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ESTRUCTURAS Y SISTEMAS DE AERONAVES (Sistema de Combustible) Fernando Alvarez M.

Indice de Contenidos Modulo de Sistema de Combustible I.-

Introducción.

II.-

Descripción del Sistema.

III.- Descripción de Componentes del Sistema. IV.- Controles, Indicadores y Sistemas de Seguridad. V.- Fallas Frecuentes y Mantenimiento. Mantenimiento

ESTRUCTURAS Y SISTEMAS DE AERONAVES (Sistema de Combustible) Fernando Alvarez M.

I.-

Introducción.

El sistema completo de combustible de un avión esta formado por: El Sistema del Avión, que transporta el combustible desde los estanques hasta una zona donde pueda ser tomado por las bombas del sistema de combustible del motor. El Sistema de combustible del Motor, que transporta el combustible hasta los inyectores para que pueda ser quemado en la cámara de combustión.

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Sistema de Combustible de un avión turbo hélice. De Havilland DHC-6-300 Twin Otter, Flight Manual.

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Esquema del Sistema de Combustible del avión B-747.

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II.-

Descripción del Sistema. Combustible. Depósitos (Estanques). Bocas de Carguío. Bombas de alimentación. Bombas reforzadoras (booster). Conductos. Válvulas y filtros. Controles e indicadores.

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1.- Combustible: Gasolina de Aviación (alto octanaje)100-130. Motores convencionales Kerosene de Aviación. Motores a reacción. *Características del kerosén de aviación. Pto. De Inflamación: 120ºF Pto. Vaporización: 572ºF.

Designación específica.

Muchos combustibles cumple esto

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La principal, más antigua y conocida denominación del kerosén de aviación es J.P. Y se usó en primera instancia en aviones militares. J.P.1: Pto. Congelación -76ºF....muy difícil de cumplir! J.P.2: Más volátil que el anterior. Otros desarrollos son el J.P.3, J.P.4, J.P.5...J.P.6 último combustible desarrollado, para aviones supersónicos de última generación. Para aviones civiles, la ASTM define los kerosén de aviación como: Tipo A ,similar al J.P.5, pto.. de inflamación 140ºF y baja volatilidad. y Tipo B, similar al J.P.4. Otras denominaciones: Pratt and Whitney Aircraft

PW A 522

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2.- Estanques de Combustible: a.-Tipos: Independientes (aviones antiguos). Integrales. Intercambiales. Estanques Integrales: Forman parte de la estructura del ala. Las vigas del ala sirven como límites anterior y posterior del depósito, los límites laterales son costillas especiales y los cierres superior e inferior son el intrados y extrados del ala. Todas estas estructuras se encuentran selladas y protegidas. Ventajas: Menor peso, menor probabilidad de grietas por vibraciones, pueden situarse en otras zonas del avión como el fuselaje.

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Ubicación de los estanques integrales de combustible del avión B-727.

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Esquema de ubicación de estanques ventrales de combustible.

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Estanques intercambiables: se instalan para proveer de mayor cantidad de combustible en una determinada misión Son fácilmente removibles según el tipo de configuración que requiera la aeronave. En los aviones militares, pueden ser lanzados desde el interior de la aeronave.

Estanques auxiliares: Proveen mayor cantidad de combustible a la aeronave para determinados vuelos, según su carga. No son removibles, sino que forman parte del avión. Pueden ser independientes o integrales.

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Carguíos de combustible: Según el vuelo que se vaya a realizar, se debe tener en cuenta la cantidad de combustible a cargar en el avión, ya que vamos a cambiar carga útil (pasajeros, carga, equipamiento, armamento, etc..) por combustible. En las líneas aéreas, el combustible es un elemento importante en sus costos de operación, debido a ello, es que requieren planificar detalladamente la cantidad de combustible a cargar en un determinado aeropuerto. Las variables que influyen en la cantyidad a cargar en un avión son: *Distancia a recorrer. *Meteorología de la ruta y destino. *Carga a transportar.

*Precio del combustible en el destino. *Distancia de aeropuertos alternativos.

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(Sistema de Combustible) Fernando Alvarez M.

Otra variable importante que debe tenerse encuentra al momento de cargar es la estiba y performance del avión. *Performances: MTOW (Maximun Take-Off Weight) MLW (Maximun Landing Weight)

Máximos ambientales.

Máximos Absolutos, de acuerdo a la estructura del avión. Pueden ser mayores o iguales a los absolutos. Están definidos por: condiciones meteorológicas, características del aeropuerto (largo de pista, obstáculos, tipo de pista, etc.)

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*Estiba: La cantidad de combustible almacenada en los estanques, debe distribuirse de tal manera de contribuir a la estabilidad del avión en vuelo y a la disminución del momento flector en las alas, constituyendose en un compensador estructural. Durante el vuelo pueden producirse cambios del c.g. producto de un consumo disparejo del combustible. Por ello, el piloto deberá controlar que el gasto del combustible sea equilibrado. Para especificar el peso máximo que puede tener un avión con cero combustible, se define un parámetro de diseño llamado: MZFW (Maximun Zero Fuel Weight).

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b.- Subsistemas de los estanques. Celdas: Cada estanque posee estas divisiones que separan el combustible para evitar un desplazamiento violento del combustible en virajes de gran ángulo. Válvulas de chapaleta (mariposa):Estás válvulas regulan el trasvasije de combustible entre las celdas ayudando a evitar desplazamientos violentos. Sistema de Ventilación: Para aliviar la presión de los vapores del combustible. Este sistema no permite la salida del combustible desde el estanque, a excepción de una sobre presión durante el carguío. Caja de ventilación: Cavidad donde se elminan los vapores del combustible. Sudiseño permite que no se escape combustible. Bocas de drenaje: Permiten la eliminación de residuos y agua desde llos estanques. Son de accionamiento externo.

