PROBLEMS OF IDENTIFICATION OF OPERATION
PROCESSES FOR LOW COST CARRIERS
PROBLEMY IDENTYFIKACJI PROCESU
EKSPLOATACJI FLOTY SAMOLOTÓW TANICH LINII
LOTNICZYCH
Artur Kierzkowski
Wroclaw University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering Politechnika Wrocławska Wydział Mechaniczny
50-371 Wrocław Łukasiewicza 5 e-mail: artur.kierzkowski@pwr.wroc.pl
Abstract. Article discusses chosen aspects of low cost carriers airships’ operation. Proper planning of net connection is one of the most important factor of their functioning as well as the creation of the ideal maintenance schedules. Reasonable service system, dedicated to maintain high aircrafts’ airworthiness, seems, however, to be feasible to create. Important factors influencing the process of airships’ operation are highlighted: port slot, sectorial capacity, base maintenance, line maintenance. Moreover, further directions of research are also described in the final part of the article.
Keywords: Low Cost Carriers, aircraft, maintenance, planning
Streszczenie: Artykuł omawia wybrane aspekty eksploatacji statków powietrznych Tanich Linii Lotniczych. Najistotniejszymi elementami ich funkcjonowania jest odpowiednie zaplanowanie siatki połączeń oraz stworzenie idealnego harmonogramu przeglądów technicznych. Zostały poruszone ważne czynniki wpływające na proces eksploatacji statku powietrznego jak: slot portowy, pojemność sektorowa, przegląd bazowy, przegląd liniowy. W końcowej części publikacji zostały zdefiniowane dalsze kierunki badań.
PROBLEMS OF IDENTIFICATION OF LOW COST
CARRIERS OPERATION PROCESSES
1. Admission
Low Cost Carriers (LCC) are a very specific segment of aerial transportation. They are characterized by maximum utilization ratio of airships and, at the same time, by minimization of the time between flights aspiration. The market share of LCC has been successively increasing. Poland has also experienced this growth. However, slow saturation can be presently observed as well as the buyer’s market. The coming years will be key for LCC. Strong competition can cause reduction of the number of carriers on the market. As a result, utilization of airship and the proper adjustment of flight time to the capacity of aerial infrastructure become main problems.
2. Airship Operation
During the aircraft’s operation it is possible to point out the following phases: flight, ground attendance (fuelling, catering) and the technical attendance (periodic maintenance). Airship needs regular technical maintenance. Proper planning of such activities is the main problem of keeping the aircrafts’ fleet in a constant readiness. Bases are situated in a few locations, in which comprehensive operational service is executed. High cost of equipment and maintenance of such bases results in the limitation of the number of places, where such a service can be offered.
The route choice as well as the choice of the destination airport determines the likelihood of appearing some possible disturbances in the air traffic. Because of the high intensity of the air traffic in the main airports the slot service system of aircrafts is applied. It is based on the allocation of the time intervals in which aircrafts ought to start or land. In case of significant delays it is possible to impose some limitations on takeoff or landing. This is the reason why LCC choose generally regional airports, characterized by moderate air traffic, in which the likelihood of starting or landing in any time of day according to the schedule is the highest. So it is essential to
distinguish the following elements of the operating service: phase of flight, phase of ground attendance, phase of technical attendance.
2.1. Phase of flight
Literature defines phase of flight in different ways. In the most cases it is described as a moment between start in the initial airport beginning of the taxi and landing in the destination airport ending of the taxi. All actions in this phase result from the set of arrangements between the airlines, airport institutions (airport, handling services) and others like Eurocontrol.
The crucial problems which handle the airlines in this phase are both congestion in the main airports and the high degree of the capacity utilization of the aerial corridors. This leads to fast utilization of the available sectors of aerial controls.
Fig 1. The map of aerial limitation of air traffic in Europe. [2]
Increased utilization level of sectorial capacity causes limitations in air traffic. Sectorial limitations are illustrated on the electronic aerial map with the colored polygons (fig. 1). Red color means 100% utilization of each air sector and the green relatively low utilization. Indirect gamut of colors (blue, yellow) means moderate utilization.
What is also a serious difficulty are air traffic limitations introduced by some airports. These airports are illustrated on the map with circles (fig. 1).
