3.2. Розрахунок економічності літака

У даному підрозділі виконаний розрахунок економічності вантажного середньо-магістрального літака підвищеної транспортної ефективності з чотирма ТГВД і наступними основними характеристиками:

• максимально допустима злітна маса літака m₀ = 142539 кг;

• максимально допустима посадочна маса m_{пос. max} = 125645 кг;

• маса порожнього літака m_пор = 79582 кг

• максимальна маса комерційного навантаження при розрахунковому польоті m_ком = 35000 кг;

• маса службового навантаження m_служ = 1064 кг;

• паливо, що витрачається при розрахунковому польоті m_п = 23157 кг;

• аеронавігаційний запас m_анз = 3736 кг;

• сумарна злітна потужність N_зл = 4×10640 кВт = 4×14466 к. с.;

• об’єм вантажної кабіни – 427 м³

• ємність паливних баків дозволяє вмістити m_п. б = 37500 кг палива при його густині ρ = 775 кг/м³;

• середня годинна витрата палива q_ср = 4260,384 кг/год;

• середня кілометрова витрата палива складає q_км = 6,09 кг/км;

• розрахункова максимальна дальність польоту з максимальним комерційним навантаженням складає 3800 км;

• розрахункова висота крейсерського польоту складає 9,5 км;

• розрахункова швидкість крейсерського польоту V_кр = 740 км/год;

• екіпаж: два пілоти, один супроводжуючий.

Значення максимального комерційного навантаження необхідно перевірити по формулі (3.7), тобто

Необхідна умова по формулі (3.7) виконується, тобто комерційне навантаження в 35000 кг може транспортуватися. [3]

Аналіз економічності проектованого літака проводиться для наступних варіантів комерційного навантаження літака:

• максимально допустиме комерційне навантаження за умови виконання польоту на максимально можливу (перегоночну) дальність, що обмежується ємністю баків і визначається з умови формули (3.7), тобто наступним чином:

• максимальне комерційне навантаження при розрахунковому польоті, тобто при параметрах польоту закладених у технічному завданні проекту літака (дальність польоту – 3800 км, висота польоту – 9,5 км, крейсерська швидкість польоту – 740 км/год), що складає 35000 кг;

• довільне проміжне комерційне навантаження – 30000 кг;

• максимально допустиме комерційне навантаження, що обмежується максимально допустимою посадочною масою літака, яке визначається з умови формули (3.8), тобто наступним чином:

Подальший розрахунок економічності проводиться для крейсерської швидкості польоту 740 км/год, висоти польоту 9,5 км і середньої кілометрової витратою палива 6,09 кг/км, що отримані з неповного аеродинамічного розрахунку.

Умовно приймається, що середня кілометрова витрата палива однакова для усіх варіантів завантаження і практичних дальностей польоту, оскільки аеродинамічний розрахунок літака проводився лише для розрахункового польоту, тобто для польоту з параметрами закладеними у технічному завданні на проект.

При злітній масі літака в 142539 кг, в залежності від комерційного навантаження, практична (максимальна) дальність польоту змінюється таким чином, як показано у табл. 3.5.

Примітка: 1. Практична дальність польоту L дана без врахування зустрічного вітру; 2. У величіні t_{з. п} , крім часу, що витрачається на зліт, розгін, набір висоти, планування і приземлення, враховано додатковий час (10 хв) на руління перед зльотом і після приземлення, а також додатковий час (10 хв) на маневрування у повітрі після зльоту і перед приземленням.

Розрахунок продуктивності літака для зазначених вище варіантів комерційного навантаження виконаний згідно даних табл. 3.5 і формулам (3.2) і (3.3), де не враховується вплив зустрічного вітру, оскільки можливий варіант і попутного вітру, тобто метеорологічні умови усереднено. Результати розрахунків зведені у табл. 3.6.

Витрати на амортизацію літака визначаються по формулі (3.9). Для розрахунку використовуються наступні данні: Т_л = 60000 год – амортизаційний (повний) строк служби літака; t_л = 12000 год – строк служби літака між двома капітальними ремонтами; k_р. л = 0,1 – відношення вартості капітального ремонту до відпускної ціни літака (без двигунів); маса силової установки m_су = 23803 кг; маса порожнього літака m_пор = 79582 кг; відпускна ціна (вартість) літака при умові виробництва не менше 300 літаків згідно формули (3.10) дорівнює:

Таким чином амортизація літака на одну літако-годину рівна:

Витрати на амортизацію двигунів визначаються по формулі (3.11). Для розрахунку використовуються наступні дані: n = 4 – число двигунів на літаку; Т_дв = 12000 год – амортизаційний строк служби двигуна; t_дв = 3000 год – міжремонтний строк служби двигуна (ресурс); злітна потужність одного двигуна N_зл = 14466 к. с.; відпускна ціна (вартість) двигуна згідно формули (3.12) дорівнює:

Тоді амортизація двигунів літака дорівнює:

Витрати на поточний ремонт і ТО літака та його двигунів згідно формули (3.13) при k_то. л = 0,5 у.о./год·т – питома вартість ТО і поточного ремонту планера літака з його обладнанням; k_то. дв = 0,1 у.о./к. с.·год – питома вартість ТО і поточного ремонту двигуна; дорівнюють:

Видатки на заробітну платню льотному екіпажу і супроводжуючим згідно формули (3.21) і даним табл. 10.4 дорівнюють:

Визначення вартості палива, віднесеної до години льотної експлуатації літака, виконується стосовно чотирьох варіантів польоту з різним комерційним навантаженням, рахуючи, що сума запасу витрачаємого палива і аеронавігаційного запасу дорівнює кількості усього палива на борту літака.

Використовується паливо ТС1, вартістю С_п = 1000 у.о. за одну тону.

Вартість палива, віднесена до однієї години льотної експлуатації літака визначається згідно формули (3.14), тобто наступним чином:

Тривалість польоту визначається згідно формули (3.15), без врахування зустрічного або попутного вітру.

Результати розрахунку вартості палива зведені у табл. 3.7.

Таким чином, усі складові частини величини видатків на експлуатацію визначені, а значення самих видатків розраховується згідно формули (3.22), тобто

Результати розрахунків зведені у табл. 3.8. Значення величини А змінюється в залежності від кількості палива на борту літака і тривалості польоту, тобто в залежності від маси комерційного навантаження при незмінній злітній масі літака.

Коефіцієнт k_і. в , що враховує інші прямі видатки, прийнятий рівним 1,07.

Оскільки відомі значення величин продуктивності літака і годинних експлуатаційних видатків, стає можливим визначення згідно формули (3.1) собівартості тонно-кілометра а в залежності від значення величини комерційного навантаження. Результати розрахунків по визначенню собівартості тонно-кілометра при заданих параметрах польоту, тобто величини, що характеризує економічність літака, зведені у табл. 3.9.

Таким чином у даному підрозділі виконаний розрахунок економічності

проектованого літака. Отримані дані по величинам, що характеризують економічність літака, зазвичай, підлягають аналізу, який виконаний у наступному підрозділі.