Fuel System

Sistema de Combustible 1

Tcnico en Mantenimiento Aeronautico

Sistemas de Combustible ATA 281

FUEL SYSTEM

ATA 28



Objetivo:

Al final de esta seccin el estudiante ser capaz de:

Enumerar los distintos tipos de tanques de combustible que existen

Describir los componentes principales del sistema de combustible y explicar la funcin que realizan



Aircraft fuel system

La funcin del sistema de combustible es almacenar el combustible hasta que sea necesitado y proporcionar al motor el volumen de combustible libre de contaminantes que le permita desarrollar la potencia requerida



Tipos de combustible




Clasificacion de Combustibles

Se pueden encontrar dos clases diferentes

Aviation gasolineUsado en motores

recprocos

Turbine engine fuelusado en turbinas



Grados de AvGas

Cuando las aeronaves militares y civiles eran impulsadas con motores recprocos, estaban disponibles cuatro tipos de combustible para aviacin. Pero ahora, que el uso de turbinas se ha generalizado, solamente tres grados estan disponible, dos de los cuales estn siendo desfasados.



Identificadores de Avgas



Aditivos

Los diferentes grados de combustible para aviacin difieren en el tipo y cantidad de aditivos que contienen. El aditivo ms comn es el tetraetileno de plomo, Pb(C2H5)4,, el cual incrementa la presin y temperatura crtica del combustible, mejora las caractersticas antidetonantes y ayuda en la lubricacin de las vlvulas del sistema




Turbine engine fuels Hay dos tipos bsicos de combustible para turbina: Jet A y A-1 Jet B

Tienen una presin de vapor baja y su flash point est entre 110F(43.3C) y 150F (65.5C)



Volatilidad del combustible para turbinas

Esta caracterstica es muy importante, pues determina dos factores contrapuestos: debe ser suficientemente alta para facilitar el encendido en

clima fro o en el aire debe ser suficientemente baja para reducir las prdidas por

evaporacin y evitar la formacin de vapor locks

NotaVapor lock: una condicin en la cual se forma vapor en las

lneas de combustible, obstruyendo el flujo a travs del sistema



Fuel anti-acing

El agua puede condensarse y congelarse en los filtros, obstruyendo el flujo de combustible

Para evitar eso, algunos aviones utilizan intercambiadores de calor que elevan la temperatura del combustible lo suficiente para evitar que se alcance el punto de congelacin



Anti-icing additive

Es un qumico agregado al combustible de las turbinas que se mezcla con el agua que se condensa dentro de los tanques y reduce su temperatura de congelacin de modo que no se congele y bloquee los filtros de combustible

Tambin acta como un agente de control biolgico que evita la contaminacin por microbios en el interior de los tanques




Requerimientos del sistema



Requerimientos del sistema

Hay ms incidentes y accidentes aeronuticos atribuibles al sistema de combustible que al resto de sistemas de una aeronave

El mal manejo del sistema ha ocasionado que los motores se detengan por falta de combustible cuando aun quedaba combustible en el interior de los tanques Los tanques han colapsado, reduciendo el volumen de combustible que pueden contener, sin que esa reduccin sea detectada Llenar el sistema con combustible del grado incorrecto causa detonaciones y prdidas graves durante el despegue



Requerimientos del sistema (cont)

Cada tanque de combustible en un avin de mltiples motores debe tener una salida independiente para cada uno de los motores equipada con una vlvula de interrupcin de flujo

Los sistemas que funcionan con gravedad deben ser capaces de proporcionar el 150% del flujo necesario para el despegue y los sistemas alimentados con bombas para motores recprocos deben proporcionar el 125%

Los sistemas para turbinas deben proporcionar el 100% del flujo requerido para cualquier maniobra y condicin de operacin




Cada tanque de combustible debe ser capaz de resistir las siguientes pruebas sin presentar fugas: para tanques metlicos o no metlicos cuyas paredes no

son soportadas por la estructura del avin, una presin de 3.5 psi o la presin generada durante la mxima aceleracin, la que sea ms grande

para tanques no metlicos soportados por la estructura del avin, una presin de 2 psi

