3. Sistemas de Combustible
El sistema de combustible en un avión
tiene por objeto almacenar, distribuir y
dosificar el combustible usado en sus
motores. Estos sistemas según el
medio por el cual se produce la
alimentación, se clasifican en
sistemas de alimentación ya sea por
gravedad ó por presión.
4. Por Gravedad. Este tipo de alimentación es el más
sencillo, es más utilizado por aviones pequeños con
motores de poca potencia, éstos aprovechan para su
funcionamiento la diferencia de presión creada por la
altura del tanque de combustible sobre el carburador.
Por deducción se comprenderá que el tanque de
combustible, que normalmente se encuentra alojado en
las alas hace que el sistema de alimentación por
gravedad puede ser utilizado solo para aquellos aviones
de ala alta. Este sistema de alimentación tiene ciertas
ventajas, siendo la principal la simplicidad del mismo.
Además como las presiones causadas por la diferencia
del nivel son mínimas el sistema no necesita ser de gran
resistencia. Tiene el inconveniente de solo permitir flujos
limitados de combustible, debido a la baja presión de
operación, además de que ésta presión es afectada por la
actitud del avión.
5. Componentes principales de éste sistema:
1. Tanque de combustible normalmente metálico.
2. Boca de llenado y boca de salida.
3. Tubería de ventilación.
4. Indicadores de cantidad
de combustible.
5. Tubería de alimentación al motor.
6. Válvula de cierre y filtro.
7. Válvulas de purga que se encuentran
en el tanque en su parte inferior,
éstas tienen como objetivo drenar
el agua e impurezas que contenga
el combustible.
6. Sistema de Presión. El desarrollo de motores de gran
potencia y los factores de diseño de los aviones modernos
obligaron al uso de sistemas de combustible alimentados
por presión. En efecto en la mayor parte de los aviones
modernos es necesario el uso de una o varias bombas de
presión para obligar al combustible a fluir desde el tanque
hacia el motor, no importa que esté a un nivel inferior ó a
gran distancia del carburador.
9. • Integral
• Removible
Tipos de Tanque
Tanque Integral. Están constituidos por la propia estructura
del ala y desde luego no pueden ser retirados de su
alojamiento, éste tipo de tanques tienen la ventaja de no
alterar en alto grado el diseño del ala donde están alojados, su
desventaja consta en sellar perfectamente todas las juntas,
con el objeto de evitar fugas.
Tanque Removible. Están constituidos por un recipiente
completamente independiente de la estructura donde va
alojado y puede quitarse del avión para ser reparado.
10. Componentes del Sistema de
Combustible
Bombas Auxiliares. Estas bombas normalmente son
accionadas por motores eléctricos, pueden ser de tipo
centrífugo ó de paletas sumergidas ó externas al tanque,
teniendo por objeto levantar una presión positiva de
alimentación a las bombas del motor, en las bombas
centrífugas su presión es regulada por la velocidad del
motor que las impulsa y en las bombas de paleta por una
válvula reguladora de presión.
11. Bombas de Motor. Pueden ser de paleta ó de
engranes, son actuadas por el propio motor del
avión a través de sus engranes, por lo anterior
éstas bombas tienen su capacidad en volumen y
presión dependiente de la velocidad de giro del
motor y requieren de una válvula reguladora para
mantener una presión constante de alimentación
al carburador.
12. Filtros de Combustible. Estos filtros son
elementos destinados a atrapar las impurezas
que pueda contener el combustible para evitar
que éstas lleguen al carburador y obstruyan los
ductos del mismo.
13. Selectora de Combustible. Después de las
bombas auxiliares se encuentra a las válvulas
selectoras de combustible, mandadas desde la
cabina por medios mecánicos ó eléctricos y que
tiene por objeto permitir la selección de los
tanques de combustible de los cuales se está
suministrando el combustible al motor.
14. Sistema de Alimentación Cruzada. Este
sistema tiene por objeto permitir la alimentación
de combustible hacia el motor desde un tanque
en específico cuando exista un desbalance entre
ambos tanques.
15. Válvulas de Cierre de Emergencia. Estas están
destinadas a cerrar el flujo de combustible en
caso de incendio del motor ó cuando éste haya
sido perfilado, se encuentran instaladas en el
corta-fuego de cada uno de los motores.
