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Introducción a Sistemas ES_T03: Miquel Balves ES_T06: José A. Montiel Revisado por Francisco Espinosa Dpto. de Formación – IVAO España

ES_T03: Miquel Balves ES_T06: José A. Montiel © IVAO España 1

Introducción a Sistemas Tipo de training: Commercial Pilot

Objetivos:

• Plantas Motrices, turbojet y variantes.

• Sistemas funcionales.

• Instrumentos de Navegación.

Duración: 2 horas. Rango de Piloto requerido: SPP, CP

Estudiantes: Pilotos Lugar de conexión: Teamspeak

Lugar: Teamspeak-cc.ts.ivao.aero Cartas: None.

Enlaces de referencia / Documentos: - http://www.smartcockpit.com/

1. Grupo de Motores

1.1 Turbojet o Turborreactor.

Es un motor termodinámico en el que se transforma la energía química del combustible, en energía cinética de la corriente de gas que atraviesa el motor produciendo un empuje útil.

http://www.smartcockpit.com/



Hay más de un tipo de turborreactor pero nos vamos a centrar solo en el simple.

• Turborreactor Simple:

Sus partes son: - Difusor de entrada: es el conducto que lleva el aire desde la entrada

hasta el compresor. Lo debe hacer incrementando la presión y con el mínimo posible de turbulencias y pérdidas.

- Compresor: Su misión es transformar la energía mecánica que se aporta a su eje en presión a la masa de aire que le atraviesa. Pueden ser:

1. Axiales: están formado por ruedas de alabes que giran,

denominados rotores, y ruedas de alabes que no giran denominadas estatores.

2. Centrífugos: está formado por un impulsor, un difusor y un colector.

- Difusor intermedio.

- Cámaras de combustión: están formadas por un tubo de llama, su cárter, inyector de combustible, torbellinadores e interconectores de llama.

- Turbina: tiene por misión extraer energía de la corriente de gas que pasa por ella para mover el compresor (unido a su mismo eje) y los accesorios. Las turbinas pueden ser:

1. Centrípetas. 2. Axiales.

- Tobera: pueden ser subsónicas o supersónicas. Las primeras tienen

sección convergente y están formadas por el propio cárter, el cono de escape y los montantes de fijación.

- Cárter de accesorios: es un distribuidor de movimiento, para mover los distintos accesorios del motor o de servicio al avión.

Su funcionamiento es el siguiente, el aire penetra por el difusor de entrada donde aumenta su presión, para continuar aumentándola en el compresor que puede ser de



varios tipos dependiendo del motor (centrífugo o axial) y en el difusor intermedio. En las cámaras de combustión, se realiza la combustión del combustible con el aire a presión constante. El aire pasa a la turbina donde se expande, obteniéndose trabajo mecánico que se utiliza para mover el compresor y los accesorios del motor. Finalmente en la tobera se expande para incrementar al máximo la velocidad de salida de los gases produciendo el empuje.

Su funcionamiento se divide en cuatro ciclos de funcionamiento al igual que un motor de pistón.

- Admisión: el aire del exterior penetra en el motor y dependiendo del motor cojera uno o dos caminos (Primario o Secundario), dependiendo si es un turbo reactor simple o un turborreactor de doble flujo (turbofan). El aire pasa al compresor.

- Compresión: al pasar por la admisión, este llega a la cámara de compresión donde su volumen es disminuido, aumentando así su presión por la parte del compresor, que simplemente son una especie de hélices muy avanzadas que giran alrededor de un eje comprimiendo el aire entrante. Se alcanza unos 450ºC al final de la compresión.

- Combustión: ese aire comprimido pasa a la cámara de combustión donde al ser quemado se expande, aumenta su volumen y velocidad de manera que ese aire expandido y a gran velocidad pasa por otra serie de hélices, llamadas turbinas, que al girar rápidamente, son las encargadas de mover las hélices del compresor, que a su vez, es el encargado de enviar ese aire comprimido que una vez quemado, moverá la etapa de turbina una vez más, generando un ciclo continuo. En este ciclo se alcanza unos 1700ºC aproximadamente.

- Escape: una vez que esos gases quemados salen de la turbina, van a la tobera de escape, donde son dirigidos y acelerados una vez más hacia afuera a alta velocidad y con la menor pérdida de energía para finalizar el ciclo y convertir esos gases calientes en empuje útil.



Como en todo motor habrá que lubricar las piezas que están en rozamiento con otras piezas, para ello el motor dispone de un circuito de engrase en el que no entraremos para no complicar demasiado la cosa, solo diremos que este circuito a su vez se divide en tres circuitos, el de presión, recuperación y el de respiración.

