ATA29HIDROFICIAL2021.pptx

OMAR ALDO CONDORI NINA
SISTEMA
DE
POTENCIA
HIDRÁULICA

UT3 (A.T.A. 29) HYDRAULIC POWER
HIDRÁULICA: ESTUDIA A LOS FLUIDOS O
LIQUIDOS:
-LÍQUIDOS FLUIDOS EN REPOSO
(HIDROSTÁTICA) 1º LEY DE NEWTON
-LÍQUIDOS O FLUIDOS EN MOVIMIENTO
(HIDRODINÁMICA). 2º LEY DE NEWTON
Generalidades
Principio de Pascal
La presión ejercida en cualquier lugar de un
fluido incompresible y encerrado se transmite
por igual en todas las direcciones en todo el
fluido, es decir, la presión en todo el fluido es
constante.LA ECUACION DEL TEOREMA DE
PASCAL ES: F = P.A, de donde tenemos.
P = F/A
PRESION INTERNA, PRESION DEL FLUIDO,
PRESION ABSOLUTA

TEOREMA DE PASCAL
Principio de Pascal
«La presión ejercida en cualquier lugar de un fluido incompresible y encerrado se transmite por igual en
todas las direcciones en todo el fluido, es decir, la presión en todo el fluido es constante.
LA ECUACION DEL TEOREMA DE PASCAL ES: F = P.A, de donde tenemos.
P = F/A, P= PRESION INTERNA = PRESION ABSOLUTA = PRESION DEL FLUIDO= p. estatica
SISTEMA DE UNIDADES
SIST. INTER. P = F/A = N/m2, SI TENEMOS BOEING-727, MANOMETRO: N/m2
SIST. INGLES: P = F/A = Lbf/ pulg² = P.S.I., AIRBUS-310:MANOMETRO: PSI
SIST. TECNICO:P = F/A = kgf/cm², BAE: MANOMETRO: Kgf/cm2.
EXISTEN SIST. DE UNIDADES COMERCIALES DE PRESION:
P = F/A = mmHg, Pascales, Torricellis, Atmosferas, cm Hg, Bars,
Como se relacionan estas unidades de presion? R. Tabla de Conversion.
Pinterna = Patmosférica + Pmanométrica (solamente existen 3 tipos de Presion) (Tubo
Bourdon)
P.Atmosferica = P.barométrica = P.externa = P.medio ambiente
P.Manométrica = P.relativa = P.del instrumento o del manometro
3

Generalidades
El sistema hidráulico es el método más versátil
para distribuir potencia a diversos mecanismos
de la aeronave. A partir de un número limitado
de bombas se transporta el fluido a presión por
una serie de conductos a cualquier punto de su
estructura.

SISTEMA HIDRAULICO
PRINCIPALES VENTAJAS
 Capacidad de transmisión de grandes fuerzas a lugares lejanos
y/o de difícil acceso.
 Buena relación peso – potencia, sobre todo frente a las
transmisiones mecánicas.
 Posibilidad de realizar grandes esfuerzos en movimientos
rectilíneos o circulares.
 Rápida reversibilidad del sentido del movimiento.
 El propio fluido hidráulico lubrica las partes móviles.
5

SISTEMA HIDRAULICO BASICO
• PRENSA HIDRAULICA
6

Generalidades
NORMA A.T.A. 100
29. HYDRAULIC POWER
“Those units and components which furnish hydraulic fluid under pressure (includes pumps,
regulators, lines, valves, etc.) to a common point (manifold) for redistribution to other defined
systems.”
“Aquellas unidades y componentes que suministran fluido hidráulico bajo presión (incluyendo
bombas, reguladores, líneas, válvulas, etc.) a un punto común (colector) para su redistribución a
otros sistemas definidos.”

Principios
básicos
Presion interna = Fp / S => T. Pascal: F p = Pr x S; Q = Vl / t; Vl = S x D
TRABAJO mecanico = Wm = Fp x D => Wm = (Pr x S) x D =>
TRABAJO HIDRAULICO: Whi = Presión interna x Volumen del cilindro= Pr x VI
Pm = Wm/ t => Pm = (Pr x Vl) / t => Phi = Pr x (Vl / t) =>
POTENCIA HIDRAULICA: Phi = Pinterna x Q
Pr, presión; F, fuerza; S, superficie; T, trabajo; D, distancia;
Pw, potencia; t, tiempo; Q, caudal; Vl, volumen
El trabajo producido por un
mecanismo de actuación
hidráulica es igual a la fuerza
ejercida por la distancia que se
desplaza.
Como la potencia desarrollada es
el trabajo producido por unidad
de tiempo, la potencia hidráulica
desarrollada por la bomba, y por
tanto transmitida al sistema, es
directamente proporcional al
caudal de fluido que impulsa y a la
presión ejercida sobre el fluido.

ECUACIONES DE HIDRAULICA
Presion interna = Fp / S => T. Pascal: F p = Pr x S; Q = Vl / t; Vl = S x D
TRABAJO mecanico = Wm = Fp x D => Wm = (Pr x S) x D =>
TRABAJO HIDRAULICO: Whi = Presión interna x Volumen del cilindro = Pr x VI
Pm = Wm/ t => Pm = (Pr x Vl) / t => Phi = Pr x (Vl / t) =>
POTENCIA HIDRAULICA: Phi = Pinterna x Q
Pr, presión; F, fuerza; S, superficie; T, trabajo; D, distancia;
Pw, potencia; t, tiempo; Q, caudal; Vl, volumen
SISTEMA DE UNIDADES:
SIST. INTER: Whi = Pi x Vcilindro = N/m2 x m3= N-m =1 Joule
SIST.INGLES: Whi = Pi x Vcilindro = Lbf/pul2 x pulg3 = Lbf – pulg.
Sist.Tecnico: Whi = Pi x Vcilindro = kgf/cm2 x cm3 = Kgf – cm
SIST. INTER: Phi = Pi x Q = N/m2 x m3/s = N –m/ s
SIST. INGLES: Phi = Pi x Q = Lbf/pulg2 x pulg3/s = Lbf- pulg/s
SIST. TECNICO: Phi = Pi x Q = Kgf /cm2 x cm3/s = kgf – cm /s.
SISTEMAS DE UNID. COMERCIALES
Whi = atm-litro , PSI – pulg3, etc, etc
Phi = HP, CV, Kwatts,
Se relacionan entre ellas mediante la tabla de conversión
Phi BOMBA HIDRAULICA DEL SIST. HIDRAULICO DEL BOEING 727: 50 – 100 HP.
9

