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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA UNIDAD TICOMAN INGENIERIA AERONAUTICA FUNDAMENTOS DE MOTORES COMBUSTION INTERNA PROFA: MARISELA VALDEZ PEREZ LOPEZ VAZQUEZ IRVING SALVADOR 5AM2 PRACTICA LÍMITES OPERACIONALES 727

Objetivo La finalidad de la práctica es que alumno aterrice los conocimientos adquiridos de límites operacionales en una aeronave en específico de igual manera conocer también los instrumentos que nos brindan la lectura de las condiciones de nuestra aeronave y no rebasar así los límites establecidos. Marco Teórico El Boeing 727 es una aeronave trimotor comercial de tamaño medio. El primer Boeing 727 salió de la fábrica el 27 de noviembre de 1962 y su primer vuelo fue en 1963 demostrando que era mejor, incluso que lo que habían previsto el grupo de ingenieros. Es el modelo más vendido hasta principios de los años 90, con un total de 1.831 aviones entregados, época en que fue sustituido por el Boeing 737. El motor elegido para brindar el empuje necesario al 727 fue el Pratt & Whitney JT8D. El motor JT8D es el motor comercial a reacción más popular que se haya hecho, más de 14,000 de ellos han sido construidos, cuenta con más de medio billón de horas de servicio desde 1964.

Este motor funciona de manera similar a todas las versiones turborreactores de un motor de turbina de gas, ya que deriva su fuerza de propulsión a través de la aplicación de la tercera ley de Isaac Newton que establece que “para cada acción hay una reacción igual y opuesta”. Las cubiertas del motor constituyen la columna vertebral del motor atornillados entre sí, y apoyar a todas las partes internas del motor a través de soportes y rodamientos. El aire de descarga del fan es conducido fuera de las cubiertas interiores porque el aire ya ha sido acelerado por el fan y por lo tanto ha cumplido su propósito de proporcionar empuje adicional, el mismo tipo de empuje adicional que se obtendría a partir de aire que pasa a través de la hélice de un turbohélice o motor alternativo. El JT8D es un motor Turbo fan de flujo axial frontal que incorpora un diseño de doble eje. Tiene dos ensambles de rotación independiente coaxialmente conectados: un ensamble de rotación para el compresor de baja presión (LPC) que abarca las primeras seis etapas (seis pares de palas rotativas y estatores, incluyendo las dos primeras etapas que comprenden el ventilador frontal); y un segundo ensamble rotativo para la sección del compresor de alta presión (HPC) que comprende siete etapas. El compresor de alta presión está conectado a la primera turbina delantera, que tiene una sola etapa. El ventilador (fan) frontal tiene dos etapas.

El ducto anular de descarga para el ventilador recorre todo el motor, permitiendo que el aire que pasa por el ventilador salga junto a los gases de combustión por la misma tobera. Indicadores Altímetro El altímetro indica, en pies (ft, del inglés feet) o en metros, la lectura de la altitud relativa a un nivel de referencia dado al cual está volando el avión. En el altímetro hay dos agujas, ambas indicando: La pequeña los millares y la larga las centenas. Teniendo esto en cuenta, cuando la aguja pequeña se encuentre, por ejemplo, en los mil pies (1000 ft) y la larga en los 300 ft, se vuela a 1300 ft. Algunos aviones tienen una aguja más que indica las décimas, pero la mayoría de aviones ligeros tienen las dos agujas con forma de punta. Desde la introducción de la electrónica existen indicadores digitales, con númeración digital o simulando analógico con agujas. La indicación del altímetro depende de que haya sido ajustado a la presión barométrica existente en la zona de vuelo, o bien con referencia a la elevación del aeródromo del que ha partido o al que se dirige. Tacómetro Es un medidor de revoluciones por minuto (RPM) las cuales representa en un dial, calibrado de 100 en 100 r.p.m. con marcas mayores cada 500 r.p.m.

Este instrumento se alimenta de su propio sistema, es decir no requiere de corriente del avión. En aviones con hélice de paso fijo, este instrumento proporciona el número de RPM del cigüeñal del motor y por extensión, de la hélice; en aviones con hélice de paso variable, indica el número de RPM de la hélice. Algunos indicadores tacómetros, están expresados en porcentaje, al cual el 100% representa las revoluciones al máximo del motor, estos indicadores pueden ser los siguientes:  Indicador N1: usado para motores Turbo Fan, indican las Revoluciones en porcentaje de los alabes del fan y las primeras etapas compresoras, es decir, el compresor de baja presión.  Indicador de N2: El N2 representa la velocidad de rotación del compresor de alta presión y se presenta en el indicador como un porcentaje respecto a las RPM del diseño. El compresor de alta es gobernado por la turbina de alta. Ambos están conectados mediante un eje concéntrico. Indicador de Relación de Presión del Motor (EPR) Presión de Descarga de la Turbina o Presión de la Tobera de Escape. Este instrumento indica el incremento de presión entre dos etapas de un motor a turbina. El sistema EPR está diseñado para compensar automáticamente los efectos de la velocidad y de la altitud sobre las medidas tomadas.

Indicador de la Temperatura de los Gases de Escape (EGT) El sistema de indicación de temperatura de los gases de escape (E.G.T.) es un medio de vigilancia de los límites operativos de la integridad mecánica de las turbinas. Suele constar de varios termocuples distribuidos en el cárter de escape de turbina y un indicador de servo por motor situado en el compartimento de vuelo. La temperatura de los gases en la entrada de la turbina (T5) es la más crítica de todas las variables de motor aunque su medición no es práctica debido a las altas temperaturas alcanzadas y al problema mecánico que se originaría en caso de rotura de las sondas medidoras. En su lugar y aprovechando que la caída de temperatura a lo largo de la turbina varía en forma conocida, se mide la temperatura de salida de turbina (T7) mediante termopares posicionados apropiadamente. Desarrollo de la Práctica Durante la práctica pasamos a la cabina del 727 junto al ingeniero Aquiles, que nos explicó amablemente algunos de los indicadores que hay dentro de la cabina, principalmente los que tienen que ver con la potencia que nos va a brindar nuestro motor, a través de estos instrumentos podemos saber si nuestro motor está operando correctamente al rendimiento esperado.

Entre los instrumentos que nos explicó están:  EGT  EPR  Tacómetro  Altímetro Durante la práctica también nos platico acerca de algunos límites operacionales de la aeronave, así como también vimos ligeramente el sistema de extinción de fuego de la aeronave. Rendimiento Velocidad crucero (Vc): 907 km/h (564 MPH; 490 kt) a 10 000 m. Alcance: 4 450 km (2 403 nmi; 2 765 mi) Techo de vuelo: 13 000 m (42 651 ft) Régimen de ascenso: 14,9 m/s (2 933 ft/min)