Самолеты доставят вас из одного уголка мира в другой. Дальнемагистральные рейсы легко длятся более 15 часов, в течение которых самолеты перевозят сотни тонн полезного груза в воздухе. Чтобы достичь этого, аэропорты имеют парк заправочного оборудования и надежные рабочие процедуры для своевременной заправки сотен самолетов в день в загруженных аэропортах.
В этой статье мы рассмотрим процесс заправки самолетов и специализированное оборудование, используемое для заправки.
О чем мы поговорим в этой статье
• Обзор процедуры заправки
• Топливный склад аэропорта
• Уровни обслуживания при заправке самолетов
• Два основных типа заправочной инфраструктуры в аэропортах
• Основные компоненты топливного гидранта
• Сравнение заправщика самолетов и дозатора топливного гидранта

1. Стоимость проектирования и развития аэропорта
2. Расходы на логистику и транспортировку

3. Угроза безопасности
4. Почему предпочтительнее использовать топливный гидрант?
• Дозаправка над крылом и под крылом

Обзор процедуры заправки

Широкофюзеляжный самолет, такой как Boeing 777, имеет топливный бак объемом более 150 000 литров. Самолеты обычно заправляют перед каждым длительным полетом. Пилот проверяет после каждого полета, достаточно ли имеющегося топлива для следующего полета, и принимает решение о дозаправке соответствующим образом.
После того, как пилот оценил потребность в топливе, количество топлива, которое необходимо добавить, передается в единицах веса (например, кг или тонны) соответствующему персоналу, а наземный персонал и персонал по дозаправке обязаны перевести его в объем и заполнить соответствующим образом. Потребность регистрируется в заправочном листе.
Лист передается в топливозаправочную компанию, и ее персонал регистрирует фактически заправленное топливо (переданное из источника топлива в топливные баки самолета) заправочным оборудованием. Могут быть небольшие различия между требованиями, предъявляемыми авиакомпанией, и фактически заправленным топливом, поэтому это фиксируется в заправочном листе.

Топливный склад аэропорта

Авиалайнеры используют в реактивных двигателях топливо на основе керосина, обычно известное как реактивное топливо. В каждом аэропорту реактивное топливо хранится в топливных складах. Идея заключается в том, что нефтеперерабатывающий завод производит реактивное топливо, однако нефтеперерабатывающие заводы не всегда расположены близко к аэропортам, поэтому часто привозить топливо от нефтеперерабатывающего завода в аэропорт экономически нецелесообразно.
Для решения этой проблемы в каждом крупном аэропорту мира создается специализированное хранилище топлива. Время от времени авиатопливо от нефтеперерабатывающего завода доставляется на топливный склад (на основе прогноза спроса на топливо для соответствующего аэропорта), откуда оно поставляется авиакомпаниям для дозаправки самолетов либо через систему заправки топливозаправщиками, либо через систему топливных гидрантов (оба метода обсуждаются ниже).

Изображение концепции топливной фермы

Топливный склад аэропорта в основном состоит из больших резервуаров для хранения с сопутствующими системами для поддержания и контроля качества реактивного топлива. Он оборудован насосной системой для заправочной станции или для подземных топливопроводов (в случае системы топливных гидрантов). Он имеет измерительные системы для отслеживания количества полученного и поставленного топлива. Он имеет системы безопасности и противопожарной защиты для устранения опасностей, связанных с утечкой топлива. Короче говоря, топливный склад аэропорта является основным источником реактивного топлива в аэропорту.