FLUIDOS HIDRÁULICOS
Los de uso más extendido de tipo mineral cumplen las especificaciones de la
norma MIL–H-5606. Se utilizan sobre todo en aviación general. Se destilan del
petróleo e incorporan aditivos para mejorar sus características, además de un tinte
de color rojo. Este fluido también se utiliza en los amortiguadores oleo-neumáticos
de los trenes de aterrizaje.

Fluidos hidráulicos
MINERALES
11

FLUIDOS HIDRÁULICOS: SINTETICOS
 Se elaboran sobre una base de ester fosfatado con aditivos químicos que mejoran
sus características.
 Son irritantes para la piel y pueden dañar los ojos. Disuelve muchos materiales
sintéticos, pero no los naturales. Tampoco el teflón o el nylon.
 Las juntas de estanqueidad son de etileno-propileno, Perfluorohydrocarburo o
Fluoroetileno.

FLUIDOS HIDRAULICOS
Los más utilizados son de las marcas Skydrol, de
Solutia y Hyjet, de Chevron.
Son de color morado.
Su punto de fusión es inferior a -60ºC y su temperatura
máxima de servicio superior a 150ºC.
13

FLUIDOS HIDRÁULICOS: SINTETICOS

MIL-H-5606 SKYDROL

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DE LOS FLUIDOS
HIDRAULICOS
 TIPOS DE FLUIDOS: El fluido hidráulico es: Un Fluido ideal,
incompresible
 INDICE DE VISCOCIDAD: Viscosidad media
 INDICE DE DESEMULSION. Facilidad de separarse del agua.
 INDICE DE ANILINA: El fluido hidráulico: no endurece, tampoco
destruye a las mangueras hidráulicas
 PODER ANTIOXIDANTE: El fluido es anticorrosivo.
 PODER ANTIESPUMANTE: El fluido hidráulico mantiene su peso
especifico constante
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Descripción
Un sistema hidráulico básico se compone de un
depósito (1) donde se almacena el fluido, una
bomba (2) que lo impulsa a una determinada
presión, un colector (3) que lo distribuye a los
sistemas o mecanismos que lo utilizan, válvulas
(4) que controlan el paso de fluido y por último
un mecanismo (5) que utiliza el fluido para
realizar un trabajo, en este caso un martinete.
Existe igualmente un colector de retorno, que
lleva el fluido utilizado por los diversos
mecanismos de vuelta al depósito.
Las partes dibujadas en color morado en el
esquema son las que corresponden al ATA 29.

Sistema hidráulico cerrado
Secciones de los sistemas hidráulicos
Un sistema hidráulico se divide en dos secciones:
1. Sección de potencia. Es la parte en la que se produce, limita y dirige la potencia hidráulica. Según la
definición de la norma ATA 100 incluye depósitos, bombas, reguladores, conductos, válvulas, etc. Esta sección
es la que corresponde al capítulo 29 de la norma.
2. Sección actuadora. Es la parte del sistema que consume la potencia hidráulica generada en la sección de
potencia. Todos sus componentes están asociados a otros sistemas como tren de aterrizaje (ATA 32), mandos
de vuelo (ATA 27), puertas (ATA 52), inversores de empuje (ATA 78), etc. Todas las válvulas, actuadores, etc.,
pertenecientes a estos sistemas no se incluyen en el ATA 29 pese a que se trata de mecanismos hidráulicos.
Sistema hidráulico abierto

Airbus A-320

Airbus A-320
ATA 24
ATA 27
ATA 27
ATA 27
ATA 32
ATA 52
ATA 78
ATA 78
ATA 27
ATA 32
ATA 32
ATA 27
ATA 27

Boeing B-787

Lockheed L-246 (F-104 Starfighter)

ATA 27
ATA 32
ATA 24
ATA 72
Lockheed L-246 (F-104 Starfighter)

Clasificación de los sistemas hidráulicos
Por la arquitectura de su sección de potencia se dividen en:
a. Sistemas abiertos. Son aquellos que, sin consumo de potencia, tienen el colector con presión de
retorno. Las válvulas selectoras de la sección actuadora se encuentran conectadas en serie. El fluido
circula por el colector hacia el retorno al depósito y, al no encontrar oposición (salvo la fricción de los
conductos y la presurización del depósito), no aumenta apenas su presión. Cuando se actúa algún
mecanismo, al encontrar resistencia, la bomba aumenta la presión del fluido hasta vencer la oposición
del mecanismo actuado. Estos sistemas no necesitan regulador de presión, pero sí válvula de alivio.
b. Sistemas cerrados. Son los que mantienen el colector constantemente presurizado a la máxima
presión operativa del sistema. Necesitan un método de regulación de presión. Los mecanismos de la
sección actuadora se conectan en paralelo, lo que permite actuar más de uno a la vez. Presentan,
además la ventaja de que los mecanismos actúan con mayor rapidez al encontrarse ya presurizado el
colector.

Por la arquitectura de su sección actuadora se dividen en:
1. Sistemas de control manual. No disponen de control sobre la posición del mecanismo que se actúa.
Una vez iniciado el movimiento es necesario volver a poner la válvula en posición neutral para detener
el movimiento.
2. Sistemas de control automático. El desplazamiento del mecanismo es proporcional al desplazamiento
de la válvula, ya que dispone de un sistema de retroalimentación que “informa” a la válvula de la
posición del mecanismo. De esta forma, para efectuar un desplazamiento determinado en un
mecanismo, no es necesario volver la válvula a la posición neutral, ya que esto lo hará el mecanismo de
retroalimentación cuando el mecanismo haya alcanzado la posición deseada.

