Análisis Preliminar - Características Del Helicóptero Bell 430
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8/17/2019 Análisis Preliminar - Características Del Helicóptero Bell 430
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CAPITULO II
ANÁLISIS PRELIMINAR
2.1. CARACTERÍSTICAS DEL HELICÓPTERO BELL 430
El Bell 430 es un helicóptero bimotor ligero-medio, está diseñado para transportar
cómodamente de nueve a diez pasajeros, incluido el piloto esta aeronave está
aprobada para !ue se pueda realizar su operación con un solo piloto " está
certi#icada para #uncionar bajo condiciones de d$a o noche %&' cumpliendo los
re!uerimientos en la categor$a de helicóptero de transporte ()ransport *ategor"
'otorcra#t+ (&' arte ./, *lase B+ El Bell 430 incorpora todos los sistemas
redundantes necesarios para una certi#icación *ategor$a " B
Figur N!. 4" H#$i%&'(#r! B#$$ 430 )(r*%u$ HN+40,
Fu#-(#" utor
1
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El helicóptero Bell 430 incorpora varias mejoras signi#icativas !ue sus modelos
predecesores, la más importante de ellas #ue el nuevo rotor de cuatro palas
compuestas sin articulación un!ue tanto el Bell .30 " Bell 430 están propulsados
por motores 'olls-'o"ce (llison+ .10 de turboeje, los motores del Bell 430 son
20 más potentes tros cambios inclu"en la cabina de pasajeros alargada 45
cm, !ue prev6 dos asientos adicionales, una cubierta de vuelo E&78 opcional, "
una opción de patines o ruedas de tren de rodaje retráctil
En la con#iguración para evacuación aerom6dica puede llevar uno o dos pacientes
en camillas con cuatro o tres asistentes m6dicos respectivamente 9a capacidad
má:ima de carga e:terna es de 3100 libras (21;1
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>entro de las caracter$sticas principales del Bell 430 se puede considerar las
siguientes?
T/$ N!. 1" Cr%(#r*(i% #-#r$# H#$i%&'(#r! B#$$ 430
=odelo Bell 430
ño de introducción 2//2
rimer vuelo .1 octubre 2//4
&echa de certi#icación .3 #ebrero 2//5
7nicio de entrega julio 2//5
*apacidad de pasajeros . pilotos
(5-;+ pasajeros
ltura 2. #t 3 in (3@3 m+9argo del #uselaje 44 #t 2 in (2344 m+
>iámetro del rotor 4. #t (2.;0 m+
9argo total 10 #t 3 in (213. m+
lanta motriz (: .+ 'olls-'o"ce .10-*40B
otencia (: .+ @;3 hp (1;4
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Figur N!. " Di)#-i!-# #$ H#$i%&'(#r! B#$$ 430
Fu#-(#" =anual de =antenimiento Bell 430
4
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Turret
360° LOS Rango de giro torreta (azimut)
+90° to -120° LOS Rango de ee!a"i#n0-60° $er %e" &'L *eo"idad de giro
T$i"a ,6 radian LOS e%ta.iiza"i#n
Sen%or%
'oom "ontinuo de T*
1// or 3 // /oor
1// 10° to 35° O*
3// 14° to 2° o$ti"a O*
mgene% trmi"a%
3rd 7en8 640 512 (2 t$e%)
24 mi"ron(31°8 651°813°8043° O*)
20 mi"ron
(26°8 54°8109°8036° O*)
3rd 7en 320 240
(16°8 33°8 065°8043° O*)
O$"iona
ied 'oom S$otter
3 // /oor
029° O*
La%er uminator
:ig;t S$ottere Sauti-mode !ideo tra"?er
&d!an"ed %igna $ro"e%%ing
MX-15i
2.2. CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA ELECTRO+ÓPTICO M5+1,i
El e!uipo Descam =-21i es una torreta de captación de imágenes desde el aire
idealizado para su aplicación en operaciones militares, seguridad urbana "
vigilancia, o#reciendo e:celentes valores de rendimiento en cada clase
Figur N!. 6" Si(#) M5+1,i
6
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Fu#-(#" >epartamento de 7ngenier$a Electrónica *7==
*uenta además con un lente de visión nocturna el cual mejora las capacidades