En cuanto a la alimentación de combustible, es primordial para que un motor funcione, Su misión es proporcionar el combustible a las cámaras de combustión, en la cantidad adecuada, en función de los requerimientos que se le pidan al motor y de las condiciones operativas en las que se encuentre.

Las partes del circuito de combustible son:

- Bomba de combustible: proporciona la energía suficiente al combustible para que llegue a las cámaras con presión y caudal suficiente desde el tanque.

- Filtro de combustible: elimina las impurezas que pueda tener el combustible y asir evitar el atasco de los inyectores.

- Calentador de combustible: elimina el hielo, que por agua disuelta

pudiera formarse en el combustible.

- Control de combustible: dosifica el combustible en función de los requerimientos que se le hagan al motor y de algunos parámetros más avanzados para el control exacto de inyección. Pueden ser Hidromecánicos o electrónicos (FADEC, EEC…).



- Válvulas divisoras de flujo: dividen el flujo de combustible en función del caudal requerido.

- Inyector de combustible: Pulverizan el combustible en la cámara de

combustión.

El motor lleva otros sistemas que son necesarios para su funcionamiento como:

- El sistema de puesta en marcha, necesario para el encendido ya que durante el arranque del motor es necesario hacer girar el motor, pueden ser eléctricas (motores pequeños) o neumáticas que no es más que una pequeña turbina movida por aire procedente del APU o una fuente exterior (motores de mayor tamaño).

- El sistema de encendido: durante la puesta en marcha y en fases criticas del vuelo, se tiene conectado un circuito eléctrico que chisporrotea, con alta tensión las bujías en las cámaras de combustión o para evitar que se apaguen.

Por último en la mayoría de motores a reacción nos encontramos con los inversores de empuje o reversas más comúnmente conocido, no es más que unos mecanismos que deflactan la corriente de salida, haciendo que el motor produzca un empuje inverso. Esta opción solo se podrá operar en tierra y dentro de unos parámetros de seguridad, debido al calentamiento que provoca en el motor.

Hay tres tipos:

- En Pétalos (Aire Frío).



- En Cascada (Aire Frío).

- En concha de almeja (Bucket).

1.2 Turborreactor de doble flujo o Turbofan.

El turbofan es un motor casi idéntico al turbojet, la única diferencia es que incluye un ventilador en la parte frontal del motor (FAN), que proporciona parte del empuje que produce el motor. Otra diferencia con respecto al turbojet convencional es que, en este motor el flujo de aire a la entrada en el motor sigue dos caminos, (flujo de aire primario y flujo de aire secundario), en un camino el aire pasa directamente del FAN a



la turbina, sin pasar por la cámara de combustión (flujo secundario) y en el otro camino el flujo de aire sigue el mismo proceso que en el turborreactor simple (flujo primario).

Este motor es el más utilizado actualmente debido a las innumerables ventajas que ofrece con respecto al turbojet.

.

Su funcionamiento es el siguiente, el aire entra por el FAN, que va unido mediante un eje a la turbina, el FAN divide el aire en dos caminos, el flujo primario y secundario. El flujo primario sigue el mismo camino que en el turbojet (compresores, cámara de combustión, turbina y tobera). El flujo secundario pasa por los conductos exteriores al motor, (sin pasar por la cámara de combustión) aprovechando también para refrigerarlo ya que el aire que pasa es frío, aquí el flujo de aire es acelerado, con lo que este motor acelera mucho más volumen de aire que en un turbojet, produciendo más empuje útil.

Sus principales ventajas son, puede acelerar un mayor volumen de aire que el turbojet sin tener que quemar más cantidad de combustible en el proceso, ya que no todo el aire que genera el FAN va a la cámara de combustión para ser quemado, sino que es dirigido alrededor y en el exterior de la turbina, el cual genera una cantidad



considerable de empuje de aire frío, debido en gran parte al diseño avanzado del FAN. Aparte de su gran eficiencia y economía, los turbofan son también los motores más silenciosos de la industria. Esto debido a que el flujo de aire frío que genera el FAN en la parte posterior del motor, está envolviendo el chorro de aire caliente que escapa de la tobera de gases, y por la diferencia de densidad (Aire frío más denso, caliente menos denso) ayuda a disiparlo de forma menos violenta.

Hay más de una variante del motor turbofan convencional, su clasificación es la siguiente:

• Turbofan de bajo índice de derivación: posee entre uno y tres ventiladores en la parte frontal que producen parte del empuje de la aeronave, lo encontramos en aviones como el F100, A340-200 y 300 y MD83.

