Kraków 2017-10-02
Sprzęt lotniskowy.
Ciągniki lotniskowe.
U zarania lotnictwa przetaczanie samolotów, na przykład z hangaru na pole wzlotów, nie stanowiło dużego problemu. Dużo jest zdjęć archiwalnych, na których kilka osób przetacza niewielki samolot. Ponieważ większość samolotów miała płozę ogonową, a nie kółko, dlatego często pod ogon samolotu podstawiano wózek dwukółkę. Wózek miał uchwyt (dyszel), który pomagał w manewrowaniu samolotem. Z czasem siła ludzkich mięśni była niewystarczająca. Zaczęto używać zaprzęgów konnych. W Polsce samoloty Farman F.68 Goliath przekołowywano zaprzęgiem dwóch koni, zapiętych do wózka podstawianego pod ogon samolotu.
Z czasem zaczęto wykorzystywać ciągniki rolnicze (traktory). W Polsce ciągniki Ursus wykorzystywano w PLL LOT do przetaczania samolotów pasażerskich Antonow An-24. Jest to sposób stosowany do chwili obecnej. W ten sposób przetaczane są na przykład samoloty PZL M-28 Bryza.
Z czasem ciągniki rolnicze (traktory) okazywały się za małe (mała masa) i za słabe (mała moc silników). Zaczęto stosować ciągniki samochodowe. W czasach PRL do przetaczania samolotów bojowych MiG-21 i Su-7/20/22 stosowano samochody ciężarowe STAR 66 / 266. W 70-latach w PLL LOT stosowano już specjalistyczne ciągniki lotniskowe. Miały one nieduże rozmiary, były bardzo zwrotne i miały stosunkowo dużą masę. Początkowo malowano je na kolor pomarańczowy, a następnie na biały.
W 40-latach na lotniskach w USA, poszczególne samoloty podkołowywały bokiem, tak jak autobus do zatoki przystankowej. Największe wówczas samoloty (Douglas DC-4) miały długość około 30 m, a rozpiętość około 35 m. Taka zatoka (gate) miały wówczas długość około 100 m. Przy trzech stanowiskach nie było wielkich odległości, ale przy sześciu stanowiskach, pasażerowie mieli już dużą odległość do przejścia. Dlatego perony zaczęto umieszczać równolegle. Problem jednak w tym, że pasażerowie musieli wówczas przekraczać drogę kołowania samolotów, co mogło być bardzo niebezpieczne. Dlatego należało zacząć używać takie ciągniki, które są zdolne do wypychania (wycofywania) samolotów ze stanowiska peronowego.
Pierwsze ciągniki lotniskowe, stosowane do wypychania (Push-Back) samolotów ze stanowiska peronowego (gate) pojawiły się w 50-latach XX wieku. Wynikało to z konieczności podniesienia poziomu bezpieczeństwa, aby przypadkowy pasażer nie dostał się pod wirujące śmigło; i nie zginął. Wraz z wprowadzeniem do eksploatacji samolotów z napędem turboodrzutowym problem się nasilił. Rozwój lotnictwa, a wraz z nim pojawienie się ciężkich samolotów transportowych (szeroko-kadłubowych), spowodował, że ciągnikom lotniskowym zaczęto stawiać wyższe wymagania. Z czasem doprowadziło to do powstania specyficznej grupy pojazdów lotniskowych.
Wbrew pozorom, ciągniki lotniskowe nie mają bardzo wielkich silników. Mają natomiast rozbudowane przekładnie, aby zwiększyć moc na kołach, kosztem prędkości.
Ciągniki lotniskowe zwane są także holownikami lub traktorami lotniskowymi. Generalnie ciągniki lotniskowe dzielą się na dyszlowe i bezdyszlowe. Te pierwsze, do chwili obecnej stanowią większość. Są bardziej uniwersalne. Mogą manewrować nie tylko wąską grupą typów samolotów, ale także mogą być wykorzystane do innych nietypowych prac lotniskowych związanych z transportem bliskim. Ciągniki bezdyszlowe są bardziej wyspecjalizowane, służą tylko do określonych typów samolotów. Teoretycznie są łatwiejsze do obsługi. Jednak mają dojść skomplikowany układ hydrauliczny, który chwyta koła przedniego podwozia, w tak zwaną kołyskę i unosi na kilkanaście centymetrów nad ziemię.
W 70-latach, do bardziej znanych firm budujących ciągniki lotniskowe należały: francuska firma Tracma, brytyjska firma F. L. Douglas Equipment, amerykańska firma International Harvester Company. Było jeszcze kilkanaście innych firm, które niejako na uboczu swojej głównej produkcji, budowały także ciągniki lotniskowe.