Las válvulas están dispuestas en serie, de forma que en posición neutral dejan pasar el fluido hacia
retorno. Sólo se puede actuar una válvula a la vez, pues el uso de más de una a un tiempo podría
impedir la actuación de los mecanismos al sumarse los esfuerzos por estar los actuadores en serie
o incluso producir daños en el circuito al someter a presión excesiva las conducciones.

Las válvulas selectoras pueden cambiar de posición para extender o recoger el martinete o bien
quedar en posición neutral para que el fluido atrapado en ambas caras mantenga al martinete
en una posición determinada.
De los dos conductos de la válvula uno envía la presión a una cara del martinete y el otro envía
el fluido que sale al colector de retorno para su vuelta al depósito.
Este sistema hidráulico sufriría una sobrepresión si la bomba no parase cuando el martinete
llega al final de su recorrido o si se sitúa la válvula en posición neutral.

Cuando el martinete llega al final de su carrera, si no se para la bomba, la presión sube de forma
incontrolada en el colector.
Para evitarlo se instala una válvula de alivio de presión que permite pasar el fluido con presión
excesiva al colector de retorno.
Es un mecanismo sencillo, consistente en un orificio que recibe la presión del colector y que se
mantiene cerrado por un émbolo cargado con la fuerza de un resorte. Cuando la presión del
fluido vence la fuerza del muelle el émbolo se desplaza abriendo el orificio, lo que permite el
paso del fluido al colector de retorno.

Tienen las válvulas dispuestas en paralelo, de
forma que se puede actuar más de un mecanismo
a la vez.
El colector se encuentra constantemente
presurizado a la máxima presión operativa del
sistema cuando no se actúa ningún mecanismo.
Necesitan un método para regular la presión del
colector si no se para la bomba.
Los mecanismos actúan con rapidez al actuar las
válvulas por encontrarse ya presurizado el
colector. Necesitan también un sistema de
regulación ante posibles pérdidas de fluido.

La válvula (2) puede cambiar de
posición para extender o recoger el
martinete (3) o bien quedar en
posición neutral para que el fluido
atrapado en ambas caras
mantenga al martinete en una
posición determinada.
De los dos conductos de la válvula
(2) uno envía la presión a una cara
del martinete y el otro envía el
fluido que sale al colector de
retorno para su vuelta al depósito
(4).
Este sistema hidráulico sufriría una
sobrepresión si la bomba (1) no
parase cuando el martinete (3)
llega al final de su recorrido o si se
sitúa la válvula (2) en posición
neutral.

Cuando el martinete (3) llega al final
de su carrera, si no se para la
bomba (1), la presión sube de forma
incontrolada en el colector.
Para evitarlo se instala una válvula
de alivio de presión (5) que permite
pasar el fluido con presión excesiva
al colector de retorno.
Es un mecanismo sencillo,
consistente en un orificio que recibe
la presión del colector y que se
mantiene cerrado por un émbolo
cargado con la fuerza de un resorte.
Cuando la presión del fluido vence
la fuerza del muelle el émbolo se
desplaza abriendo el orificio, lo que
permite el paso del fluido al
colector de retorno

La válvula de alivio (5) ha de estar
tarada a la presión del sistema para
que sea efectiva, lo que obliga a la
bomba a trabajar a presión si no se
para, con lo que consume una
potencia innecesaria y sufre un gran
desgaste.
Para evitarlo se instala un regulador
de presión (7) y una válvula anti-
retorno (6) que en combinación
permiten que cuando se alcanza en
el colector la presión nominal del
sistema, ésta se mantiene mientras
el flujo suministrado por la bomba
se desvía hacia el colector de
retorno, de forma que es
innecesario parar la bomba pues el
desgaste que sufre es mínimo al
igual que el consumo de potencia.

Cuando hay consumo de potencia
la presión del colector (3) no es
suficiente para vencer la fuerza del
resorte (5) que mantiene el
émbolo (4) abajo y la bola (6)
permanece en su asiento por
acción de la presión que envía la
bomba.
El fluido pasa hacia el colector por
la válvula anti retorno (2).

Cuando no hay consumo de potencia la
presión del colector (3) aumenta y eleva
el émbolo (4) al vencer la fuerza del
resorte (5) y separa la bola (6) de su
asiento, permitiendo la desviación del
fluido hacia el colector de retorno (7).

Así se desvía a retorno el fluido que sale
de la bomba mientras que la válvula anti
retorno(2) retiene la presión en el colector.
De esta forma la bomba trabaja a presión
muy baja, con mínimo desgaste y consumo
de potencia.

La función de la válvula anti retorno
(6) es básica para mantener la
presión atrapada en el colector; si la
válvula falla al cerrar se producirían
oscilaciones de presión cuando el
regulador abriese el paso de fluido
a retorno.
La válvula anti retorno (6) es similar
a la de alivio (5) en su diseño y
forma de trabajo, pero se diferencia
de esta en que la presión diferencial
necesaria para abrirla es muy baja,
de 3 a 5 psi. Por debajo de esta
presión un resorte la mantiene
cerrada.
Este sistema de regulación de
presión solo es aplicable a los
sistemas cerrados, que mantienen
el colector constantemente
presurizado.

La existencia de filtraciones internas
de fluido en válvulas o pérdidas de
fluido al exterior produciría ciclos
de trabajo constantes a la bomba
(1), con el consiguiente desgaste.
Para evitarlo se instala un
acumulador, que una vez cargado,
almacena una cantidad de fluido a
presión que suministra al colector
cuando desciende la presión.
Los acumuladores se utilizan
también como sistemas de presión
de emergencia, ya que pueden
suministrar una determinada
cantidad de fluido a presión en caso
de fallo de la bomba.
La instalación de un acumulador
hace igualmente necesaria la
instalación de una válvula anti
retorno (6) aguas arriba.

