szó. A bemutatásra kerülő lehetőségek jelenlegi kutatások és eredmények, valamint a saját elképzeléseim eredményei. Elektromotoros meghajtás a futóműbe
2.3
Az elektromos motor járművekbe való építése nem újdonság az olvasó számára, hiszen most már a közúti, vasúti és vízi közlekedés terén is találkozhatunk vegyes, illetve csak elektromos meghajtást alkalmazó autókkal, hajókkal, mozdonyokkal. Az említett eszközökön keresztül hallhattunk a meghajtás előnyeiről és hátrányairól is egyaránt, melyek a repülőgépbe történő integrálás esetén is megjelennek. Annak érdekében, hogy az elektromos meghajtású motor a futóműbe kerüljön, új koncepció
kidolgozása
szükséges.
Amennyiben
megoldható,
hogy
a
gép
konstrukciójának megváltoztatása nélkül lehessen, beépíteni a meghajtást el kell dönteni, hogy a milyen energiaforrásból történjen a betáplálás. Az elektromos áramot tárolhatjuk, ill. előállíthatjuk, valamilyen generátorral, mely a hajtóművekkel áll összeköttetésben. A motor tervezése során felmerülő kérdések: -
A motor szükséges teljesítménye (a maximális felszálló súly függvényében)
-
A teljesítményekhez szükséges energia előállítása (energiatárolás, generátor)
-
A futómű konstrukció átméretezése
-
A futómű mozgató hidraulika ellenőrzése
-
A megváltozott maximális felszálló súly számítása
-
Sebességfokozatok meghatározása (előre/hátra menetben)
A fejlesztést követően érdemes megvizsgálni a megvalósítás hatásait az érintett felek tekintetében. Ez látható a 1. táblázatban.
- 13 -
Érintett fél
Pozitív hatás
Repülőgép
Fejlesztés
Negatív hatás kapcsán Plusz teher, amit a gépnek
átvizsgálás,
ellenőrzések, magával
biztonság növelése Hajtómű
kell
vinni
a
mozgások során
élettartam Motorikus probléma esetén
növekedés
a futómű blokkolhat
Orrfutó erősítés
Csökkenhet a maximális hatótávolság a plusz teher miatt
Légitársaság
Környezeti
szerepvállalás, Plusz költség a fejlesztés
környezetbarát gondolkodás kapcsán Marketing vonzó
szempontból Új
lehet
a
üzemanyag
politikai
zöld módszertan kialakítása a
gondolkodás
megnövekedett tömeg, ill. az előállított energia miatt
Taxiing
tüzelőanyag Beszerelés miatti gépkiesés
elhagyásával költségmegtakarítás Környezet
Repülőtéri zaj csökkentése
Plusz súly miatt hosszabb felszállás
Repülőtéri
káros
anyag
kibocsátás csökkentése Repülőtér
Utasok
Kevesebb földi kiszolgáló Burkolati
amortizáció
jármű alkalmazása
plusz tömeg miatt
Halkabb kigurulás
Emiatt
drágulhat-e
repülőjegy? Gyorsabb felszállás
1. táblázat: Elektromotoros meghajtás pozitív és negatív hatásai az érintett felekre nézve (Forrás: saját)
- 14 -
a
a
2.3.1 EGTSTM elektromos taxizási rendszer A jelenleg fellelhető megvalósítások közül az EGTSTM elektromos taxiing rendszer koncepciója kínál megoldási lehetőséget a legfőbb, környezet szennyezési, valamint a zajból fakadó problémákra. A futóműbe épített elektromos meghajtás hatékonyabbá teszi a taxizási folyamatot és csökkenti az üzemanyag használatot valamint a földi kiszolgálás költségeit is. A meghajtást a két hátsó futóműben található és a segédhajtóműtől (APU-tól) kapja a szükséges áramot. Az előállítás során szintén keletkezik zaj és káros anyag kibocsátás, de belátható, hogy jelentősen alacsonyabb mértékű a szennyezés, mint a hajtóműves gurulás esetén. A kormányzás az orrfutóval valósul meg. Ezzel a kialakítással a repülőgép képes a megállóhelyről a futópályáig közlekedni, illetve a tolatást is meg tudja oldani. Ennek köszönhetően a pilóták kezében van a repülőgép irányítása az összes mozgási fázisban. A beépített kontrol panel a 6. ábra látható.
6. ábra: Kontrol panel (forrás:[11])
A rendszer megvásárlásával és használatával a vásárló légitársaságok a következő előnyöket élvezhetik: -
Kisebb üzemanyag fogyasztás (átlagos számítások alapján 4%-át spórolhatják meg a teljes üzemanyagkészletnek, de tekintve, hogy a gyártó amerikai, ebből következtetni lehet arra, hogy a belföldi járatok tekintetében határozták meg ezt
- 15 -
az arányt, ahol a repülőtér zsúfoltságból adódó gurulóúti időnövekmény viszonylag nagy a repült időhöz képest. Ez Európában a kisebb forgalom és a jó szervezettség tekintetében csekélyebb, 0,75-1,5% lehet.) [11] -
Idő nyereség (nincs szükség a tug/pushback traktorokra, így azok kapcsolódása valamint leválási ideje megszűnik)
-
Zöldebb megvalósítás (75%-kal kevesebb szén kibocsátás és 50%-kal kevesebb NOx kibocsátás)
-
Hozzáadott érték (csökken a gurulási zaj, nő a biztonság, mivel kevesebb ember szükséges a repülőgép körül, mikor az tolatást végez, hajtómű életidő nő/kitolódik)
7. ábra: Futóműbe beszerelt EGTSTM (forrás: [11])
A kutatás során, feltehetőleg a marketing szempontok miatt nem esik szó a negatív hatásokról, de belátható, hogy a következő szempontokat érdemes lenne megvizsgálni abban az esetben, ha egy repülőgép tulajdonos úgy dönt, igényt tart az elektromotor beszerelésére.
