Soyuz Alliance
 e-mail: 
 password: 
 запомнить меня
забыли пароль?

Статистика
P1: Private Pilot License (PPL)
  Подготовлено пилотов: 24
  В процессе обучения: 27
  Отказано в сертификации: 136
P2: Instrument Rating (IR)
  Подготовлено пилотов: 14
  В процессе обучения: 2
  Отказано в сертификации: 16
P3: Commercial Multi-Engine License (CMEL)
  Подготовлено пилотов: 3
  В процессе обучения: 1
  Отказано в сертификации: 7
Newbie Training
  Подготовлено пилотов: 76
P1: Online Pilot
  Подготовлено пилотов: 125
  Отказано в сертификации: 61
P2: Flight Fundamentals
  Подготовлено пилотов: 41
  Отказано в сертификации: 45
P4: IFR Pilot
  Подготовлено пилотов: 15
  Отказано в сертификации: 6

Расписание


Занятия не запланированы

METAR  

Soyuz FDR

Contact Us



P4: Расчет топлива

Каждая авиакомпания определяет свои правила расчета запаса топлива, опираясь на международные минимальные требования в области использования топлива. Есть некоторые различия в европейских JAR (Joint Aviation Requirement) и американских FAR (Federal Aviation Regulations) документах. Производители самолетов предлагают свои методики и схемы расчетов, иногда существенно отличающиеся для разных типов самолетов. Как правило, экипаж перед полетом получает готовый компьютерный план полета (CFP), где расчет топлива выполнен с учетом всех факторов: загрузка самолета, протяженность маршрута, эшелоны полета, погода по маршруту, запасные аэродромы и даже стоимость дозаправки топливом на промежуточных аэродромах.

В условиях симулятора для расчета топлива могут использоваться различные инструменты, но пилот должен понимать общий порядок расчета топлива. Мы рассмотрим упрощенный расчет топлива (Simplified Flight Planning в терминах Boeing или Quick Determination of F-PLN в терминах Airbus), который применяется для приблизительной оценки необходимого количества топлива на полет. При упрощенном расчете полет не разбивается на отдельные этапы (взлет, набор высоты, полет на эшелоне, снижение и посадка), а считается от начала разбега (break release) и заканчивается посадкой. Ветер принимается средним на всем маршруте, обледенение и отклонения от стандартной атмосферы не учитываются.

 

Основные критерии расчета запаса топлива:

  • Каждый полет должен быть обеспечен достаточным количеством топлива с учетом запаса на отклонения от запланированного маршрута
  • Расчетная взлетная масса загруженного и заправленного самолета не должна превышать максимально допустимую (MTOW)
  • Расчетная посадочная масса самолета на аэродроме посадки не должна превышать максимально допустимую (MLW)
  • Расчетный запас топлива (FOB) не должен превышать объема топливных баков

 

Профиль полета

Расчетный профиль полета

Стандартный расчет топлива включает в себя несколько этапов:

  • Taxi fuel - расход топлива на работу двигателей при выполнении наземных операций
  • APU fuel - расход топлива на работу вспомогательной силовой установки (APU)
  • Trip fuel - расход топлива на полет по маршруту, включая взлет, набор высоты, полет на эшелоне, снижение и выполнение схемы захода на посадку на аэродроме назначения
  • Enroute reserve или Contingency fuel - дополнительный резерв топлива на непредвиденные обстоятельства на маршруте, как правило, 5% от Trip fuel
  • Alternate fuel - расход топлива для ухода на запасной аэродром, включая уход на второй круг с высоты принятия решения (missed approach), набор высоты, полет на эшелоне, снижение и посадку на запасном аэродроме. Если планом полета предусмотрено несколько запасных аэродромов, то резерв топлива должен обеспечивать полет к наиболее удаленному из них
  • Holding fuel - расход топлива на полет в течении 30 минут в зоне ожидания у запасного аэродрома на высоте 1500 футов над уровнем ВПП. Если планом полета запасной аэродром не предусмотрен, то запас топлива должен обеспечивать полет в зоне ожидания в течении 60 минут над аэродромом назначения
  • Extra fuel - дополнительное топливо по решению капитана

Терминология и требования в разных документах могут различаться.

 

Пример расчета топлива

Выполним расчет топлива для полета из аэропорта EVRA (Рига) в аэропорт UKOO (Одесса).

Маршрут полета: ERIVA N623 TEDRO M854 BABUN N743 NM P156 SH

На всем маршруте направление полета восточное, эшелоны нечетные

Расстояние полета по маршруту: 700 nm

Запасной аэродром: UKDD (Днепропетровск)

Расстояние до запасного: 220 nm

Ветровая компонента на маршруте: встречный (head), 25 kts (определяется по сводкам погоды)

Ветровая компонента для полета на запасной: 0 kts

исходные данные B737-800 A320
empty weight, kg 41.280 42.400
maximum takeoff weight, kg 78.250 77.000
maximum landing weight, kg 66.360 66.000
maximum fuel capacity, kg 20.900 18.800
crew 2 + 4 2 + 4
passengers 150 150
cargo, kg 2.000 2.000

Загрузка: среднюю массу пассажира вместе с носимым багажом принимаем равной 86 кг, масса багажа 18 кг, масса члена экипажа 77 кг. Получаем: 150 * (86 + 18) + 6 * 77 = 16.060 кг

С учетом попутного груза общая загрузка самолета равна 18.060 кг, а масса загруженного самолета без топлива (ZFW) составляет 59.340 кг для B738 и 60.460 кг для A320. Именно это значение берется за расчетную посадочную массу на запасном аэродроме.