• Turbofan de alto índice de derivación: estos motores representan una generación más moderna; la mayor parte del empuje del motor proviene de un único ventilador situado en la parte delantera del motor y movido por un eje conectado a la última etapa de la turbina del motor, lo encontramos en la mayoría de los aviones de la actualidad, A320, B737, B757, etc.

1.3 Turboprop o Turbohélice.

Es un motor en el que su turbina es muy potente y obtiene energía mecánica para arrastrar compresor, accesorios y una hélice. Están provistos de un grupo reductor para acoplar las revoluciones de la turbina a la hélice.

Un turborreactor está diseñado para acelerar una masa de flujo de aire relativamente baja a una alta velocidad de escape, inversamente, un turbohélice está diseñado para acelerar una gran masa de flujo de aire a baja velocidad. Esto como resultado nos da un rendimiento de combustible inmejorable, aunque a costa de la velocidad de vuelo y el ruido en cabina.

Mientras que el diseño básico de un turbohélice es similar a un turborreactor puro, principalmente difiere en los siguientes componentes:

• Una turbina adicional para arrastrar a la hélice. • Una disposición de dos conjuntos de rotación. • Un engranaje reductor para convertir la alta velocidad rotacional de la

turbina en una velocidad más moderada para la hélice.



El funcionamiento es igual al del turborreactor. En el turborreactor, la propulsión es el resultado de la reacción sobre la masa de aire acelerada, en el turbohélice se obtiene por medio de la tracción de la hélice que recibe la energía procedente de la aplicada a la turbina que la mueve. La velocidad de salida de los gases de escape es pues ya muy reducida, porque la energía cinética de los gases en la expansión ha sido captada casi en su totalidad por las turbinas para mover al compresor o compresores, accesorios y la hélice. Solo un pequeño empuje residual se obtiene en el turborreactor base, (aproximadamente el 10% del total) procedente de la energía que aún queda en la expansión después de la última turbina, pero este empuje es muy pequeño comparado con la tracción de la hélice.

Las características de este motor son:

- Alto rendimiento propulsivo a bajas velocidades, lo cual resulta en cortas carreras de despegue, pero que disminuye rápidamente a medida que la velocidad aumenta. El motor es capaz de desarrollar alto empuje a bajas velocidades porque la hélice puede acelerar grandes cantidades de aire a partir de velocidad 0 hacia delante del avión.

- Tiene un diseño más complicado y es más pesado que un turborreactor. - Un consumo específico de combustible más bajo que el turborreactor.

- Combinación motor y hélice con mayor área frontal lo cual necesita trenes de aterrizaje mayores para los aviones de ala baja.



- Posibilidad de empuje inverso eficaz.

Atendiendo a la forma en que la hélice recibe el movimiento, los turbohélices pueden ser:

• De turbina libre. • De turbina ligada.

El motor turbohélice típico puede descomponerse en cuatro grupos:

- El grupo de la sección de potencia, que comprende los componentes principales usuales de los motores de turbina de gas (compresor, cámara de combustión, turbina, y la tobera de escape).

- El conjunto de la caja o engranaje del reductor que contiene aquellas secciones peculiares para las configuraciones de turbohélice.

- El conjunto medidor de torque, usado para indicar la potencia desarrollada por el motor turbohélice. El torque del motor o momento de torsión es proporcional a los caballos de potencia y se transmite a través del reductor de la hélice.

- El conjunto de arrastre de accesorios.

2. Sistema Eléctrico. Una aeronave dispone de múltiples sistemas consumidores de energía eléctrica. Unos requieren corrientes eléctricas continuas, pero otras necesitan la de tipo alterna. Las



funciones y características particulares de cada componente eléctrico son las que determinan el tipo de alimentación más idóneo.

2.1 Fuentes de corriente continua de la aeronave (DC).

Existen dos tipos de elementos generadores de corriente continua en la aeronave, batería y dinamo, hay que decir que hay otro elemento que convierte la corriente alterna en continua, el rectificador.

- Batería: La batería es el elemento capaz de transformar la energía química en energía eléctrica. Para ello, se aprovecha la energía que se almacena en los reactivos químicos, a través de un proceso químico de oxidación-reducción, en el cual se intercambian electrones para producir una fuerza electromotriz. Los tipos principales de batería son: 1. Pilas Secas. 2. Acumuladores.

2.1 Acumuladores de plomo Acido. 2.2 Acumuladores Alcalinos.

- Dinamo: Una dinamo se define como un generador de corriente continua, cuando un motor externo hace girar al rotor de la dinamo, el cual está constituido por una serie de devanados inmersos en el campo magnético generado por el estator, se indicen unas corrientes alternas en las bobinas del rotor, que al pasar a través de un dispositivo



conmutador situado en el colector, se transforma en corriente continua. Básicamente es la generación de corriente con una espira (fenómeno físico).