16. Carburador de Flotador. El carburador es el elemento destinado
para medir la cantidad de aire que pasa por el y dosifica el
combustible necesario para proporcionar la mezcla correcta Aire-
Combustible en el motor, no importa las condiciones de altitud ó de
potencia que se le esté exigiendo en un momento determinado,
también permiten a los pilotos seleccionar la potencia necesaria
para las distintas operaciones, como también, dentro de un rango
limitado, incrementar la riqueza de la mezcla, en circunstancias
especiales, como son potencia máxima ascenso ó descenso.
Estos cuentan con un mecanismo dosificador de combustible que
está dividido en dos sistemas secundarios el de baja y el de alta y
también puede atomizar el combustible.
17.
18. Sistema de Aire Caliente al
Carburador
Una de las desventajas del carburador de flotador es su
tendencia a la formación de hielo. El hielo en el
carburador ocurre debido al efecto de la vaporización del
combustible y la disminución de la presión del aire en el
venturi que causa una baja en la temperatura dentro del
carburador. Si el vapor de agua se condensa cuando las
condiciones sean las adecuadas se formara hielo en las
superficies internas del carburador incluyendo la
mariposa.
19.
20. La primera indicación de hielo en el carburador
será un descenso en las RPM´s del Motor (en
hélices de paso fijo) con el motor tosiendo
posteriormente, aunque el hielo se podrá formar
en cualquier fase del vuelo es particularmente
peligroso en condiciones de baja potencia, como
en un descenso. Para combatir los efectos del
hielo en el carburador, los motores con emplean
un sistema de aire caliente al carburador que
calienta el aire antes de que entre a este,
previniendo que se forme hielo en el carburador o
removiendo la existencia de este.
21. Cuando es activado el sistema, ocurre una
disminución de las RPM’s del motor debido a
que el aire caliente es menos denso que el aire
más frio con el cual fue hecha la carburación,
esto enriquece la mezcla. Si existiera hielo en el
carburador gradualmente subirán las RPM’s del
motor conforme el hielo se va removiendo del
carburador.
22. Ventajas
Son de bajo costo.
Son muy sencillos.
Proporcionan una operación simple y exenta de
fallas.
Desventajas
Tienen gran tendencia a la formación de hielo.
Se afectan por la actitud de vuelo.
Solo son capaces de alimentar a motores de baja
potencia.
23. Sistemas Fuel Inyection
Estos sistemas nacieron de la necesidad de
obtener más potencia en los motores, hacer
independiente el flujo de combustible de la
actitud de la aeronave y, primordialmente,
reducir el peligro de formación de hielo en los
carburadores, así se tiene que la descarga de
combustible se efectúa a una presión mucho
más elevada que en los carburadores de
flotador, con lo que se logra una atomización
más efectiva de combustible y por lo tanto una
mezcla homogénea de aire- combustible, no
importa el régimen a que se encuentre
operando el motor.
24.
25. Ventajas
Más potencia a los motores.
Flujo independiente de combustible al
motor.
No importa la actitud de vuelo.
Poca tendencia a la formación de hielo.
Flujo constante de combustible.
26. Sistema Eléctrico
Todos los aviones están equipados
con sistema de 14 o de 28- Volts de
corriente directa, un sistema básico
consta de:
Alternador/generador con switch
Regulador/rectificador
Batería con switch
Barra de alimentación
Fusibles e interruptores de circuito
El alambrado eléctrico necesario
27.
28. Sistema de Ignición
El motor de pistón transforma la energía
contenida en el combustible en energía
mecánica gracias a la combustión de la
mezcla de aire-combustible en los
cilindros. Esta combustión se genera por
una chispa que salta en las bujías en el
momento preciso iniciando la combustión,
la función del sistema de encendido
consiste en generar la energía que hace
saltar la chispa.
29. Los sistemas de encendido se clasifican en
sistemas de magneto y en sistemas de batería y
bobina. El encendido por magneto suele ser
utilizado en motores aeronáuticos y de bobina y
batería en motores automóvil, el funcionamiento de
ambos sistemas es similar en sus principios
básicos, el sistema de magneto es autosuficiente y
requiere solo de las bujías y los cables
conductores.