The level of difficulties is also illustrated with colors (scale is the same as in the case of sectors).
2.2. Phase of technical attendance
The precise kind of service and its timing depends on the type of aircraft. If the airships of the same type are equipped with two kinds of hardware, then the existence of two schedules of executing mile inspections is possible. The proper planning of mile inspections is a crucial factor in high reliability of air traffic system. While using airships the following mile inspections can be distinguished:
- base maintenance - line maintenance
Base maintenances are detailed mile inspections. They are executed every two years. Their timing depends on the type of inspection and lasts generally from 3 days to even fortnight. The specification of the base maintenances is shown in the table 1.
Table 1: Base maintenance for aircraft Airbus 320 [3]
Type of maintenance
Maximum period of use between maintenances
Time Flight Hours Flight Cycle
1C-check 20 months 6000 4500 2C-check 40 months 12000 9000 3C-check 60 months 18000 13500 4C-check 80 months 24000 18000 IL 6 years D 12 years
Line maintenances are rather general inspections, executed basically visually. Their timing lasts maximally up to 6 hours. As we can see in the table 2, line maintenances are executed more frequently.
Table 2 Line maintenance for aircraft Airbus 320 [3]
Ty of
maintenance Maximum period of use between maintenancesTime Flight Hours Flight Cycle Trip Check Before eachflight
Daily Check 48 godzin
Service Check 9 days
A-check 100 days 600 750
3A-check 300 days 1800 2250
4A-check 400 days 2400 3000
Values in tables 1 and 2 are impassable. Because of the high costs of inspections, LCC are aiming to execute them just before the deadline. It will minimize the number of inspections in the whole process of operation. In the case of LCC base and line maintenances are outsourced for the rented service stations. Each service station has a definite range of activity.
Fig. 2 Maintenance station SAS Technical [4]
The compatibility between the location of service stations and the net of air connections of each carriers is a major factor. The location of service stations for SAS Technical shows drawing 3. Developed net of LCC air connections make them execute the inspections with the assistance of the service stations belonging to different companies.
2.3. Phase of ground service between flights
Analysing the market of air carriers it can be easily noticed that LCC aim to minimize time intervals between the following flights. Individual times of theoretical beginning and completion of service operations are presented on the diagram Gantta (fig. 3).
Fig. 3 Minimal times of ground service for aircraft Boeing 737-800.[5]
Please note that these are minimal times which do not take into consideration such additional activities like: fuelling or WC service. Aspirations for minimizing times of attendance between flights as well as for maximizing daily utilization time of airships lead to the situation in which services are executed only in a few, fixed airports. Summing up, it seems to be a key factor to make proper schedules of services and to take them into consideration while determining the net of air connections. Maintenance time for one type of airship increases rapidly when some additional services need to be executed (fig. 4).
3. Summary
The aim of this article is to define the structure of LCC aircrafts’ maintenance system model. Further works will be concentrated on modeling such a system. The limitations of airport and maintenance bases structures will be also taken into account.
Fig. 5 Exemplary process of operation of six airships’ fleet.
The final effect of my works should be an application, which will enable to minimise the results of disturbances during the process of aircrafts’ fleet operation. List of literature 1. www.ulc.gov.pl 03 march 2008 2. www.eurocontrol.int 05 march 2008 3. www.airbus.com 06 march 2008 4. www.sastechnicalservices.com 07 march 2008 5. www.boeing.com 09 march 2008
PROBLEMY IDENTYFIKACJI PROCESU
EKSPLOATACJI FLOTY SAMOLOTÓW
TANICH LINII LOTNICZYCH
1.WstępTanie Linie Lotnicze (TLL) są bardzo specyficznym segmentem przewozów lotniczych. Charakteryzują się dążeniem do maksymalnego współczynnika wykorzystania statku powietrznego przy minimalizacji czasów między lotami. Udział TLL na rynkach światowych sukcesywnie się zwiększa. W Polsce obserwuje się wyraźną dynamikę wzrostu tego segmentu rynku[1] jednak na chwilę obecną można zaobserwować powolne nasycenie się rynku oraz wyraźną przewagę podaży nad popytem. Najbliższe lata mogą być kluczowe dla TLL. Silna konkurencja może spowodować redukcję przewoźników na rynku. Głównym problemem staje się więc najbardziej efektywne wykorzystanie statku powietrznego oraz odpowiednie dopasowanie czasów lotu do zdolności transportowych infrastruktury lotniczej.