multiespectrales, a la par !ue con su nuevo sensor de multiplicación de carga de
estado sólido " su lente de gran aumento, o#rece una capacidad de identi#icación
nocturna a larga distancia
El sistema posee un procesador de imágenes por in#rarrojos optimizado el cual
mejora el rango dinámico, reduce el ruido, corrige los p$:eles dañados " e#ectFa
zoom electrónico " otras #unciones de mejora de la calidad de imagen
9a alta estabilización es la clave para conseguir imágenes sólidas 9a capacidad
de estabilización se ha mejorado aun más, o#reciendo los rangos de identi#icación
de blancos más largos de su clase admite de 2 a 5 sensores de carga Ftil,
permitiendo adaptar a la per#ección los re!uisitos del sistema al re!uerimiento "
econom$a del operador
Gtilizando la tecnolog$a 7=G integrada, la =-21i o#rece una má:ima precisión en
la localización de blancos, GEO-Pointing permite a la torreta realizar un
seguimiento preciso de una ubicación en tierra GEO-Location o#rece las
coordenadas en tierra de la imagen *on estos datos, GEO-Focus capta
automáticamente imágenes electro-ópticas por in#rarrojos del lugar
El e!uipo =-21i posee un sinnFmero de caracter$sticas tanto el6ctricas,
electrónicas, ópticas " mecánicas siendo las más importantes para el estudio las
siguientes?
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T/$ N!. 2" Cr%(#r*(i% T7%-i% Si(#) E$#%(r!+&'(i%! 8#%) M5+1,i
=odelo Descam =-21ieso /0 H 200 lb
otencia ..0D (promedio+, ;40D (má:+
lcance
>imensiones >iámetro 21,10I, altura 2;,/1I
'e!uerimientos de potencia .; %>*, 20 amp (promedio+, 3.,1 amp (pea-452, =79-8)>-;20, ')*>-250
Estabilización de l$nea de visión )$picamente L 5 Mradianes
Estabilización " visualización eje interior (cabeceo, guiñada+
eje e:terior (azimut " elevación+
islamiento de vibración Eje pasivo (:, ", z, cabeceo, alabeo, guiñada+
>etectores de carga ED, EC, 7', 9aser illuminator, 9aser er
'ange#inder
)emperatura de #uncionamiento -12J* a 11J*
)emperatura de almacenamiento -11J* a ;0J*
%elocidad má:ima de operación 310
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cuáles son los componentes esenciales del sistema " cuáles son los componentes
opcionales !ue serán instalados en las aeronaves
2.2.1. COMPONENTES ESENCIALES DEL SISTEMA ELECTRO+ÓPTICO
M5+1,i
>entro de los componentes esenciales del sistema electro-óptico =:-21i se tiene?
• Sensor #1: Captador térmico por infrarrojos de gran aumento. Tipo 3° generación, matriz de plano de 3! "m
• Sensor #a: C$mara color para d%a con lente de zoom. Tipo 1CC& Color, 'esolución ()* lineas de T+, Campo de isión: *.-° 3!°
• Sensor #/: C$mara a color para d%a con lente de zoom. Tipo 3CC& Color, 'esolución -** lineas de T+, Campode isión: 1.(° )°
• Sensor #3a: C$mara para d%a con lente de mira de dos canales. Tipo 3CC& Color, 'esolución -** l%neas de T+,Campo de +isión: *.0°
• Sensor #3/: C$mara para d%a con lente de mira de dos canales. Tipo 3CC& Color, 'esolución -** l%neas de T+,Campo de +isión: *.-°
• Sensor #(: C$mara nocturna con mira de dos canales necesita al sensor 3/2. Tipo CC& multiplicador de carga/n2. 'esolución !)* l%neas de T+. 4ongitud de onda: 5!*1*** nm. Campo de +isión: 'S1)* *.3*° CC6' *.3!°
• Sensor #!: 4'7 inocuo para los ojos. Tipo de l$ser: idrio er/ium. 4ongitud de onda: 1.!( "m. +elocidad depulsos: 1 pulsosmin. 'ango: * 8m. 'esolución de rango: 9 !m
• Sensor #5: 6luminador l$ser. Tipo de laser: diodo clase ;S6 (2. 4ongitud de onda: -5* "m. o: (**m? u -**m?.