30. La ventaja del encendido por magnetos es ser un
sistema autónomo es decir no depende de
ninguna fuente externa de energía como el
sistema eléctrico (batería y generador) ésta
autonomía posibilita que aunque el sistema
eléctrico del avión sufra alguna avería en vuelo,
el motor funcione con normalidad pues los
magnetos continúan suministrando la energía
necesaria para la ignición, los magnetos generan
una chispa más poderosa a mayores velocidades
del motor que la generada por el sistema de
batería y bobina de los automóviles.
31. El sistema de ignición se compone de magnetos,
bujías, distribuidor y los cables de conexión
(generalmente son blindados).
El conjunto funciona de forma sincronizada con
los movimientos del cigüeñal para hacer saltar la
chispa en el cilindro correspondiente (el que está
en la fase de combustión) y en el momento
adecuado.
32. Magneto
Un magneto es un generador de corriente diseñado para
generar un voltaje suficientemente alto para hacer saltar una
chispa en la bujía, por medio de la descarga de un condensador
y así provocar la ignición de los gases comprimidos en un motor
de combustión interna.
El Magneto está compuesto de un rotor imantado que es
accionado por el movimiento del motor este al girar induce una
corriente que carga el capacitor (por medio de un embobinado
de cable grueso con pocas vueltas), un ruptor interrumpo el
circuito en el momento que la corriente alcanza su máximo
valor. El capacitor descarga la corriente almacenada y esta
induce en el embobinado secundario (compuesto de un
embobinado de cable fino con amplio número de vueltas) un
voltaje muy elevado que es distribuido a la bujía para la ignición
de la mezcla en el momento preciso.
33.
34. Doble Encendido
Todos los motores aeronáuticos están equipados
con un sistema de doble encendido, compuesto
por dos magnetos independientes que
suministran corriente eléctrica a dos bujías en
cada cilindro (un magneto suministra corriente a
un juego de bujías y el otro magneto a otro juego
de bujías) todo es por seguridad y eficiencia.
Nota: Si falla un sistema de magneto, el motor
puede funcionar con el otro hasta que pueda
realizarse un aterrizaje seguro.
35. Dos bujías en cada cilindro no solo dan mayor seguridad
sino que además mejoran la combustión de la mezcla al
realizarse esta con dos chispas al mismo tiempo,
permitiendo un mayor rendimiento.
36. Forma de Arranque de motor.
En el panel de instrumentos, hay un interruptor de
arranque/starter accionado por medio de una llave el cual tiene
cinco posiciones:
Off Apagado.
R Right (Derecho). Solo el magneto derecho suministra
corriente a su juego de bujías.
L Left (Izquierdo). Solo el magneto izquierdo suministra
corriente a su juego de bujías.
Both Ambos. Los dos magnetos suministran corriente a su
juego de bujías.
Start Arranque. Acciona la marcha que arranca el motor.
37. Para generar electricidad los magnetos deben girar. Así que
para poner en marcha el motor el piloto acciona el arranque
(llave en START), que es alimentado por la batería, con la cual
se hace girar al cigüeñal y éste a su vez hace girar a los
magnetos. Una vez que comienzan a girar los magnetos
producen corriente y hacen saltar en las bujías la chispa que
inflama la mezcla en los cilindros. En el momento que el motor
comienza a girar por sus propios medios (explosión en los
cilindros), el piloto suelta la llave la cual se vuelve a poner en
BOTH (ambos), quedando desactivado el sistema de arranque.
El motor sigue su ciclo de trabajo, con el sistema de encendido
alimentado por la corriente generada por los magnetos gracias
al giro del motor, así que la batería ya no juega ningún papel en
el funcionamiento del motor.
38. Prueba de Magnetos
Para asegurar que el sistema dual de
encendido funciona correctamente, se
debe comprobar el sistema en la fase
de prueba de motor antes del
despegue. Antes de realizar este
procedimiento se debe asegurar que
la temperatura y la presión de aceite
estén dentro de valores normales
(arco verde)
39. El procedimiento consiste en:
1. Ajustar la potencia al régimen indicado por el fabricante entre
1700 y 2000 RPM dependiendo del avión.
