Vad är markkraftsenheter?

Jag tillbringade femton år på rampen på DFW innan jag började sälja markstödsutrustning. Då kallade vi GPU:er för "vagnarna" och ingen tänkte så mycket på dem. Du kopplade upp kabeln, tryckte på strömbrytaren, väntade på grönt ljus. Gjort. Piloterna kunde köra sina system utan att bränna flygbränsle på marken.

Ett jordaggregat gör precis vad namnet säger. Det ger ett flygplan elektrisk kraft medan motorerna är avstängda. Enkelt koncept. Inte så enkelt utförande.

Här är något de flesta utanför branschen inte inser. Flygplan använder inte samma el som ditt hus. Ditt vägguttag levererar 120 volt vid 60 Hz. Den frekvensen-60 cykler per sekund fungerar bra för kylskåp och luftkonditionering. Men det gör elmotorer tunga.

Vikt dödar dig inom flyget. Varje pund du sparar på motorvikten är ett pund du kan fylla med betalande passagerare eller last. Så flygplansingenjörer gick med 400 Hz redan på 1950-talet. Vid den frekvensen krymper motorer och transformatorer dramatiskt. En 400 Hz motor kan väga hälften av vad en 60 Hz motor väger för samma effekt.

Avvägningen är överföringsförluster. Högre frekvens innebär att mer energi blöder bort över avstånd. Men inne i ett flygplan är avstånden korta. Viktbesparingarna mer än kompenserar.

Detta skapar huvudvärk på marken. Du kan inte bara dra en förlängningssladd från terminalbyggnaden. Flygplatsnätet går på 50 eller 60 Hz som överallt annars. Något måste konvertera den kraften till 400 Hz.

Det där är GPU:n.

Den enkla versionen: en GPU tar vilken strömkälla den än har-dieselmotor, el, batteripaket-och producerar 115 volt AC vid 400 Hz. Eller 28 volt DC för mindre flygplan. Utgången går genom en fettkabel till ett uttag nära flygplanets nos.

Den komplicerade versionen involverar frekvensomvandlare, spänningsregulatorer, skyddskretsar och ungefär tusen saker som kan gå fel klockan 02.00 när ett flyg är försenat och alla skriker.

Jag har sett solid-state-enheter från ITW GSE fungera felfritt i åtta år utan något annat än filterbyten. Jag har också sett helt nya dieselaggregat fatta eld för att någon glömt kolla kylvätskan. Utrustningen är bara så bra som de som underhåller den.

info-672-305

De flesta flygplatser kör en blandning av båda.

Fasta enheter sitter vid grinden. De drar ström från flygplatsens elnät och omvandlar den. Kabeln når flygplanet genom en-uppfällbar grop i betongen eller en slangvinda som är monterad i närheten. Inget dieselavgas. Inga bränslekostnader. Ingen schemaläggningshuvudvärk. Men du är engagerad. Om den enheten går sönder, letar du efter en mobil backup medan passagerare tittar genom fönstret.

Mobila enheter åker på hjulförsedda vagnar. Markpersonal bogserar runt dem med traktorer. Old school-verksamheten skötte allt på det här sättet. Flexibiliteten är verklig. Flygplan parkerar vid ett avlägset stativ utan fast ström? Rulla en mobil enhet dit. Lastoperation på bortre sidan av fältet? Samma affär.

Nackdelarna är också verkliga. Du bränner diesel för att dra dessa saker fram och tillbaka. Mer trafik på rampen innebär fler möjligheter till olyckor. Och någon måste koordinera vilken enhet som går vart. Det låter trivialt tills du har 200 flyg per dag och tre enheter ner för underhåll.

Bro-monterade enheter hänger under jetbryggan. De rör sig med bron, så kabeln är alltid nära flygplansuttaget. Smart lösning. Men mekaniker hatar dem eftersom du inte kan serva enheten medan ett flyg är vid gaten. Försök att förklara för din handledare att du måste ta en bro ur drift under eftermiddagens push.