- 16 -
-
Az EGTSTM ára
-
Beszerelés költsége
-
A beszerelés időigénye (mennyi ideig kell nélkülözni a gépet)
-
A pilóták képzésének ideje és költsége
-
A megbízott karbantartó cég képzése
-
Éves karbantartási költség
-
Mekkora plusz terhet jelent a beépített motor és a tartozékok
Összességében az elektromotoros megvalósítás kedvező megoldási lehetőségeket nyújt a környezeti terhelésekre és a módosítások csak a repülőgépet, ill. a légitársaságot érintik. Kérdéses azonban, a repülőtér bevételkiesése milyen következményeket generál, ugyanis ebben az esetben a kínált szolgáltatások iránti igény egy része feleslegessé válik. Továbbá kérdéses a fapados légitársaságok esete, mivel azok többsége alkalomadtán olyan megállóhelyet választ gépeinek, ahol nem szükséges a tolatás. [11]
2.4
Kötöttpályás vontató alkalmazása A futóműbe építhető elektromos meghajtás nyomán érdemesnek tartom
megvizsgálni egy kötöttpályás járművel való vontatás lehetőségének vizsgálatát. Az ötlettel kapcsolatban jelenleg szűkösen találhatóak megvalósítási kísérletek, de saját elképzelésem mellett bemutatom a Mototok International GmbH cég termékeit is. Saját elképzelésem alapgondolat, hogy a jelenlegi gurulóutak középvonala mentén, egy városi vasútpályához hasonló sínpárt kerülne elhelyezésre, a gurulóút felületébe süllyesztve. Ezen közlekednének a repülőgépek vontatására alkalmas vasúti járművek. A koncepció megvalósításához komoly repülőtér fejlesztési intézkedések szükségesek és egy olyan mozdony tervezése, ami lehetőség szerint elektromos és dízel meghajtással egyaránt képes vontatni, továbbá a szükséges feszültséget a sínek mentén integrált vezetékrendszerből fel tudja venni. A repülőgépekhez történő csatlakozás a traktorokhoz hasonló vonószáras, ill. kerékemelős megoldással történhetne. A kötött pálya miatt azonban a kerékemelős megoldás csak rendkívül bonyolultan kivitelezhető, mivel ebben az esetben a repülőgépnek kellene a mozdonyhoz állnia, nem pedig fordítva. A másik nagyobb problémát a terminálok kialakítása okozhatja. A tolatási
- 17 -
műveletnél a kötött pálya miatt a mozdonyok mozgása nehezen kivitelezhető, így belátható, hogy olyan repülőgépek esetében lehetne jól hasznosítani ezt a megoldást, ahol nincs utas híd csatlakozás valamint az állóhely megfelelő távolságra van a termináltól. A sok felmerülő probléma és költség lehet az indok arra, miért nem készültek eddig olyan koncepciók, melyekben vasúti járművekkel mozgatnák a repülőtéren mozgó gépeket.
2.4.1 Mototok A kötött pályás repülőgép mozgatás azonban nem elvetett dolog. A Mototok egy magas technológiájú wireless alapon működő helikopterek és repülőgépek mozgatására alkalmas vonógép. A távoli irányítással és az elektromos motorokkal nem csak biztonságos, de környezetbarát megoldást kínál a repülőtéren. Az első megvalósítások kézi irányításra készültek, de különböző szenzorok és szoftverek segítségével a kötöttpályás mozgás is megvalósítható.
8. ábra: A Mototok munka közben (Forrás: [12])
- 18 -
A Mototok előnyei között a biztonság, környezetvédelmi szempontok és a rendkívül kedvező kis helyhasználat említendő meg. A 8. ábra is jól látható, hogy a szerkezet a megemelt orrfutót tolja. Képen megkülönböztető mellényben lévő munkás irányítja a gépet egy távirányító segítségével. Az a kidolgozás főként hangárokba történő beálláskor hatékony megoldás, de egy komolyabb távvezérlés mellett kamerákkal kiegészítve távoli munkára is alkalmas lehet. [12] A Mototokok másik családja a szenzoros, önirányított robotokhoz hasonlóan működik. Az orrán elhelyezett kamera és a repülőtéri burkolatra felfestett vezetővonal segítségével navigál, és közben mozgatja a gépet (az működési vázlatot a 9.ábra demonstrálja).
9. ábra: Mototok működési vázlata szenzorok alapján (Forrás: [11])
Ezek a vezető nélküli, távirányításos-önirányításos gépek korszerű megoldásnak bizonyulnak a felvetett problémákra. Az irányításhoz mindösszesen egy alkalmazott jelenléte szükségszerű, aki biztonságos feltételek mellett dolgozhat. (Például nincs kitéve sem a hajtómű szívó, sem pedig a hajtómű toló oldalon jelenlévő veszélyeinek, ugyanis álló hajtómű mellett zajlik a munkavégzés). A műszaki adatokat átvizsgálva azonban kiderül a Mototok egyik legnagyobb problémája, mely a versenytársakkal szemben jelentős hátrányt okozhat, ez pedig a lassúsága. A gurulóutakon megengedett 46km/h-s maximális sebességhez képest a legerősebb robot is csak 10km/h-s sebességre
- 19 -
képes. Ezekkel a paraméterekkel lassúnak tekinthető és inkább csak a hangárban vagy annak környékén történő mozgatásra lehet alkalmas. A mototok repülőgépekhez és helikopterekhez is készít mozgatóegységeket. Repülőgépek esetén 3 kategóriát különböztet meg: -
28-50 t-ig – M-Series
-
95 t-ig – TWIN
-
195 t-ig – SPACER
Helikopterek esetén pedig számos típusnak gyárt kiszolgáló gépeket, melyek közül párat említenék:
2.5
-
Agusta Apache
-
Bell
-
Boeing CH-47 Chinook
-
Sikorsky 76 [12]
Megfelelő repülőtér kialakítás A megfelelő repülőtér kialakítás is fontos szempont, ugyanis az eltüzelt kerozin
mennyisége a megtett távolság függvényében is megadható. Ennek értelmében minél rövidebb a futópályáig leküzdendő távolság, annál kisebb lesz a gurulásra fordított idő.
10. ábra: Futópálya elhelyezési lehetőségek (Forrás:[13])
- 20 -
A jelenleg megkülönböztetett futópálya elhelyezések 10. ábra láthatóak. A nemzetközi repülésre alkalmas légikikötők a bemutatott rendszerek valamelyikét, illetve azok kombinációját alkalmazzák. A tervezés során a következő szempontokat veszik figyelembe elsődlegesen: -
Földrajzi adottságok (szél, domborzat, településrajz). Ez alapján tudják meghatározni, hogy a pálya/pályák milyen irányban legyenek elhelyezve.
-
A forgalom tervezésével, kalkulálásával a futópályák számát kapjuk meg.
-
A jellemzően várható gépkategóriák pedig a futópálya hosszát, valamint szélességet adják meg, így a területi lehetőségek függvényében alakul ki a végleges tervezet.
A gurulóút rendszer és a terminál elhelyezést pedig úgy kell kialakítani, hogy a repülőgépek rövid időn belül el tudják érni a terminált, ill. a megállóhelyet, valamint könnyedén el tudják hagyni a repülőteret.