2.2 Fuentes de corriente alterna de la aeronave (AC).

La mayoría de las aeronaves de gran tamaño utilizan la corriente alterna como fuente primaria de electricidad. La corriente continua la obtienen de los alternadores a través de las unidades transfo-rectificadoras (TR). Las unidades TR reducen la tensión por medio de un transformador. El principal elemento para generar corriente alterna es el Alternador.

- Alternador: el alternador es el sistema generador de energía eléctrica más extendido en la aviación. No vamos a explicar su funcionamiento ya que es muy complejo solo saber que, la corriente generada es de tipo alterno con una frecuencia de 400 Hz. Hay dos tipos básicos de alternadores: los que tienen escobillas y los que no. Últimamente el alternador tiene una utilización mucha más extendida que la vieja dinamo en la aviación. Son varias razones las que deben a este cambio:

1. El alternador pesa menos que la dinamo para una misma

potencia.



2. El alternador consigue mucha más potencia para un mismo

número de r.p.m.

3. El alternador se desgasta menos que las dinamos.

4. Al contrario que las dinamos el alternador no requiere de un

limitador de intensidad, ya que su corriente se regula automáticamente.

- Arrancador-Generador: Los arrancadores-generadores son unidades que se localizan típicamente en los aviones con motor de turbina. Esta unidad proporciona la energía mecánica necesaria para arrancar el motor de la aeronave y, por otro lado, proporciona energía eléctrica a las barras de distribución una vez que el avión esta arrancado. La ventaja del arrancador-generador reside en que hacen el trabajo de dos equipos ocupando el espacio y peso de uno. Además está directamente acoplado al motor a través de una caja de engranajes. Así, elimina el mecanismo de desacoplamiento necesario para los motores de arranque convencionales. Durante la fase de puesta en marcha, el arrancador-generador recibe energía eléctrica tanto en el inducido como en el inductor. Esto produce la fuerza necesaria para el arranque del motor. Una vez arrancado el motor y durante la fase de operación, la unidad funciona generando una



corriente de salida al igual que cualquier otro generador de baja potencia.

Aeronaves ligeras Monomotor.Los sistemas eléctricos de la mayoría de los aviones ligeros con un motor son relat

ivamente simples. La energía se reparte hacia los consumos eléctricos por medio de la barra de distribución. Esta barra recibe la corriente de la batería o del alternador del avión. También hay un interruptor que abre el circuito de campo del alternador y cierra su salida en caso de alguna función anómala del sistema eléctrico.

Aeronaves ligeras Multimotor.

La inmensa mayoría de este tipo de aeronaves utiliza dos dinamos o alternadores con regulación de tensión. Cuando los dos generadores proporcionan simultáneamente energía a la barra principal, los reguladores trabajan unidos para mantener la salida de tensión igual en ambas fuentes. Este fenómeno se denomina paralelismo.

Aeronaves Pesadas.

Los sistemas eléctricos de las aeronaves pesadas suelen ser más complejos y caros que la de los aviones ligeros.

En las aeronaves ligeras, el circuito principal es de corriente continua (DC), siendo pocos los consumos que requieren corriente alterna. En las aeronaves pesadas es todo lo contrario, de forma que la generación eléctrica principal se obtiene de los alternadores. Los inversores o inverter son los equipos encargados de obtener la corriente continua necesaria para los consumos eléctricos que lo necesiten.



Las aeronaves pesadas necesitan un mayor requerimiento de energía eléctrica por lo que necesitan a veces un sistema de alimentación externa en tierra. También poseen un sistema APU que les proporciona energía eléctrica en tierra y en el aire.

• Sistema APU (Auxiliary Power Unit): La mayoría de los aviones comerciales disponen en su sistema eléctrico de una unidad de energía interna auxiliar, independiente de los motores principales. La misión principal de esta unidad es proporcionar alimentación eléctrica o los sistemas del avión durante las tareas de pre-vuelo, post-vuelo y en situaciones anómalas durante la operación del vuelo. El APU tiene un motor independiente, por lo que en situaciones de emergencia puede proporcionar un alivio energético. En algunas aeronaves, el APU se puede encender en vuelo, de forma que, ante la avería de uno de los generadores principales, se puede suministrar una derivación de potencia eléctrica desde el APU hasta las barras de distribución principal. Normalmente se sitúa en la parte trasera para que pueda evacuar los gases producidos por el motor de combustión interna directamente por la popa de la aeronave. El sistema APU también aporta aire sangrado a la aeronave, en concreto al sistema neumático.