• )orreta con 5 sensores
o 7magen t6rmica de gran aumento
o . lentes para luz del d$a con zoom
o . cámaras para luz del d$a " lentes para el observador o *ámara nocturna con canal para doble observador
o )el6metro láser 9'& (E"e 8a#e+
o 7luminador laser
• =aster *ontrol Gnit (=*G+ en este caso, incluida en la torreta
• *ableado
• *onsola de control
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o Nand controller
o >ispla"s
Figur N!. 9" C!)'!-#-(# i(#) 8#%) M5+1,i
Fu
#-(#" AAAAescamcom
2.2.2. COMPONENTES OPCIONALES DEL SISTEMA ELECTRO+ÓPTICO
M5+1,i
10
http://www.wescam.com/http://www.wescam.com/
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8e analizará cada una de las restricciones obteni6ndose una matriz de evaluación
!ue permitirá determinar la ubicación más idónea de los e!uipos
2.3.1. RESTRICCIONES DIMENSIONALES
9a aeronave al poseer puntos duros Fnicamente en la parte in#erior de la
misma, impide !ue se pueda colocar una cámara de 2;,/1I de altura más los
elementos de sujeción lo !ue podr$an dar lugar a una altura de ..I, esto se
debe a !ue la altura de la parte in#erior del helicóptero al piso es de Fnicamente
.;3 mm (222I+, lo !ue imposibilita totalmente la instalación de este sistema en
la parte in#erior de un helicóptero Bell 430 con ruedas
Figur N!. 10" Pu-(! ur! 'r(# i-;#ri!r ;u#$
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Fu#-(#" utor
Figur N!. 11" A$(ur # $ (!rr#r #$ i(#) #$#%(r!+&'(i%! M5+1,i
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Fu#-(#" >epartamento de 7ngenier$a eronáutica *7==
Figur N!. 12" A$(ur $ 'i! #$ #$i%&'(#r! B#$$ 430
Fu#-(#" =anual de =antenimiento Bell 430
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*on estas observaciones se considera !ue debido a las restricciones
dimensionales, el sistema electro-óptico =-21i se lo puede instalar
lateralmente o en la parte posterior del #uselaje del helicóptero
2.3.2. RESTRICCIONES OPERACIONALES
9os re!uerimientos de la viación Caval del Ecuador respecto al sistema
electro-óptico =-21i es !ue sea modular, es decir se pueda desmontar de
cada una de las aeronaves en caso de !ue la misión !ue se realice sea
di#erente a e:ploración aeromar$tima o vigilancia
tro aspecto relevante es !ue la aeronave tenga un alto grado de observación
minimizando las zonas negras en el Pcut outI del #uncionamiento del sistema
)omando en cuenta estas consideraciones se descarta la posibilidad de instalar
el sistema en la parte posterior del #uselaje del helicóptero !uedando
Fnicamente la opción de una instalación lateral
2.3.3. RESTRICCIONES DE INTERACIÓN
*omo se analizó en los subcap$tulos ..2 " ..., el sistema electro-óptico =-
21i tiene varios componentes tanto esenciales como opcionales !ue deberán
ser integrados entre ellos " con el helicóptero Bell 430 esta integración
responde a los re!uerimientos tanto el6ctricos como estructurales
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2.3.3.1. RE=UERIMIENTOS DE INTERACIÓN EL>CTRICA
9os re!uerimientos el6ctricos del sistema electro-óptico =21i son?
• .; voltios >* corriente continua
• 20 amperios promedio
• 3.1 amperios pico con una duración de al menos 0,31 segundos
T/$ N!. 3" A-?$ii # %rg #$ i(#) #$#%(r!+&'(i%! M5+1,i
E=UIPO I @A :CD @: P@8
*ámara Descam =-21i 20 .; .;0
=onitor QE82121-30; 051 .; 2;.
>%5020' 05 .; 25;
7ntermittent )one 002 .; 05;
'ela" 005 .; 25;
'ed 9amp 004 .; 22.
RelloA 9amp 004 .; 22.
Oreen 9amp 004 .; 22.
))9 ;44 .35@.