2. Mover la llave de la posición BOTH hasta la posición LEFT,
checando en el tacómetro la caída de RPM´s que no deben de
exceder las indicadas por el fabricante (normalmente entre 75 y
100 RPM´s).
3. Terminado el chequeo del magneto LEFT se regresa la llave a
la posición BOTH recuperando las RPM´s originales.
4. Una vez en la posición BOTH y ya recuperadas las RPM´s se
mueve la llave a la posición RIGHT checando en el tacómetro la
caída de RPM´s no exceda las indicadas por el fabricante
(normalmente entre 75 a 100 RPM).
5. Una vez checado el magneto RIGHT se regresa la llave a la
posición BOTH, recuperando las RPM´s originales.
40. Apagado de Motor
1. Se mueve la palanca de la mezcla
de combustible a la posición de
mezcla pobre para interrumpir la
alimentación de combustible al
motor.
2. Una vez que la hélice dejó de girar
es cuando se lleva la llave a la
posición OFF.
41. De ésta manera se garantiza que no queda
combustible en los cilindros, lo cual podría ser
que el motor se pusiera en marcha si alguien
mueve accidentalmente la hélice con la llave de
encendido puesta aún cuando el interruptor
eléctrico principal (MASTER), esté apagado.
42. Instrumentos
Para reconocer de una manera más rápida los instrumentos
se han dividido como sigue:
Elemento Sensitivo.
Elemento Transmisor.
Elemento Indicador.
Los Instrumentos
están formados por
Instrumentos de Vuelo.
Instrumentos de Motor.
Instrumentos de Navegación.
Instrumentos Varios.
Los Instrumentos se dividen en
43. Sistema Pitot-Estática. El sistema pitot-estático está compuesto
principalmente por una toma de presión estática y un tubo pitot
junto con las líneas de presión. A través del tubo pitot, se obtiene
presión de impacto o dinámica y mediante el puerto estático, se
obtiene presión estática.
Gracias a estas dos presiones el Altímetro, el Velocímetro y el
Indicador de Velocidad Vertical pueden funcionar.
La Presión Estática (Static Air) es la presión atmosférica en la que
se encuentra el avión, ya sea en tierra o volando. Esta se registra
mediante la toma de estática (Salero).
Instrumentos de Vuelo
44. La Presión Dinámica (Ram Air) es la que, debido
al movimiento del avión, se presenta como aire
de impacto y es registrada por el Tubo Pitot que
muchas veces es calentado para evitar su
obstrucción por hielo.
45. Altimetro. Es un instrumento de vuelo muy importante ya
que indica la altitud del avión en todo momento. Es
esencialmente un barómetro aneroide que mide la presión
atmosférica desde la toma estática de la aeronave y la
indica en unidades de longitud (pies), se basa su
funcionamiento en que la presión varía inversamente con
la altitud, sería un instrumento perfecto si la presión
atmosférica permaneciera constante a los diferentes
niveles de la atmósfera pero no es así. En la carátula del
altímetro a un costado de las manecillas aparece una
ventanilla que tiene una escala barométrica (ventana de
Kollsman) y sirve para que el piloto realice correcciones
por variaciones de presión, con el fin de que el
instrumento de una lectura que se aproxime o sea igual a
la altitud del avión.
46. Errores del Altímetro. Cuando la temperatura del aire
dentro del cual se desplaza el avión sea inferior a la
temperatura que en la atmósfera tipo corresponde al
mismo nivel, la altitud indicada será mayor que la altitud
verdadera, y cuando la temperatura ambiente sea
superior a la temperatura estándar (ISA), sucederá lo
contrario.
47. Velocímetro. Este se utiliza para indicar la velocidad que
tiene el avión con respecto a la masa de aire en que se
desplaza (IAS) y está calibrado de acuerdo con las
condiciones de la atmósfera tipo, midiendo la diferencia de
Presión entre la toma estática y la dinámica (Tubo Pitot).
Solamente indica la velocidad relativa correcta del avión
cuando al nivel de vuelo en que se desplaza las
condiciones de presión, temperatura de la ISA corresponde
al nivel del mar.
48. Vs0. Velocidad de Desplome o Velocidad Mínima de Vuelo en
configuración de aterrizaje al máximo peso de aterrizaje de la
aeronave.