Топливный склад в аэропорту Штутгарта, Германия

Уровни обслуживания при заправке самолетов

Уровни обслуживания при заправке воздушных судов соответствуют рекомендациям, установленным Международной ассоциацией воздушного транспорта (ИАТА) в документе «Стандартные уровни обслуживания и безопасность заправки воздушных судов», выдержке из руководящих материалов ИАТА по процедурам заправки.
ИАТА определяет четыре уровня обслуживания при заправке воздушных судов, где первый уровень — это минимальный уровень, для которого топливозаправочная компания должна обучить свой персонал, а четвертый уровень — это самый продвинутый уровень, на котором персонал обучается выполнению нестандартных процедур заправки.
Уровень 1 — минимальный уровень обслуживания, т. е. персонал, осуществляющий заправку, должен быть надлежащим образом обучен работе с заправочным оборудованием; знать все его функции и меры безопасности, а также иметь достаточную подготовку для подхода к воздушному судну, определения заправочного порта (наземного сервисного соединения воздушного судна для подключения заправочного оборудования); физического соединения заправочного пистолета с заправочным портом воздушного судна и эксплуатации заправочного оборудования.
Уровень 2 — это уровень обслуживания по регулярной заправке. На этом уровне, в дополнение к выполнению основных требований уровня 1, персонал, занимающийся заправкой, должен уметь получать и понимать общую цифру топлива от авиакомпании; выполнять испытания датчиков и систем для различных типов самолетов; выполнять преобразования кг/фунты и литры/галлоны; использовать настройки автоматической загрузки самолета для управления количеством топлива, добавляемого в самолет; понимать, как общаться с кабиной экипажа через наушники на земле, когда это необходимо, и понимать функцию датчиков, установленных на панели крыла самолета, а также топливозаправочного оборудования самолета для обеспечения нормальной работы.

Панель оператора топливного гидранта.

Обратите внимание на различные датчики, показывающие различные давления и параметры системы, которые должен понимать оператор оборудования для обеспечения нормальной работы заправки.
Уровень обслуживания 3 идет на шаг впереди и требует от топливозаправочной компании иметь персонал, достаточно обученный для проверки распределения топлива в распределенных топливных баках самолета, а также обладающий компетенцией для проверки несоответствия топлива в дополнение ко всем основным требованиям к обслуживанию Уровня 1 и Уровня 2.
Персонал, заправляющий топливо, должен быть компетентен, чтобы получить Refuel Sheet от авиакомпании, который является документом, фиксирующим текущее топливо в топливных баках самолета, желаемое количество топлива авиакомпанией (обычно решается самим пилотом) и окончательное количество фактически заправленного топлива. Персонал должен уметь заполнять лист и общаться с авиакомпанией по нему.
Кроме того, персонал заправочной компании должен уметь рассчитывать расхождения в заправке, т. е. разницу показаний между количеством топлива, подаваемого заправочным оборудованием, измеренным датчиком заправочного оборудования, и количеством топлива, отображаемым системой измерения топлива самолета. Такие расхождения могут возникать в различных сценариях, включая неисправность датчиков заправочного оборудования или системы измерения топлива самолета, поэтому персонал заправочной компании должен уметь понимать ситуацию, когда возникает такое расхождение, а также должен знать допустимый допуск.
Уровень 4 — уровень обслуживания нерегулярной заправки. На этом уровне персонал топливозаправочной компании должен быть достаточно обучен, чтобы проводить ручную проверку уровня топлива на самолете с помощью измерительных стержней или магнитных щупов (или любых других ручных контрольных приборов, указанных производителем самолета). Такие проверки необходимы, когда есть какая-либо неопределенность в фактическом уровне топлива в топливных баках самолета. Кроме того, персонал также должен иметь возможность выполнять ручную заправку (включая заправку через крыло — будет подробно рассмотрено вскоре) в случае необходимости, например, в случае неисправности указателя панели заправки или указателя кабины.        В дополнение к вышесказанному, персонал, занимающийся заправкой, также должен быть обучен выполнять перекачку топлива из одного топливного бака в другой в пределах самолета с использованием конфигурации топливных насосов, установленных в самом самолете. Процедура слива топлива (опорожнения топливного бака) также должна быть известна оператору на этом уровне обслуживания.

Персонал, занимающийся заправкой, должен иметь соответствующую подготовку для осуществления перекачки топлива между различными топливными резервуарами самолета.
Важно подчеркнуть, что уровни обслуживания, упомянутые выше, не являются обязательными для аэропортов по всему миру. Они являются частью руководящих принципов, сформулированных Международной ассоциацией воздушного транспорта (IATA), и служат справочным материалом для авиакомпаний, чтобы следовать им для установления уровня обучения и структуры компетенций в операциях по заправке для обеспечения безопасности.
Однако операции по заправке воздушных судов всегда будут регулироваться авиационными властями, если не ИАТА, а такие правила всегда требуют надлежащей подготовки персонала топливозаправочной компании, которая может не полностью совпадать с рекомендациями ИАТА, но будет отражать ее суть, обеспечивающую компетентность операторов для решения различных ситуаций, которые могут возникнуть при заправке воздушных судов.