2. Eksploatacja statku powietrznego
W czasie eksploatacji statku powietrznego można wyodrębnić następujące fazy: lotu, obsługi naziemnej (tankowanie paliwa, catering) oraz obsługę techniczną (przeglądy okresowe). Statek powietrzny poddawany jest okresowym przeglądom technicznym. Głównym problemem utrzymania ciągłej zdatności do lotu jest odpowiednie zaplanowanie harmonogramu przeglądów. Bazy obsługowe usytuowane są w wyznaczonych portach gdzie wykonywana jest większość przeglądów. Wysoki koszt wyposażenia i utrzymania wysoko wyspecjalizowanej kadry powoduje że kluczowe przeglądy mogą być wykonywane tylko w niektórych portach.
Wybór trasy oraz portu docelowego przez TLL determinuje prawdopodobieństwo pojawienia się zakłócenia ruchu danego statku powietrznego. Ze względu na dużą intensywność ruchu w głównych portach lotniczych świata posiadają one slotowy system obsługi statków powietrznych. Polega on na przydzieleniu przedziału czasu w którym statek powietrzny powinien wylądować oraz wystartować. W przypadku dużych zakłóceń ruchu statków powietrznych wykonujących loty do danego portu
lotniczego możliwe jest nakładanie ograniczeń na starty lub lądowania. Z tego powodu TLL wybierają w większości porty regionalne w których intensywność ruchu lotniczego jest umiarkowana a prawdopodobieństwo przyjęcia statku powietrznego w porcie lotniczym o dowolnej porze dnia bardzo wysokie. W procesie eksploatacji można wyróżnić następujące fazy: fazę lotu, fazę obsługi naziemnej, fazę obsługi technicznej.
3.1. Faza lotu
Literatura w sposób różnoraki definiuje fazę lotu. W wielu przypadkach opisuje się ją jako moment startu kołowania w porcie wylotu aż do momentu końca kołowania na płytę postojową w porcie docelowym.
Wszystkie czynności w tej fazie uprzedzone są odpowiednimi ustaleniami pomiędzy linią lotniczą, instytucjami lotniskowymi (port lotniczy, służby handlingowe), oraz instytucjami poza lotniskowymi (Eurocontrol).
Najistotniejszym problemem z jakim styka się linia lotnicza w czasie tej fazy eksploatacji statku powietrznego jest wysoki stopień wykorzystania głównych korytarzy lotniczych oraz kongestia panująca w kluczowych portach lotniczych. Intensywne wykorzystywanie głównych korytarzy transportowych powoduje szybkie wypełnianie się dostępnych sektorów kontroli lotniczej.
Podwyższony poziom wykorzystania pojemności sektorowej powoduje ograniczenia w wykonywaniu lotów. Na elektronicznej mapie lotniczej ograniczenia sektorowe oznaczone są kolorowymi wielobokami (rys. 1). Kolor czerwony oznacza 100% wykorzystanie sektora powietrznego, natomiast zielony stosunkowo niewielkie. Pośrednia gama kolorów (niebieski, żółty) oznaczają jego umiarkowane wykorzystanie.
Kolejnym poważnym utrudnieniem są ograniczenia ruchowe wprowadzane na lotniska. Porty lotnicze objęte restrykcjami oznaczone są na mapie (rys. 1) przy pomocy okręgów. Poziom utrudnień w porcie lotniczym oznaczony również kolorystycznie (skala taka sama jak przy sektorach).
3.2. Faza obsługi technicznej
Rodzaj obsługi oraz czas ich wykonania uzależnione są od rodzaju statku powietrznego. Jeśli statek powietrzny tego samego typu wyposażony jest w dwa różne rodzaje oprzyrządowania możliwym jest istnienie dwóch harmonogramów wykonywania prac okresowych. Prawidłowe zaplanowanie przeglądów okresowych jest kluczowym elementem poprawnego funkcjonowania systemu transportowego. Podczas eksploatacji statków powietrznych można wyróżnić następujące przeglądy:
- bazowe
- liniowe
Przeglądy bazowe są przeglądami szczegółowymi. Wykonuje się je co dwa lata. Czas ich wykonania uzależniony jest od rodzaju przeglądu i może trwać od 3 dni do nawet 2 tygodni. W tabeli 1 przedstawiono specyfikację przeglądów bazowych.