11. ábra: LHBP Aerodome Chart részlet (Forrás: [9] alapján saját szerkesztés)
- 21 -
Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtéren alkalmazott párhuzamosan eltolt pálya kialakítás lehetővé teszi, hogy a repülőgépek viszonylag minimális utat tegyenek meg a beszállítási hely és a futópálya között. Ennek a fajta kialakításnak a Terminál 1 bezárás is kedvezett, mivel a csökkent műveletszámnak köszönhetően kényelmesen lehet a pályákat felváltva használni. Megoldható tehát, hogy az egyik pályát csak fel, míg a másikat csak leszállásra használják. A 11. ábra LHBP részlet látható. A példán a 13-as irány esetén használt gurulóút használat látható, mégpedig zölddel az érkező, narancssárgával pedig az induló gépek mozgásai. A két eltérő szín azt szemlélteti, hogy a futópálya elhagyás és a felgurulás akadály és megállásmentesen történhet, ami kedvező, mivel elkerülhető a gurulóutak zsúfoltsága és a taxizás közbeni megállások által generált többlet káros anyag kibocsátás. Természetesen LHBP egyedi eset, ez a következtetés nem vonható le bármelyik másik repülőtérre. Az elrendezés mellett a forgalom nagysága játszik kiemelkedő szerepet, főleg olyan légikikötőkben, ahol nem lehetséges, hogy egy pályát csak fel vagy csak leszálláshoz használjanak. Jelenleg is alkalmazott munkagépek használata
2.6
A jelenleg is használatban lévő toló és vonógépekkel is megoldható a repülőgépek taxizási folyamatainak kiváltása. Arra lettek tervezve, hogy a különböző méretű gépeket mozgassák a megállóhelyeken, valamint a gurulóutakon egyaránt. Ezeknek két nagyobb csoportját különböztetjük meg: -
Vonószárral ellátott traktorok
-
Vonószár nélküli traktorok
A vonószárral ellátott gépek általában a közepes és kis gépcsaládok mozgatására lettek tervezve, mint pl.: A320-200. A
nagykategóriás
repülőgépek
mozgatásához
szükséges
gépek
ára
megközelítőleg $500.000, még a közép és kiskategóriák mozgatására alkalmasak $100.000-250.000 környékén kaphatók újonnan. Beszerzésük használtan és bérelve is megoldható. A repülőgépek érkezéskor önállóan közlekednek a kijelölt utas hídig, állóhelyig illetve (Budapest kapcsán láthatjuk) sátorokig. A különböző esetekben
- 22 -
mindenhol szükség van a 12. ábra látható járművek egyikére, ahol a gépek valamilyen fizikai korlát miatt nem képesek előre gurulni. Amennyiben az eset fennáll, a légitársaságnak igényelnie kell a szolgáltatást. Az utas híd leválása/beszállás befejezése után a kiszolgáló személyzet csatlakoztatja a járműveket az orrfutóhoz és az ellenőrzés után végrehajtják a tolatást. A tolatás addig tart, míg a repülőgép biztonságos távolságba nem kerül a termináltól, valamint iránya megfelelő a guruláshoz. Ez a gurulási útvonalak sárga felfestésének mentén szokott lenni. Amikor a gép orrfutója ezen a csíkon van, megtörténik a lecsatlakoztatás. Ekkor vagy kicsit korábban szokás a hajtóműveket indítani. A földi kiszolgáló személyzet jelzésekor a gép elgurulhat. Egy tolatási folyamat során általában három munkás tartózkodik a repülőgép körül. Kettő felelős a tolásért egy pedig a gép irányításáért. [14]
12. ábra: Vonószáras és vonószár nélküli traktorok (forrás: [14])
2.6.1 TaxiBot A TaxiBot névre keresztelt járművet már tesztelés alatt alkalmazzák néhány repülőtéren, a világon. A tolatási és vontatási feladatokat is ellátó munkagép rendkívül hasonlít a korábbiakban bemutatott, repülőtereken gyakran látott, tug/pushback tractor/towbarless tractor-okra. A TaxiBot egy félig robotizált, pilóta által irányított vontató traktor. A jármű a futópálya közelébe vontatja a repülőgépet a hajtóművek használata nélkül. A kormányzás a teljes folyamat mentén a pilóta felelőssége. A csatlakozás után különböző mechanizmusok biztosítják, hogy a gyorsítási és lassítási pillanatokban az orrfutó csak minimális terhelést kapjon. A hajtómű indítás nem sokkal a felszállás előtt még a - 23 -
vontatás során történik meg. A futópályára gurulás előtt azonban egyszer meg kell szakítani a taxiing folyamatot, ugyanis a TaxiBot-nak le kell válnia az orrfutóról. Amint a munkagép biztonságos távolságban van, befejeződhet a gurulás és a pilóták megkezdhetik
a
felszállást.
Amit
a
TaxiBot-International
kínál
a
termék
megvásárlásával, a következőek [15]:
-
A repülőgép káros anyag kibocsátása és zajterhelése minimális lesz a gurulás során.
-
Nem szükséges a repülőgép átalakítása, nincs plusz súly
-
Kompatibilitás
-
Repülőtér hatékonyságának növelése
-
FOD csökkentése
-
A repülőgépeknek megengedett maximális gurulóúti sebesség elérése (23knots) A Frankfurtban tesztelés alatt álló három prototípus kapcsán a pilóta
visszajelzések pozitívak. A kezelés könnyű, viszonylag rövid idő alatt el lehet sajátítani az irányítás módját. A kormányzáshoz a repülőgépet irányító tisztnek csak az orrfutó kormányzásához szükséges pedálokat és kormányt kell használnia. Két különböző méretű és teljesítményű vontató áll tesztelés alatt. Az NB (Narrow-Body – Keskeny testű) TaxiBot és a WB (Wide-Body – Széles testű) TaxiBot. A különbség az alkalmazhatóságban jelentkezik. Az NB TaxiBot-ot:
-
A318-tól A321-ig,
-
B737-től B757-ig és
-
MD80-tól MD90 géptípusokig,
még a WB TaxiBot:
-
a A330-tól A380-ig,
-
B767-tól B747-ig és
-
MD11 típusoknál alkalmazhatóak.
