周艷萍

(上海飛機設(shè)計研究院，適航工程中心，上海 201204)

0 引言

每個航空公司的運營都伴隨著高昂的成本代價。如何降低成本，實現(xiàn)高效能運行，已經(jīng)成為航空公司、飛機制造商甚至發(fā)動機制造商都在積極研究探討的一個問題。

成本指數(shù)方法是一種綜合考慮航空公司燃油成本和直接運行成本，使運行總成本達(dá)到最低的一種方法。通過恰當(dāng)?shù)厥褂贸杀局笖?shù)方法，可以顯著地降低航空公司的綜合運行成本。

圖1給出了航空燃油平均價格在1987到2008年間的增長趨勢曲線。

圖1 航空燃油價格走勢

1 航空公司的運行成本

航空公司的運行成本包括直接運行成本和非直接運行成本。直接運行成本和非直接運行成本的差別是:前者和飛行直接相關(guān)，只要航空器起飛，就會有直接運行成本產(chǎn)生;非直接運行成本則是無論飛機是否飛行都會產(chǎn)生的成本。

直接運行成本按類別可以分為固定成本、時間相關(guān)成本和燃油成本。固定成本是指和飛行小時數(shù)或飛行速度沒有關(guān)系的成本，主要包括機場費用、導(dǎo)航費用、航空器保險費用、地面操作費用等;時間相關(guān)成本即指當(dāng)飛行小時數(shù)或速度發(fā)生變化時，費用也會發(fā)生相應(yīng)變化的成本，主要包括租機費用、機組及乘務(wù)員費用、航空器維修費用、旅客服務(wù)費用等。在進(jìn)行成本指數(shù)計算時，只考慮燃油成本及時間相關(guān)成本。

圖2 航空公司主要直接成本

圖2是根據(jù)2001年ICAO的統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出的直接成本示意圖［1］。圖中，占比最大的是燃油，達(dá)27%，其次是飛機維修成本占15%，機組成本占12%。根據(jù)Boeing在2011年的數(shù)據(jù)，燃油成本在直接運行成本的總額中目前已經(jīng)達(dá)到45%左右。

2 成本指數(shù)和經(jīng)濟(jì)速度的意義

正如我們所知道的，當(dāng)航空器以較快的速度飛行時，由于燃油消耗增大使會燃油成本增高。但另一方面，速度的增大使航段的飛行時間減少，從而使飛行時間相關(guān)的成本減低。因而怎樣確定一個合適的飛行速度能使燃油成本及時間相關(guān)成本的總和達(dá)到最小就成為討論的焦點，這就是成本指數(shù)(Cost Index，CI)方法要解決的問題。

圖3中，黑線為燃油成本曲線。紅線為時間相關(guān)成本曲線，藍(lán)線是總成本曲線。最大航程速度MRC對應(yīng)最小的燃油消耗狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)速度ECON對應(yīng)最小的綜合總成本狀態(tài)。成本指數(shù)方法旨在合理給出航空公司運行的成本指數(shù)，根據(jù)飛機的飛行參數(shù)、環(huán)境參數(shù)及成本指數(shù)，確定出ECON速度。

圖3 經(jīng)濟(jì)巡航速度

成本指數(shù)CI定義如下:

CI=單位時間成本($/Fhr)/單位燃油成本

設(shè):CT:單位時間成本 ($/Fhr)

CF:單位燃油成本 ($/lb)

R:飛行距離 (nm)

T:飛行時間(Fhr)，T=R/(a·M)，(a音

速，M:馬赫數(shù))

Q:燃油里程(nm/lb)

F:消耗的燃油(lb)，F(xiàn)=R/Q

CI=CT/(100CF)

時間成本和燃油成本的總和:

C=CT·T+CF·F

=CT·R/(a·M)+CF·R/Q

求最小總成本對應(yīng)的ECON速度:

可見，經(jīng)濟(jì)速度(ECON)是成本指數(shù)CI、高度、重量、風(fēng)等的函數(shù)。當(dāng)CI=0時，經(jīng)濟(jì)速度取值為最大航程速度MRC。目前波音及空客飛機的飛行管理計算機(FMC)都具有ECON速度計算功能。只要將恰當(dāng)?shù)某杀局笖?shù)輸入給FMC，F(xiàn)MC就可以計算出對應(yīng)飛行狀態(tài)下的ECON速度。在ECON速度模式下，飛機會按ECON速度飛行。

下述算例給出某飛機在同一高度層、不同M數(shù)下飛行所產(chǎn)生的各項成本費用及其對比。

航程:100nm

飛行高度:35000ft

重量:14062kg

單位時間成本:1500$/Fhr

燃油價格:1.1$/kg

假設(shè)飛機在不同M數(shù)下飛行，飛行航時、燃油成本、時間相關(guān)成本及總成本的計算結(jié)果如表1，總成本和飛行速度的關(guān)系見圖4。

表1 某飛機不同馬赫數(shù)下直接運行成本對比

圖4 某型飛機在不同M數(shù)下飛行的直接成本對比

可見，在ECON速度下飛行，總成本最小。

3 成本指數(shù)的計算思路

確定成本指數(shù)的一般步驟如下:

1)從公司運行成本數(shù)據(jù)中找出和時間相關(guān)的成本項目;