APU del Boeing 737.

3. Sistema Hidráulico. Para el manejo de piezas, de los aviones comerciales actuales, se necesitan grandes fuerzas, que hace necesario el que se tenga que utilizar mecanismos hidráulicos capaces de accionar dichas piezas.

Los elementos principales en los que actúa el sistema hidráulico en una aeronave son:



- Mandos de Vuelo. - Tren de Aterrizaje. - Dirección de la Rueda de Morro. - Actuación de Inversores de Empuje de Motores. - Puertas. - Escaleras.

Las características de los sistemas hidráulicos que deben tener en las aeronaves son:

- Relación Peso/Potencia muy baja. - Relación Volumen/Potencia muy baja. - Transformar Fuerza en Movimientos. - Actúan en elementos distantes del Punto de Mando. - Mecanismos de rápida respuesta con poca inercia. - Sistema de Control con mecanismos sencillos y seguros. - No requieren engrase. - Mantenimiento sencillo y económico.

HDY POWER DISTRIBUTION B737.

El circuito hidráulico más elemental se compone de:

- Deposito: es el lugar donde se almacena el líquido hidráulico que se suministra al sistema para su funcionamiento. El líquido sale y retorna al depósito

- Filtro: elimina cualquier impureza que pueda contener el líquido hidráulico.



- Bomba: son las encargadas de dar la energía al líquido hidráulico del circuito, se clasifican: 1. Por su forma de accionamiento: Manuales Eléctricas Arrastradas por el motor Turbina de Aire 2. Por su forma de actuar:

De engranajes De lóbulos. De pistones: -de caudal constante. -de caudal variable.

- Regulador de Presión: mantienen constante la presión del circuito, evitando de que haya sobrepresiones en el circuito.

- Válvulas: son las encargadas de controlar, comandar y automatizar el circuito. Pueden ser: Selectoras.

Retención. Seguridad. Reguladora. Lanzadera.

- Tubería: son las encargadas de transportar el líquido hidráulico. - Actuador: transforman la presión hidráulica en fuerza y movimiento.

3.1 Bombas de Transferencia Llamadas también PTU (Power Transfer Unit). Se utilizan en aviones con más de un circuito hidráulico, para pasar energía hidráulica de uno a otro circuito, en caso de fallo de uno de ellos.

4. Sistema Neumático.

Es el conjunto de conductos, válvulas, sensores, cambiadores de calor, etc, que tienen por misión conducir aire a una determinada presión y temperatura desde una fuente de energía hasta los sistemas que lo necesitan.



Normalmente el sistema neumático suministra a:

- Acondicionamiento de Aire. - Anti-hielo de alas y góndolas del motor. - Calefacción de bodegas. - Presurización de depósitos de agua. - Inversores de empuje. - Etc.

4.1 Aire Acondicionado.

El aire procedente del sistema neumático es necesario refrigerarlo y ponerlo a la temperatura adecuada, para su posterior distribución en la cabina de la aeronave.

Los aviones de gran tamaño suele tener repartido por zonas , el control del acondicionamiento del aire.



Las cabinas suelen estar provistas de distribución de aire general y de salidas de aire individual.

El aire que entra en la cabina de la aeronave es aire procedente de los compresores de los motores. El aire de RAM (Aire de Impacto) se utiliza para enfriar el aire procedente del compresor del motor, bien en los pre-enfriadores (pre-cooler) o en la máquina de ciclo de aire. Esto se llama ciclo de enfriamiento del aire de cabina.

Circulación del aire en la cabina de pasajeros.

Presurización.

La baja presión existente fuera del avión cuando este vuela a grandes alturas, hace necesario el que se presurice la cabina. El sistema de presurización tiene varias funciones, entre ellas, brindar confort y seguridad a los pasajeros, mantener una



presión de cabina a una altura de 8.000 ft. Prevenir cambios rápidos de altitud de cabina, lo cual podría causar daños e inconfortabilidad para los pasajeros y tripulación.

La presurización se logra mediante la descarga controlada del aire acondicionado a través de la válvula “outflow”, de las zonas herméticamente cerradas del avión.

Control de presurización del B737.

Altitud de Cabina.

Es la altura que correspondería a la presión que se tiene en la cabina del avión.

Presión Diferencial.

Es la diferencia existente entre la altitud de vuelo y altitud de cabina.

4.2 Protección contra hielo y lluvia.

El sistema de protección contra hielo y lluvia permite la operación sin restricciones del avión en condiciones de engelamiento y lluvia fuerte. Las zonas críticas del avión se protegen, con aire caliente o calefacción eléctrica (motores, bordes de ataques, ventanillas, pitot, estáticas...).



