Nowoczesne maszyny do zimowego utrzymania płyty lotnisk z elektroniką BODAS Bosch Rexroth

fot. Interfejs graficzny na panelu BODAS DI4 firmy Bosch Rexroth w VAMMAS CSBH 3600.

Utrzymanie pełnych zdolności operacyjnych portu lotniczego zimą to duże wyzwanie technologiczne, organizacyjne oraz finansowe. W okresie zimowym pracownicy lotniska wykorzystują różnorodne maszyny, aby pasy startowe, drogi kołowe, miejsca postojowe oraz drogi dojazdowe na obszarze lotniska nie były pokryte śniegiem, były odpowiednio przyczepne a betonowa nawierzchnia pokrywająca te powierzchnie nie ulegała szybkiej degradacji. Każdy błąd może doprowadzić do przesunięcia lub odwołania lotów, a każde niedopatrzenie do niebezpiecznej sytuacji.

Do usuwania suchego śniegu wykorzystuje się pługi odśnieżne wyposażone w poliuretanowe zgarniacze, odśnieżarki, dmuchawy oraz zamiatarki do usuwania jego pozostałości. Jednak w warunkach polskich, gdzie opady śniegu nie są duże, za to bardzo często dochodzi do oscylacji temperatury wokół 0°C i przechodzenie przez punkt zamarzania, największym zagrożeniem dla ruchu lotniczego jest oblodzenie, dotykające zarówno samych samolotów jak i powierzchni płyty lotniska.

Oblodzenie w przypadku samolotu zwiększa jego opór czołowy i masę, wpływa na działanie czujników oraz blokuje ruchome elementy sterowe skrzydeł. Oblodzony samolot nie może latać. W przypadku nawierzchni płyty oblodzenie zmniejsza przyczepność, a przez to uniemożliwia samolotom bezpieczne lądowanie. Oblodzone lotnisko nie może przyjmować samolotów.
Do walki z oblodzeniem płyty lotniska wykorzystuje się polewarki rozprowadzające chemiczne środki odladzające w postaci płynnej (octan potasu, mrówczan potasu) oraz posypywarki, rozprowadzające środki w postaci stałej - granulaty (octan sodu, mrówczan sodu). Środki te topią lód oraz zapobiegają jego powstawaniu na zabezpieczonych powierzchniach.

Rys. 1. Oczyszczarka kompaktowa VAMMAS CSBH 3600 z firmy Dobrowolski sp. z o. o.

W IV kw. 2019 roku firma Dobrowolski sp. z o. o. dostarczyła dwa nowoczesne, uniwersalne pojazdy do utrzymania zimowego lotnisk oparte na podwoziu Mercedes Arocs:

• Oczyszczarka kompaktowa VAMMAS CSBH 3600 (Rys. 1) - pojazd wyposażony w polewarkę o zasięgu 12 m, zamiatarkę, dmuchawę oraz pług odśnieżny dla Międzynarodowego Portu Lotniczego im. Jana Pawła II Kraków-Balice,
• Polewarko-posypywarka lotniskowa PPL (Rys. 2) - pojazd wyposażony w polewarkę ramienną i posypywarkę o zasięgu 26 m dla Lotniska Chopina w Warszawie.

W obu pojazdach układ sterowania systemem polewania, oparty o sterownik programowalny BODAS RC12-10/30 i wyposażony w ekran HMI BODAS DI4-M-STD10 firmy Bosch Rexroth, został zaprojektowany i wykonany przez General Robotics sp. z o.o.

Rys. 2. Polewarko-posypywarka lotniskowa PPL firmy Dobrowolski sp. z o.o.

Oczyszczarka kompaktowa VAMMAS CSBH 3600

Układ spryskiwania maszyny złożony jest z szeregu spryskiwaczy zamontowanych w świetle pojazdu, zdolnych pokrywać środkiem odladzającym pas o szerokości do 12 m, przy gramaturze od 5 do 40 g/m2 i prędkości jazdy do 40 km/h. Pojazd wyposażony jest w zbiornik cieczy odladzającej o pojemności 4 000 l.

System sterowania, automatycznie utrzymuje zadaną gramaturę polewania, niezależnie od prędkości jazdy pojazdu i aktualnej szerokości polewania. Aby było to możliwe, sterownik BODAS RC12-10/30 mierzy ciśnienie oraz przepływ w układzie hydraulicznym środka odladzającego oraz pobiera prędkość pojazdu z systemu GPS. System steruje w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego otwarciem zaworu regulacyjnego, a także reguluje prędkość obrotową pompy środka odladzającego oraz kontroluje działanie poszczególnych sekcji spryskiwaczy.

