机务维修中的节油措施探讨

leon1417 · 发表于 2009-12-2 20:13:19

机务维修中的节油措施探讨

作者：国航股份工程技术分公司上海维修基地张志宇

燃油成本一直是国内航空公司最大的一笔开销，大约占到总成本的40％，随着航油价格的不断攀升，“要么节油，要么亏损”，节约航油已经成为各家航空公司的生命线。另一方面节油就是减排，是人与自然和谐相处的要求，是国家和全社会的要求。

在众多的节油手段中，机务维修手段的节油效果日益突出，因此受到越来越多的关注。总的来说机务的节油手段主要包括8个大的方面：减少APU的使用、减轻飞机净重、保持机体气动外形完好、提高机身清洁度和光滑度、进行合理加/改装、保证飞机各系统工作最优、淘汰老机型、减少试车。

一、减少使用APU

（一）关于APU的经济帐

1、基础数据：

浦东、虹桥机场地面电、气源设备使用协议价格：

中型飞机保障：电源240￥/H 气源270￥/H 总共：510￥/H

大型飞机保障：电源320￥/H 气源360￥/H 总共：680￥/H

2、数据说明：

这两种HONYWELL生产的APU比较典型，其它型号的APU都可以类比。单台价格为10年前的采购价格区间，现在肯定更高。单个大修周

APU型号
安装机型
夏季全负载油耗

（供电＋供气）
单台价格
平均在翼时间
一般大修成本
单个大修周期内维护成本

GTCP131－9A
A319/A320/A321
230KG/H
65万$
8000H
15万$
3万$

GTCP331－350C
A340
400KG/H
80万$
5500H
35万$
4万$

期内的维护成本只是航材成本。另外，一台APU大修三次也就基本上没有残值了，三次大修可以得到4段平均在翼时间。

3、APU小时成本推算

中型机A320总成本：2070￥/H＋7*38￥/H=2340￥/H

燃油成本：0.23吨/H*9000￥/吨=2070￥/H

折旧及维修成本

65万$+15*3万$＋3*4万$)/8000H=38$/H≈267￥

大型机A340总成本：3600￥/H＋7*91￥/H=4240￥/H

燃油成本：0.4吨/H*9000￥/吨=3600￥/H

折旧及维修成本:(80万$+35*3万$＋4*4万$)/5500H=91$/H≈640￥

4、结论

使用地面设备代替APU每小时中型机可以节省1800￥,大型机可节省3500￥。对于大的机队而言，这是一笔很大的开销，难怪各家公司都把APU作为节油的首选对象。

（二）经济帐的背后

虽然上边是一些比较粗的估算，但是结果很令人兴奋，如果航空公司能够用好APU确实能够产生巨大的效益。但是，在实践中往往会遇到很多问题，用好APU不是一件简单的事情。

1、地面设备不足

国内目前的状况无论是机场还是航空公司都没有足够的地面设备。即使航空公司增加电/气/空调设备，一方面赶不上机队的增长速度，另一方面增加多少才合适也是个难题。这方面投资预算、设备折旧、回收期一直都是财务难题。设备投入增加了，人力成本就要增加；设备接近飞机的频次增加了、飞行机务操作程序复杂了，人为差错肯定会增加。

这些困难归根结底还是航空企业在低油价年代的数据和经验积累不够，面对高油价的突然来临准备不足，于是就出现了上边的难题。

在目前的情况下，最好的办法是政府牵头、企业参加，把基础数据积累和研究的功课补上，用来指导航空公司的工作，毕竟增加企业竞争力和节能减排是对全社会有深远影响的大事

2、地面空调设备性能不佳，导致节油和服务成为矛盾

中国大多数地域的气候特点是夏天热冬天冷，这导致了至少有大半年航班在地面就必须用地面空调。但是，地面空调车或是桥载空调的效果比使用APU引气空调效果差，特别是夏季空调，旅客有意见机组也有抱怨，APU也就“关不掉”。很奇怪的是，在日本和新加坡他们的地面空调效果非常好，比机载空调还好，如果我们的地面空调效果能达到这个水平，我想机组会欣然关掉APU。