La protección contra la lluvia se realiza con un limpiaparabrisas en el parabrisas frontal, depende la configuración de cada aeronave, y un sistema que repele la lluvia.

Como el sistema de protección contra hielo en cada aeronave es diferente, aunque con un modo de funcionamiento parecido, nos vamos a centrar en explicar el funcionamiento del sistema de protección contra hielo del A320 con motor CFM.

Protección del Motor, la góndola de cada motor está protegida por un sistema de anti-hielo independiente de aire de sangrado del compresor de alta (Motor CFM, con compresor de alta y de baja). El aire se suministra a través de una válvula de dos posiciones, abierta y cerrada, para cada motor. Cada válvula se controla con un interruptor en el panel del overheat. Si no se dispone de aire de sangrado (motor parado) la válvula se cierra. Cuando está abierta cualquiera de las válvulas de control de anti-hielo del motor, se reduce automáticamente el límite de N1, y si lo requiere la presión de aire a suministrar, aumenta automáticamente el N1 de ralentí de los dos motores .En caso de fallo de suministro eléctrico, las válvulas se abren.

Los bordes de ataque, están protegidos, en vuelo, contra el hielo por aire caliente procedente del sistema neumático. El aire se suministra a través de una válvula en cada ala. Estas válvulas se controlan mediante un interruptor “WING ANTI ICE” situada en el overheat. En caso de detección de pérdidas, la válvula de control de anti-hielo del ala afectada cierra de manera automática. Al activar el WING ANTI ICE, el límite de N1 se reduce de manera automática, y N1 en IDLE aumenta también de manera automática. Las válvulas también se cierran en caso de fallo de suministro eléctrico.



Controles del sistema de protección contra el hielo de un A320.

5. Sistema de Protección contra Incendios.

Todos los motores de turbina de gas y sus sistemas asociados incorporan características que reducen la posibilidad de fuego en el motor. No obstante, es esencial que si un fallo ocurre y resulta en fuego el motor, existan provisiones para la detección inmediata y una rápida extinción, así como para contención d este. Los sistemas de detección y extinción deben añadir el mínimo peso posible al motor. Todas las fuentes potenciales de fluidos inflamables están aisladas de la zona caliente del motor. Los componentes externos de los sistemas de combustible y aceite y sus correspondientes tuberías están normalmente localizados alrededor de los cárteres del compresor, en una zona fría, y separados de la zona de combustión, turbina y conducto de escape por un mamparo a prueba de fuego. Las zonas pueden ventilarse para evitar la acumulación de vapores inflamables.



5.1 Detección del fuego. La rápida detección de un fuego es esencial de manera que el procedimiento necesario de extinción pueda efectuarse antes de que el fuego se haga demasiado grande. También es extremadamente importante que un sistema de detección de fuego no de una falsa alarma debido a un corto – circuito, que pudiera resultar de una vibración, roce, o intrusión de humedad. Para eliminar una señal falsa de aviso de fuego puede usarse dos circuitos de detección de fuego independientes instalados uno al lado del otro dentro del sistema de aviso de fuego. Hay varios tipos de circuitos detectores de incendio, el más importante y usado por los aviones de hoy día son los detectores de vigilancia que responden a la radiación de luz procedente de una llama. Estos pueden ser tan sensibles que responden solo a los rayos ultravioletas emitidos desde una llama de keroseno. 5.2 Contención del Fuego. Un fuego de motor debe ser contenido dentro de la planta de potencia y no permitírsele extenderse a otras partes del avión. Los capots (pequeños drenajes para verter al exterior fluidos inflamables procedente de fugas de alguna parte del motor) que rodean al motor normalmente están fabricados de aleaciones ligeras, que serían incapaces de contener un fuego cuando el avión se encuentra estático. Durante el vuelo, no obstante, el flujo de aire alrededor de los capots proporciona suficiente refrigeración como para hacerlos a prueba de fuego y contenerlo. 5.3 Extinción del Fuego. Antes de que el sistema de extinción funcione, el motor debe estar parado para reducir la descarga de fluidos inflamables y aire en el área de fuego. Cualquier válvula de paso combustible, que controla el flujo de un fluido inflamable debe estar situada fuera de la zona caliente para evitar que el fuego la dañe y la deje inoperativa. Después de haber extinguido el fuego el motor no se debe poner en marcha, ya que la perdida de combustible y el sistema de ignición podrían reavivar el fuego, ya que su inicio se podría deber a esto. También el sistema de extinción podría estar agotado. El agente extintor que se usa para los fuegos de motor normalmente es metilo de bromuro o uno de los compuestos del freón. Cuando el circuito eléctrico correspondiente se opera manualmente, el agente extintor se descarga desde los recipientes sobre el fuego, a través de una serie de tuberías de pulverización perforadas o inyectores.