Два основных типа заправочной инфраструктуры в аэропортах

В любом аэропорту есть два основных типа заправочной инфраструктуры:
• Система заправки топливозаправщиков
• Система топливного гидранта
Автозаправщик — это просто топливозаправщик, который перевозит несколько тысяч литров топлива в своей цистерне и оснащен насосной системой для подсоединения к самолету и дозаправки его топливом. В аэропортах, где используется эта система, имеется парк автозаправщиков, и этот парк остается в действии круглосуточно, заправляя самолеты и пополняя запасы топлива из топливного склада аэропорта, когда их цистерны опорожняются.

Изображение концепции системы заправки автотранспорта

Авиатопливозаправщик мало чем отличается от обычных топливозаправщиков. Он оснащен насосной системой, топливными шлангами для соединения с топливным резервуаром самолета, предохранительными и защитными устройствами от опасностей, связанных с топливом, и измерительным устройством для измерения объема топлива, перекачиваемого из цистерны в самолет, чтобы авиакомпания могла выставить соответствующий счет.

Топливозаправщик для самолетов

Другая система — это система топливных гидрантов . В этой системе аэропорт оснащен подземной сетью линий подачи топлива, которые простираются от топливного склада аэропорта до стоянок/парковок самолетов на воздушной стороне. Диспенсер топливных гидрантов — это специализированная машина/транспортное средство, которое подключается к подземной линии подачи на одном конце и к самолету на другом.

Это называется системой топливного гидранта, потому что топливный гидрант устанавливается на стойке самолета, аналогично пожарным гидрантам, установленным на дорогах и улицах. Так же, как пожарные гидранты находятся под давлением воды, топливный гидрант является точкой подачи топлива под давлением.
В названии Fuel Hydrant Dispenser есть слово «диспенсер», поскольку он не несет никакого топлива и не имеет насосной системы для выкачивания топлива из гидранта. Он просто «выдает» топливо, поскольку сам топливный гидрант находится под давлением, достаточным для того, чтобы топливо могло попасть в топливный резервуар самолета, расположенный на высоте нескольких футов над землей.

Раздаточная колонка для авиационного топливного гидранта

Основные компоненты топливного гидранта

Топливный гидрант состоит из следующих основных компонентов:
1. Раздвижная наземная магистраль (для соединения с топливным гидрантом)

2. Топливные шланги (для соединения с топливным баком самолета, расположенным в крыле самолета)
3. Подъемная платформа (чтобы позволить персоналу, осуществляющему заправку, подключать топливные шланги к топливному резервуару самолета, расположенному на высоте нескольких метров над землей)
4. Топливный фильтр (фильтрует топливо, удаляя любые примеси, попавшие в топливо по подземным линиям подачи)

5. Система отбора проб топлива/аппаратура проверки качества топлива (специальная аппаратура проверки качества топлива, позволяющая персоналу заправки убедиться в отсутствии содержания воды в топливе)
6. Манометры и измерительные приборы (измеряющие количество топлива, поступающего из топливного крана в самолет)

Панель управления топливной колонкой

Более детальный обзор панели управления, на которой размещены различные кнопки, сигнальные лампы и переключатели для управления и контроля различных параметров в процессе заправки.

Манометры на топливном гидранте
Все вышеперечисленные системы устанавливаются на шасси грузового автомобиля для обеспечения мобильности.

Сравнение заправщика самолетов и топливного гидранта

Обе вышеописанные инфраструктуры заправки имеют свои плюсы и минусы, и все аспекты принимаются во внимание на этапе проектирования и разработки аэропорта, чтобы определить, какая инфраструктура лучше всего подойдет аэропорту. При этом большинство современных аэропортов используют систему топливных гидрантов для заправки самолетов. Причина станет очевидна к концу этого раздела.