För tio år sedan var batteridrivna-GPU:er en kuriosa. Bly-syraförpackningar var för tunga och höll inte. Du skulle få kanske tre eller fyra flygplansvarv innan du behöver ladda.

Litiumjärnfosfat förändrade det.

De nyare batterienheterna kan hantera tio eller tolv smala-kroppsvarv på en enda laddning. De väger mindre än hälften av vad bly-syraekvivalenter vägde. Och de är tysta. Jag menar verkligen tyst. Inget dieselbull. Inget avgassystem. Markpersonalen märkte det direkt.

Japan Airlines började köra litiumbatteri-GPU:er på Matsuyama flygplats förra året. De angivna skälen var utsläppsminskningar och buller. Men jag misstänker att den verkliga drivkraften var underhållskostnader. Dieselmotorer behöver oljebyten, filterbyten, insprutningsrengöring. Batteripaket behöver nästan ingenting.

AERO Specialties säljer en enhet med litiumjärnfosfatceller som inte innehåller kobolt. Det är viktigt eftersom koboltförsörjningskedjor är en röra-etiskt och logistiskt. Batterierna överförs också till annan markutrustning när de inte kan hantera den-höga GPU-belastningen längre. Andra-livsanvändning. Smart.

Start Pac har varit på detta sedan 1997. Jim Wurth, en av grundarna, var en Eastern Airlines-pilot som flög helikoptrar efter pensioneringen. Historien säger att han fastnade någonstans med fjärrkontroll när hans MD500-batteri inte kunde dra i kall väderlek. Han konstruerade sin egen startenhet. Hans fru Judith såg affärsmöjligheten. Tjugo-fem år senare har de skickat över 50 000 enheter.

Deras bärbara litiumenheter väger tio pund. Tio. Du kan slänga en i bagageutrymmet som försäkring. Piloter som flyger till okända flygplatser älskar dem.

info-379-213

En Boeing 737 eller Airbus A320 behöver en 90 kVA-anslutning. En Boeing 777 behöver två. Uttaget på en smal-kropp sitter cirka två meter från marken. Breda-kroppar sätter dem närmare tre meter, så du behöver en stege.

Underdimensionering är farligt. Att betala för mycket för kapacitet du inte behöver är bara slöseri.

Jag har sett operatörer köpa den största tillgängliga enheten eftersom de trodde att den skulle täcka allt. Då klagade de på bränsleförbrukning eller laddningstider. Du vill ha rätt verktyg, inte det största verktyget.

Zürichs flygplats publicerade data för några år sedan som jämförde utsläpp från flygplans hjälpkraftenheter mot markkraft. APU producerar ungefär tio gånger mer CO2 per timme. Tio gånger.

EU:s batteriförordning som börjar träda i kraft kräver att tillverkare deklarerar produktionens koldioxidavtryck. Det kommer att driva på upphandlingsbeslut. Flygbolag och flygplatser som spårar scope 3-utsläpp behöver dessa uppgifter.

Diesel GPU:er försvinner inte imorgon. Men riktningen är tydlig. Varje stor tillverkare utökar sina el- och batteriprodukter. ITW GSE, TLD, AERO Specialties-alla.

info-332-127

Ta reda på dina faktiska behov först. Hur många grindar? Vilka flygplanstyper? Hur många varv per dag? Hur ser din elektriska infrastruktur ut?

Fasta-solid-state-enheter är meningsfulla för grindar med hög-trafik med bra kraft. Batterienheter fungerar bra för avlägsna stativ eller operationer där du inte kan köra elektrisk infrastruktur lätt. Diesel har fortfarande en plats för reservkraft eller platser med opålitliga nät.

Köp inte baserat enbart på specifikationsbladet. Prata med operatörer som kör samma utrustning. Fråga om fellägen och reservdelstillgänglighet. En enhet som presterar vackert i tillverkarens testanläggning kan kämpa i Phoenix sommarvärme eller Minneapolis vinterkyla.

Och budget för träning. Jag har sett dyr utrustning skadad eftersom ingen lärde rampagenterna hur man korrekt ansluter kabeln. Interlock-LED finns av en anledning.