太阳能多功能通用航空机场地面车辆研究

太阳能多功能通用航空机场地面车辆研究【摘要】随着通用航空的快速发展，通用航空机场数量迅速增长，机场地面车辆的需求不断增多。然而现有机场车辆大多数仍采用汽油或柴油为燃料，其能源消耗大，废弃污染等问题日渐突出。为了优化生态环境，真正实现机场车辆节能减排，本文开展了太阳能多功能通用航空机场地面车辆的研究与初步设计。该研究填补了机场地面车辆的市场空白，对构建绿色低碳通用航空机场具有十分积极重要的意义。【关键词】车辆；太阳能；通用航空机场；绿色机场中图分类号：TM914.4文献标识码：A文章编号：2095-2457（2018）12-0235-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2018.12.110机场地面车辆是机场区域内保障飞行用的各种机场用车，其种类繁多且用途广泛。在民用航空机场区域内根据服务对象和用途不同可以将其分为三类：一类是服务于飞机的地面保障车辆，如飞机牵引车、飞机加油车、飞机清水车、飞机除冰车等；另一类是为旅客服务的地面车辆，如人员摆渡车、行李托车、货物装载车等；第三类是保障机场正常运行和安全的地面车辆，包括巡视车、引导车、消防车、场道维护车等车辆。目前机场地面车辆绝大多数仍采用汽油或柴油为燃料，据不完全统计，机场地面车辆耗能占比已超13%。除了大量能源消耗以外，它们还是行业污染气体排放的重要源头之一。近几年来，作为民航业的“两翼”之一，通用航空得到快速发展，通用航空机场数量迅速增长。据中国民用航空局运输司发布的《通用航空产业发展情况统计表》（数据截止2017年12月31日）中显示，我国目前已取证的通用机场有81个，未取证的通用机场有220个，在建的通用机场有60个，规划建设的通用机场有377个。[1]民航局印发的《通用航空“十三五”发展规划》中提到，到2020年全国建设500个通用机场。[2]随着通用航空机场的快速增长，通用航空机场地面车辆的需求必然增多，那么随之而来的车辆耗能持续增长，废气排放持续污染的问题将更为突出。所以为了优化生态环境，在我国绿色发展的大背景下，进行太阳能多功能通用航空机场地面车辆的研究，对真正实现机场?辆节能减排，构建绿色低碳通用航空机场具有十分积极重要的意义。太阳能是一种可再生的绿色资源，且能量巨大。太阳对地球每秒的辐射量如同500万吨煤所产生的能量。假设将地表0.1%的太阳能转化为电能，即便转化率才5%，其每年发电量也相当于全世界能耗总量的40倍。而我国国土面积广阔，2/3以上地区年日照时数超过2200h，太阳能资源丰富。（1）从环境保护方面分析：太阳能多功能通用航空机场地面车辆以光电代油，可有效节约燃油资源；车辆不用燃油，没有有害气体排放，使用过程无污染；不需要使用内燃机，在行驶时就不会有像燃油汽车那样巨大的内燃机轰鸣声，所以噪音小，不会对环境产生噪音污染等。（2）从能源利用方面分析：根据卡诺循环的规律，在能量转换过程中燃油车热效率比较低，只有1/3左右的能量消耗在推动车辆前进上。而太阳能多功能通用航空机场地面车辆不受该规律限制，90%的能量都用于推动车辆前进，因此对能源利用更为有效。（3）从功能结构方面分析：太阳能多功能通用航空机场地面车不需要内燃机、变速箱、离合器、散热器、传动轴、排气管等零部件，结构设计简单，制造难度也相对降低。该车功能多样，局部采用模块化设计，功能模块转换便捷，可灵活应对通用航空机场多种工作需求。该车可以作为摆渡车，承载旅客往返机场与候机厅；将座椅模块摘除，安装载物托盘模块后可以运载行李及货物；既可以拖挂小型飞机，也可以拖挂燃油加注设备或是农化作业药剂设备等。（4）从使用维护方面分析：该车操作界面和控制系统均进行进了简化设计，更易于工作人员的操作，可降低因操作失误造成的事故率。另外车辆日常维护便捷，除了定期更换蓄电池以外，无需像燃油车那样时常需要更换机油，添加冷却液。（5）从外观设计方面分析：太阳能多功能通用航空机场地面车外观新型，造型美观大方，形态亲切宜人，更易于融入通用航空机场环境。通过该研究初步实现了太阳能多功能通用航空机场地面车辆的小型化、轻量化、安全化、环保化、节能化、控制智能化、能源光电化、技术高新化、多用途化……以够满足通用航空机场的使用的实际需要。虽然从目前市场情况来看机场地面车辆仍然只是整个车辆市场一个很小的分支，与通用航空机场配套的地面车辆尚属空白，但随着我国通用航空事业的蓬勃发展，通用航空机场建设与投入使用，其需求量必然大幅增长，未来市场前景广阔！