La instalación de una bomba de
accionamiento manual (8) permite
suministrar fluido a presión al colector
en caso de fallo de la bomba principal
(1). En aviación general y en sistemas
antiguos se empleaba como sistema
de emergencia, si bien en las
aeronaves comerciales actuales su uso
se limita a fines auxiliares como
accionamiento de compuertas en
tierra o simplemente recarga del
depósito.
Su instalación requiere de una válvula
anti retorno (6) aguas arriba para no
desperdiciar trabajo cargando el
acumulador al accionarla. De la misma
forma requiere, si no las instala
interiormente, válvulas anti retorno a
la entrada y a la salida.

Aguas arriba de la bomba accionada
por el motor se instala una válvula de
corte (VC) para aislar totalmente el
motor en caso de fuego.
Aguas abajo se instala el filtro de
presión (13) que permite controlar el
estado de la bomba.
En el colector de retorno se instala un
filtro de retorno (14) que impide la
entrada de impurezas al depósito (4).
Las tuberías de alimentación a la
bomba, al igual que las de retorno, se
fabrican en aluminio. Las que
transportan el fluido a presión (en
negro en el esquema), son de acero o
titanio y su sección es menor que las
de retorno

La válvula by-pass (10) en posición normal permite actuar con la bomba manual (8) el martinete (9)
a través de la selectora (11).
La válvula de carga del depósito (12) se encuentra en posición normal de trabajo.
La selectora (2) y el martinete (3) no reciben presión de la bomba manual (8) porque lo impide la
válvula anti retorno (6).

Ahora la válvula by-pass (10) se encuentra en posición by-pass y la de carga del depósito (12) en
posición de carga, lo que permite usar la bomba manual (8) para recargar el depósito (4) de
hidráulico. Este sistema de carga se utiliza cuando el depósito está presurizado, pues no admite
carga por gravedad.

Al cambiar la válvula de posición el actuador se mueve hasta el final de su carrera o hasta que la
válvula se vuelva a dejar en posición neutral.
No disponen de control sobre la posición del mecanismo que se actúa.
Sistema hidráulico de control manual

El desplazamiento del mecanismo es proporcional al desplazamiento del mando, ya que dispone de
un sistema de retroalimentación que “informa” a la válvula de la posición del mecanismo. De esta
forma, para efectuar un desplazamiento determinado en un mecanismo, no es necesario volver la
válvula a la posición neutral, ya que esto lo hará el mecanismo de retroalimentación cuando el
mecanismo haya alcanzado la posición deseada.
Sistema hidráulico de control automático

En este ejemplo, un sistema de dirección de tren de morro, el volante de la cabina está ligado a los
cables. Al girar el volante el cable tira en una dirección del mecanismo sumador, que actúa la
válvula hidráulica y esta a su vez manda presión a los actuadores. El cable, que está fijado al collar
de dirección relaja la tensión a medida que gira la pata volviendo a situar el mecanismo sumador y
la válvula en posición neutral al alcanzar la posición deseada.
Sistema hidráulico de control automático

Sistemas hidráulicos secuenciales
Son sistemas de actuadores y válvulas que interactúan entre sí para mover una serie de
mecanismos en un orden secuencial concreto.
Esta secuencia se puede hacer por medios mecánicos o hidráulicos.
En el primer caso se utilizan conexiones mecánicas que actúan válvulas hidráulicas con su
movimiento. En el segundo caso se utilizan válvulas de prioridad.

El ejemplo más típico de secuencia por medios mecánicos es el sistema de retracción y extensión de
un tren de aterrizaje, ya que el orden de actuación de apertura y cierre de compuertas y extensión
y retracción de las patas han de seguir una determinada secuencia: apertura de puertas, extensión
o retracción de patas y cierre de compuertas.

Al poner la palanca de tren en posición “down” comienza la secuencia enviando presión a los
actuadores de las puertas a través de las válvulas de secuencia de puertas (operadas por los
blocajes de posición extendida o recogida de las patas). Al abrirse las puertas, éstas, con su
movimiento, actúan la válvula de extensión/retracción de la pata (operada por la posición de
puertas).

Con las puertas en tránsito, la válvula de ext./ret. de tren manda presión para soltar los blocajes del
tren arriba, con lo que el tren cae por gravedad. Al abrirse totalmente las puertas, la válvula de
ext./ret. manda presión al actuador de extensión de la pata. Cuando ésta alcanza su posición abajo
y bloqueada, la válvula de secuencia de puertas (actuada por el blocaje debajo de la pata), manda
presión para cerrar las puertas.

En el caso de secuencia por medios hidráulicos se utilizan válvulas de prioridad, que se ajustan para
que abran a una presión mayor que la necesaria para la actuación del mecanismo anterior a ella en
la secuencia. De esta forma, al llegar el primer mecanismo al final de su recorrido, aumenta la
presión hasta que se abre la válvula de prioridad que da paso a la actuación del segundo
mecanismo. Este tipo de secuencia se utiliza sobre todo para priorizar la actuación de un
mecanismo sobre otro, más que para mover en un determinado orden los componentes de un
sistema.

Sistemas hidráulicos compactos
Los sistemas compactos responden a una filosofía de construcción que agrupa todos los
componentes de un sistema hidráulico en un módulo de reducidas dimensiones generalmente
destinado a dar servicio a un mecanismo concreto. Esto supone un ahorro de peso sobre todo
cuando se trata de mecanismos aislados alejados de otras fuentes de potencia hidráulica.
Dispone de un acumulador
neumático que suministra el fluido
necesario para la actuación del
mecanismo. Cuando éste actúa, el
nivel de fluido del acumulador
desciende hasta que un vástago del
acumulador pulsa un interruptor que
pone en marcha la bomba hasta que
el acumulador vuelve a estar
cargado.
Depósito, bomba, acumulador,
válvula anti retorno y válvula
actuadora de cuatro vías se montan
en este conjunto como una sola
unidad reemplazable en línea (LRU).