3、关掉APU不是航空公司一家努力就能做到的

几乎所有的商用飞机，APU都是选装设备，美国有一家航空公司200多架飞机的机队都不选装APU，而国内航空公司全部选装APU。归根结底是因为中国的机场条件达不到，机场不愿意在这方面投资，反正节不节油是航空公司的事，提供地面设备是附加的有偿服务，不是必须的，机场没有设备航空公司也得飞。

航空公司和机场是鱼和水的关系，但是在节油的问题上，明显不是。唯一的解决办法只能是政府采用行政手段，例如在机场的准入制度上、税收上进行政策调整，把机场“逼”到节能的道路上。

4、飞机的某些设计使得APU关不掉

我们都知道，要拖飞机必须打开APU，其实仅仅是给甚高频和外部灯光供电而已，但是不开又不行。不执行航班的飞机是靠拖车在桥位、客坪、维修坪、机库之间拖来拖去，一般的机场平均每天每架飞机要被拖20分钟，大机场还要多。科学计划机位，减少拖飞机是最直接的节油办法。

另外，如果飞机制造厂家能够修改设计，不用开APU就能给甚高

频和外部灯光供电，将是对节油的一大贡献。在日本就有一种拖车，既能拖飞机也能同时像电源车一样给飞机供电，APU当然就不用开了。

二、减轻飞机的净重

“为减轻每一克重量而奋斗”是航空器设计单位的口号，在实际运营过程中，通过减轻不必要的重量而节约燃油，飞行、运控部门合理安排航路、科学计算备份油量；商务部门精确计量乘客行李货物重量；客舱部门合理配餐、配水……这些工作在减轻飞机重量上所起的作用都大于机务维修中的措施。

机务维修中可以减轻飞机净重的措施主要有：在符合要求的前提下尽量减少漆层和漆层厚度；采用尽量轻的结构修理；选用尽量轻的装饰件和国产代用件等等。

这里值得讨论的是喷漆的问题。美国航空、日航、美西北和国泰的货机机身外壳大部分油漆都被刮去并磨成银光色，只保留机头和机尾的航空公司LOGO，被业内人士称为“银色子弹”。国泰飞机减重专责小组称，此举能使飞机减轻约200公斤，每年可节省高达150多万元的燃料费用。

笔者对此有着不同的看法。对于现代飞机而言飞机外表的漆层除了美观以外还有多种功能性的作用：隔绝外部环境腐蚀保护机身结构、导通静电避免雷击和跳火、使机体表面光滑减少废阻力。如果去掉飞机外表漆层，看似减少了飞机重量，但是笔者认为这是得不偿失的举动，短时间确实减少了重量，但是时间一长，结构成本肯定会大幅度上升，比较而言需要认真权衡。

货机之所以可以去漆，主要是因为这些飞机都是老旧客机改成的货机，以老式的波音747为主，全金属机身不存在导电的问题，而机身剩余的结构寿命足以应付环境腐蚀。

三、保持机身气动外形的完好和光滑

空气动力沿气流方向的分力阻碍飞机在空气中前进的力称为阻力，机翼的阻力包括压差阻力、摩擦阻力、诱导阻力和干扰阻力。在飞行中，空气贴着飞机表面流过，由于空气具有粘性，与飞机表面发生摩擦，产生了阻止飞机前进的摩擦阻力。飞机飞行中各部分气流互相干扰所引起的阻力称之为干扰阻力。机务维修工作能够产生影响的是主要是摩擦阻力和干扰阻力，减少这两种阻力，也就降低了燃油消耗。

1、减少干扰阻力的主要手段是制定更严格的相关外形维修标准，更严格的CDL。飞机的外形设计是制造厂家经过大量风洞实验和大型计算机仿真运算的结果，是最高效最省油的外形结论，而机务的工作之一就是要按照厂家的外形标准尽力维持。