Cada tanque debe tener un sumidero con drenaje con una capacidadde 1/16 de galn o el 0.25% de la capacidad del tanque, el que sea ms grande





Debe existir un medio que le permita a la tripulacin suprimir el combustible durante el vuelo a cada motor en forma individual La vlvula de interrupcin no debe estar del mismo lado de la barrera antifuego que los motores Si el peso mximo de aterrizaje es inferior al peso de despegue, el avin debe contar con un sistema de lanzamiento de combustible que permita descargar suficiente combustible para reducir el peso bruto hasta el peso mximo de aterrizaje



Tipos de sistema de combustible



Hay diferentes tipos de sistema de combustible

pero pueden ser agrupados en dos categoras principales

Alimentados por gravedadel flujo se establece

principalmente por el peso del combustible

Alimentados por presincuenta con bombas que

impulsan el combustible a travs del sistema

Tipos de sistema de combustible



Alimentado por gravedad para motor con carburador




Alimentado por gravedad para motor de inyeccin



Sistema de alimentacin cruzada



Sistema de combustible para aviones de turbinas



Gaseo

Fueling




Pressure fueling

El combustible es suministrado al avin a travs de un solo puerto

Los tanques son llenados hasta el nivel deseado que se especifica desde un panel de control de carga de combustible

El uso de un solo punto de llenado reduce la posibilidad de contaminacin del sistema





Tanques de combustible



Tanques de combustible

Se usan tres tipos de tanques en los aviones:built-up tanksintegral tanksbladder tanks

Poseen un punto bajo, llamado sump (sumidero, colector) con una vlvula de drenaje que permite remover el agua y cualquier otro contaminante que est en el combustible




Built-up fuel tanks

Son hechos de aleaciones de aluminio o de acero inoxidable y son remachados o soldados



Integral fuel tank

Se forma sellando una parte de la estructura del avin Se conoce como wet wing Se usan por su ahorro en el peso, ya que prcticamente no aaden componentes a la estructura del avin La nica forma de reparar un tanque integral es reemplazando sellador daado y efectuando reparaciones similares a las del resto de la estructura del avin



Integral fuel tank (cont)



Bladder-type fuel tanks

Algunos aviones utilizan forros de tejido ahulado dentro de una parte de la estructura que ha sido adecuada para ello cubriendo todos las partes cortantes o puntiagudas Estos forros se introducen a travs de pequeos orificios de acceso y se extienden en el interior de la estructura, donde son sujetadas y conectadas a las mangueras del sistema




Distribucin de los tanques de combustible



Fuel tank filler caps

Usualmente se localizan en las alas, en una zona de baja presin Si la tapa no sella adecuadamente puede generar una fuga de combustible, o, en caso de lluvia, contaminacin del sistema al permitir la entrada de agua



Fuel tank filler caps






Bombas de combustible



Bombas de combustible

Varios tipos de bombas son usados en los sistemas de combustible Los aviones ms pequeos utilizan bombas de diafragma y bombas auxiliares elctricas montadas en paralelo con las bombas de los motores

Las aeronaves ms grandes utilizan bombas de alabes deslizantes y bombas centrfugas



Plunger-type pumps



Centrifugal boost pump




Ejector pump systems

Es importante que las bombas tipo boost estn siempre sumergidas en el combustible, por lo q algunos aviones tienen unos sumideros que se mantienen llenos usando un sistema de bombas eyectoras Estas bombas usan el flujo de las boost pumps para producir baja presin y succionar combustible del tanque para llenar sumidero



Diaphragm-type fuel pump

Es una bomba de desplazamiento variable que normalmente se instala en paralelo con una bomba elctrica auxiliar de embolo sumergido



Vane-type fuel pump

Puede ser manejada directamente por un motor o elctricamente Es una bomba de desplazamiento constante tambin recibe el nombre de bomba compensada



Turbine-engine fuel pumps




Filtros del sistema de combustible



Fuel filters and strainers

Al revisar los accidentes causados por fallas en el sistema de propulsin resulta evidente que una gran porcin de ellas se debe a la contaminacin del combustible con escombros o partes que obstruyen el sistema