1. Стоимость проектирования и развития аэропорта

Система топливозаправщиков требует меньших затрат на развитие аэропорта по сравнению с гидрантной системой заправки, поскольку последняя требует дополнительных затрат на строительные и монтажные работы по прокладке подземной сети линий подачи топлива, которая тянется от топливного склада до  зоны заправки аэропорта, достигая каждой стоянки самолетов.

2. Расходы на логистику и транспортировку

Заправщики постоянно перемещаются между зоной заправки и топливным складом, поскольку им приходится пополнять запасы топлива из топливного склада аэропорта после обслуживания самолетов. Благодаря гидрантной системе  количество поездок сокращается, поскольку диспенсеру нужно только переместиться со своей парковочной станции на требуемую стоянку самолета, где должна быть выполнена дозаправка и где уже имеется топливный гидрант.
Полностью загруженный топливозаправщик имеет гораздо более высокий расход топлива, когда он постоянно тонны топлива в своей цистерне. Диспенсер не перевозит топливо сам по себе и не покрывает такое расстояние, как топливозаправщик, поэтому стоимость транспортировки топлива ниже.

Заправщики грузовиков пополняют свои топливные баки на топливном складе аэропорта

3. Угроза безопасности

Топливозаправщик несет более высокий риск безопасности из-за возможности аварий с другими транспортными средствами и наземным вспомогательным оборудованием, которые могут привести к утечке топлива. Поскольку диспенсеры не перевозят топливо, этот риск снижается.

4. Почему предпочтительнее использовать диспенсер?

Выбор между диспенсерами и заправщиками зависит от анализа затрат и прибыли. Если дополнительные затраты на разработку подземной сети подачи топлива не перевешивают прибыль от использования более простой системы заправки, она не используется.
Однако большинство современных аэропортов используют диспенсеры, поскольку экономическая выгода в плане упрощения логистики и транспортировки, а также более безопасный режим работы обычно перевешивают экономию за счет выбора системы автоцистерн для заправки топливом.

Дозаправка над крылом и под крылом
Теперь, когда мы полностью описали наземное вспомогательное оборудование, отвечающее за заправку самолета, давайте перейдем к объяснению двух методов заправки самолета. Авиалайнеры обычно используют подкрыльевую дозаправку, которая представляет собой просто заправку через приемное отверстие, расположенное под крылом самолета.
Крылья самолета полые изнутри и используются как топливные баки. Если вас удивляет этот факт, давайте остановимся здесь и объясним, почему крылья самолета используются для хранения топлива? Это имеет следующие основные причины,
• Крыло самолета полое изнутри с ферменной конструкцией для структурной поддержки. Элементы ферменной конструкции действуют как отражательные пластины для разбивания волн жидкости во время маневров самолета (аналогично конструкции водо- и нефтеналивных танкеров).
• Хранение топлива в крыльях самолета также помогает поддерживать равномерный центр тяжести самолета на протяжении всего полета. Если бы топливные баки были расположены ближе к хвосту или носу самолета, его центр тяжести сместился бы за счет уменьшения веса топлива из-за постоянного расхода топлива.
• Более того, топливо потребляется реактивными двигателями самолета, которые установлены на его крыльях. Это обеспечивает простоту в проектировании подачи топлива, поскольку топливо доступно очень близко к точке потребления.

Топливные шланги, соединенные с топливными баками самолета, расположенными под крылом самолета.

Дозаправка через крыло означает просто заправку самолета через заправочные приемники, расположенные над крылом самолета. Она используется редко, поскольку дозаправка через крыло менее автоматизирована, чем дозаправка под крылом, где количество топлива, закачиваемого в самолет, должно контролироваться экипажем с помощью измерительных приборов и датчиков. Более того, перекачку топлива в различных секциях топливного бака самолета приходится контролировать вручную, тогда как при дозаправке под крылом она полностью автоматизирована.
Помимо вышесказанного, дозаправка над крылом также называется гравитационной дозаправкой, поскольку она осуществляется при гораздо более низком давлении и расходе, чем дозаправка под крылом, поэтому для закачки того же объема топлива требуется больше времени, чем при дозаправке под крылом.