6. Instrumentos de Navegación. A continuación explicaremos los principales instrumentos de navegación, dependiendo de cada aeronave, hay infinidad de variantes y nomenclaturas del mismo instrumento. Los instrumentos mecánicos solo vamos a explicar el horizonte artificial, indicador de rumbo (DG) y brújula magnética, estos últimos ya están quedando en un segundo plano debido a que el campo de la electrónica y la digitalización están entrando en el mundo de la aviación con un mejor resultado.

6.1 Indicador de Actitud (ADI).

El indicador de actitud se conoce comúnmente como horizonte artificial. El indicador de actitud proporciona al piloto la información de actitud de la aeronave respecto al horizonte terrestre real. Así dice, el ángulo de alabeo, y cabeceo comparados con el plano horizontal de la aeronaves cuando se encuentra en vuelo recto y nivelado.

El indicador de actitud funciona apoyándose en la propiedad giroscópica. Se compone de un giróscopo libre de rotación horizontal, con eje de giro vertical, montado sobre un sistema cardán que le confiere tres grados de libertad y que se mantiene en posición vertical gracias a la gravedad. Cuando el avión realice algún cambio de actitud, alabee… la caja de instrumentos realizará los mismos movimientos, por ir montados de forma fija en el avión; sin embargo el giróscopo interior mantendrá su plano de rotación, debido a la propiedad de la rigidez espacial.



6.2 Indicador de Rumbo (DG).

El indicador de rumbo, es un instrumento que presenta al piloto el rumbo hacia el que se aproa la aeronave, facilitándole la forma de controlar y mantener el rumbo.

Este instrumento utiliza un giróscopo libre con su eje de giro horizontal, que se aprovecha de la propiedad de rigidez espacial. En el momento de cambiar la dirección del avión, la caja del instrumento, gira en la misma medida; con todo, el giróscopo permanece en el plano de giro inicial, arrastrando la rosa de rumbos en el movimiento relativo.

Un instrumento más avanzado, denominado indicador de situación horizontal “HSI”, reemplaza a estos indicadores de rumbo. Dicho instrumento representa mucha más información al piloto, incluyendo ordenes de navegación de varios sistemas de guiado simultáneamente.

DG DG HSI

6.3 Brújula Magnética.

Es el instrumento más básico para la navegación aérea, hoy en día, debido a los grandes avances en dichos sistemas, ha quedado en un segundo plano. Pero sigue siendo un instrumento importante para la navegación aérea.

Su funcionamiento se basa, en la interacción magnética producida por el campo circundante de la tierra y el de un pequeño imán, utilizado como elemento indicador. El polo norte del imán se orienta al polo norte magnético.

Su construcción es la siguiente, el imán se ancla en una copa circular graduada con los 360º. Para minimizar el rozamiento, se apoya en un pivote finalizado en punta acerada sobre una superficie cóncava de una piedra preciosa

Las cualidades de la brújula son:

- Estabilidad. - Sensibilidad.



- Arrastre. - Amortiguación.

La brújula magnética está sometida a bastantes errores que pueden afectar su operatividad, alguno de ellos son:

- Error de Inclinación. - Error de Desvío. - Error de Declinación. - Error de Oscilación. - Error de Aceleración. - Error de giro al Norte.

6.4 Inertial Reference System (IRS).

El IRS es un método de navegación de precisión que no requiere ninguna entrada externa al avión. Los datos del IRS se suministran al FMC para la navegación.

El IRS está formado por:

- Tres Giróscopos: uno para cada eje de coordenadas. Se usan para conocer los ángulos de alabeo, cabeceo y guiñada.

- Tres Acelerómetros: uno para cada eje de coordenadas que proporcionan las aceleraciones lineales en los tres ejes.

- Un procesador de Datos. - Un reloj se utiliza para medir los tiempos de interacción del procesador

de datos para mostrar el vector velocidad del avión.

Un aspecto fundamental para la precisión del sistema es la iniciación, en la fase de pre-vuelo hay que comprobar la alineación de los ejes de los giróscopos y acelerómetros.



Inertial Reference System (IRS) del B737.

6.5 Flight Management System (FMS).

El sistema de vuelo automático calcula los parámetros para controlar de forma automática tanto las superficies de vuelo como el empuje de los motores.