Fuel filters and strainers (cont)

Todos los tanques de combustible deben poseer un filtro o colador en la salida, para evitar que objetos extraos bloqueen las lneas de combustible



Microfiltro usado en sitemas de turbinas




Wafer-screen-type fuel filter



Vlvulas de sistema de combustible



Vlvulas de combustible

Los sistemas de combustible son muy complejos, tienen varios tanques, bombas, filtros y caeras. Por lo que las vlvulas, que controlan el flujo del combustible a travs del sistema, son de vital importancia en el correcto funcionamiento del sistema

Las vlvulas deben ser capaces de manejar todo el flujo requerido de combustible sin ocasionar una cada excesiva de presin y deben tener un mtodo que permita determinar si estn en la posicin completamente abierta o completamente cerrada



Plug-type valve

Es una vlvula activada manualmente y se utiliza solo como vlvula de interrupcin, tambin puede usarse para conectar la entrada a una de varias salidas




Popet-type fuel selector valve

Tiene varias ventajas sobre el resto de vlvulas operadas manualmente Su diseo asegura que cada una de las lneas este completamente abierta o completamente cerrada, sin posiciones intermedias



Electric motor-operated sliding gatevalve

Se utiliza un motor elctrico para accionar una compuerta que interrumpe el flujo en una lnea de combustible



Solenoid-operated shutoff valve

Utiliza un pulso de corriente directa en un circuito para abrir y otro pulso en un circuito diferente para cerrar



Fuel heaters




Fuel heaters

Dado que los aviones vuelan a altitudes donde la temperatura es muy baja, es necesario contar con una forma de garantizar que no se formar hielo en el interior del sistema Para ello se utilizan dos tipos de intercambiadores de calor:aire-combustibleaceite-combustible



Air-to-fuel heat exchanger



Instrumentos del sistema de combustible



Cantidad de combustible

Presin del combustible

Flujo de combustible

Instrumentos del sistema de combustible

Temperatura del combustible

Parmetros del sistema de

combustible




Tipos de indicadores de cantidad de combustible

Fuel quantity measuring systems

Manmetros de lectura directa

Indicadores capacitivos

Indicacin por resistencia electrica



Direct-reading fuel gage

Indica el nivel de combustible en el tanque convirtiendo el movimiento del flotador en rotacin del puntero en la cartula del indicador



Electrical resistance-type fuel quantity indicating system

Un flotador en el interior del tanque mueve el brazo de una resistencia variable cuando el tanque est lleno, la resistencia est al mnimo y la corriente a travs del devanado de indicacin de lleno es mxima Un imn permanente unido al puntero lo mueve hasta alinearse con el devanado de indicacin de lleno



Capacitance-type electronic fuel quantity measuring system

Es un mtodo muy popular para medir la cantidad de combustible Se utilizan condensadores cilndricos montados desde el fondo hasta la parte superior del tanque No utiliza partes mviles en le interior del tanque




Capacitance-type electronic fuel quantitymeasuring system (iop)

Los tubos forman parte de un puente de capacitivo conectado a un amplificador de seal El dielctrico de los tubos de prueba es el combustible y el aire sobre l La capacitancia vara con la cantidad de combustible







Flowmeters for turbine engines

Para las turbinas se usa flujo msico en lugar de caudal Un impulsor y una turbina estn instalados en la lnea principal de combustible el impulsor se mueve a velocidad constante, dndole al combustible un movimiento de remolino, y ese movimiento giratorio del combustible mueve la turbina Dos muelles calibrados restringen el movimiento de la turbina, de modo que la deflexin de la misma depende de la densidad y del volumen del combustible que pasa a travs de ella




Mass flowmeter used on a large turbineengine



Fuel pressure warning system

Normalmente la presin se mide con un manmetro diferencial Incluyen tambin un sistema de advertencia para alertar a la tripulacin ante una cada drstica de la presin den el sistema