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Válvula de chapaleta.

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Esquema Funcional del Sistema de Ventilación

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3.-Bocas de Carguío y Tablero de control de Abastecimiento. Las bocas de carguío son para la carga y descarga, manual o automática de combustible de los aviones. existe una boca de carguío ubiada en un punto de la aeronave, que le permite efectuar vaciado o llenado de combustible desde un solo pto. del avión. El tablero de control de abastecimiento se controla la operación de carga o descarga según corresponda. Nota: Evitar la descarega de combustible de la aeronave... El combustible que se descarga puede no ser autorizado a reutilizarse o penalizado. La interfase entre el camión repostador o estanque terrestre al carguío del avión, es un adaptador mecánico, diseñado especialmente para soportar las grandes presiones del carguío (del orden de 4500 lit/min, 50 psi) Nota: Igualdad de potencial de elementos durante el carguío, para evitar explosión producto de los vapores del combustible.

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Elementos escenciales del sistem a de carguío del avión.

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Componentes del tablero de control: switch eléctrico. Luces de indicación. Indicadores de Cantidad de combustible(Recepción). switches de test. Switch de control de la válvula de llenado. Switch selector MANUAL-AUTOMÁTICO.

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Funcionamiento del panel de carguío.

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Varilla de medidión: Control del nivel de llenado , para operación manual. Recarga por gravedad: Similar al carguío de, combustible de un automóvil. Proceso mucho más lento que el carguío a presión. Los depósitos auxiliares se cargan con el combustible que viene desde los principales. También se debe tener precaución con los vapores del Combustible.

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4.- Bombas de alimentación (bombas sumergidas). a.- Descripción. Ubicadas dentro de los estanques, proveen la presión necesaria para transportar el comustible desde los depósitos hacia los ductos a una presión positiva, para que después pueda llegar hasta el motor. Normalmente, van instaladas en pares, par suplir la posible falla de una de ellas. También pueden facilitar el trasvase de combustible. Las bombas sumergidas, funcionan con energía eléctrica alterna. Para suplir un posible corte del suminstro de energía electrica alterna, se instalan otras bombas que funcionan con energía eléctrica continua de la batería. Las bombas de refuerzo (booster), pueden suministrar presiones de hasta 15 p.s.i., con 28 Volt continuos.

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b.- Funcionamiento de las bombas: Para evitar el calentamiento de las bombas, el mismo combustible actúa como refrigerante. No obstante, existen switchs de aviso, que quitan una de las fases , de las bombas y estas dejan de funcionar o funcionan en marcha baja hasta que se enfrían. La construcción del sistema, permite que el combustible que primero se consumirá será el que no coopera con la resistencia estructural. Para este efecto, las bombas se colocan en serie en estosd depósitos. Por lo tanto, el combustible que primero se gastará sera el de los estanques auxiliares, por ello, las bombas nunca van instaladas en estos depósitos, para evitar un funcionamiento en vacío.

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5.- Conductos. a.- Descripción. El sistema de ductos del sistema de combustible, está formado por una red de cañerías de aluminio, que tienen por misión transportar el combustible al sistema del motor, trasvasijar el combustible de un estanque a otro y eliminar combustible en los casos que se requiera. b.- Operación del sistema. Una de las operaciones más complicadas que debe efectuar es la alimentación cruzada de combustible. Para operar este sistema se requiere accionar la palanca de alimentación cruzada (CROSSFEED), poner en funcionamiento las bombas del depósito a consumir y detener las bombas del estanque cuyo nivel se quiere mantener.

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Otra operación importante es la expulsión rápida de combustible. Esta operación se realiza, teniendo en cuenta los límites operacionales de peso de la aeronave (MTOW y MLW). Cuando peligra el MLW, por alguna emergencia o reducción de la distancia planificada para volar se debe expulsar el combustible para llegar al MLW. Para realizar esta operación se debe: reducir la velocidad del avión, mantener vuelo horizontal, extender tren de aterrizaje y flaps, y realizarlo sobre zonas despobladas. Para prever un lanzamiento total del combustible, por descuido, existe una cantidad de combustible que no es expulsable (UNJETISONABLE FUEL). Esta operación se realiza desde la cabina en el panel de FUEL JETTISON MODULE

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6.- Válvulas y filtros. Existen válvulas de : una sola dirección, restrictoras (de retención), de drenaje, de corte y filtro. La misión de ellas es controlar el movimiento, dirección y corte de emergencia del combustible dentro del sistema. Válvulas de Corte (Shut Off): Existen dos, una que está solidaria a la palanca de emergencia de incendio de motor, que corta el combustible al otor que se está incendiando. La otra está unida a la llave de control de combustible de cada motor, para que a la cámara de combustión fluya combustible, SOLO al momento de la puesta en marcha. Esto ocurre cuando las r.p.m del motor alcanzan un cierto valor.

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Válvulas de retención: Ayudan a la circulación del combustible desde el depósito central. Válvulas de drenaje: Sirven para extraer el agua desde las líneas y otros lugares donde pueda almacenarse, según el diseño del avión. Por ejemplo, cuando el combustible pasa por zonas presurizadas del avión las líneas se encuentran encamisadas por una cubierta,. Entre estas superficies se condensa el agua. 7.- Controles e indicadores.

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Sistema de indicación a bordo del B-747