Los sistemas hidráulicos estudiados cumplen sus funciones gracias a una serie de elementos cada
uno de los cuales desempeña una función específica:
1. Depósito
2. Tuberías y conductos
3. Válvula cortafuego
4. Bomba
5. Filtro
6. Regulador de presión
7. Acumulador
8. Válvula de alivio
9. Válvulas de control:
1. Válvula selectora
2. Válvula anti retorno
3. Orificio restrictor
4. Válvula de lanzadera
5. Válvula reductora de presión
6. Fusible hidráulico
7. Válvula de prioridad
10. Mecanismos de actuación hidráulica:
1. Martinetes
2. Motores hidráulicos
Componentes del sistema hidráulico

Es el recipiente donde se almacena el fluido hidráulico del sistema. La cantidad de fluido será
aproximadamente un 110% de la cantidad necesaria para el sistema. En el depósito, el fluido reposa,
con lo que decanta los posibles residuos y experimenta una leve refrigeración. El fluido pasa al sistema
a través de la tubería 6, elevada sobre el fondo del depósito para evitar las
1. DEPÓSITO
impurezas decantadas. En el racor 9 se conecta la tubería
que conduce el fluido a la bomba. La salida del racor 8 es
para emergencia por bajo nivel. El fluido de retorno entra
por el racor 4, de forma que pasa por el filtro 5 antes de
reposar en el depósito. La válvula by-pass 7 abre en caso
de obstrucción. Por el racor 2 entra aire a presión para la
presurización del depósito, que asegura la alimentación a
las bombas. La presión será de 25 a 50 psi, dependiendo
del modelo. Los depósitos de aviones que vuelan a poca
altitud no van presurizados. La boca de carga 1 dispone de
un filtro 3 para evitar la entrada de impurezas al efectuar la
recarga.

Los depósitos pueden presurizar por aire o por hidráulico. La presurización por aire consiste en
introducir aire a presión del sistema neumático en un depósito herméticamente cerrado. Este tipo
de depósitos suelen tener un manómetro para indicar la presión del aire y un indicador de nivel.
1. DEPÓSITO

La presurización hidráulica consiste en la instalación de un émbolo que abarca toda la superficie del
depósito y que empuja todo el fluido almacenado hacia la boca de alimentación a las bombas. El
émbolo es actuado por un martinete hidráulico accionado por el propio sistema y de una superficie
aproximadamente 100 veces inferior al del depósito, con lo que la presurización del depósito es
aproximadamente 100 veces inferior a la del sistema. Así, un sistema que trabaja con presión de
3000 psi, presuriza el depósito a 30 psi.
1. DEPÓSITO

El fluido se distribuye por toda la aeronave a través de tuberías que, dependiendo de su función y
localización, serán de distintos tipos. Así, la conducciones que van fijas a la estructura serán
tuberías rígidas, finas y de acero si se trata de tuberías de presión o gruesas y de aluminio si son de
retorno. En el caso de conducciones que aportan fluido a elementos móviles se utilizan mangueras
2. TUBERÍAS
Flexibles que habitualmente se
refuerzan con malla metálica.
No obstante en ocasiones se
utilizan las mangueras en
mecanismos fijos a la
estructura con el fin de facilitar
las operaciones de manteni-
miento.

En el conducto de alimentación a la bomba movida por el motor hay una válvula de corte que
cierra la alimentación a la bomba en caso de fuego en el motor. La actuación de esa bomba se hace
desde la cabina al actuar el sistema de corte y aislamiento del motor en caso de fuego. Su actuación
puede ser mecánica o eléctrica.
3. VÁLVULA CORTAFUEGO

La bomba hidráulica es el mecanismo que genera potencia hidráulica a partir dela energía mecánica
que le aporta un motor. Los sistemas hidráulicos usados actualmente en aviación disponen de más
de una bomba para garantizar la operatividad del sistema.
Las bombas hidráulicas se clasifican por su modo de funcionamiento, por el mecanismo impulsor y,
desde el punto de vista de operación del sistema, por el motor que las mueve.
Por su modo de funcionamiento las bombas pueden ser de dos tipos:
• Bombas de caudal constante. Son las que impulsan una determinado volumen de fluido por
cada revolución. El caudal que suministran depende solo de la velocidad de giro.
• Bombas de caudal variable. Son las que disponen de un mecanismo para adaptar el caudal
que suministran a las necesidades del sistema.
4. BOMBA

Existen actualmente diversos tipos de mecanismos de impulsión utilizados para construir bombas
hidráulicas, pero en aviación se utilizan dos tipos:
• Bombas de engranajes. Constituidas por dos engranajes que giran dentro de un cárter. El
fluido se desplaza en los espacios entre los dientes.
• Bombas de pistones. Utilizan el movimiento alternativo de unos émbolos dentro de unos
cilindros para impulsar el fluido.
4. BOMBA

La bomba de engranajes es una bomba de caudal constante constituida por dos ruedas dentadas
que, encerradas dentro de un cárter y engranadas entre sí, generan un desplazamiento de volumen
entre sus dientes cuando giran. El puerto de succión o alimentación se encuentra en el lado donde
los dientes se separan, y el de salida de presión en el lado donde se engranan.
http://www.youtube.com/watch?v=UJYAksK3CPM
4. BOMBA
Bomba de engranajes

La bomba de pistones está constituida por un tambor rotativo en el que se han vaciado una serie
de huecos cilíndricos en los que se alojan los pistones. Los pistones son forzados a deslizar sobre la
superficie de un plano inclinado con respecto al eje del tambor. De esta forma se genera un
movimiento alternativo que se utiliza para bombear el fluido. Pueden ser de caudal constante si la
inclinación del plano es fija, o de caudal variable si se puede variar la inclinación del plano.
http://www.youtube.com/watch?v=8Nh0CUzMghI
4. BOMBA
Bomba de pistones

