Aerei cargo

Un aereo da carico (noto anche come aereo da trasporto , cargo , airlifter o aereo cargo ) è un aereo ad ala fissa progettato o convertito per il trasporto di merci anziché per passeggeri. Tali aeromobili di solito non incorporano i servizi per i passeggeri e generalmente dispongono di una o più porte di grandi dimensioni per il carico delle merci. I mercantili possono essere gestiti da passeggeri civili o compagnie aeree cargo, da privati ​​o dalle forze armate di singoli paesi (per gli ultimi velivoli da trasporto militari).

Gli aeromobili progettati per il volo cargo di solito hanno caratteristiche che li distinguono dagli aerei passeggeri convenzionali: una sezione della fusoliera larga / alta, un'ala alta per consentire all'area di carico di sedersi vicino al suolo, numerose ruote per consentire l'atterraggio in luoghi non preparati e una coda montata in alto per consentire il trasporto diretto delle merci all'interno e all'esterno dell'aeromobile.

Entro il 2015, i mercantili dedicati rappresentano il 43% della capacità di 700 miliardi di ATK, mentre il 57% è trasportato nelle stive dell'aereo di linea e Boeing prevede che il trasporto di merci Belly salirà al 63%, mentre le merci specializzate rappresenterebbero il 37% di 1.200 miliardi di ATK nel 2035. La società Cargo Facts Consulting prevede che la flotta globale di cargo aumenterà da 1.782 nel 2019 a 2.920 vent'anni dopo.

Storia

Già nel 1911 gli aeromobili venivano utilizzati per il trasporto di merci sotto forma di "posta aerea". Sebbene i primi velivoli non fossero progettati principalmente come portabagagli, dalla metà degli anni '20 i produttori di aeromobili progettarono e costruirono aerei da carico dedicati.

Nel Regno Unito agli inizi degli anni 1920, fu riconosciuta la necessità che un aereo mercantile trasportasse rapidamente truppe e materiale per pacificare le rivolte tribali nei nuovi territori occupati del Medio Oriente. Il Vickers Vernon, uno sviluppo del Vickers Vimy Commercial, entrò in servizio con la Royal Air Force come primo trasporto di truppe dedicato nel 1921. Nel febbraio del 1923 questo fu messo in uso dal comando iracheno della RAF che pilotò circa 500 truppe Sikh da Kingarban a Kirkuk nel primo ponte aereo strategico di truppe mai visto. Vickers Victorias ha svolto un ruolo importante nell'aereo di risalita di Kabul del novembre 1928 - febbraio 1929, quando hanno evacuato il personale diplomatico e le loro persone a carico insieme ai membri della famiglia reale afgana minacciata da una guerra civile. I Victoria hanno anche contribuito a pioniere delle rotte aeree per gli aerei di linea Handley Page HP.42 di Imperial Airways.

Con il design tedesco della Seconda Guerra Mondiale, l'Arado Ar 232 fu il primo aereo da carico appositamente costruito. L'Ar 232 era destinato a soppiantare le precedenti conversioni del mercantile Junkers Ju 52, ma ne furono costruite solo alcune. La maggior parte delle altre forze ha utilizzato anche le versioni mercantili di aerei di linea nel ruolo cargo, in particolare la versione Skytrain C-47 della Douglas DC-3, che ha servito praticamente con ogni nazione alleata. Un'importante innovazione per la futura progettazione di aeromobili cargo fu introdotta nel 1939, con il quinto e il sesto prototipo dell'aereo da trasporto militare a quattro motori Junkers Ju 90, con il primo esempio noto di rampa di carico posteriore. Questo velivolo, come la maggior parte della sua era, utilizzava un carrello di atterraggio con trascinatore che causava una decisa inclinazione all'indietro quando sbarcava. Questi velivoli introdussero il Trapoklappe , una potente rampa / ascensore idraulico con una scala per il personale centrata tra le rampe della carreggiata del veicolo, che sollevava la parte posteriore del velivolo in aria e permetteva un facile caricamento. Una simile rampa di carico posteriore apparve persino in una forma un po 'diversa sull'aeromobile cargo con motore gemellato Conestoga americano Budd RB-1 Conestoga della fine della seconda guerra mondiale.