2)對找出的成本項目進(jìn)行仔細(xì)分析，排除那些看似是時間相關(guān)，實際是固定成本項目或是發(fā)動機循環(huán)/起落相關(guān)的項目;

3)求出所有時間相關(guān)項目的費用總和，計算單位飛行小時費用;

4)確定發(fā)生的燃油成本或價格;

5)計算近似的成本指數(shù)。

在進(jìn)行成本指數(shù)計算時，判明一項成本是否與時間相關(guān)有時會比較困難，一個簡單的原則是如果飛行速度變化，該項費用也會隨之增加或減少，則這項成本就應(yīng)當(dāng)是時間相關(guān)成本。

航空公司運行成本分析中一大部分的工作是進(jìn)行飛機維修/維護(hù)成本和機組成本分析。飛機維修是根據(jù)維修大綱進(jìn)行的，大綱中的項目或是按飛行小時數(shù)、或是日歷時限、或是飛行起落/發(fā)動機循環(huán)數(shù)進(jìn)行計劃。只和飛機的起落次數(shù)或發(fā)動機循環(huán)次數(shù)有關(guān)項目不應(yīng)納入成本指數(shù)計算。對按日歷時限給出的維修或維護(hù)要求，由于使用率不同，飛機發(fā)生損傷的程度有可能不同，產(chǎn)生的維修費用也會不一樣。對這樣的項目應(yīng)考慮納入成本指數(shù)計算。

機組薪酬成本在成本指數(shù)計算中是十分重要的內(nèi)容之一。不同航空公司對機組薪酬可能有不同的公司政策。一般而言，機組工資是按一個約定的飛行小時基數(shù)按階梯計算。在該約定飛行小時數(shù)以下，按固定工資發(fā)放，在其之上，按不同加班小時數(shù)有不同的加班費率。對固定收入部分，不應(yīng)考慮納入成本指數(shù)計算范圍內(nèi)。

對正常情況下機組培訓(xùn)費用，盡管數(shù)額較大，但由于大多數(shù)課程和飛行小時數(shù)沒有關(guān)系，因此也不納入計算范圍內(nèi)。

航空器發(fā)動機的租賃、折舊費用，根據(jù)合同內(nèi)容，如果有使用率約束要求，則應(yīng)考慮納入成本指數(shù)計算。

在成本指數(shù)計算中，有些成本項目要根據(jù)航空公司的具體情況及公司政策來決定是否納入。比如航班晚點引起的額外費用、由于機組工作小時數(shù)限制需要增加機組人數(shù)及相關(guān)培訓(xùn)引起的費用等。

4 使用成本指數(shù)需了解的一些事實

1)由于準(zhǔn)確計算和劃分各項成本費用非常困難，甚至不可能實現(xiàn)，因而在實際運用中航空公司使用的只是近似真實的成本指數(shù)。這種由于成本指數(shù)誤差帶來的成本增加在不同的飛行高度上是不同的。當(dāng)在最佳飛行高度上飛行時，這個增加量最小。

2)對不同的飛行管理計算機提供商，成本指數(shù)的變化范圍在0到99或0到999之間。當(dāng)按MRC速度飛行時，成本指數(shù)為0。

3)在同一航段，使用不同成本指數(shù)對飛行小時數(shù)和燃油消耗有相反的影響。使用大的成本指數(shù)意味著較大的飛行速度，因而航時短、燃油消耗大。在燃油價格高的時候，應(yīng)選用小的成本指數(shù)以實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)飛行。

圖5是B747-400飛機從阿姆斯特丹到浦東，在不同成本指數(shù)下的一個算例。

圖5 成本指數(shù)和燃油消耗及飛行時間的關(guān)系

4)經(jīng)濟(jì)速度模式下，飛行空速會根據(jù)航路風(fēng)的大小進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到節(jié)省費用的目的。順風(fēng)時，真空速會減少，而當(dāng)為逆風(fēng)時，真空速會加大。

5)航空器在不同高度層飛行時，不同成本指數(shù)會引起飛行速度不同程度的變化。高度層越低，成本指數(shù)的差異所引起的速度變化越大。

6)由于燃油價格在不同的地區(qū)、在不同時間段

圖6 ECON模式下空速隨風(fēng)速調(diào)整

圖7 不同飛行高度下成本指數(shù)與飛行速度的關(guān)系

都可能發(fā)生大的波動，對公司運行的每一個航路，按照某個時間固定周期(比如每個月或每季度)，按照當(dāng)?shù)氐娜加蛢r格對成本指數(shù)進(jìn)行定期更新，這樣采取動態(tài)成本指數(shù)的方法可以盡可能多的得到成本指數(shù)的好處。

5 結(jié)束語

由于在計算成本指數(shù)要考慮的因素非常多，要想精確得到成本指數(shù)非常困難，一種推薦的初始使用的簡單方法是找出和長航程速度(LRC)相近似的

ECON速度及對應(yīng)的成本指數(shù)CI，然后在0和該CI

之間選擇一個合適的成本指數(shù)。一開始使用的成本指數(shù)也許不精確，但只要開始實施用成本指數(shù)方法制定飛行計劃，航空公司都可以從中受益。

［1］Roberson B.Fuel Conservation Strategies，Cost Index Explained［J］.AERO Magazine，2007(02).