Sistema Combustible

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ESTRUCTURAS Y SISTEMAS DE AERONAVES (Sistema de Combustible) Fernando Alvarez M. Indice de Contenidos Indice de Contenidos Modulo de Sistema de Combustible Modulo de Sistema de Combustible I.- Introducción. I.- Introducción. II.- II.- Descripción del Sistema. Descripción del Sistema. III.- Descripción de Componentes del Sistema. III.- Descripción de Componentes del Sistema. IV.- Controles, Indicadores y Sistemas de Seguridad. IV.- Controles, Indicadores y Sistemas de Seguridad. V.- Fallas Frecuentes y Mantenimiento V.- Fallas Frecuentes y Mantenimiento.

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Indice de ContenidosIndice de ContenidosModulo de Sistema de CombustibleModulo de Sistema de Combustible

I.- Introducción.I.- Introducción.

II.- II.- Descripción del Sistema. Descripción del Sistema.

III.- Descripción de Componentes del Sistema.III.- Descripción de Componentes del Sistema.

IV.- Controles, Indicadores y Sistemas de Seguridad.IV.- Controles, Indicadores y Sistemas de Seguridad.

V.- Fallas Frecuentes y MantenimientoV.- Fallas Frecuentes y Mantenimiento.

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I.- Introducción.I.- Introducción.

El sistema completo de combustible de un avión estaEl sistema completo de combustible de un avión estaformado por:formado por:

El Sistema del Avión,El Sistema del Avión, que transporta el combustible desde los que transporta el combustible desde losestanques hasta una zona donde pueda ser tomado por lasestanques hasta una zona donde pueda ser tomado por lasbombas del sistema de combustible del motor.bombas del sistema de combustible del motor.

El Sistema de combustible del Motor,El Sistema de combustible del Motor, que transporta el que transporta elcombustible hasta los inyectores para que pueda sercombustible hasta los inyectores para que pueda serquemado en la cámara de combustión.quemado en la cámara de combustión.

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

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Esquema del Sistema de Combustible del avión B-747.Esquema del Sistema de Combustible del avión B-747.

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II.- Descripción del Sistema.II.- Descripción del Sistema.

Combustible.Combustible.

Depósitos (Estanques).Depósitos (Estanques).

Bocas de Carguío.Bocas de Carguío.

Bombas de alimentación.Bombas de alimentación.

Bombas reforzadoras (booster).Bombas reforzadoras (booster).

Conductos.Conductos.

Válvulas y filtros.Válvulas y filtros.

Controles e indicadores.Controles e indicadores.

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1.- Combustible:1.- Combustible:

Gasolina de Aviación (alto octanaje)100-130.Gasolina de Aviación (alto octanaje)100-130.

Motores convencionalesMotores convencionales

Kerosene de Aviación.Kerosene de Aviación.

Motores a reacción.Motores a reacción.

*Características del kerosén de aviación.*Características del kerosén de aviación.

Pto. De Inflamación: 120ºFPto. De Inflamación: 120ºF

Pto. Vaporización: 572ºF.Pto. Vaporización: 572ºF.MuchosMuchoscombustiblescombustiblescumple estocumple esto

Designación específica.Designación específica.

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La principal, más antigua y conocida denominación del kerosénLa principal, más antigua y conocida denominación del kerosénde aviación es J.P. Y se usó en primera instancia en avionesde aviación es J.P. Y se usó en primera instancia en avionesmilitares.militares.J.P.1: Pto. Congelación -76ºF....J.P.1: Pto. Congelación -76ºF....muy difícil de cumplir!muy difícil de cumplir!

J.P.2: Más volátil que el anterior.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 combustibleOtros desarrollos son el J.P.3, J.P.4, J.P.5...J.P.6 último combustibledesarrollado, para aviones supersónicos de última generación.desarrollado, para aviones supersónicos de última generación.

Para aviones civilesPara aviones civiles, la ASTM define los kerosén de aviación como:, la ASTM define los kerosén de aviación como:

Tipo A ,Tipo A ,similar al J.P.5, pto.. de inflamación 140ºF y baja volatilidad. ysimilar al J.P.5, pto.. de inflamación 140ºF y baja volatilidad. yTipo B,Tipo B, similar al J.P.4. similar al J.P.4.