 



Таблицы и диаграммы для расчета топлива для самолетов Boeing 737 приведены в FPPM (Flight Planning and Performance Manual) в разделе 2.0 Flight Planning. В документации на самолеты Airbus по лаконичному оглавлению найти нужный раздел невозможно: A320 FCOM (Flight Crew Operating Manual), volume 2, chapter 2.05.

1. Holding fuel

Расчет топлива начинается с конца, с расчета топлива на ожидание в зоне по таблице Holding Planning. Превышение запасного аэродрома UKDD равно 482 фута. Зона ожидания должна рассчитываться для высоты полета 2000 футов MSL, но ближайшая строка таблицы соответствует высоте 1500 футов. В таблице для B738 указан часовой расход топлива, поэтому для 30-минутной зоны ожидания указанную величину делим на два. Для посадочной массы 60 тонн, получаем 1130 кг.

B738 Holding fuel

 

Для A320 таблица расхода топлива в зоне ожидания (Race Track Holding Pattern) неожиданно обнаруживается в A320 FCOM, volume 3, chapter 3.05.25. Обратите внимание, что в таблице указан часовой расход топлива на один двигатель. Для посадочной массы 60,5 тонн получаем 1184 кг.

A320 Holding fuel

 

2. Alternate fuel

В расчет топлива для полета на запасной аэродром включается уход с высоты принятия решения, набор высоты, полет на эшелоне, снижение и заход на посадку по установленной схеме. Полет выполняется в экономичном режиме Long Range Cruise. Для самолетов Boeing нет специальной таблицы для расчета Alternate fuel, но предлагается использовать диаграмму расчета Trip fuel в режиме Long Range Cruise. Исходными данными для расчета принимаются:

  • посадочная масса равна ZFW + Holding fuel (к запасному аэродрому самолет подходит с запасом топлива для зоны ожидания)
  • дистанция от аэродрома назначения до запасного аэродрома (в нашем примере 220 nm)
  • ветровая компонента по маршруту к запасному

Для B738 посадочная масса на запасном аэродроме получается 60,5 тонн. По диаграмме Short Trip Cruise Altitude для дальности полета 220 nm выбираем эшелон полета с наименьшим расходом топлива FL350. С учетом коррекции по массе (уменьшаем эшелон полета на 220 футов на каждые 500 кг посадочной массы свыше 45 тонн) получаем: 60500 - 45000 = 15500, 15500 / 500 = 31, и эшелон следует уменьшить на 31 * 220 = 6820. Считая нулевой компоненту ветра, окончательно получаем 35000 - 6820 = 28180. На восток эшелоны нечетные, поэтому для полета на запасной следует выбрать эшелон FL270.

B738 Short Trip Altitude

 

По диаграмме Long Range Cruise Short Trip Fuel and Time для дальности полета 220 nm на эшелоне FL270 и посадочной массы 60,5 тонн и нулевом ветре определяем необходимое топливо 1.750 кг и время полета 38 минут.

B738 Alternate

 

Для A320 эшелон полета к запасному аэродрому определяем по диаграмме Optimum Altitude on Short Stage. Для посадочной массы 61,6 тонн и дальности до запасного 220 nm оптимальный эшелон полета FL310 (при времени полета на эшелоне не менее 5 минут). Для увеличения горизонтального участка полета можно выбрать эшелон FL290.

Таблица расчета топлива и времени полета на запасной для A320 находится в разделе 2.05.50. В этой таблице расчетная посадочная масса (Reference) принята 50 тонн. При отклонении посадочной массы самолета от этой величины необходимо делать коррекцию. Данных для эшелона FL290 в таблице нет, поэтому берем среднее арифметическое между значениями для эшелонов FL310 и FL270. Для дальности полета 220 nm получаем для FL270 расход 1546 кг, а для эшелона FL310 - 1521 кг. Среднее арифметическое: 1533 кг. Коррекция: плюс 11 кг на каждую тонну посадочной массы свыше 50 тонн. Наш самолет тяжелее почти на 12 тонн, поэтому ему потребуется на 11 * 12 = 132 кг топлива больше. В итоге получаем 1.665 кг топлива и время полета 40 минут.

A320 Alternate

 

3. Trip fuel

Посадочная масса наших самолетов к моменту прилета к аэродрому назначения увеличена на массу топлива для полета к запасному и ожидания в зоне. Для B738 эта масса составляет 62.370 кг, а для A320 - 63.309 кг. Важно, чтобы эти числа не превышали максимально допустимую посадочную массу.