Dzięki zastosowaniu bardzo dokładnego modułu GPS produkcji General Robotics sp. z o. o., działającego w trybie moving base i dostarczającego informacje o pozycji maszyny z dokładnością do 3 cm, możliwy jest bieżący zapis w pamięci, które obszary płyty lotniska zostały już pokryte środkiem odladzającym. W momencie, gdy operator maszyny przejeżdża kolejny raz nad tym samym miejscem, odpowiednie sekcje spryskiwaczy są wyłączane, aby drugi raz nie pokryć tego samego miejsca i zmniejszyć zużycie drogiego środka odladzającego.

Rys. 3. Interfejs graficzny na panelu BODAS DI4 firmy Bosch Rexroth w VAMMAS CSBH 3600.

Do sterowania systemem służy zamontowany w kabinie panel operatorski BODAS DI4-M-STD10, na który przygotowano oprogramowanie oraz interfejs graficzny umożliwiający kierowcy szybkie i intuicyjne dobieranie parametrów i trybu polewania, kontrolę procesu, podgląd liczników oraz usuwanie zapisanej mapy polewania (Rys. 3). W trybie polewania wspomaganego systemem GPS operator może także w czasie rzeczywistym kontrolować, czy nie najeżdża na wcześniej pokryte obszary.

Polewarko-posypywarka lotniskowa PPL

Układ spryskiwania maszyny złożony jest z szeregu spryskiwaczy zamontowanych na ruchomych, łamanych ramionach. Zdolny jest pokrywać środkiem odladzającym pas o szerokości do 26 m, przy gramaturze od 5 do 50 g/m2 i prędkości jazdy do 40 km/h. Pojazd wyposażony jest w zbiornik cieczy odladzającej o pojemności 6 500 l. Podobnie jak w pojeździe CSBH 3600, układ sterowania automatycznie utrzymuje zadaną gramaturę polewania.

Ramiona, na których zamontowane są spryskiwacze, w pozycji do jazdy, umieszczone są po bokach pojazdu nad tylnymi kołami i utrzymywane przez zamki. Podczas rozkładania, ramiona w pierwszej fazie rozkładają się na boki do tyłu, następnie są opuszczane do pozycji roboczej oraz rozkładane są ich końcówki. Końcówki ramion mogą być także niezależnie podnoszone, aby pojazdem można było łatwiej manewrować nie przerywając polewania. Aby zapewnić bezpieczne działanie sekwencji składania i rozkładania ramion, sterownik BODAS RC12-10/30 kontroluje sygnały z czternastu czujników indukcyjnych oraz steruje dziesięcioma elektrozaworami.

Rys. 4. Interfejs graficzny na panelu BODAS DI4 firmy Bosch Rexroth w polewarko-posypywarce PPL.

Do sterowania tym systemem służy zamontowany w kabinie panel operatorski BODAS DI4-M-STD10, na który przygotowano oprogramowanie oraz interfejs graficzny umożliwiający kierowcy szybkie i intuicyjne dobieranie parametrów i trybu polewania, kontrolę procesu oraz podgląd liczników (Rys. 4). Do sterowania składaniem i rozkładaniem ramion polewarki służy osobny panel z joystickiem. W trakcie manipulacji ramionami, na ekranie panelu operatorskiego operator może obserwować stan aktualnego ruchu w postaci animacji.

Układ posypywarki maszyny pozwala rozrzucać chemiczne środki odladzające w postaci stałej oraz dodatkowo zwilżać je płynnym środkiem odladzającym, co ułatwia stałym cząstkom utrzymanie się na nawierzchni podczas silnego wiatru. Dwa rozrzutniki talerzowe pozwalają pokryć środkiem odladzającym pas o szerokości do 26 m przy gramaturze od 5 do 40 g/m2. Pojazd wyposażony jest w zbiornik o pojemności 10 m3. System sterowania automatycznie utrzymuje zadaną gramaturę posypywania, niezależnie od prędkości jazdy pojazdu i wybranej szerokości posypywania.

Podsumowanie

Dzięki ścisłej współpracy ze służbami meteorologicznymi, polewarka jest w stanie pokryć płytę lotniska środkiem odladzającym jeszcze przed nadejściem przymrozku, co znacząco ułatwia ciągłe utrzymanie dostępności operacyjnej lotniska w sytuacji sprzyjającej oblodzeniu. W polskich warunkach, kiedy opady śniegu stają się rzadkością, ale ryzyko oblodzenia występuje przez dużą część roku, maszyny rozprowadzające chemiczne środki odladzające stają się podstawowym narzędziem umożliwiającym stałe funkcjonowanie portu lotniczego. Ze względu jednak na wysoki koszt chemicznych środków odladzających, ważne jest, aby maszyny te były w stanie precyzyjnie je dozować i utrzymać zadaną gramaturę pokrycia powierzchni, niezależnie od prędkości jazdy maszyny, a także aby były w stanie samoczynnie wyłączać polewanie podczas przejazdu nad już zabezpieczoną powierzchnią. Dzięki podzespołom elektronicznym z platformy BODAS firmy Bosch Rexroth oraz inżynierom General Robotics Sp. z o.o. udało się to osiągnąć.