Tabela 1 Przeglądy bazowe dla samolotu Airbus 320 [3]
Rodzaj przeglądu
Maksymalny okres użytkowania pomiędzy przeglądami
Kalendarzowe Godziny lotu Cykle
1C-check 20 miesięcy 6000 4500 2C-check 40 miesięcy 12000 9000 3C-check 60 miesięcy 18000 13500 4C-check 80 miesięcy 24000 18000 IL 6 lat D 12 lat
Przeglądy liniowe są przeglądami ogólnymi w dużym stopniu wizualnymi. Czas ich wykonywania wynosi maksymalnie 6 godzin. Jak wynika z tabeli 2 przeglądy liniowe wykonywane są częściej.
Tabela 2 Przeglądy liniowe dla samolotu Airbus 320 [3]
Rodzaj przeglądu
Maksymalny okres użytkowania pomiędzy przeglądami
kalendarzowe Godziny lotu Cykle
Trip Check Przed każdymlotem
Daily Check 48 godzin
Service Check 9 dni
A-check 100 dni 600 750
2A-check 200 dni 1200 1500
3A-check 300 dni 1800 2250
4A-check 400 dni 2400 3000
Wartości w tabelach 1 i 2 są nieprzekraczalne. Ze względu na wysokie koszty przeglądów TLL dążą do sytuacji, w której przegląd techniczny będzie wykonany minimalnie przed granicą dla danego przeglądu. Zminimalizuje to liczbę przeglądów w procesie eksploatacji.
W przypadku TLL przeglądy bazowe i liniowe wykonują wynajęte stacje obsług statków powietrznych. Każda stacja obsługi ma określony zakres działalności.
Ważne aby zachodziła kompatybilność pomiędzy rozmieszczeniem stacji obsługi oraz siatką połączeń przewoźnika. Rozmieszczenie stacji obsługi SAS Technical obrazuje rysunek 3. Bardzo rozwinięta siatka połączeń TLL wymusza na nich korzystanie ze stacji obsługi różnych firm świadczących te usługi.
3.3. Faza obsługi naziemnej miedzy lotami
Analizując rynek przewozów lotniczych można zauważyć, że TLL wyraźnie dążą do minimalizacji czasów między lotami. Poszczególne czasy teoretycznego rozpoczęcia oraz zakończenia czynności obsługowych zostały przedstawione na wykresie Gantta (rys.3).
Rys. 3 Minimalny czas obsługi naziemnej samolotu Boeing 737-800.[5]
Należy zauważyć iż jest to minimalny czas obsługi nie-uwzględniający czynności dodatkowych takich jak: tankowanie paliwa, obsługę toalet. Dążenie do minimalnych czasów obsługi między lotami jak również maksymalnego dobowego czasu wykorzystania statku powietrznego, powoduje że czynności te wykonuje się w wyznaczonych portach lotniczych. Kluczowym wydaje się więc poprawne zaplanowanie w siatce połączeń wyżej wymienionych czynności obsługowych. Czas obsługi tego samego statku powietrznego z dodatkowymi czynnościami obsługowymi znacznie się zwiększa (rys. 4).
Rys. 4 Obsługa naziemna samolotu Boeing 737-800. [5]
4. Podsumowanie
Artykuł miał na celu zdefiniowanie struktury modelu eksploatacji statków powietrznych TLL. Dalsze prace będą prowadzone w kierunku modelowania systemu eksploatacji floty statków powietrznych Taniej Linii Lotniczej (rys 5) z uwzględnieniem ograniczeń: struktury lotniskowej, struktury bazy obsługowej.
Rys. 5 Przebieg procesu eksploatacji floty 6 statków powietrznych.
Końcowym efektem ma być aplikacja minimalizująca skutki zakłóceń procesu eksploatacji floty statków powietrznych.
M. Ing. KIERZKOWSKI Artur, University of Technology Wroclaw. Research work concentrates on most important questions related to the specific functioning of low cost airlines. I deal with the optimization of aerial transport processes.