- 24 -
A gyártó honlapján 1-2 éves megtérülést ígérnek a befektetésre, azonban a számítás menetét már nem mellékelik az eredmények mellé. A tervezett eladási ár megközelítőleg $1.000.000-3.000.000, ami 2014.10.15-i árfolyamon megközelítőleg 245.000.000-735.000.000HUF. [15]
13. ábra:TaxiBot NB és TaxiBot WB (Forrás: [15])
- 25 -
Taxiing szolgáltatás bevezetésének vizsgálata LHBP-n
3
Az előző fejezetben ismertetett megoldási lehetőségek közül, KIPA módszert alkalmazva fogom meghatározni, hogy melyik lenne a legalkalmasabb a felvetett problémák megoldására. A páronkénti összehasonlítás, a megfelelő vizsgálati szempontok megválasztásával és azok súlyának megadásával a legkedvezőbb lehetőséget fogja adni. A számítás eredményeként kapott alternatíva jellemzőivel megvizsgálom, hogy a megvalósítás milyen feltételek mellett térülhet meg. KIPA-módszer alkalmazása a bemutatott lehetőségeken
3.1
Az összehasonlításban a négy bemutatott lehetőség mellé a jelenlegi állapotot is bevettem a módszerbe. Így a vizsgált alternatívák a következők: A1:
Jelenlegi állapotok
A2:
EGTSMT elektromos futómű meghajtás
A3:
Mototok távvezérelt vontató
A4:
Toló- és vonógépek alkalmazása
A5:
Repülőtér átszervezése
A KIPA elemzéshez a következő összehasonlító tényezőket választottam. A szempontok súlyossága a 2.táblázatban látható (V). -
E1: A változattal járó módosítások hatása a gurulási sebességre
-
E2: A változattal járó módosítások hatása a repülőgép tömegére
-
E3: A változattal járó módosítások hatása a repülőgép gurulóúton történő káros anyag kibocsátására, itt figyelembe kell venni, a kiváltó alternatívák káros anyag kibocsátását is
-
E4: A változattal járó módosítások hatása a repülőgép gurulóúton történő zajkeltésére, itt figyelembe kell venni, a kiváltó alternatívák zajkeltésének mértékét is
-
E5: A változattal járó módosítások hatása a repülőgép fogyasztására
- 26 -
-
E6: A szükséges repülőtéri módosítások mértéke (annak is anyagi vonzata)
-
E7: A változat anyagi vonzata (mivel a számítás csak a KIPA elemzést követően lesz elvégezve, egy egység árát tekintem a szempont alapjának)
-
E8: A biztonság változása az alkalmazás közben
3.1.1 Értékelő táblázat
E
Vx
A1
A2
A3
A4
A5
E1
0.15
Kiváló
Kiváló
Rossz
Kiváló
Kiváló
E2
0.08
Kiváló
Közepes
Kiváló
Kiváló
Kiváló
E3
0.16
Rossz
Jó
Kiváló
Jó
Közepes
E4
0.09
Rossz
Jó
Kiváló
Kiváló
Elfogadható
E5
0.15
Rossz
Közepes
Kiváló
Kiváló
Rossz
E6
0.16
Kiváló
Kiváló
Közepes
Kiváló
Rossz
E7
0.08
Kiváló
Jó
Közepes
Közepes
Elfogadható
E8
0.13
Jó
Jó
Kiváló
Jó
Jó
2. táblázat: egyes alternatívák szempontonkénti osztályzata (Forrás: saját szerkesztés)
A 2. táblázatban adott osztályzatok alternatívánkénti rövid jellemzése:
A1:
- Sebesség változatlan, konstrukció nem változik, káros melléktermékek és zaj,
magas fogyasztás azonban a repülőtér változatlan marad, nincs költség és a biztonság pedig a jelenlegi elfogadott mértékű. A2:
-
Sebesség
változatlan,
konstrukció
változik
(tömegnövekedés),
káros
mellékhatások és zaj, jelentős csökkenése (csak APU), fogyasztás csökken és a repülőtér változatlan marad, repülőt érintő költségek felmerülése, biztonság A1-el megegyező. A3:
- Sebesség jelentős csökkenése, konstrukció nem változik, káros anyag és
zajterhelés minimális (majdnem 0), fogyasztás jelentősen csökken (csak APU), repülőteret érintő módosítások minimálisak (vezetővonal felfestés), repülőteret vagy földi kiszolgálót érintő költség merül fel, biztonságosabb A1-nél. - 27 -
A4:
- Sebesség változatlan, konstrukció nem változik, káros mellékhatások és zaj
jelentős csökkenése (csak APU), fogyasztás csökken és a repülőtér változatlan marad, repülőteret vagy földi kiszolgálót érintő költség merül fel, biztonság nő. A5:
- Sebesség változatlan, konstrukció nem változik, káros mellékhatások és
zajterhelés csökken, fogyasztás A1-el megegyező, jelentős repülőtéri módosítások és költségek mellett a biztonság nem változik.
3.1.2 Pontozási rendszer és a közepestől való eltérés szorzója (e)
-
Kiváló:
+2
-
Jó:
+1
-
Közepes:
0
-
Megfelelő:
-1
-
Rossz:
-2
A Közepes értékhez 20 pontot rendeltem hozzá. Amennyiben valamelyik értékelés eltér a közepestől a következőképpen határoztam meg a pontokat: Pont=20+(e)*20*Vx E1
E2
E3
E4
E5
E6
E7
E8
Vx
0,15
0,08
0,16
0,09
0,15
0,16
0,08
0,13
A1
26
23,2
13,6
16,4
14
26,4
23,2
22,6
A2
26
20
23,2
21,8
20
26,4
21,6
22,6
A3
14
23,2
26,4
23,6
26
20
20
25,2
A4
26
23,2
23,2
23,6
26
26,4
20
22,6
A5
26
23,2
20
18,2
14
13,6
18,4
22,6
3. táblázat: Súlyozással kiosztott pontok (Forrás: saját szerkesztés)
Példa bemutatása az A3E3 cellára: Mivel az A3E3 osztályzata Kiváló, így a képlet a következőképpen alakul: 20+(+2)*20*0,16=26,4.
- 28 -
A kapott értékek alapján elkészített mátrix:
A1
A2
A3
A4
A5
60,0%
47,0%
60,0%
75,0%
47,5%
80,0%
75,0%
40,0%
84,0%
39,0%
68,0%
92,0%
20,0%
37,5%
37,5%
20,0%
A1
A2 61,0%
61,0%
69,0%
85,0%
75,0%
75,0%
75,0%
75,0%
92,0%
92,0%
71,0%
100,0%
20,0%
10,0%
20,0%
0,0%
76,0%
36,0%
23,0%
36,0%
80,0%
80,0%
75,0%
80,0%
A3
A4
A5 4. táblázat: KIPA mátrix (Forrás: saját szerkesztés)
A 4. táblázatban látható mátrix megmutatja, hogy az egyes alternatívák mekkora előnyt, ill. hátrányt élveznek vetélytársaikkal szemben. Az alkalmazáspárokhoz tartozó cellák közül a felső mutat rá, hogy a választott szempontok és azok súlyossága alapján mekkora a szerzett előny. Az alsó cella pedig a másik lehetőséggel szembeni hátrány mértékét ismerteti. Számítás: -
Előny mértékének meghatározása: Cij: preferenciamutató, előnytényező azt mutatja meg, hogy a Ai rendszer az értékelési tényezők hány %-ában (figyelembe véve az értékelési tényezők súlyát is) preferált vagy indifferens a Aj rendszerhez viszonyítva. Az Ai – Aj preferencia (indifferencia) relációt tükrözi, ha Cij % = 100, ez azt jelentené, hogy Ai rendszer minden értékelési tényező vonatkozásában preferált ill. indifferens Aj rendszerhez, ha cij % < 100, ez azt
- 29 -
jelenti, hogy legalább egy értékelési tényező vonatkozásában az ellenkező preferenciareláció áll. -
Hátrány meghatározása: Dij: diszkvalifikanciamutató, hátránymutató vagy kizárási
mutató,
Cij
preferenciareláció
esetleges
elvetésére
szolgál.