El FMS calcula la posición del avión mediante: plataformas inerciales (IRS) y ayudas radioeléctricas de tierra y de satélites.

Es capaz de mostrar el plan de vuelo con los procedimientos de salida, llegada y la ruta que previamente debe almacenar la compañía en la memoria y que, posteriormente configura el piloto.

Los datos de la FMS se presentan en las pantallas PFD, ND, dependiendo de la nomenclatura de cada aeronave.

El FMS es el encargado de gestionar la trayectoria y optimizar el perfil de vuelo, para esta labor debe estar conectado a diferentes equipos:

- Tres Plataformas inerciales. - Dos Unidades de datos de Aire (PTMU por ejemplo, aunque hay más

tipos). - Controles de radio. - Dos Radioaltímetros, contribuyen al aterrizaje automático por debajo de

800 pies. - Cronometro de cabina CLOCK que sincroniza los relojes de las FMS. - Los calculadores de combustible que envían información de peso y del

centro de gravedad del avión. - Al cargador de la base de Datos de Navegación que la compañía debe

actualizar cada 28 días. - Dos calculadores de control de flaps.



- Dos calculadores de posición del tren de aterrizaje.

Y envían información de:

- Plan de vuelo al Ordenador del Controlador de Presión de Cabina CPCC. - Mando de los motores al Piloto Automático. - Deflexión de superficies de vuelo a través de los calculadores primarios. - Datos de Navegación a los DMC del EFIS para generar las imágenes en

pantalla. - Registros y análisis de Fallos a la impresora para su posterior

mantenimiento.

FMS B737-400

6.6 Global Positioning System (GPS).

EL GPS es un sistema de radionavegación vía satélite diseñado para ofrecer posicionamiento en las tres dimensiones, velocidad y tiempo con alta precisión y con cobertura mundial. Puede dar servicio a un número ilimitado de usuarios en cualquier lugar de la superficie terrestre y la atmósfera. Este sistema sustituirá a los otros sistemas de navegación tanto por precisión como por coste. La mayoría de los posicionadores GPS disponibles hoy en día son capaces de dar precisión de 10 metros o menos. Uso de técnicas avanzadas, como las ya descritas pueden aumentar la precisión a un metro o menos. Aplicaciones especializadas que utilizan técnicas sofisticadas de manipulación de datos y equipos de primera clase pueden obtener precisiones medidas en centímetros.



6.7 Electronic Attitude Director Indicator (EADI).

Es una evolución del antiguo sistema mecánico ADI. El indicador director de actitud electrónico “EADI”, muestra gran cantidad de dados de vuelo básicos, necesarios para mantener un vuelo confortable y suave. La información se visualiza en una pantalla de color. Se muestra desde la información de alabeo y cabeceo, hasta una altura de decisión en la aproximación.

La mayoría de los EADI da dos tipos de visualizaciones:

- La visualización constante: muestra la información necesaria para el control del vuelo.

- La visualización de tiempo parcial: da la información necesaria para una aproximación a pista o una navegación básica.

6.8 Electronic Horizontal Situation Indicator (EHSI).

Los hindicadores de situacin horizontal electronicos son la version moderna de los antiguos HSI. Al igual que el EADI, el EHSI es capaz de mostrar pantallas a tiempo completo y a tiempo parcial, dependiendo unicamente de la configuracion con la que se opere.

Este indicador se puede configurar de cuatro modos diferentes de operación, mapa, plan, VOR, ILS.

Cada uno de estos modos se puede seleccionar en el controlador de pantalla EFIS.



- Modo Plan: da información de la ruta de vuelo que se ha introducido previamente en el sistema FMS.

- Modo Mapa: al igual que en el modo anterior da información de la ruta de vuelo, de un modo visual diferente al anterior.

- Modo VOR, ILS: toman la información de los sistemas de navegación tradicionales.

6.9 Head Up Display (HUD).

Es un instrumento que generalmente se monta en aviones tipo cazas. El visor de cabeza alta es un instrumento situado en el frontal de la vista del piloto y del copiloto. Dicho instrumento se ha aprovechado del avance de la tecnología óptica, proyectando y enfocando unas señales luminosas, por medio de una lente, sobre uno o más prismas de cristal. La imagen generada en el vidrio se combina con el infinito, de forma que el piloto puede ver el exterior a través del vidrio en el que se reflejan las señales luminosas.

El HUD muestra gran cantidad de datos de vuelo básicos, para un correcto desarrollo del vuelo.

Hay una variante de este sistema que es el HGS (Head up Guidance System), no es más que un sistema HUD desarrollado para los aviones comerciales.



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Fecha: 05/03/2013

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.es_CO

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