L'Europa del dopoguerra ha anche svolto un ruolo importante nello sviluppo della moderna industria del trasporto aereo di merci e merci. È durante il ponte aereo di Berlino al culmine della guerra fredda, quando una massiccia mobilitazione di aerei fu intrapresa dall'ovest per fornire cibo e rifornimenti a Berlino ovest, in un ponte aereo virtuale 24 ore su 24, dopo la chiusura e il blocco dell'Unione Sovietica La terra di Berlino si collega a ovest. Per fornire rapidamente il numero necessario di aeromobili, molti tipi più vecchi, in particolare la Douglas C-47 Skytrain, furono messi in servizio. Durante il funzionamento, è stato scoperto che ci è voluto tanto o più tempo per scaricare questi vecchi modelli come il carrello di atterraggio per triciclo molto più grande Douglas C-54 Skymaster che era più facile muoversi quando atterrato. I C-47 furono rapidamente rimossi dal servizio, e da quel momento in poi i ponti piatti furono un requisito per tutti i nuovi progetti di carico.

Negli anni seguenti l'era della guerra furono introdotti numerosi nuovi velivoli da carico su misura, spesso includendo alcune caratteristiche "sperimentali". Ad esempio, il pacchetto C-82 degli Stati Uniti presentava un'area di carico rimovibile, mentre il fornitore C-123 ha introdotto la fusoliera posteriore ora diffusa / modellazione della coda rovesciata per consentire una rampa di carico posteriore molto più grande. Ma fu l'introduzione del turbopropulsore che permise alla classe di maturare, e persino uno dei suoi primi esempi, il C-130 Ercole, nel 21 ° secolo come Lockheed Martin C-130J, è ancora il metro contro il quale il nuovo trasporto militare vengono misurati i disegni degli aerei. Sebbene progetti più grandi, più piccoli e più veloci siano stati proposti per molti anni, il C-130 continua a migliorare ad un ritmo che lo mantiene in produzione.

Gli aerei da carico "strategici" divennero un'importante classe a parte a partire dalla galassia Lockheed C-5 negli anni '60 e una serie di progetti sovietici simili degli anni '70 e '80, e culminarono nell'Antonov An-225, l'aereo più grande del mondo. Questi design offrono la capacità di trasportare i carichi più pesanti, anche i principali carri armati, a distanze globali. Il Boeing 747 è stato originariamente progettato con le stesse specifiche del C-5, ma in seguito è stato modificato come un design che poteva essere offerto come versione per passeggeri o per tutte le merci. Il "bump" sulla parte superiore della fusoliera consente all'area dell'equipaggio di essere libera dai container che scivolano fuori dalla parte anteriore in caso di incidente.

Quando fu annunciato l'Airbus A380, il produttore originariamente accettò gli ordini per la versione mercantile A380F, offrendo la seconda capacità di carico utile di qualsiasi aereo cargo, superata solo dall'An-225. Un consulente aerospaziale ha stimato che l'A380F avrebbe un carico utile migliore del 7% e una portata migliore rispetto al 747-8F, ma anche costi di viaggio più elevati.

Tipi di aeromobili cargo

Quasi tutti gli aeromobili cargo commerciali attualmente presenti nella flotta sono derivati ​​o trasformazioni di aeromobili passeggeri. Tuttavia, esistono altri tre metodi per lo sviluppo di aeromobili cargo.

Derivati ​​di aeromobili non cargo

Molti tipi possono essere convertiti da aereo di linea in cargo installando una porta di carico del ponte principale con i suoi sistemi di controllo; ammodernamento delle travi del pavimento per i carichi merci e sostituzione delle attrezzature e degli arredi per passeggeri con nuovi rivestimenti, soffitti, illuminazione, pavimenti, scarichi e rilevatori di fumo. Squadre di ingegneria specializzate competono con Airbus e Boeing, dando all'aereo altri 15-20 anni di vita. Aeronautical Engineers Inc. converte Boeing 737-300 / 400/800, MD-80 e Bombardier CRJ200. Bedek Aviation di Israel Aerospace Industries converte il 737-300 / 400/700/800 in circa 90 giorni, 767-200 / 300 in circa quattro mesi e 747-400s in cinque mesi, e sta guardando il Boeing 777, Airbus A330 e A321.Voyageur Aviation Corp situata a North Bay, nell'Ontario, converte il DHC-8-100 in DHC-8-100 Package Freighter Conversion.

Una conversione A300B4-200F costa $ 5 milioni nel 1996, un A300-600F $ 8 milioni nel 2001, un MD-11F $ 9 milioni nel 1994, un B767-300ERF $ 13 milioni nel 2007, un B747-400 PSF $ 22 milioni nel 2006, un A330 -300 P2F è stato stimato a $ 20 milioni nel 2016 e un B777-200ER BCF a $ 40 milioni nel 2017. Evitando l'installazione della porta del ponte principale e basandosi su ascensori più leggeri tra i ponti, LCF Conversions vuole convertire A330 / A340 o B777 per $ 6,5 milioni a $ 7,5 milioni. A metà degli anni 2000, i passeggeri 747-400 costano $ 30-50 milioni prima di una conversione di $ 25 milioni, un B757 doveva costare $ 15 milioni prima della conversione, scendendo a $ 10 milioni entro il 2018 e $ 5 milioni per un 737 Classic, scendendo a $ 2– 3 milioni per un B737-400 entro il 2018.