La potencia necesaria para impulsar el fluido puede aportarla cualquier tipo de motor. No obstante
en aviación se utilizan, según las circunstancias, cinco fuentes de potencia para este tipo de bombas.
Dos corresponden a operación normal, una a un modo de operación alternativo y dos a situaciones
de emergencia:
• Bombas de motor. Se denominan así las bombas que toman la potencia de la caja de
accesorios del motor que impulsa la aeronave.
• Bombas eléctricas. Utilizan un motor eléctrico para su funcionamiento.
• Bomba de transferencia. Se instalan en aviones con más de un sistema hidráulico y utilizan la
potencia de un motor hidráulico movido por presión de otro sistema.
• Bombas neumáticas. Son movidas por turbinas neumáticas, similares a las utilizadas para la
puesta en marcha de los reactores.
• Bombas de aire de impacto. Son movidas por una turbina que gira por efecto del aire de
impacto del viento relativo. Estos dos últimos tipos se emplean en caso de fallo múltiple.
Las bombas manuales se utilizaban antiguamente en aviación comercial como sistema de emergencia
para caso de fallo. Actualmente la redundancia de los sistemas hidráulicos hace tan improbable el
fallo total que el uso de este tipo de bombas ha quedado limitado a servicios puntuales en tierra,
como recarga de depósitos presurizados o como medio alternativo de apertura y cierre de puertas.
4. BOMBA

Bombas de motor. Se denominan así las bombas que toman la potencia de la caja de accesorios del
motor que impulsa la aeronave.
4. BOMBA

Bombas eléctricas. Utilizan un motor eléctrico para su funcionamiento.
4. BOMBA

Bombas de transferencia. Son accionadas por un motor hidráulico de otro sistema de la aeronave.
Su utilización puede responder a una situación de emergencia o bien a una operación normal en
tierra, al tener los motores parados. Su funcionamiento puede ser reversible.
4. BOMBA

Bombas neumáticas. Son movidas por turbinas neumáticas, similares a las utilizadas para la puesta
en marcha de los reactores.
4. BOMBA

•Bombas de aire de impacto. Son movidas por una turbina que gira por efecto del aire de
impacto del viento relativo. Estos dos últimos tipos se emplean en caso de fallo múltiple.
4. BOMBA

•Bomba manual. Su uso actual para presurizar sistemas hidráulicos es muy reducido. No
obstante es el medio más ergonómico de recarga para los depósitos presurizados del sistema.
4. BOMBA

El filtro es un elemento poroso que se utiliza para limpiar el fluido de posibles partículas que
arrastre en suspensión. Se compone de cartucho de papel impregnado en resina, plisado y
montado en disposición cilíndrica en una armadura metálica. Algunos refuerzan este elemento con
una malla metálica. Existen filtros de superficie y filtros de profundidad, que tienen varias capas
filtrantes.
5. FILTRO

Normalmente van montados en un soporte que dispone de una válvula by-pass para garantizar el
flujo en caso de obstrucción del filtro. Estos conjuntos de filtro y válvula, denominados filtros de
derivación, disponen de un indicador de tetón que sobresale para indicar que la válvula by-pass se
ha abierto durante la operación.
5. FILTRO

Cuando hay consumo de
potencia la presión del colector
(3) no es suficiente para vencer la
fuerza del resorte (5) que
mantiene el émbolo (4) abajo y la
bola (6) permanece en su asiento
por acción de la presión que
envía la bomba.
El fluido pasa hacia el colector
por la válvula anti retorno (2).
6. REGULADOR DE PRESIÓN
Es un mecanismo utilizado para
mantener dentro de unos límites
la presión de los sistemas
hidráulicos cerrados que utilizan
bombas de caudal constante.

Cuando no hay consumo de
potencia la presión del colector
(3) aumenta y eleva el émbolo (4)
al vencer la fuerza del resorte (5)
y separa la bola (6) de su asiento,
permitiendo la desviación del
fluido hacia el colector de
retorno (7). La válvula anti
retorno 2 retiene el fluido en el
colector.
6. REGULADOR DE PRESIÓN
Es un mecanismo utilizado para
mantener dentro de unos límites
la presión de los sistemas
hidráulicos cerrados que utilizan
bombas de caudal constante.

Es un dispositivo capaz de almacenar una determinada cantidad de fluido a presión y suministrarlo
después al sistema. Utiliza para ello una cámara cargada con aire a presión separada del fluido por
una membrana o por un émbolo. En este último caso también puede tener un resorte.
Además cumple la función de absorber los golpes de ariete.
7. ACUMULADOR

Es un dispositivo capaz de almacenar una determinada cantidad de fluido a presión y suministrarlo
después al sistema. Utiliza para ello una cámara cargada con aire a presión separada del fluido por
una membrana o por un émbolo. En este último caso también puede tener un resorte.
Además cumple la función de absorber los golpes de ariete. Dispone de un manómetro que indica
la presión del aire comprimido y
7. ACUMULADOR
de una válvula para su recarga.

Es un mecanismo utilizado para desviar a retorno el exceso de caudal que eventualmente pudiera
ocasionar un aumento excesivo de la presión del sistema por encima de unos valores de seguridad.
8. VÁLVULA DE ALIVIO

Son mecanismos que regulan de diferentes formas el flujo de líquido para
cumplir distintos objetivos en el sistema:
9. VÁLVULAS DE CONTROL

Su objetivo es seleccionar la dirección de actuación de un mecanismo hidráulico. La más habitual es
la de cuatro vías. Su actuación puede ser eléctrica o mecánica.

La válvula de cuatro vías se utiliza también en sistemas abiertos.

Su objetivo es permitir el flujo de líquido por un conducto en un solo sentido.

Su objetivo es limitar el caudal de líquido por un conducto. Pueden ser fijos o variables.

Existen unas válvulas que combinan las dos anteriores. Son las válvulas restrictoras de retorno, que
permiten el flujo libre en un sentido mientras que limitan el flujo en sentido contrario.

Su objetivo es, en un conducto con dos posibles entradas de flujo, permitir el paso de uno sólo y
evitar a la vez que este flujo retorne por el segundo canal de suministro.

Su objetivo es reducir la presión del flujo en un conducto aguas abajo de su posición.

Su objetivo es cortar el flujo de líquido si se supera un determinado caudal. Una lanzadera cargada
por resorte se desplazará hasta cortar el paso si el flujo es excesivo; actúan por presión dinámica
del fluido.