Kiszámításában nem vesszük figyelembe az összes értékelési tényezőt, hanem csak azt, amelynek tekintetében a preferenciaintenzitás a legnagyobb, vagyis csak a legnagyobb hátrányt. A legnagyobb hátrányhoz viszonyítjuk a tényleges hátrányt. H: a legnagyobb súlyú értékelési tényező skálaterjedelme, vagyis az adott skála legnagyobb és legkisebb számértékének különbsége. /hj-hi/max a legnagyobb skálaérték-különbség az Ai – Aj esetek közül. -
(Példaként: a C12 érték 60%, mert az A1 60%-os előnyt élvez az A2-vel szemben. D23 37,5%, mivel A2 37,5%-os hátrányban van A3-mal szemben.) Az A4-es (Toló- és vonógépek alkalmazása) lehetőség a mátrixban látható
értékek és az az alapján készült gráfban (14. ábra) is látható, hogy megelőzi a többi változatot.
14. ábra: KIPA gráf (Forrás: saját szerkesztés)
- 30 -
3.2
Mérés - Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtér Az összehasonlító elemzés elvégzése után, a kapott eredmény értelmében mérést
végeztem, hogy a későbbi számításhoz szükséges adatokat megkaphassam. A mérést LHBP-n végeztem a Terminál 2A kilátóteraszáról. Előre megtervezett mérőtáblázat segítségével követtem az induló és érkező gépek gurulóutakon történő mozgását, valamint az állóhelyeken végzett tolatások lebonyolítását. A tervezett mérési napra előre kitöltöttem a mérési táblázatot a járatok számával, a géptípusokkal és az indulási időkkel, ezzel is segítve a mérés lebonyolítását. Mérési jegyzőkönyvet készítettem saját magam számára, amit alkalmaztam is a repülőtéren. Minden gép indulási és tolatási idejének pontos feljegyzése nem lehetséges, mivel a kilátóteraszról a 2B-ről indulós és oda érkező gépek takarásban vannak az épületektől. A mérés meneteként a következő lépéseket állapítottam meg: Abban az esetben, amikor a gép szabad szemmel látható a mérést el lehet kezdeni: -
A tolatási idő mérése: csak a pushcarral történő mozgás idejének mérése.
-
A mozgási idő kezdete: a gép gurulásának kezdete.
-
A mozgási idő vége: a gép elhagyja a gurulóutat.
-
Indulópont: feljegyzendő az előre meghatározott pálya és gurulóút rajza alapján
az érintett kezdeti pont kódja. -
Köztes pont: valamennyi gurulóúti pont feljegyzése, ami felett a gép elhaladt.
-
Végpont: feljegyzendő az előre meghatározott pálya és gurulóút rajz alapján az
érintett végpont kódja. -
A be nem látható gépek esetén a mérést egy tetszőleges pont választása után
(amit a gép érint) kell elkezdeni. Amint érinti a pontot, kezdődhet a mozgási idő. Érdemes jelölni ezeket a gépeket, ugyanis itt kicsit magasabb lehet a később számítandó átlagsebesség. -
Ha valamilyen oknál fogva egy gépnek meg kell állnia, az feljegyzendő és
mérendő.
- 31 -
Célszerű több, idő mérésére alkalmas eszköz használata, mert a sűrűbb forgalmú időszakban, több gép fog egyszerre mozogni a gurulóutakon. 3.2.1 Mérési adatokból meghatározott értékek A mérés során használt térkép a mellékletben látható. Ennek segítségével határoztam meg a repülőgépek által megtett távolságokat. Ebben a részben a számításokból kapott eredményeket mutatom be. A mérés céljai a következők voltak:
-
30 vagy több járat tolatásának és mozgásának vizsgálata
-
géptípus feljegyzése (a jellemző gépkategória meghatározása érdekében
-
folyamatok időszükséglete (gurulási- és tolatási idő meghatározása)
-
a jellemző mozgások megállapítása (megállás, kanyarodás és sorban állás)
A mérést sikeresnek és eredményesnek tartottam, így a mért értékek alapján folyattam a számításokat. A LHBP-re kiadott AIP-ből készített térkép és az egyik járat gurulóúti mozgásának illusztrációja a mellékletben látható. Ennek segítségével határoztam meg a repülőgépek által megtett távolságokat az érintett pontok kódjai alapján. Eredmények: Leggyakrabban megforduló géptípusok A320 és B737-800 Winglet (kereskedelmi LHBP-n
műveletszámok 80%-át adják)
Leggyakrabban megforduló gépkategória Közepes, két hajtóműves, 195 t-ig Átlagos gurulási idő
210 másodperc
Átlagos megtett távolság
3km (felfelé kerekítve)
Átlagos mozgási sebesség
22-23 km/h
Átlagos tolatási idő
150 másodperc
Átlagos fel-lekapcsolás
90 másodperc
5. táblázat: Mérési eredmények (Forrás: saját szerkesztés)
- 32 -
A320-as taxiing idő és energiaigénye
3.3
A repülési tervben szereplő hajtóanyag gazdálkodási adatok számítása rendkívül összetett művelet. A kalkuláció során figyelembe veszik az utasok számát, a poggyász tömegét, az útvonal hosszát, a plusz üzemanyag szükségleteket, a kerozin helyi díjazását és a földi guruláshoz szükséges tüzelőanyag mennyiségét is. A taxiing idő szükséglete a mérések alapján már bemutatásra került (LHBP-re), de a szükséges tüzelőanyag számítás a mérésből nem határozható meg a jellemző fogyasztási adatok alapján. Az A320-as jellemző fogyasztási adatai gurulás közben a következők: -
Taxi:
Egy hajtómű 440 kg Jet-A1/h APU (légkondicionáló nélkül) 90 kg Jet-A1/h APU (légkondicionálóval) 120 kg Jet-A1/h A tüzelőanyag kg-onkénti árának pontos értéke nélkül nehéz meghatározni, hogy mennyibe kerül a repülőgép mozgása az állóhelytől a futópályáig, azonban a fenti fogyasztási adatokkal és 420 HUF/kg-os kerozin árral számolva egy A320-as repülőgép átlagos kigurulási költsége Ferihegyen megközelítőleg 20.000-25.000 HUF. Ennek a költségnek a meghatározása az új szolgáltatás díjának kialakításában segít.
3.4
TaxiBot-okkal
működtetett
új
földi
kiszolgálás
és
bevezetésének
megtérülése Az összehasonlító elemzést elvégezve a TaxiBot és a hozzá hasonló munkagépek bizonyulnak legalkalmasabbnak a taxizási folyamat kiváltására. A gyártó cég tesztüzemben már próbálja ezeket a járműveket és nem említenek meg semmilyen jogszabály módosítást sem a biztonsággal sem pedig a hajtómű indításával kapcsolatban. Az új szolgáltatás használata kötelező lenne a középkategóriás repülőgépekkel közlekedő légitársaságoknak. A továbbiakban egy TaxiBot NB-re épített taxiing szolgáltatás megtérülését fogom vizsgálni.
- 33 -
Először a szolgáltatást középtávú befektetésként kezelem és azt a szolgáltatási díjat fogom meghatározni, mely mellett a vállalkozás pontosan 5 év alatt térül meg. A megtérüléshez szükséges információk a következők: -
A megtérülési időtáv.
-
A járműpark összköltsége.
-
A járműpark karbantartási költsége.
-
A járművek üzemanyagköltsége.