I mercantili derivati ​​hanno già la maggior parte dei costi di sviluppo già ammortizzati e tempi di consegna prima che la produzione sia più breve di tutti i nuovi aeromobili. Gli aeromobili da carico convertiti utilizzano tecnologie precedenti; i loro costi operativi diretti sono superiori a quelli che potrebbero essere raggiunti con la tecnologia attuale. Poiché non sono stati progettati specificamente per il trasporto aereo di merci, il carico e lo scarico non sono ottimizzati; l'aeromobile può essere pressurizzato più del necessario e potrebbero esserci apparecchi non necessari per la sicurezza dei passeggeri.

Aerei da carico civili dedicati

Un mercantile commerciale dedicato è un velivolo che è stato progettato sin dall'inizio come mercantile, senza restrizioni dovute a requisiti di passeggeri o militari. Nel corso degli anni, si è verificata una controversia relativa all'efficacia in termini di costi di un simile aereo, con alcuni vettori che affermavano che avrebbero potuto ottenere costantemente un profitto se avessero avuto un tale aereo. Per aiutare a risolvere questo disaccordo, la National Aeronautics and Space Administration (NASA) ha selezionato due appaltatori, Douglas Aircraft Co. e Lockheed-Georgia Co., per valutare autonomamente la possibilità di produrre un tale mercantile entro il 1990. Ciò è stato fatto nell'ambito del Studio sui sistemi di trasporto aereo / logistica (CLASSE). Con carichi utili comparabili, si diceva che gli aerei da carico dedicati offrissero una riduzione del 20 percento nel costo del viaggio e una riduzione del 15 percento nel prezzo dell'aeromobile rispetto ad altri aeromobili cargo. Questi risultati, tuttavia, sono estremamente sensibili alle ipotesi sul costo del carburante e del lavoro e, in particolare, alla crescita della domanda di servizi di trasporto aereo di merci. Inoltre, ignora la situazione competitiva causata dai minori costi di capitale dei futuri aeromobili cargo derivati.

Il vantaggio principale del trasporto aereo dedicato è che può essere progettato specificamente per la domanda di trasporto aereo, fornendo il tipo di carico e scarico, pavimentazione, configurazione della fusoliera e pressurizzazione che sono ottimizzati per la sua missione. Inoltre, può sfruttare appieno i risultati ACEE della NASA, con il potenziale di ridurre significativamente i costi operativi e il consumo di carburante. Un sovraccarico così elevato aumenta il prezzo dell'aereo e il suo costo operativo diretto (a causa dei costi di ammortamento e assicurativi) e aumenta i rischi finanziari per gli investitori, soprattutto perché sarebbe in concorrenza con derivati ​​che hanno costi di sviluppo molto più piccoli per unità e che essi stessi hanno incorporato parte della tecnologia di riduzione dei costi.

Aerei cargo civili-militari congiunti

Uno dei vantaggi di uno sviluppo combinato è che i costi di sviluppo sarebbero condivisi dai settori civili e militari e il numero di velivoli richiesti dai militari potrebbe essere ridotto del numero di velivoli di riserva civile acquistati dai vettori aerei e disponibili per i militari in caso di emergenza. Vi sono alcuni possibili inconvenienti, come le restrizioni applicate dallo sviluppo congiunto, le punizioni che sarebbero subite dagli aeroplani civili e militari e la difficoltà di scoprire una struttura organizzativa che autorizzi il loro compromesso. Alcune caratteristiche appropriate per un aereo militare dovrebbero essere respinte, perché non sono adatte per un mercantile civile. Inoltre, ogni aereo dovrebbe portare un certo peso che non avrebbe se fosse progettato in modo indipendente. Questo peso aggiuntivo riduce il carico utile e la redditività della versione commerciale. Ciò potrebbe essere compensato da un pagamento di trasferimento al momento dell'acquisizione o da un pagamento di compensazione di penalità di funzionamento. Ancora più importante, non è chiaro che ci sarà un mercato adeguato per la versione civile o che sarà competitivo in termini di costi con i derivati ​​degli aeromobili passeggeri.