Otras denominaciones: Pratt and Whitney AircraftOtras denominaciones: Pratt and Whitney Aircraft PW A 522PW A 522

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2.- Estanques de Combustible:2.- Estanques de Combustible:a.-Tipos:a.-Tipos:

Independientes (aviones antiguos).Independientes (aviones antiguos).

Integrales.Integrales.

Intercambiales.Intercambiales.

Estanques Integrales:Estanques Integrales: Forman parte de la estructura del ala. Las Forman parte de la estructura del ala. Lasvigas del ala sirven como límites anterior y posterior del depósito,vigas del ala sirven como límites anterior y posterior del depósito,los límites laterales son costillas especiales y los cierres superiorlos límites laterales son costillas especiales y los cierres superiore inferior son el intrados y extrados del ala. Todas estase inferior son el intrados y extrados del ala. Todas estasestructuras se encuentran selladas y protegidas.estructuras se encuentran selladas y protegidas.

Ventajas:Ventajas: Menor peso, menor probabilidad de grietas por Menor peso, menor probabilidad de grietas porvibraciones, pueden situarse en otras zonas del avión como elvibraciones, pueden situarse en otras zonas del avión como elfuselaje.fuselaje.

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Ubicación de los estanques integralesUbicación de los estanques integralesde combustible del avión B-727.de combustible del avión B-727.

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Esquema de ubicación de estanques ventrales de combustible.Esquema de ubicación de estanques ventrales de combustible.

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Estanques intercambiables:Estanques intercambiables: se instalan para proveer de mayor se instalan para proveer de mayorcantidad de combustible en una determinada misióncantidad de combustible en una determinada misión

Son fácilmente removibles según el tipoSon fácilmente removibles según el tipode configuración que requiera lade configuración que requiera laaeronave. En los aviones militares,aeronave. En los aviones militares,pueden ser lanzados desde el interior depueden ser lanzados desde el interior dela aeronave.la aeronave.

Estanques auxiliares:Estanques auxiliares: Proveen Proveenmayor cantidad de combustible a lamayor cantidad de combustible a laaeronave para determinados vuelos,aeronave para determinados vuelos,según su carga. No son removibles,según su carga. No son removibles,sino que forman parte del avión.sino que forman parte del avión.Pueden ser independientes oPueden ser independientes ointegrales.integrales.

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Carguíos de combustible:Carguíos de combustible: Según el vuelo que se vaya a realizar, se Según el vuelo que se vaya a realizar, sedebe tener en cuenta la cantidad de combustible a cargar en eldebe tener en cuenta la cantidad de combustible a cargar en elavión, ya que vamos a cambiar carga útil (pasajeros, carga,avión, ya que vamos a cambiar carga útil (pasajeros, carga,equipamiento, armamento, etc..) por combustible.equipamiento, armamento, etc..) por combustible.

En las líneas aéreas, el combustible es un elemento importante enEn las líneas aéreas, el combustible es un elemento importante ensus costos de operación, debido a ello, es que requieren planificarsus costos de operación, debido a ello, es que requieren planificardetalladamente la cantidad de combustible a cargar en undetalladamente la cantidad de combustible a cargar en undeterminado aeropuerto. Las variables que influyen en la determinado aeropuerto. Las variables que influyen en la cantyidadcantyidada cargar en un avión son:a cargar en un avión son:

*Distancia a recorrer.*Distancia a recorrer.

*Meteorología de la ruta y*Meteorología de la ruta ydestino.destino.

*Carga a transportar.*Carga a transportar.

*Precio del combustible en el*Precio del combustible en eldestino.destino.

*Distancia de aeropuertos*Distancia de aeropuertosalternativos.alternativos.

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Otra variable importante que debe tenerse encuentra al momento deOtra variable importante que debe tenerse encuentra al momento decargar es la cargar es la estibaestiba y y performanceperformance del avión. del avión.