Vs1. Velocidad de Desplome o Velocidad Mínima de Vuelo en
configuración de despegue al máximo peso de despegue de la
aeronave.
Arco Blanco. Representa el rango operativo de los flaps.
Vfe. Es la velocidad máxima con flaps extendidos.
Arco Verde. Es el rango de velocidad de operación normal de la
aeronave.
Vno. Velocidad límite de operación normal, no se debe exceder
esta velocidad en aire turbulento o realizar maniobras bruscas.
Arco Amarillo. Es el rango de velocidad que indica precaución
Vne. Velocidad Nunca-Exceder. Operar por arriba de esta
velocidad ocasionara daños o una falla estructural de la
aeronave.
49. Indicador de Velocidad Vertical. (Climb) Este mide el régimen
de cambio de altitud ya sea hacia arriba ó hacia abajo en cientos
de pies por minuto, es decir que tan rápido está aumentando o
disminuyendo la presión atmosférica. Contiene un diafragma en
su interior, está conectado libremente a la fuente de presión
estática.
50. Horizonte Artificial. Este proporciona una referencia constante
del horizonte terrestre, el avión miniatura y el horizonte artificial
del indicador dan al piloto una simulación de lo que sucede en el
vuelo. Con el uso este instrumento el piloto puede medir la
magnitud del ángulo de viraje, mantener el ángulo apropiado de
planeo durante la aproximación al efectuar un aterrizaje.
51. Indicador de Viraje e Inclinación. (Turn and Bank) Este nos
señala cuando el avión vuela recto o si se aparta de la recta, si
el viraje se efectúa lentamente la aguja se desplaza a una
corta distancia. La inclinación de la aguja será tanto mayor
cuanto más rápido vire, así que el instrumento no solamente
indica
hacia donde es el viraje sino también a la velocidad a la que
éste se hace, por otro lado también indica si se está haciendo
un viraje coordinado (bola al centro), si se está derrapando o si
se está hundiendo en el viraje.
52.
53. Giro Direccional. El uso más común del giro direccional es para
indicar el rumbo ó dirección en el que se está volando, también
se usa para registrar la magnitud de los virajes y esta graduado
en 360º.
54. Instrumentos de Motor
Tacómetro. Es el instrumento que sirve para indicar el
número de revoluciones por minuto que da el cigüeñal del
motor en hélices de paso fijo o las revoluciones de la hélice
en aeronaves con paso variable.
55. Manómetro de Presión de Admisión. Este se usa cuando el
motor tiene hélice de paso variable o cuando es
sobrealimentado y registra la presión absoluta dentro del
múltiple de admisión cuando la mezcla de aire-combustible está
siendo forzada dentro de los cilindros.
56. Manómetro de Aceite del Motor. Este instrumento sirve para
indicar la presión de aceite dentro del motor, una baja indicación
puede ser motivo de una fuga de aceite, de un bajo nivel del
mismo o que la bomba de aceite no está generando suficiente
presión para circular el aceite dentro del motor, en este caso habrá
que cortar el motor en cuanto antes para prevenir un daño en el
motor por falta de lubricación del mismo. Por el contrario si existe
una alta presión de aceite indicara una línea obstruida o una
excesiva cantidad de aceite dentro del sistema.
57. Termómetro de cabezas de cilindro. Este instrumento registra
la temperatura de las cabezas de los cilindros del motor que será
indicativo del buen funcionamiento del mismo. En algunas
aeronaves solo registra la temperatura del cilindro más caliente
(por lo regular el que está en la parte trasera del motor, ya que el
enfriamiento por aire de impacto es menor en esta zona),
mientras que en otras aeronaves se puede seleccionar cada
cilindro para ver su temperatura.
58. Temperatura de los gases de escape. Este instrumento indica al
piloto la calidad de la mezcla que ésta usando, entre mayor sea la
cantidad de combustible menor será la temperatura de los gases
de escape, ya que la combustión será menos eficiente, esto
adicional al enfriamiento provisto por el combustible, entre más
pobre sea la mezcla más violenta será la combustión y menos
será el enfriamiento dando como resultado una temperatura de
los gases de escape mayor. Su funcionamiento es por
resistencias eléctricas.