Se instala en un circuito hidráulico para priorizar la actuación de un mecanismo sobre otro, o
incluso para priorizar una parte del sistema hidráulico sobre otra.
En su constitución es similar a una válvula de alivio (de hecho funciona igual), sólo que en lugar de
una bola usará un vástago, con el fin de evitar que una eventual contrapresión dificulte su
operación.
7. Válvula de prioridad

El objeto de construir un sistema hidráulico es que ciertos mecanismos utilicen la potencia que este
sistema les aporta para realizar su trabajo. Los componentes estudiados hasta ahora tienen como
finalidad generar y controlar la potencia hidráulica de la aeronave.
Hay dos tipos de mecanismos que utilizan esta potencia:
1. Martinetes hidráulicos
2. Motores hidráulicos
10. MECANISMOS DE ACTUACIÓN HIDRÁULICA

Es un émbolo que se desplaza a lo largo de un cilindro empujado por la presión del fluido. Una
barra firmemente sujeta al émbolo transmite este movimiento al exterior del cilindro, donde se
utiliza para desplazar diversos mecanismos.
1. Martinete

Es similar, si no exactamente igual, en su constitución, a la bomba de pistones.
2. Motor hidráulico

Requisitos de los sistemas hidráulicos
Entre los requisitos que debe cumplir una aeronave para la obtención de su Certificación
de Tipo, se encuentran los que deben cumplir los sistemas hidráulicos.
Estos requisitos son de tres tipos:
A. Requisitos de proyecto
B. Requisitos de ensayo
C. Requisitos de protección contra incendios.

REQUISITOS DE PROYECTO
1. Todos los componentes del sistema deben soportar la presión máxima operativa del sistema
(PMO), más la carga estructural máxima prevista de la aeronave, sin presentar deformaciones.
2. Además, deben soportar el 150% de la PMO más la carga máx. estructural sin romperse
3. Si el sistema hidráulico cumple una función necesaria para la operación o si el fallo del sistema
necesita atención inmediata de la tripulación, ésta debe recibir en cabina indicación de la
presión del sistema y de la cantidad de fluido de los depósitos
4. La presión debe mantenerse entre el 90% y el 110% de la presión media que suministra la
bomba.
5. Los periodos transitorios no deben sobrepasar el 125% de la presión nominal del sistema.

REQUISITOS DE ENSAYO
1. Debe probarse el sistema con una presión igual al 150% de la presión nominal. Todos los
elementos del sistema deben soportar esta presión.
2. Debe comprobarse que se mantienen las holguras y separaciones de los componentes del
sistema con los elementos estructurales del avión.
3. Debe comprobarse la funcionalidad del sistema y su compatibilidad con el resto de sistemas de
la aeronave.

REQUISITOS DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS
Son aplicables todas las normas sobre fluidos inflamables a bordo, de forma que tanto el
almacenamiento como las conducciones del fluido deben proyectarse de forma que se minimice la
probabilidad de ignición del fluido o sus vapores.

Operación de los sistemas hidráulicos
La arquitectura de un sistema hidráulico varía totalmente entre diferentes aeronaves. Aunque
todos los sistemas hidráulicos, desde los más sencillos usados en aviación general hasta los más
sofisticados de las grandes aeronaves comerciales, tienen en común lo que hasta ahora se ha
estudiado, las diferencias de diseño y utilización son evidentes.
En aviación general, algunos modelos disponen de un sistema hidráulico dedicado exclusivamente a
la actuación del tren de aterrizaje, utilizando incluso bombas reversibles con el fin de no tener que
incluir ni siquiera una válvula selectora en el sistema.
En el extremo opuesto, en los grandes reactores comerciales, se instala más de un sistema
hidráulico para garantizar la seguridad mediante la redundancia, ya que en estos aviones, por su
diseño, los sistemas hidráulicos son esenciales para la operación, hasta el punto de que, aunque un
avión tenga tres sistemas hidráulicos independientes, no se permite el despacho del avión si no
están todos operativos.
Estos sistemas trabajan, normalmente, a una presión de 3000 psi, aunque, con el fin de
reducir peso utilizando actuadores más pequeños, algunos aviones de última generación
utilizan una presión de 5000 psi.
Ciertos aviones que hacen un uso reducido de la potencia hidráulica durante el vuelo,
disponen de una selección de presión de bombas, de forma que pueden configurar el
sistema para que funcione a presión reducida, 1500 psi.

Este avión bimotor utiliza un sistema
hidráulico compacto dedicado a la extensión
y retracción del tren de aterrizaje. Utiliza
una bomba de engranajes movida por un
motor eléctrico de 28v DC con sentido de
giro reversible para extender o recoger el
tren sin utilizar una válvula selectora. La
palanca del tren actúa sobre unos
interruptores que conectarán el circuito
eléctrico de la bomba para que gire en el
sentido adecuado para la operación. El
sistema dispone de válvulas anti retorno, de
alivio de presión por expansión térmica.
Un interruptor de presión conecta la bomba
si, con el tren arriba, la presión en el
colector de retracción desciende por debajo
de un cierto nivel.

El sistema hidráulico de este caza de motor alternativo se utiliza para la actuación del tren y del
flap. Dispone de una bomba movida por el motor y un acumulador. Aunque los frenos de las
ruedas no utilizan la presión de la bomba, utilizan el fluido del depósito del sistema.

Este reactor corporativo tiene un solo sistema hidráulico que recibe presión de dos bombas
mecánicas, cada una movida por un motor, y de una tercera bomba eléctrica, de corriente
continua controlada por un interruptor de presión o desde un interruptor en cabina. El sistema
suministra presión para la actuación del tren de aterrizaje y sus frenos, los flaps, los spoilers y las
reversas. El sistema dispone de dos válvulas cortafuegos, dos acumuladores y una válvula de
alivio que limita la pre-
sión del sistema a 1700
psi. Tiene dos filtros, de
presión y retorno.