Na przełomie 60/70-lat pojawiły się samoloty szerokokadłubowe, ciężkie i bardzo duże: Lockheed C-5 Galaxy, Boeing B.747, Douglas DC-10, Lockheed L-1011 TriStar. Warunki holowania tego typu samolotów zmieniły się nie tylko z uwagi na ich dużą masę (około 300 Mg), ale przede wszystkim na wskutek większego tarcia kół o nawierzchnię. Podwozie samolotu Boeing B.747 składa się aż z 18 kół. Dlatego w USA, UK, a także we Francji przystąpiono do testów, których wyniki miały posłużyć do opracowania ciągników lotniskowych dla tych samolotów. Badano przede wszystkim samolot Boeing B.747, bo one zostały zakupione jako pierwsze przez przewoźników europejskich.
Wiadomo, że największą siłę trzeba przyłożyć do ruszenia samolotu z miejsca. Okazało się, że aby ruszyć z miejsca samolot Boeing B.747 w tył, przy włączonych, na wolnych obrotach wszystkich silnikach, potrzeba około 255 kN. Z tej liczby 70 kN jest potrzebne do pokonania oporu stawianego przez silniki, pracujące na biegu jałowym. Natomiast aby utrzymać w ruchu ruszony już samolot B.747, z prędkością 35 km/h, potrzeba już zaledwie 50 kN. Przekładając te wartości na moc na kołach ciągnika; do ruszenia z miejsca potrzeba 2 230 kW, a do toczenia (35 km/h) już tylko 750 kW.
Zrodził się wówczas pomysł budowy dwóch typów ciągników lotniskowych. Powolne (max 35-40 km/h) zwane ciągnikami manewrowymi, o mocy silników 300-350 kW. Drugi typ, ciągniki szybkie (max 70 km/h), ściągające samoloty z RWY (drogi startowej) na stanowisko peronowe. Miały one mieć silniki o mocy 750-800 kW. W założeniu, silniki samolotów miały pracować tylko na RWY. Wykonano testy szybkiego holowania, przy użyciu ciągników dyszlowych. Osiągnięto prędkość 58 km/h, ale wówczas zespół ciągnik-samolot zaczynał zygzakować. Odchylenia od założonego toru ruchu przekraczały 0,8 m. To powodowało, że nadwyrężała się konstrukcja samolotu i ciągnika. Gorzej, bo hol mógłby się urwać. Co ciekawe, to samo zjawisko wystapiło przy lżejszym (130 Mg) samolocie Boeing B.707. Pomysł budowy ciągników typu szybkiego nie wszedł wówczas do realizacji.
Obecnie (2018 rok) w Japonii, na niektórych lotniskach, ciągniki nie tylko wypychają samoloty na drogę kołowania, ale kołują z nimi niemal do RWY i również ściagają je z okolic RWY na miejsce peronowe (gate). Jednak prędkość kołowania nie przekracza 35 km/h. Ten parametr wynikł z przepisów bezpieczeństwa. Podobnie czyniła firma Virgin Atlantic. Jednak praktyka ta, w USA została przerwana po wzroście kosztów utrzymania sprzętu na skutek naprężeń powstałych podczas holowania. Ta metoda nakłada również większe obciążenie załogami i sprzętem naziemnym, zwłaszcza jeśli samolot i ciągnik muszą poczekać w długiej kolejce samolotów czekających na start.
Próby holowania za pomocą dyszla, skłoniły do poszukiwania innej alternatywy. Tak opracowano ciągniki lotniskowe określane krótko; bezdyszlowe. Ale jak to uczynić? W grę wchodziła tylko goleń i koła przedniego podwozia, tym bardziej, że ono jest skrętne. Pierwsze projekty takich ciągników miały nisko umieszczoną platformę, którą trzeba było podsunąć pod przednie koła samolotu. Kiedy one znalazły się już na platformie blokowano je klinami. Problem w tym, że w początkowej fazie podwozie główne musiało być zablokowane, a potem zwolnione. Angażowało to dodatkowo załogę samolotu, która w tej fazie przygotowania do lotu i tak ma pełne ręce pracy. Konstruktorzy doszli do wniosku, że proces musi być mniej skomplikowany. Ponieważ do tego potrzeba dużych sił, skupiono się na układach ruchomych ramion poruszanych hydraulicznie. Powstało kilka rozwiązań. Wszystkie jednak one działają na tym samym schemacie - kołyski poruszanej hydraulicznie.