59. Temperatura del aceite. Este indicador registra la
temperatura del aceite que sirve de referencia a la
temperatura de operación del motor, puesto que en la
mayoría de éstos aviones son de colector húmedo y por lo
tanto el motor sirve como depósito de aceite.
60. Amperímetro/Voltímetro. Estos dos instrumentos le indican al
piloto cuando su fuente de energía eléctrica trabaja
correctamente, el Amperímetro registra la corriente que está
suministrando el generador mientras que el Voltímetro indica el
voltaje que al mismo generador está suministrando.
61. Indicador de Succión. Este marca la succión en la que están
trabajando los instrumentos giróscopos en pulgadas de Hg,
entre 4 y 6 pulgadas está operando perfectamente (arco verde)
los instrumentos son: Horizonte Artificial y Giro direccional. El
Sistema de Vacío es el encargado de generar la succión
necesaria para el funcionamiento de los instrumentos de vuelo
de vacío (horizonte, direccional giroscópico, turn coordinator...)
El vacío puede ser generado por una bomba de vacío acoplada
al motor o bien por un Venturi. El Venturi se instala en la parte
exterior de la aeronave y alineado con el eje longitudinal. Al
circular aire por el Venturi se crea una succión en su toma de
presión que conectada a los instrumentos de succión hacen girar
los tambores giroscópicos internos. Es necesario instalar un
regulador de vacío y un filtro de aire para el correcto
funcionamiento del Sistema de Vacío. El manómetro de vacío
permite verificar que todo el sistema funciona correctamente
62. Bomba de Vacío Se acopla al
motor y genera la succión
necesaria para el funcionamiento
de los instrumentos instrumentos
de vacío.
Regulador de vacío Mantiene constante la
presión de vacío a la salida del regulador
Filtro de Vacío Se instala a la entrada del
sistema de vacío y filtra las que dañarían los
instrumentos de
de vacío
63. Instrumentos de Navegación
Brújula de Compás. Es un instrumento que contiene un
elemento que dentro de sus limitaciones de error siempre
se orienta al Norte indicando la dirección del avión en que
va volando.
64. VOR. Very High Frequency Omnidirectional Radio Range. Consta
de dos equipos, un transmisor fijo en tierra y el receptor montado
en el avión enlazados por ondas de radio de muy alta frecuencia,
la información transmitida es tal que tras decodificarla por el
sistema de recepción montado en el avión, pueda determinarse
en qué posición se encuentra el avión respecto de la estación de
tierra.
65. DME. Distance Measurement Equipment. Es una
tecnología de radio navegación basado en un sistema
transponder que mide la distancia hacia una estación
calculando el retraso en tiempo de una señal ya sea VHF o
UHF.
66. ADF/NDB. Automatic Directional Finder/Non-Directional
Beacon. El radio faro no-direccional NDB, es una estación
emisora utilizada tanto en la navegación aérea como en la
marítima. El NDB tiene una gran ventaja sobre el sofisticado
sistema de navegación VOR, las señales siguen la curvatura de
la tierra por lo que las señales del NDB pueden ser recibidas a
distancias mucho mayores y a altitudes menores.
La navegación NDB consiste de dos partes: una de ellas es el
equipo ADF de abordo la cual detecta la señal de una estación
NDB además de localizar transmisores de la banda AM. El
equipo ADF determina la Marcación Relativa* a la estación NDB
con respecto a la aeronave
Marcación Relativa.
Diferencia angular entre el
eje longitudinal del avión y
la línea que une al avión
con la estación
67. GPS. Global Positioning System. Este sistema permite
determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una
persona, un vehículo o una nave, con una precisión de pocos
metros.
El GPS funciona mediante una red de 24 satélites (21 operativos
y 3 de respaldo). Cuando se desea determinar la posición, el
aparato que se utiliza para ello localiza automáticamente como
mínimo cuatro satélites de la red, de los que recibe unas
señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. En
base a estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y
calcula el retraso de las señales, es decir, la distancia al
satélite, realizando una triangulación por medio de los otros
satélites puede localizar el punto en donde se encuentra el
equipo.
68. Instrumentos Varios
Indicador de Nivel de Combustible. Pueden ser de varios
tipos (mecánicos, magnéticos o eléctricos). Indican la
cantidad de combustible que hay en los tanques.