但是为了使得飞机有良好的派遣特性，提高标准的操作性，厂家给出的标准都有范围，同时也给出了外形缺省清单（CDL）。例如：主起落架舱门与机身轮廓不需要绝对吻合，只要达到一定的轮廓完好就符合要求。再比如：CDL规定飞机上丢失某些扰流条或者整流罩，飞机依然是可以安全飞行的。但是丢失扰流条或者整流罩无疑会极大的增加飞机的干扰阻力、增加油耗；主起落架舱门与机身轮廓不完全吻合也会增大干扰阻力。解决这个问题最好的办法是制定更严格的维修标准和CDL。

美国AAR公司也一直在关注与燃油消耗相关的维修工作，要求检查员密切注意机身面板、各类舱门的位置。如果舱门只插进了四分之一英寸，它依然可以正常工作而且也是符合适航规定的，但这样却会增加额外的阻力从而导致油耗增大。他们修改了维修标准，据说带来了可观的节油效益。

2、采用更严格的机体清洁度标准。

机体表面不清洁、不光滑会增大摩擦阻力，从而增加油耗。飞机表面有太多的灰尘、油污；机翼和舵面前缘有过多的风蚀；铆钉暴露过多都会大大地增加油耗。

增加洗飞机的频次、定期打蜡都是值得推荐的方法，最终还是要落实到采用更严格的标准上来，用制度来规范维修行为，达到长期节油的目的。

3、采用更节油的喷漆图案

美国波音公司的工程师已经证明，机身上的彩色标志会增加飞机在飞行时的阻力导致油耗增加。因此，新型波音787“梦想”飞机机身将变得平滑和细腻，不再像以前那样因为绘有彩色标志而凹凸不平。这项技术的产生基于气流原理，目的是减小飞机与气流之间的阻力，从而降低油耗。从流体力学的角度看，使用这种技术是要在机身形成一个固定的气流层，使其余的气流能加速通过。为达到这一目的，必须去除机身上的彩色图案，因此新的波音787的机身将是灰色的。

波音公司表示，这一小小的变化将帮助公司每年每架飞机节省113562升航空煤油，在目前石油价格居高不下的情况下，这一数字不容小视。

另外还有一项新技术能够解决复杂图案的问题，就是帖膜。首先在一种特殊的高分子薄膜表面绘制复杂的图案，再把膜贴到垂尾或者机身表面，在不帖膜的地方喷漆，这样飞机表面即美观又光滑。笔者在空客公司的生产厂已经看到了这项新技术的广泛使用，效果真的很好。

四、选装和加/改装

1、从节油的角度看待选装

这是一个重要的，维修思想上的转变。在以往的低油价年代，营

运人在为飞机选择选装和加改装时，都是从提高可靠性、提高使用性、提高维护性等方面进行评估和决策，基本上没有从燃油经济性上去考虑，而供应商也不提供相关燃油经济性的参数进行比较。燃油价格的不断上涨，打破了原来以售价、性能、可靠性、售后服务为核心内容的竞争格局，供应商选择的诸要素中加上了一个越来越重的燃油经济性砝码。航空公司的工程部门在选择发动机、APU、IDG、空调这些对燃油经济性影响很大的部件时，会更加看重省油的指标。例如：越来越多的营运人都不再给飞机的后货舱选装加热系统；选择发动机叶片时，都宁愿选择价格更高但是性能更好的软件仿真设计的型号，而不是便宜的传统型号。

2、专门为了省油而改装

在这个方面比较著名的就是翼尖小翼的加装。翼尖小翼可以明显降低油耗，提高经济性。但要付出一定的配置费，从长远观点看仍然是划算的。如美国波音公司为B777-300ER延程型客机装设了斜削翼尖，估计可为飞机减省2％的燃油量，使每架飞机每年可节省多达14万美元的燃油开支。加长翼尖也可为每架飞机每年节省130万磅燃油及减低二氧化碳的产生达390万磅。难怪现在的波音737NG都可以选装一对非常夸张的长长的翼尖小翼，而空中客车所有的机型小翼都是标准配置。发动机厂家为了增加产品的竞争力，纷纷推出了以节油为目的的改装套件，让老的用户也能享受到科技进步的实惠，增加机队在市场上的竞争力。