Na początku; ciągnik dojeżdża do kół samolotu i opera się o nie przednimi odbojnicami kołyski, których kształt ma maksymalnie pasować do opony. Następnie, tylne odbojnice są wysuwane z ciągnika (podwójne z jednej strony lub pojedyncze dla każdego koła) i dolegają do opon od tyłu. Z kolei, cały zespół odbojnic (kołyski), z pochwyconymi kołami samolotu jest unoszony kilkanaście (15-30 cm) centymetrów w górę. Także układem hydraulicznym. Pasażerowie zwykle nie odczuwają tych mian. Zespół samolot-ciągnik jest gotowy do ruchu. Po przemieszczeniu samolotu, czynności odbywają się w odwrotnej kolejności.
Wszystkie Push-Backs (ciągniki) mają te same podstawowe funkcje. Kierowca-operator siedzi w kabinie pojazdu, która bardzo często jest izolowana akustycznie. Ciągnik zwykle ma łączność przewodową lub bezprzewodową z załogą samolotu. Jeśli takiej łączności nie ma, obok zestawu samolot-ciągnik idzie Marshaller, który ma taką łączność z załogą samolotu. Wszystko zależy od przyjętych procedur danej linii lotniczej lub/i operatorów na lotniskach. Każdy ciągnik lotniskowy, tak jak samochód ma, sygnał dźwiękowy, zestaw świateł, lusterka wsteczne i inne, poprawiające widok z kabiny operatora (na przykład widok zaczepu dyszla z ciągnikiem), hamulec postojowy. Ciągniki mają często napęd na wszystkie koła. Ciągniki są pojazdami bardzo zwrotnymi. Nierzadko skrętne są koła dwóch osi, przedniej i tylnej, co powoduje znacznie mniejszy promień skrętu. Bywają rozwiązania w których zarówno przednie jak i tylne koła mogą się skręcić w tę samą stronę, co powoduje, że pojazd może przemieszczać się lekko bokiem. Ciągniki mają od czterech do sześciu kół. Może mieć dwie osie lub trzy osie.
Ciągniki lotniskowe mają dojść specyficzny wygląd. Są maksymalnie niskie, aby mogły wjeżdżać pod nos samolotu i nie uszkodzić go. Stanowisko operatora umieszcza się w kabinie, która bardzo często ma możliwość podnoszenia się i opuszczania dla poprawy widoczności z kabiny ciągnika. Opony ciągnika są możliwie najmniejszej średnicy, a jednocześnie możliwie największej szerokości. Ta szerokość wynika z chęci uzyskania jak najlepszej przyczepności do podłoża. Ciągnik musi być maksymalnie ciężki. Dlatego często konstrukcja ma dodatkowy balast. Typowy ciągnik dla dużych samolotów waży do 54 ton (119 000 funtów) i ma dyszel ciągnący o sile ciągu 334 kN (75 000 lbf). Najcięższe ciągniki tego typu są stosowane do samolotów B.747, B.777, A.380, A.330, A.340.
Obecne (2017 rok) wielkie ciągniki lotniskowe nadal są budowane w wersjach bezdyszlowych jak i holowniki ciągnione za pomocą dyszla (bomu), czyli klasyczne. Te klasyczne mają zaczepy zarówno z przodu jak i z tyłu pojazdu. Zaczepy są tak skonstruowane, że mają możliwość regulowania wysokości zapięcia dyszla. Dzięki temu mają możliwość holowania różnych typów samolotów. Zaczepy (haki) są tak skonstruowane, że mogą poruszać się poprzecznie i ponowo. Każdy typ statku powietrznego posiada unikatowe wyposażenie holownicze, dzięki czemu hak działa również jako adapter między standardowym holownikiem, a specyficznym zaczepem dla danego samolotu. Dyszel musi być wystarczająco długi, aby umieścić holownik na tyle daleko, aby uniknąć uderzenia w samolot. Każdy dyszel posiada własne koła, które opuszcza się do nawierzchni , aby transportować dyszel, gdy ten nie jest zaczepiony do samolotu. Przy ciężkich dyszlach jego koła opuszczane są hydraulicznie. Dzięki temu łatwo jest ustawić odpowiednią wysokość do zapięcia. Po zapięciu koła dyszla są podnoszone do góry. Po procesie Push Back czynności wykonywane są w odwrotnej kolejności.
Ciągniki dyszlowe są bardziej uniwersalne. Mogą jednocześnie służyć do holowania samolotów, agregatów lotniskowych, trapów, wózków bagażowych itp.
Ciąg dalszy w następnym rozdziale.
Opracował Karol Placha Hetman