-
A járművezetők bérköltsége.
-
A jövőben alakuló műveletszám LHBP-n.
Mivel a megtérülési elemzést visszafelé számolom, az 5 év adott és erre fogom meghatározni a szolgáltatási díjat, melyet az NPV 0-ra hozásával teszek meg. A munkagépek mennyiségi meghatározása érdekében a gurulási időket átlagoltam és a kapott 3,5 perces értékhez még hozzáadtam 2 perces visszatérési és 2,5 perces fel- valamit lecsatlakozási időnövekményt. Ennek értelmében egy gép átlagos kiszolgálási ideje 8 perc, így óránként 7,5 gép kiszolgálása megoldható. A zajvédelmi rendelet miatt a hajnali órákban korlátozva van a légiközlekedés, ezért egy napot 20 munkaórában határoztam meg, ugyanis csak ennyiben vannak műveletek. Ha ezeket az értékeket tartjuk szem előtt egy TaxiBot átlagosan naponta 150 művelet képes ellátni. Ebben az esetben 2 gép elegendő lehet a járatok kiszolgálására, azonban meg kell vizsgálni a legforgalmasabb órákat is, hogy biztosan meg lehessen állapítani a járműpark méretét. Jelenleg a reggel 06:00-07:00 óra a legterheltebb az induló oldalon, ekkor 15 középkategóriás gépmozgás van 60 perc alatt, azonban a késésekkel kalkulálva és az érkező gépeket figyelembe véve, indokolt lehet egy 3. jármű beszerzése is. Jelenleg a TaxiBot NB beszerzési ára 245.000.000 HUF. A karbantartási költségeket nagyságrendileg határozom meg, ugyanis pontos információ nem áll rendelkezésre, azonban gépenként 500.000 HUF/év a jármű árához viszonyítva jó közelítést ad. Éves szinten azonban növelem a költségeket a számítás folyamán. Ismerve a járatok átlagos mozgási távolságát, meghatározható, hogy egy munkagép átlagosan naponta hány km-t tehetne meg. Egy járat kiszolgálásához az átlagos mozgási távolság dupláját kell, hogy megtegye, ami 6 km. Innentől ezt csak meg kell szorozni a napi átlagos kiszolgált műveletszámmal és adott a távolsággal. 40 literes
- 34 -
átlagfogyasztással kalkulálva 100km-n pedig kijön, hogy hány liter üzemanyagot kell a mozgatásokra ráfordítani. Itt 420 HUF/l diesel üzemanyagárral számoltam és éves szinten emeltem az árat 10 HUF-al. A gépek napi 20 órában állnak a kiszolgálást igénylő légitársaságok szolgálatára így gépenként a munkabér éves szinten meghatározható. Ezt a mellékletben lévő táblázat szemlélteti. A kalkuláció során a minimál bérnél magasabb fizetést használtam és úgy becsültem, hogy a cég ennek az összegnek a 120%-át kell, hogy kitermelje. A forgalom előrejelzésének meghatározásával és szolgáltatási díjjal kiszámítható a termelhető bevétel. Ugyan az utóbbi 3 évben, a 2008-as, valamint a 2012-es gazdasági válságnak betudhatóan minimális volt a forgalom növekedése Ferihegyen, a méretezés érdekében évi 4,5%-os erősödéssel számolok. Ennek eredménye képen a jelenlegi átlagos napi 250 művelet a 2019-es évre eléri a 314-et azonban, mivel a közepes kategória aránya a járatok 80%-át teszi ki, így csak 252 ki- és begurulásra kell méretezni a járműparkot. 3.4.1 A kalkulációk eredménye Az előző részben leírt számítási lépések alapján, megállapítottam mind az 5 évre a kiadásokat és Excel-ben a Solver bővítmény segítségével. Visszakerestettem minden évre a szolgáltatási díj szükséges értékét úgy, hogy az NPV nulla legyen. Ezt a 6. táblázat is szemlélteti.
Szolg. díj Szolg. díjbevétel Munkabér Kts. Karb. Kts.
2015
2016
2017
2018
2019
2460
2548
2632
2711
2769
188532899 204596611
220952834
237453354 254693708
1106229406
-21024000 -22776000
-24528000
-26280000
-28032000
-122640000
-1050000
-1102500
-1157625
-1215506
-5525631
-75423600 -80942400
-86636400
-92505600
-99338400
-434846400
0
0
-490000000
117510129 126107802
53217375
-1000000
Üa. Kts. Jármű Kts.
-490000000
0
0
Egyenleg
-398914701
99828211
108685934
0,9524
0,9070
-379918763
90547130
Ráta
5% PV
Összesen
0,8638
0,8227
0,7835
NPV
93886996
96675874
98808762
0,00
6. táblázat: Megtérülés számítása (Forrás: saját szerkesztés)
- 35 -
A zölddel színezett cellákban látható a Solver által számított szükséges szolgáltatási díj műveletenként annak érdekében, hogy profit nélkül megtérítsük a beruházást. Az egy ki-, illetve bevontatásra eső költség nem éri el a 3.000 HUF-ot. Ha összevetjük ezt az A320-as
fogyasztási
kalkulációjával,
akkor
elmondható,
hogy
85-90%-os
költségmegtakarítást lehetne elérni ezzel a módszerrel. Megjegyzendő, hogy a táblázatban kapott értékek 2 TaxiBot-tal működtetett szolgáltatás esetére értendő. A már korábban említett 2006-os csúcsévre visszaemlékezve előfordulhat olyan nap is, amikor 2 Taxibot már képtelen ellátni a forgalmat a repülőtéren. Erre a problémára kiszámítottam 3 jármű vásárlása esetén, hogyan változnak az éves szolgáltatási díjak és a befektetés megtérülésének ideje. 3 esetet vizsgáltam meg: -
Az első, mikor az NPV=0, a szolgáltatási díjak között pedig évi 5%-os növekményt állítottam be.
-
A második, mikor minden évben ugyan azt a fix díjat kell megfizetni a szolgáltatásért, ami 6000 HUF.
-
A harmadik, mikor az indulási évben 6000 HUF/művelet-et kell megfizetni, de éves szinten 5%-kal drágul a szolgáltatás.
Megtérülési idő vizsgálata
3 taxibot, NPV 0 3 taxibot, NPV pozitív (6000HUF/vontatás) 3 taxibot, NPV pozitív (6000HUF*(1+1,05*eltelt évek száma)/vontatás)
1 500 000 000,00 Ft
1 000 000 000,00 Ft
500 000 000,00 Ft
0,00 Ft 2015
2016
2017
2018
2019
2020
-500 000 000,00 Ft
-1 000 000 000,00 Ft
15. ábra: Megtérülés számítása különböző szolgáltatási díjak mellett (Forrás: saját szerkesztés)
- 36 -
Elméletileg a plusz gép alkalmazása nem jelent nagyobb bevételt, ugyanis a kalkulált forgalmat fogják csak jobban megosztani. Így az üzemanyag fogyasztás sem változik. Szükséges azonban még egy alkalmazott felvétele és a plusz jármű miatt a karbantartási költségek is változnak. Ennek ellenére a kapott értékek nem térnek el sokban az első esettől. Itt 3100-3800 HUF-ra emelkedik a szolgáltatás egyszeri díja. A szürkével jelzett görbe (15. ábra) fix éves 6000 HUF/művelet díj mellett megmutatja, hogy a befektetés már 2-3 éven belül is megtérülhet. Ez közelít azokhoz a számokhoz, amiket a TaxiBot gyártásával foglalkozó cég kínál. A számítások és felhasznált értékek megtekinthetők a mellékletben.