Расчет расхода топлива на основном этапе полета начинается с выбора эшелона полета. Тут начинаются сюрпризы, так как графики эшелонов полета зависят от массы самолета на эшелоне, а она нам неизвестна. Для упрощенного расчета мы можем предположить, что на весь полет потребуется 5-6 тонн топлива и выбрать средний эшелон для массы самолета на 2-3 тонны превышающую посадочную. Для коротких маршрутов такой подход вполне приемлем, для более длинных можно использовать расчет топлива в варианте Step Climb. Для B738 (по графику Optimum Altitude) и для A320 (по графику Cruise Level) определяем, что оптимальный эшелон для обоих типов находится ниже FL370, поэтому принимаем для них расчетный эшелон полета FL350.

Документация на самолет может предлагать несколько вариантов расчета топлива: полет с постоянной крейсерской скоростью (M.79 для B738 и M.78 для A320), полет в режиме Long Range Cruise, полет с заданным Cost Index, или  Step Climb Cruise. Вариант Step Climb Cruise предлагается только для дальних полетов и требует ступенчатого изменения эшелона полета соответственно уменьшению массы самолета из-за расхода топлива. Мы рассмотрим вариант расчета топлива для постоянной крейсерской скорости полета.

Скорость для полета в режиме Long Range Cruise рассчитывается бортовым компьютером (режим LRC) и составляет 99% от скорости Max Range для данной массы, эшелона полета и состояния атмосферы. Этот режим не учитывает ветер на маршруте и cost index. На практике применяется редко.

 

Для B738 по диаграмме определяем топливо и время полета. Проводим линию от дальности полета 700 nm вверх до пересечения с Reference Line ветра. Затем идем параллельно ближайшей кривой до пересечения с линией скорости ветра (вправо-вверх, на увеличение дальности, если ветер встречный, или влево-вниз, если ветер попутный). Затем снова ведем линию вверх до пересечения с кривой соответствующего эшелона полета и до кривой времени полета. От пересечения с кривой эшелона ведем вправо до Reference Line посадочной массы.

Для коррекции по массе есть два набора кривых: для полета на эшелонах FL250 и FL370. Для промежуточных эшелонов нужно стоить среднюю кривую. Для нашего эшелона FL350 корректирующая кривая будет чуть более пологой, чем для FL370. Строим ее до пересечения с линией посадочной массы самолета и получаем требуемое количество топлива.

B738 Trip fuel

 

Для A320 сначала по таблице определяется эффективная дальность полета в зависимости от ветра на маршруте. Чем больше составляющая ветра, тем больше путь, который пролетит самолет по воздуху, будет отличаться от фактической длины маршрута. При встречном ветре Air Distance увеличивается, при попутном - уменьшается. Для промежуточных значений приходится находить среднее значение.

Для дальности 700 nm и встречном ветре 50 kts самолет пролетит 788 nm (сложить значения в строках для дальности 500 и 200 или 300 и 400). Для ветра в 25 kts нужно найти среднее арифметическое между 700 и 788: 744 nm.

A320 Air Distance

 

Зная дальность полета с учетом ветра, определяем время полета и расход топлива. Таблица составлена для посадочной массы 50 тонн, для более тяжелых самолетов нужно делать коррекцию. Промежуточные значения находятся интерполяцией (или просто берется ближайшее большее значение). Для дальности 744 nm время полета один час, 56 минут, а расход топлива составляет 4.050 кг для самолета посадочной массы 50 тонн. Для коррекции добавляем 44 кг топлива на каждую тонну посадочной массы свыше 50 тонн. Для нашего A320 с посадочной массой 63,3 тонны, нужно добавить 585 кг.

Окончательно получаем 4.635 кг топлива.

A320 Trip fuel

4. Contingency fuel

Стандартно принимается 5% от Trip fuel.

5. Taxi fuel, APU fuel

Время руления стандартно принимается 12 минут, но в зависимости от особенностей аэропорта может быть другим. Время работы APU принимается равным времени руления, но каждая компания может устанавливать свои правила использования APU. Для B738 расход топлива на руление 15 кг в минуту, на работу APU на земле уходит 105 кг в час. Для 12 минут руления получаем 180 кг на работу двигателей и 21 кг на работу APU.

Для A320 на руление уходит 10 кг топлива в минуту и 130 кг в час на работу APU. Получаем 120 и 26 кг соответственно.

 


Общая масса топлива должна быть не больше, чем может взять на борт самолет. Взлетную массу (TOW) определяем как сумму ZFW и топлива без Taxi и APU fuel. Получившееся число не должно превышать предельно допустимое значение.

Если взлетная или посадочная масса, или количество топлива превысили предельные величины, то следует уменьшить загрузку самолета и выполнить новый расчет топлива.

расчетные данные B737-800 A320
Flight level FL350 FL350
Flight time 1h 45m 1h 56m
Zero fuel weight, kg 59.340 60.460
Landing weight at destination, kg 62.370 63.309
Take off weight, kg 67.410 68.176
Taxi fuel, kg 180 120
APU fuel, kg 21 26
Holding fuel, kg 1.130 1.184
Alternate fuel, kg 1.750 1.665
Trip fuel, kg 4.750 4.635
 Contingency fuel, kg 238 232
 Total fuel, kg 8.070 7.860