Aereo da carico senza pilota

La rapida domanda di consegna e la crescita del commercio elettronico stimolano lo sviluppo dei mercantili UAV per il 2020:

• La californiana Elroy Air vuole sostituire i camion su rotte inefficienti e dovrebbe pilotare un prototipo di sottoscala;
• Il californiano Natilus progetta un mercantile non spedito transpacifico di dimensioni Boeing 747 e dovrebbe pilotare un prototipo di sottoscala;
• Californian Sabrewing Aircraft prende di mira un piccolo mercantile regionale senza pilota e dovrebbe volare con un veicolo del 65% in autunno 2018;
• L'Accademia cinese delle scienze ha pilotato il suo carico utile AT200 da 1500 kg AT200 nell'ottobre 2017 sulla base del turbopropulsore PAC P-750 XSTOL della Nuova Zelanda
• Il corriere cinese SF Express ha condotto test logistici di emergenza a dicembre 2017 con un UAV TB001 a media quota Tengoen Technologies e ha pianificato un turbofan da otto che trasporta 20 t (44.000 libbre) più di 4.100 nmi (7.600 km)
• Boeing pilotò il suo prototipo di Boeing Cargo Air Vehicle, un velivolo di decollo e atterraggio verticale (eVTOL).

La Dorsal Aircraft di Carpinteria, California, vuole rendere i contenitori ISO standard leggeri parte della sua struttura mercantile senza pilota in cui l'ala, i motori e la coda sono fissati a una fusoliera dorsale. I container di alluminio lunghi 1,5–15,2 m di interconnessione trasportano i carichi di volo, con l'obiettivo di ridurre i costi di trasporto aereo all'estero del 60% e progettano di convertire C-130H con l'aiuto di Wagner Aeronautical di San Diego, esperto di passeggeri- conversioni da carico.

La tecnologia Beihang UAS di Pechino ha sviluppato il suo UAV BKZ-005 ad alta distanza e lungo raggio per il trasporto merci, in grado di trasportare 1,2 t (2.600 libbre) su 1.200 km (650 nmi) a 5.000 m (16.000 piedi). Garuda Indonesia ne proverà tre inizialmente da settembre 2019, prima delle operazioni nel quarto trimestre. Garuda pianifica fino a 100 UAV cargo per collegare regioni remote con aeroporti limitati a Maluku, Papua e Sulawesi.

Oggi

La maggior parte delle conversioni viene effettuata su aeromobili più vecchi non più idonei all'uso da parte dei passeggeri, spesso a causa del cambiamento dei requisiti di sicurezza o di rumore, o quando il tipo di aeromobile è considerato non competitivo nel servizio aereo passeggeri, ma esiste anche un mercato per le nuove costruzioni disegni cargo. Gli aeromobili mercantili hanno normalmente rafforzato i piani delle cabine e l'inclusione di un'ampia porta a cerniera superiore sulla fusoliera del porto oltre all'assenza di finestre della cabina passeggeri che sono "tappate".

Il Boeing 747 può essere ordinato in una versione mercantile con una grande porta anteriore che può essere sollevata sopra la cabina di pilotaggio per il caricamento. Il ponte superiore rigonfio che alloggia la cabina di pilotaggio è stato originariamente progettato per consentire un ponte principale libero e per evitare che il carico schiaccia i piloti in caso di incidente. Le dimensioni interne della fusoliera sono abbinate alle dimensioni di un container standard, impilate due in altezza e due in larghezza.

Altri tipi di configurazioni specializzate di aeromobili civili da carico includono il Canadair CL-44 e il Boeing 747 Large Cargo Freighter, e la coda a conchiglia CASA / IPTN CN-235.

Anche se offerto anche in una variante passeggeri, il Cessna 408 SkyCourier a doppio turbopropulsore, che entrerà in servizio nel 2020, è un progetto a "foglio pulito" sviluppato congiuntamente da Textron Aviation e FedEx Express per trasportare fino a tre container cargo LD3. FedEx sarà il cliente di lancio.

Esempi

Velivoli logistici per posta aerea anticipata e trasporto aereo

Importante "ponte aereo e logistica;" "navi da carico", "navi da posta" e "aerei da posta".

• Avro Lancastrian (posta transatlantica)
• Avro York (Berlin Airlift)
• Boeing C-7000
• Curtiss JN-4
• Douglas M-2

Aeromobili civili cargo / merci

Velivolo leggero

• CASA C-212 Aviocar
• Cessna Caravan - porta merci e pancia integrata
• Cessna 408 SkyCourier - sviluppato congiuntamente con FedEx Express
• Fairchild Swearingen Metroliner
• LET 410
• Shorts 330 - rampa di discesa e stabilizzatore verticale a doppia coda

Aereo da carico militare

Aereo da carico sperimentale

• Hughes H-4 Hercules ("Oca di abete rosso")
• Costituzione Lockheed R6V
• LTV XC-142

confronti