Fu#-(#" >epartamento 7ngenier$a Electrónica *7==
El sistema de alimentación de ** genera, almacena, controla " distribu"e la energ$a
el6ctrica Es un .; voltios, de corriente continua, de un solo conductor del sistema,
tierra comFn
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>os generadores de arran!ue (en el modo generador+ son la principal #uente de
energ$a el6ctrica Gn regulador de tensión controla la tensión de salida de cada
generador " suministra sobretensión, tensión baja, sobrecorriente, protección de
corriente inversa " de #alla a tierra para cada sistema de generador
*ada generador suministra energ$a a su bus principal, !ue suministra una corriente
continua no esencial bus, un bus de ** esencial " los dos buses de emergencia 9a
cone:ión entre los dos buses principales es imposible mientras !ue los dos
generadores están en operación 8i un generador está #uera de servicio, la operación
del interruptor 7C)*C BG8 conecta los buses principales a trav6s del bus
interconectar rel6 El generador suministra energ$a utilizable luego a dos E88 CC, los
dos buses de E88 " autobuses de emergencia 9a operación del interruptor BG8
>78*C abre la cone:ión entre los buses principales
9a bater$a suministra la energ$a el6ctrica para arrancar los motores " da energ$a de
reserva cuando los dos generadores no están en #uncionamiento
Gna #uente de .; %**, para pruebas de motores de arran!ue " del sistema, se
conecta con el helicóptero a trav6s de la toma de corriente e:terna
%6ase la &igura /5-2. para un diagrama simpli#icado del sistema de alimentación de
** " la #igura /5-23 para la matriz de la operación del sistema
1
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&igura :::? >iagrama simpli#icado del sistema de poder >* helicóptero Bell 430
&uente? =anual de =antenimiento Bell 430
1@
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OECE'>'E8
Oenerador de arran!ue 2 (2=O2+ está unido a la caja de cambios accesoria de motor
C S 2 Oenerador de arran!ue . (2=O.+ está unido a la caja de cambios accesoria de
motor C S . 9os generadores de arran!ue-son bi-componentes En el modo de
arran!ue de operación !ue producen tor!ue para girar el motor En el modo de
generador !ue suministra energ$a a los buses el6ctricos cada
generador puede suministrar un má:imo de .00 a 30 %>*
En esta instalación, la salida se mantiene a un l$mite de 2;0 en .; %>* para
mantener el generador lo su#icientemente #r$o
)abla :: *apacidad nominal individual de los 8tarter Oenerator C .05-05.-.00-223 "
C .05-05.-.00-2./
OPERACIÓN AMPERAE*ontinua .00 amperios2
. minutos ..1 amperios
1 segundos 400 amperios
Baterias
1 9a capacidad de operación continua del generador se reduce a 2;0 amperes por debajo de1000 pies (21.4 m+9a capacidad de operación continua del generador se reduce a 210 amperes por encima de1000 pies (21.4 m+
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9a bater$a (.B)2+ está instalado en el e!uipo estante in#erior en la aviónica &)
compartimento el6ctrico
9os .4 %, .; amperios-hora de la bater$a suministra energ$a a todos los autobuses " el
poder de a bordo para !ue arran!ue el motor 9os suplementos de la bater$a del
generador en #uncionamiento durante un motor transversal de inicio Na" tres
termostatos en la caja de la bater$a )ermostatos 2 " . son utilizados por el
77>8 para controlar la temperatura de la bater$a )ermostato 3 controla la bobina del
rel6 de alimentación e:terna (.T2+
9a bater$a puede suministrar energ$a el6ctrica a los buses de emergencia, BG8 E88 2,
BG8 E88 ., BG8 E88 C 2 " BG8 E88 C . (si el interruptor de intercone:ión de bus
se empuja+ cuando no está en #uncionamiento generador *uando la bater$a sólo
proporciona los buses de emergencia, !ue suministra por lo menos 30 minutos de
potencia
2.3.3.2. RE=UERIMIENTOS DE INTERACIÓN ESTRUCTURAL
El sistema electro-óptico =-21i re!uiere estructuralmente un soporte el cual
permita acoplar el sistema a la estructura del helicóptero Bell 430, este acople
debe ser diseñado de manera !ue permita su segura sujeción aFn en las
condiciones más cr$ticas de carga además de permitir su desmontaje de
acuerdo a los re!uerimientos del operador
9a torreta del sistema electro-óptico =-21i deberá estar sujeta al soporte
mediante 5 pernos C8 2312-4 distribuidos e!uitativamente en el área de
contacto
&igura :::? >istribución pernos C8 2312-4 en torreta =-21i
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&uente? U7 =-21i =*G )urret, 8urveillance >Ag Co /02;@-02
El soporte deberá estar adosado a un miembro estructural (#rame, costilla+ " a lavez se deberá analizar " diseñar un re#uerzo para la esta sujeción