3.5
A szolgáltatás hatásai A taxiing szolgáltatás megléte nélkül is képesek a járatok a gurulóutakon
közlekedni, ezért nem biztos, hogy minden légitársaság igénybe venné munkagépeket. Sok szempont figyelembe vétele alapján kellene eldönteni, hogy a szolgáltatás kötelező, vagy pedig szabadon választható lehessen. Ha a környezetvédelmi szempontokat vesszük elsődlegesnek, akkor a környezet és a repülőtér környékén élőkre hivatkozva, a szolgáltatás kötelező jellegű kell, hogy legyen. A szolgáltatás növelné a repülőtér színvonalát és jelentős előrelépést tenne a környezetvédelmi szerepvállalás terén. Ha egy újonnan bevezetett szolgáltatás vonzó, az növelheti a repülőtér népszerűségét, ami generálhat forgalomnövekedést. A fent kapott számítások alapján egy A320-as 14.000-15.000 HUF-ot spórolhatna meg minden művelet előtt. Tekintve, hogy átlagárakkal számoltam ez igaz az érkezés utáni gurulásra is. A Wizz Air Hungary Kft. 24 járatot indít hetente Budapestről Londonba. Csak ezekre a járatokra a megspórolt költség 720.000 HUF lenne összesen a hétre (éves szintem pedig kb. 35 millió HUF). Emellett megközelítőleg 5000kg-mal kevesebb kerozint égetnének el és a gurulás során nem lenne zajterhelés.
- 37 -
A következő táblázatban összegyűjtöttem, a szolgáltatás pozitív és negatív hatásait a résztvevőkre nézve.
Repülőtér
Pozitív
Negatív
Környezetvédelmi
A
szerepvállalásban
beruházás
jelentős megtérülésének kockázata
előrelépés Forgalomnövekedés Légitársaság
Költségek csökkenése
Járatok átszervezése
Környezetvédelmi
Új
szerepvállalásban
üzemanyag
politika
tett kialakítása
előrelépés TaxiBot könnyen kezelhető
Pilóta
Meg kell tanulni kezelni a TaxiBotot
Utasok
Halkabb
a
repülőgép, Jegyár
gurulás közben kisebb a rezonancia 7. táblázat: Szolgáltatás hatásait vizsgáló táblázat (Forrás: saját szerkesztés)
Az utasok és a légitársaság kapcsolatát jelképező jegyár esetleges változtatása kérdéses, ugyanis jellemzően minden a légitársaságot érintő költséget az utassal szokás megfizettetni. Azonban a szolgáltatási díj költségként történő elszámolása mellett jelentős mértékű megtakarításra tehet szer a légitársaság a tüzelőanyag kapcsán. A változatlan jegyár mellett a profit növekszik (a taxiing szolgáltatás igénybevétele mellett).
- 38 -
Összefoglalás
A dolgozat során rámutattam a repülőgépek gurulóúti folyamataiból keletkező káros anyagok és zajterhelések mértékére, valamint az ebből adódó problémák kiküszöbölésére alkalmas fejlesztés működésére. A feltevésem, hogy kevés figyelmet fordítanak a taxizási folyamat káros hatásaira hamis volt, ezt a számos alkalmazási lehetőség megléte is igazolja. Az általam felállított követelményrendszerben győztes TaxiBot fejlesztés rendkívül korszerű megoldást nyújt a gurulóúti folyamatok fejlesztésére, tekintettel arra, hogy tehermentesíti a hajtóműveket a teljes gurulási út során. A Ferihegyen végzett mérések alapján jó közelítéseket tudtam tenni a repülőgépek és toló-vonó járművek mozgása tekintetében. A mért értékekből származtatott átlagos mennyiségekkel pedig sikeresen tudtam végigmenni a megtérülési számításokon. A kapott eredmények (a dolgozatban és a mellékletben) egyaránt azt bizonyítják, hogy érdemes lenne LHBP-n egy hasonló szolgáltatás bevezetése, akár már a 2015-ös év elejétől. A profitorientált megvalósítás megmutatja, hogy a befektetés rövidtávon is megtérülhet amellett, hogy a szolgáltatást igénybevevő légitársaságok többletköltséget számolnának el. A jövőre nézve úgy gondolom, hogy érdemes lenne megvizsgálni sokkal részletesebben a megtérülési számítás menetét és pontosabb (gondolok itt a munkabérre, illetve a munkagépek fogyasztási adataira) költségeket alkalmazni.