Fuel temperature indicator

Algunos aviones utilizan censores de temperatura en los tanques de combustible para advertir cuando se producen condiciones de riesgo de formacin de hielo La indicacin de temperatura sirve para activar los intercambiadores de calor del sistema



Enrutamiento de las lneas de combustible

No deben rozar con cables de control, ni con la estructura del avin, ni con cables elctricos, ni con los conductos de cables elctricos Cuando estn cerca, la lnea de combustible debe ir abajo del cableado y asegurada con abrazaderas a la estructura En ningn caso puede usarse un lnea de combustible para sostener una cable elctrico




Fuel jettison system

Es un sistema que permite descargar rpidamente el combustible para reducir el peso bruto del avin hasta el peso permitido de aterrizaje

Se utilizan bombas auxiliares para llevar el combustible hasta las canaletas de descarga ubicadas en los extremos de las alas El uso de este sistema no debe representar ningn riesgo de incendio, no debe permitir el ingreso de combustible al avin y no debe afectar en forma adversa la maniobrabilidad de la aeronave



Mantenimiento



Mantenimiento e inspeccin del tanque de combustible

Tanques de acero soldadoSi se detecta una fuga el tanque debe ser vaciado

completamente y todo residuo de combustible debe ser eliminado antes de efectuar cualquier operacin de soldadura

Celdas de combustibleCualquier mancha de combustible debe ser investigada, la

celda debe ser drenada, removida y verificada con una presin de a psi

Tanques integralesDebido a su construccin no son piezas removibles. Las

fugas son usualmente hacia la atmsfera y es necesario determinar el grado de riesgo de incendio y la prdida de combustible que generan



Clasificacin de fugas

El tamao del rea humedecida en un perodo de 30 minutos es usada para clasificacin

Para efectuar una correcta clasificacin primero hay que limpiar y secar completamente el rea circundante al punto de fuga

Luego se aplica polvo de talco color rojo para incrementar la visibilidad del rea hmeda

Luego de transcurridos 30 minutos se procede a examinar el resultado




Clasificacin de fugas



Inspeccin del sistema de combustible

Inspeccin antes del vueloInspeccin visual de los tanques, apertura de los

drenajes para eliminar la mayor cantidad posible de agua y sedimentos

Verificar la existencia de fugas, corrosin y crecimiento de microorganismos

Comprobar y eliminar obstrucciones en las boquillas y lneas de combustible



Recomendaciones de mantenimiento

Usar siempre fuentes adecuadas de informacin

Cuando sea posible y seguro duplicar el problema para su documentacin

Usar un libro de registro (log-book) para dar seguimiento a los problemas detectados



Contaminacin del sistema de combustible




Contaminacin del combustible

Ocurre cuando estn presentes sustancias que no son las especificadas. Puede ser por agua, arena, polvo, microorganismos, aditivos incompatibles y restos del material del mismo sistema o de los motores.



Tipos de contaminacin.

Contaminacin por agua ocurre por condensacin del agua presente en el aire. La cantidad de agua presente vara con la temperatura, pudiendo llegar a congelarse si sta desciende demasiado

Contaminacin por microorganismos provienen de la atmsfera y de los tanques de almacenamiento, se acumulan en la interfase entre combustible y agua en estado lquido. Producen y agravan los problemas de corrosin en el sistema.

Otro tipo de contaminacin ocurre debido a partculas de xido que se desprenden del interior de tanques, depsitos y tuberas. Tambin por polvo y arena que se introduce al momento de abrir el tanque o por el uso de equipo con limpieza inadecuada para el manejo del combustible



Control de la contaminacin

Verificar y drenar cualquier cantidad de agua presente en los sumideros existentes en el fondo del tanque El combustible bombeado para ser almacenado debe pasar por un filtro separador

El combustible para las turbinas deber ser filtrado para eliminar partculas de ms de 5 micrones y no debercontener mas del 0.0015% de agua Efectuar con regularidad chequeos en los filtros, priorizando la limpieza de los mismos Mantener siempre cerradas las tapas de las entradas de combustible para prevenir el ingreso de polvo y otras sustancias



Vlvula de drenaje de agua




FinFinFinFin

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