9as restricciones estructurales determinan !ue la ubicación de la torreta del
sistema electro-óptico =-21i puede ser en cual!uier parte del #uselaje, siempre
" cuando e:istan miembros estructurales !ue permitan su sujeción
2.3.4. RESTRICCIONES DE SEURIDAD
'especto a la seguridad tanto de la aeronave como del sistema electro-óptico,
la instalación se lo deberá realizar siguiendo los procedimientos establecidos
tanto en los manuales del sistema electro-óptico =-21i como del helicóptero
Bell 430 8in embargo se ha priorizado !ue el sistema =-21i as$ como sus
componentes est6n alejados del sistema de combustible a #in de evitar un
eventual riesgo de incendio
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El sistema de combustible considera 3 tan!ues de combustible internos (dos
abajo los asientos " uno detrás de los asientos de pasajeros+ " . e:ternos en
los #lotadores (Aings+ del helicóptero, el diseño deberá evitar !ue el sistemaentre en contacto con los tan!ues de combustible
El sistema electro-óptico =:-21i no deberá a#ectar la apertura de puertas en
caso de una evacuación de emergencia, aspecto !ue deberá ser considerado
en el diseño de la instalación
2.3.,. UBICACIÓN PRELIMINAR
ara la construcción de la matriz se han considerado los aspectos tratados
anteriormente los cuales son?
• 'estricciones dimensionales
• 'estricciones operacionales
• 7ntegración estructural
• 7ntegración el6ctrica
• 'estricciones de seguridad
Estos aspectos permitirán evaluar cuantitativamente las posibles ubicaciones de la
torreta del sistema electro-óptico =-21i en el helicóptero Bell 430, se empleará
una escala num6rica !ue identi#i!ue la #actibilidad de la instalación en cada una de
las ubicaciones, la escala es?
4 &'(i)!" 9a instalación es totalmente #actible en dicha zona no teniendo
a#ectación en la aeronave
3 r#%!)#-/$#" 9a instalación es #actible en dicha zona teniendo una a#ectación
m$nima en la aeronave
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2 r#$i/$#" 9a instalación se la puede realizar en dicha zona, sin embargo se
deberá evaluar minuciosamente las a#ectaciones !ue se puede tener
1 -! r#%!)#-/$#" 9a instalación no es recomendable en dicha zona, son
demasiadas las a#ectaciones en los sistemas de la aeronave
0 i)'!i/$#" 9a instalación es imposible en dicha zona de la aeronave
TABLA N!. 555 MATRI DE E:ALUACIÓN DE LA UBICACIÓN DE LA
TORRETA DEL SISTEMA ELECTRO+ÓPTICO M5+1,i
Ubicación torreta MX-15i
Zonainferior
delfuselaje
Zonaposterior
delfuselaje
Zonalateralderecha
Zonalateral
izquierda
Zonadelantera
Restriccionesdimensionales 0 3 4 4 0Restricciones
operacionales 4 1 3 3 4Interación el!ctrica 2 2 3 2 2
Interación estructural 4 2 3 2 1Restricciones deseuridad 1 1 3 1 2
"#$%&R'(I)$ 11 * 1+ 1, *
23
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>e acuerdo a la matriz de evaluación de la ubicación de la torreta del sistema
electro-óptico =-21i, se pueden descartar de inmediato la ubicación en la zona
in#erior del #uselaje debido a restricciones dimensionales "a analizadas " la
instalación en la zona delantera en vista !ue se pretende instalar un radar de
e:ploración aeromar$tima en esa zona en el #uturo
*on este escenario tenemos tres lugares posibles zona posterior, lateral derecha "
lateral iz!uierda, descartándose tambi6n la zona posterior debido a su baja
ponderación #inal 9a zona lateral iz!uierda no es recomendable por aspectos de
seguridad en vista !ue en ese lado el helicóptero tiene 3 puertas por lo !ue podr$a
haber complicaciones en caso de una evacuación de emergencia además de tener
poco espacio para la instalación
8e decide la instalación en la parte derecha del #uselaje del helicóptero entre las
estaciones 8) 2@;10 " 8) 2/510 por lo !ue se realizará un Pcut outI de la
visibilidad del sistema electro-óptico =-21i en dicha ubicación
Figur N!. 55" Cu( Ou( # $ i-($%i&-
24
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Fu#-(#" utor
Estructuralmente esta ubicación permite la sujeción del soporte de la torreta de lacámara del sistema electro-óptico =-21i en #ormadores " largueros ubicados enentre las estaciones 8) 2@;10 " 8) 2/510 lo !ue respaldará estructuralmenteel diseño !ue pretende proponer
Figur N!. 55" U/i%%i&- i-($%i&- (!rr#( M5+1,i #- #$i%&'(#r! B#$$ 430
25
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Fu#-(#" =anual de =antenimiento Bell 430
8egFn el documento U7, =-21 7=*G )G''E) 8G'%E799C*E Co /02;@-02
9os re!uerimientos mecánicos de instalación del sistema son?