五、淘汰老旧机型与减少试车

通过一百年的发展，现代的商用飞机已经发展到很高的安全水平上，而经济性越来越成为追求的目标。发动机是飞机的心脏，这颗心脏经历了从活塞——涡喷——涡桨——风扇的不同发展阶段，而商用飞机大量采用的涡轮风扇发动机控制方式经历了液压机械——电子

监控——全功能数字的飞跃，每一步的飞跃无不带来可靠性和经济性的大幅提升，新型号的双发飞机越洋飞行已经成为一种趋势。油价的高企无疑加速了老机型的淘汰速度，尤其是大型宽体机，很多航空公司已经停飞了B742、DC10、MD11、L1011，更多的公司制定计划逐步淘汰“油老虎”。

试车是指机务人员为了确认飞机系统的工作状况而在地面进行的启动发动机的测试。发动机在设计的时候都是按照巡航马力设计的经济性，让发动机在最长时间使用的功率段里最省油。而地面的大气条件与巡航高度相差很大，所以在地面进行的试车是废油的。

笔者从事了10多年多种型号发动机的试车工作，拿换发以后一般的试车科目来说，30000磅推力等级的发动机，高功率保证、振动测试、加速性、减速性、各系统附件测试这一系列科目做下来，顺利的话起码要烧3吨油，不顺的话还得重来。要是70000磅的大发动机，完成这些测试要烧7吨以上航油，因为对侧的发动机也必须启动并且推到平衡功率。发动机不转起来很多系统的工作状况无法确定，试车在所难免，但是可以采取措施减少试车的频次，从而达到节油的目的。

减少试车要靠三个方面的努力，一是制造厂家改善飞机的维护性；二是营运人制定科学的CAMP和相关维修政策；三是基层维修人员的主人翁责任感。

随着数字技术在航空器上的广泛应用，飞机的维护性能得到了极大的提高。维修人员只要访问机载维护计算机，就能够精确掌握各系统的运行状况、运行参数、历史情况，另外还可以命令各系统进行自测并把测试结果上传，需要试车测试的项目越来越少。先进的飞机需要先进的维修大纲和维修政策的支持，“能不试车就不试车，能慢车就不要大车。”这是主人翁责任感的表现，也是机务业务能力的表现。

六、保持飞机各系统高的运作水平

这是一个口号式的措施，虽然包罗了太多的内容，却是节油的最重要手段之一，是体现机务维护素质的重要方面。一个未及时更换清洗的再循环气滤，会导致客舱的温暖空气不能再进入空调系统利用，会大大增加发动机的引气量，大大增大油耗；一部效果不佳的气象雷达会使得飞机绕飞距离大大增加；一副脏的发动机风扇叶片，会直接降低发动机的推进效率，不仅增加油耗还增加发动机大修费用……更不要说由于飞机系统故障，造成的飞机返航和抛油。从这一个方面看机务的每一项工作都与安全相关，每一项工作都与经济性相关，真所谓“机务无小事”。笔者从节油的角度，谈一谈一些国外营运人和维修单位成功的例子。

提高飞机各系统的运作水平来节油是一个很大的工程，大家都不约而同的选择首先进行系统评估，找出目前对机队燃油经济性影响最大的系统，然后有针对性地进行提高。解决了这个问题以后，再评估出影响最大的系统，进行解决，周而复始，来提高整机系统的运作水平。

美利坚航空公司评估的结果是：发动机积碳是影响经济性的第一关键点。于是开展发动机的清洗工作，除机内残留的碎屑和积炭，使发动机的运转更加高效和节油。当然，这个项目做的过程是一个摸索和总结、提高的过程，经历了：冷水洗；冷水加清洗剂；热水洗；热水加清洗剂；组合洗；形成发动机清洗大纲等等阶段。现在，这个项目每年可减少400万加仑的燃油消耗。美利坚航空公司最新评估的第一关键点是：空速系统指示不准。（如果空速系统的维护不恰当，那么飞行员看到的空速就不是真实的飞行速度，这样会增大油耗。因此，维护好静压孔以防止错误的空速读数对于节油非常重要。）目前项目还在进行当中。