Este reactor monomotor de combate tiene dos sistemas hidráulicos independientes. El motor
actúa dos bombas hidráulicas, una para cada sistema. Cada sistema dispone de un depósito y un
acumulador; el sistema 1 tiene, además una bomba de emergencia de aire de impacto. Una parte
del sistema 2 se encuentra separado de este por una válvula de prioridad de 2175psi. Si la presión
del sistema 2 cae por debajo de ese nivel, esa parte, denominada “utility system” no recibe
presión y no se pueden actuar sus mecanismos. El sistema 2 mueve un generador eléctrico
cuando el motor gira a
más del 20% de rpm.
En el “utility system”,
que da potencia al tren
de aterrizaje, hay una
válvula que permite
desconectar la dirección
del tren de morro.

Este reactor comercial de dos motores dispone de
dos sistemas hidráulicos independientes, cada uno
de los cuales dispone de una bomba mecánica y
otra eléctrica. Un tercer sistema “stand-by”
presurizado sólo por una bomba eléctrica entrará
en funcionamiento de forma automática si se
cumplen una serie de condiciones, ente ellas, la
pérdida de presión en uno de los sistemas
principales. Como se puede observar, el sistema es
bastante complejo debido a la cantidad y variedad
de sistemas del avión que utilizan potencia
hidráulica, lo que resulta normal en los grandes
reactores comerciales, ya que son aeronaves de
gran tamaño, cuyos sistemas (tren de aterrizaje,
mandos de vuelo, etc.), requieren una gran
potencia para su actuación. En caso de necesidad
de potencia para varios sistemas a la vez, por
ejemplo en un “go around”, que requerirá le
actuación simultánea de mandos de vuelo
primarios, secundarios y tren de aterrizaje, se
utilizan válvulas de prioridad que permitirán su
actuación en ese orden.

Este es el diagrama esquematizado de un gran reactor comercial de última generación, que utiliza
tres sistemas hidráulicos operando a 5000 psi. Como puede verse es tónica común que el sistema
de mandos de vuelo sea el que recibe mayor redundancia del sistema hidráulico para garantizar el
control durante el vuelo incluso en caso de fallo múltiple. Cada sistema tiene dos bombas; el
izquierdo y el derecho, una de motor y otra eléctrica, y el central, dos eléctricas. El sistema central
dispone, además,
de una bomba de
aire de impacto
(RAT). El sistema
en su conjunto
está controlado
por ordenadores y
tiene la capacidad
de enviar datos a
una central de
mantenimiento.

Indicación del sistema hidráulico
La tripulación debe disponer de cierta indicación relativa al sistema hidráulico cuando este
sistema cumpla una función esencial para la operación de la aeronave. Esta indicación se limita a
la cantidad de fluido que hay en los depósitos y a la presión actual que suministra cada sistema.
Ambas indicaciones disponen, además, de avisos (señales discretas) independientes para alertar
de baja cantidad de fluido y de presión insuficiente en el sistema. También se utilizan indicaciones
discretas para alertar de exceso de temperatura de fluido y presión (baja o alta) de aire de los
depósitos.
La indicación puede presentarse en la forma tradicional de relojes y luces o bien, en los más
modernos modelos que incorporan pantallas CRT o LCD, en forma de símbolos y colores que
informarán de la configuración de cada sistema, las bombas que utiliza, posición de válvulas o la
velocidad de giro de la bomba RAT, en caso de ser utilizada.

•PRESIÓN DEL SISTEMA
INTERRUPTORES DE CONTROL DE
LAS BOMBAS:
•DE MOTOR
•ELÉCTRICA AUXILIAR
•TRANSFERENCIA
•CANTIDAD DE FLUIDO

•PRESIÓN DEL SISTEMA
•CANTIDAD DE FLUIDO
LAS BOMBAS:
•DE MOTOR
•TRANSFERENCIA
•ELÉCTRICA AUXILIAR

•AVISO DE BAJA PRESIÓN DEL
SISTEMA
LAS BOMBAS:
•DE MOTOR
•ELÉCTRICAS

La evolución del diseño de los paneles de
modelos más modernos tienden a situar los
mandos de control de sistemas en el panel
sobrecabeza, mientras que la indicación de los
sistemas se presenta en pantallas CRT o LCD en
el panel central de instrumentos. No obstante,
ciertos avisos discretos referentes al control se
presentan en el panel de control con luces que
sólo se encienden para alertar de un
funcionamiento anormal.

• AVISOS DE BAJA PRESIÓN DE SISTEMAS
• AVISOS DE BAJA CANTIDAD DE FLUIDO
• PULSADORES DE CONTROL DE BOMBAS
PRINCIPALES (MOTOR Y ELÉCTRICAS)
•MANDOS DE SELECCIÓN DE MODO DE
BOMBAS AUXILIARES Y DE EMERGENCIA
• AVISOS DE BAJA PRESIÓN DE BOMBAS
• AVISOS DE SOBRETEMPERATURA DE BOMBAS

En los modelos más avanzados el control del sistema tiende a ser cada vez más automatizado, de
forma que los controles para la tripulación se simplifican al máximo, quedando prácticamente
reducidos a la selección de modos “override” para caso de fallo u operación en tierra. Los pulsadores
contienen señales discretas de alerta por funcionamiento anormal.

En los modelos más avanzados el control del sistema tiende a ser cada vez más automatizado, de
forma que los controles para la tripulación se simplifican al máximo, quedando prácticamente
reducidos a la selección de modos “override” para caso de fallo u operación en tierra. Los pulsadores
contienen señales discretas de alerta por funcionamiento anormal. La presentación del sistema en
una pantalla CRT o LCD completa toda la
información necesaria para la tripulación de
una forma más intuitiva, al mostrar un
diagrama esquematizado del sistema con
símbolos codificados por colores.
• Presión del sistema
• Bombas:
•Funcionamiento normal
•Parada
• Válvulas cortafuego:
•Abierta
•Cerrada
• RAT y su velocidad
• Baja presurización de aire en el
depósito
• Sobretemperatura del fluido
• Indicación de cantidad

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