%CE real es la velocidad aerodinámica má:ima de instalación depende de 4.1 nudos a
nivel del mar, 78 d$a estándar
ltitud má:ima 4.000 #t sobre nivel del mar
26
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eso de la torreta /0-200 lbs (dependiendo del peso de los sensores opcionales+
9a torreta re!uiere un patrón sim6trico de 5 agujeros
7nstale la torreta con sujetadores C8 2312-4 o e!uivalentes, asegFrese de longitud se
e:tiende 3; V (K225 -0+ debajo de la super#icie de contacto
sim6trico 5 agujeros de montaje patrón
Gnless otherAise indicated, tighten all mounting #asteners in accordance Aith & 4323-
2B., cceptable =ethods, )echni!ues, and ractices-ircra#t 7nspection, 'epair and
lterations
=a:imum tor!ue on mounting #asteners not to e:ceed 200 in-lbs
menos !ue se indi!ue lo contrario, apretar todos los tornillos de montaje de acuerdo con
la & 4323-2B., =6todos ceptables, )6cnicas " rácticas, aeronaves de inspección,
reparación " modi#icaciones
ar má:imo en sujetadores de montaje no e:ceda los 200 in-lbs
'e!uerimientos de entrada de poder? .;%>*, 20 amp average, 3.1 amp pea< con una
duración de al menos 031 segundos
*onvection cooled, continuous operation at temperatures above 31J* onl" in #light
2
-
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t temperatures above 31J*, restrict ground operations to ma:imum 2 hour on, 4 hour o##
dut" c"cle
'e!uerimientos de en#riamiento? 'e#rigeración por convección, la operación continua a
temperaturas superiores a 31 J * sólo en vuelo
temperaturas superiores a 31 J *, restringir las operaciones de tierra a un má:imo de 2
hora sobre, 4 horas de ciclo de trabajo
*aution? #ter installation,
-
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Eje de guiñada (azimut+ osición de estiba está en K/0J
>o not immerse in Aater, do not poAer Aash
Co sumerja en agua, no lave a presión
=antenga la ventana limpia
rior to installation clean out the 5 mounting holes and the areas around the holes
using a dr" cloth
7nspect #or corrosion inside and around the mounting holes
7# corrosion is detect, do not install on the aircra#t Aithout Aritten approval #rom 9-3
*= Descam
t installation, appl" sealant * 2000 ('*->E8) E'8*E+ on the
threads o# the mounting #asteners and around the mounting holes, pa"ing special
attention to appl" it Ahere areas o# the nic
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8/17/2019 Análisis Preliminar - Características Del Helicóptero Bell 430
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7nspeccione si ha" corrosión en el interior " alrededor de los ori#icios de montaje
8i la corrosión se detecta, no se instalan en las aeronaves sin aprobación escrita de 9-3
*= Descam
>urante la instalación, apli!ue sellador de * 2000 ('*->e8oto E'8*E+ en las
roscas de los tornillos de montaje " alrededor de los ori#icios de montaje, prestando
especial atención a aplicarlo en las áreas del n$!uel podr$a haber desprendido
9impie-o## el e:ceso de sellador con un paño seco
&uselage ssembl"