夏威夷航空公司评估的结果是：发动机清洗和飞机操纵面的调节是关键点。他们针对这两点采取了有针对性的提高措施，节油效果显著。

七、加强国际合作

中国民航跟国际水平比，差距正在迅速缩小，但是在规模和积累上还相对落后。在节油措施的研究和探索上我们起步较晚，特别是高油价来得很突然，使得我们出于被动的地位。国际先进的航空公司燃油成本一般占到总成本的24％，而国内公司都在40％以上，虽然，这里有一些结构上的问题，但是节油手段落后是明显的。我们必须开展广泛的国际合作，才能开拓思路和办法迅速缩小差距，在未来的竞争中取胜。

笔者在撰写本文前收集了大量的维修与节油的案例和素材，结果基本上都是国外的，很少有国内的，连国内的学报和期刊上都鲜有著述，这说明我们确实要追赶世界水平。下边我就把一些摘录的国外素材罗列出来，希望能够给大家带来一些启发和紧迫感。

1、美利坚航空公司的MEL变化

美利坚航空公司认真检查了飞机的最低设备放行清单（MEL），发现某些部件失效对燃油的消耗会产生很大的影响。例如，如果一架波音777的APU自动起动电门不工作，飞行期间APU将全程运转，那么在由达拉斯飞往东京的途中，以每分钟4美元的费率计算，这一航程将要额外耗费很多的油费，使得这个航班利润缩水，甚至无利可图。公司通过对MEL的调整，类似“APU自动起动电门不工作”等高油耗项目，最终成为不可放行的项目和条件放行项目。

2、波音提供的节油工具

多数航空公司在采取了各种节油的维修措施的同时，也在寻求飞机、发动机制造商和MRO供应商的帮助。波音公司已积累了40余年的

燃油消耗数据，可以为航空公司提供节油的方法。

波音公司的专家表示，提高燃油使用效率的关键是减少飞机在飞行中的阻力，尤其是那些需要调节的操纵面和气动密封泄漏所产生的阻力。波音公司建议航空公司仔细检查整流罩和外部面板之间的间隙。例如，破损的舱门封圈会产生双重的副作用：一、空调系统需要大功率工作；二、泄漏的气体会影响飞机的气动性，从而增加飞机的阻力。

由于各航空公司的燃油消耗数据差别很大，波音推出了一种油耗监控软件APM（飞机性能监控），如果软件的趋势监控显示某架飞机的燃油消耗高于其他飞机，就要求维修部门对该飞机进行检查，以发现油耗偏高的根本原因。

波音有一本手册称作《为节油而维修》，以不同机型的年平均飞机利用率为基础，列举了不同超标情况下油耗增加的具体数据，油耗单位是加仑/每年，手册同时列举了恢复这些缺陷所需要的维修工时，航空公司可以据此判断哪些缺陷值得恢复。

3、MRO供应商的提示汉莎技术公司的专家提出一系列措施改善飞机燃油效率。其中一项与发动机有关的工作是：将未安装FADEC的发动机的变距定子叶片调整到一个最优的位置，这样可减少高达0.5%的燃油消耗。汉莎技术公司采“干洗粉”清洗飞机，即用抛光粉清洗飞机外部而不是水洗，这对节油大有好处。

节油是关系到航空公司存亡的大事，是关系到保护地球环境保护子孙后代生存环境的大事，机务工程人员大有可为。

56370438 · 发表于 2009-12-2 20:20:32

可以采用

地瓜 · 发表于 2009-12-2 21:38:58

不错的文章

omega · 发表于 2009-12-3 18:10:41

很有意思！楼主是个有心人和细心人！向你学习！

qdjct1979 · 发表于 2009-12-3 19:27:09

感谢楼主辛苦了

kerenguo · 发表于 2009-12-17 19:39:18

支持
学到了很多

ronaldoabc · 发表于 2009-12-17 20:09:14

不懂，以后应该会懂，呵呵

大中至正 · 发表于 2009-12-17 21:59:12

嗯……有些不懂啊

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