- 39 -
Irodalomjegyzék [1] - Légitársaság adatai, 2014 [2] - Óvári-Szegedi: Hagyományos repülőgép-üzemanyagok kiváltásnak lehetőségei; 2010 [3] - http://www.legter.hu [4] - Jung Y.: Fuel Consumption and Emissions from Airport Taxi Operations; 2010 [5] - Ben D.: Air Transport and the Enviroment; 2010 [6] - http://www.kti.hu [7] - http://www.who.int [8] - http://www.bud.hu [9] - http://www.hungarocontrol.hu [10] - European Commission: Increasing the sustainability of air transport; 2013 [11] - http://www.safranmdb.com [12] - http://www.mototok.com [13] - Egyetemi jegyzet; Légterek-repterek; 2011 [14] - http://www.tugtech.com [15] - http://www.taxibot-international.com
- 40 -
Mellékletek Megtérülési számítások Forgalom alakulása Növekedés 2014 2015 2016 2017 2018 2019
Napi átlag Napi átlag Napi átlag Napi átlag Napi átlag Napi átlag
4,50%
250 262 274 287 300 314
Kiszolgálható járatok száma/nap/munkagép
1 gép esetén a kiszolgálható járatok aránya 2015 Napi átlag 72,00% 2016 Napi átlag 69,00% 2017 Napi átlag 66,00% 2018 Napi átlag 63,00% 2019 Napi átlag 60,00%
Tervezett mozgás 2015 Napi átlag 2016 Napi átlag 2017 Napi átlag 2018 Napi átlag 2019 Napi átlag
2015 2016 2017 2018 2019
434 846 400,00
80%
Kiszolgált gépek száma Napi átlag 210 Napi átlag 220 Napi átlag 230 Napi átlag 240 Napi átlag 252
150 2 gép esetén a kiszolgálható járatok aránya 2015 Napi átlag 143,00% 2016 Napi átlag 137,00% 2017 Napi átlag 131,00% 2018 Napi átlag 125,00% 2019 Napi átlag 120,00%
Átlagos mozgás/kiszolgálás: 1260 [km] 1320 [km] 1380 [km] 1440 [km] 1512 [km]
Éves üzemanyagköltség [diesel] 2015 Éves átlag 75423600 [HUF] 2016 Éves átlag 80942400 [HUF] 2017 Éves átlag 86636400 [HUF] 2018 Éves átlag 92505600 [HUF] 2019 Éves átlag 99338400 [HUF] Összesen
Köz. Gépkat. aránya
3
[km]
Fogyasztás 40
[l/100km]
Diesel üzemanyag esetleges árváltozása 2015 Éves átlag 410 [HUF/l] 2016 Éves átlag 420 [HUF/l] 2017 Éves átlag 430 [HUF/l] 2018 Éves átlag 440 [HUF/l] 2019 Éves átlag 450 [HUF/l] [HUF]
- 41 -
Éves karbantartási költség kalkuláció 2015 Éves átlag 500000 1000000 2016 Éves átlag 525000 1050000 2017 Éves átlag 2018 Éves átlag 2019 Éves átlag TaxiBotok száma:
551250 578813 607753 1
Összesen:
Tervezett munkabér 2015 Órára 2016 Órára 2017 Órára 2018 Órára 2019 Órára
500 000,00 1500000 1575000
1102500 1157625 1215506 2
1653750 1736438 1823259 3
*HUF/gép/év+
Éves növekmény
5%
2 762 815,63 5 525 631,25 8 288 446,88
[HUF] [HUF] [HUF]
Munkavállaló bruttó bére 1200 *HUF+/óra 1300 *HUF+/óra 1400 *HUF+/óra 1500 *HUF+/óra 1600 *HUF+/óra
Munkáltató bruttó bérköltsége 1440 *HUF+/óra 1560 *HUF+/óra 1680 *HUF+/óra 1800 *HUF+/óra 1920 *HUF+/óra
Összes kifizetendő munkbér
61 320 000,00
Járműpark beszerzési költség
1 2 3
1 gép esetén 2 gép esetén 3 gép esetén
*HUF+/gép
Gép esetén Gép esetén Gép esetén
- 42 -
245 000 000,00 490 000 000,00 735 000 000,00
[HUF] [HUF] [HUF]
Esetleges lehetőségek vizsgálata
Első tervezet
2 TaxiBot megvásárlása
Profit nélküli eset
Szolgáltatási díj Szolg. díjbevétel Munkabér költs. Karbantartási díj Üzemanyag költs. Jármű költs.
2015 2375 182010177 -21024000 -1000000
2016 2493 200211194 -22776000 -1050000
2017 2618 219777288 -24528000 -1102500
2018 2019 Összesen 2749 2886 240799464 265481409 1108279533 -26280000 -28032000 -122640000 -1157625 -1215506 -5525631
-75423600 -490000000
-80942400 0
-86636400 0
-92505600 -99338400 -434846400 0 0 -490000000
Egyenleg
-405437423
95442794
107510388
120856239 136895503
Ráta
5% PV
0,9524 -386130879
Második tervezet
0,9070
0,8638
0,8227
86569428
92871516
99428727 107261208
3 TaxiBot megvásárlása 2015 3095 237219641 -31536000 -1500000
0,7835
55267501 NPV 0,00
Profit nélküli eset
2016 2017 2018 2019 Összesen 3250 3412 3583 3762 260941605 286442716,8 313841585 346010348 1444455897 -34164000 -36792000 -39420000 -42048000 -183960000 -1575000 -1653750 -1736437 -1823259 -8288447
Szolgáltatási díj Szolg. díjbevétel Munkabér költs. Karbantartási díj Üzemanyag költs. Jármű költs.
-75423600 -735000000
-80942400 0
-99338400 0
-434846400 -735000000
Egyenleg
-606239959
144260205 161360566,8 180179548 202800688
82361050
Ráta
5% PV
0,9524
0,9070
-577371389
130848259
-86636400 -92505600 0 0 0,8638
0,8227
0,7835
139389324 148234160 158899646
- 43 -
NPV 0,00
Harmadik tervezet
2+1 TaxiBot megvásárlása 2015 2961 226964039 -21024000 -1000000
2016 3109 249660443 -22776000 -1050000
Profit nélküli eset 2017 2018 2019 Összesen 3265 3428 3599 274059077 300273424 331051450 1382008434 -24528000 -39420000 -42048000 -149796000 -1653750 -1736437 -1823259 -7263447
Szolgáltatási díj Szolg. díjbevétel Munkabér költs. Karbantartási díj Üzemanyag költs. Jármű költs.
-75423600 -490000000
-80942400 -86636400 -92505600 -99338400 -434846400 0 -245000000 0 0 -735000000
Egyenleg
-360483561
144892043
0,9524
0,9070
-343317677
131421354
Ráta
5% PV
Első tervezet
-83759072 166611387 187841791 0,8638
0,8227
0,7835
-72354236 137071600 147178958
2 TaxiBot megvásárlása
Fix szolgáltatási díj
55102588 NPV 0,00
5000 *HUF+/húzás
Szolgáltatási díj Szolg. díjbevétel Munkabér költs. Karbantartási díj Üzemanyag költs. Jármű költs.
2015 2016 2017 5000 5000 5000 383250000 401500000 419750000 -21024000 -22776000 -24528000 -1000000 -1050000 -1102500 -75423600 -80942400 -86636400 -490000000 0 0
2018 2019 Összesen 5000 5000 438000000 459900000 2102400000 -26280000 -28032000 -122640000 -1157625 -1215506 -5525631 -92505600 -99338400 -434846400 0 0 -490000000
Egyenleg
-204197600 296731600 307483100
318056775 331314094 1049387969
Ráta
5% PV
0,9524
0,9070
0,8638
-194473905 269144308 265615462
- 44 -
0,8227
0,7835
261666096 259593262
NPV 861545224
Második tervezet
3 TaxiBot megvásárlása
Fix szolgáltatási díj
5000 *HUF+/húzás
Szolgáltatási díj Szolg. díjbevétel Munkabér költs. Karbantartási díj Üzemanyag költs. Jármű költs.
2015 2016 2017 2018 5000 5000 5000 5000 383250000 401500000 419750000 438000000 -31536000 -34164000 -36792000 -39420000 -1500000 -1575000 -1653750 -1736437
2019 Összesen 5000 459900000 2102400000 -42048000 -183960000 -1823259 -8288447
-75423600 -80942400 -86636400 -92505600 -735000000 0 0 0
-99338400 -434846400 0 -735000000
Egyenleg
-460209600 284818600 294667850 304337963
316690341
Ráta
5% PV
0,9524
0,9070
0,8638
0,8227
-438294857 258338866 254545167 250379595
Méréshez használt térképrészlet (LHBP)
16. ábra: Méréshez használt térkép
- 45 -
0,7835
740305153 NPV
248135169 573103940
- 46 -