MTOW (Maximun Take-Off Weight)MTOW (Maximun Take-Off Weight)

MLW (Maximun Landing Weight)MLW (Maximun Landing Weight)

Máximos Absolutos,Máximos Absolutos,de acuerdo a lade acuerdo a laestructura del avión.estructura del avión.

Máximos ambientales.Máximos ambientales.Pueden ser mayores o iguales aPueden ser mayores o iguales alos absolutos. Están definidoslos absolutos. Están definidospor: condiciones meteorológicas,por: condiciones meteorológicas,características del aeropuertocaracterísticas del aeropuerto(largo de pista, obstáculos, tipo(largo de pista, obstáculos, tipode pista, etc.)de pista, etc.)

*Performances:*Performances:

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*Estiba: La cantidad de combustible almacenada en los estanques,*Estiba: La cantidad de combustible almacenada en los estanques,debe distribuirse de tal manera de contribuir a la estabilidad deldebe distribuirse de tal manera de contribuir a la estabilidad delavión en vuelo y a la disminución del momento flector en las alas,avión en vuelo y a la disminución del momento flector en las alas,constituyendose en un compensador estructural.constituyendose en un compensador estructural.

Durante el vueloDurante el vuelopueden producirsepueden producirsecambios del c.g.cambios del c.g.producto de unproducto de unconsumo disparejo delconsumo disparejo delcombustible. Por ello,combustible. Por ello,el piloto deberáel piloto deberácontrolar que el gastocontrolar que el gastodel combustible seadel combustible seaequilibrado.equilibrado.

Para especificar el peso máximo que puede tener un avión con ceroPara especificar el peso máximo que puede tener un avión con cerocombustible, se define un parámetro de diseño llamado: MZFWcombustible, se define un parámetro de diseño llamado: MZFW(Maximun (Maximun Zero Fuel Zero Fuel Weight).Weight).

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b.- Subsistemas de los estanques.b.- Subsistemas de los estanques.

Celdas:Celdas: Cada estanque posee estas divisiones que separan el Cada estanque posee estas divisiones que separan elcombustible para evitar un desplazamiento violento delcombustible para evitar un desplazamiento violento delcombustible en virajes de gran ángulo.combustible en virajes de gran ángulo.

Válvulas de Válvulas de chapaleta chapaleta (mariposa):(mariposa):Estás válvulas regulan elEstás válvulas regulan eltrasvasije de combustible entre las celdas ayudando a evitartrasvasije de combustible entre las celdas ayudando a evitardesplazamientos violentos.desplazamientos violentos.

Sistema de Ventilación:Sistema de Ventilación: Para aliviar la presión de los vapores Para aliviar la presión de los vaporesdel combustible. Este sistema no permite la salida deldel combustible. Este sistema no permite la salida delcombustible desde el estanque, a excepción de una sobrecombustible desde el estanque, a excepción de una sobrepresión durante el presión durante el carguíocarguío..

Caja de ventilación:Caja de ventilación: Cavidad donde se elminan los vapores del Cavidad donde se elminan los vapores delcombustible. Sudiseño permite que no se escape combustible.combustible. Sudiseño permite que no se escape combustible.

Bocas de drenaje:Bocas de drenaje: Permiten la eliminación de residuos y agua Permiten la eliminación de residuos y aguadesde llos estanques. Son de accionamiento externo.desde llos estanques. Son de accionamiento externo.

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Válvula de chapaleta.Válvula de chapaleta.

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Esquema Funcional del Sistema de VentilaciónEsquema Funcional del Sistema de Ventilación

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3.-Bocas de Carguío y Tablero de control de Abastecimiento.3.-Bocas de Carguío y Tablero de control de Abastecimiento.

Las Las bocas de bocas de carguíocarguío son para la carga y descarga, manual oson para la carga y descarga, manual oautomática de combustible de los aviones. existe una boca deautomática de combustible de los aviones. existe una boca decarguío carguío ubiada en un punto de la aeronave, que le permiteubiada en un punto de la aeronave, que le permiteefectuar vaciado o llenado de combustible desde un solo pto. delefectuar vaciado o llenado de combustible desde un solo pto. delavión. El avión. El tablero de control de abastecimientotablero de control de abastecimiento se controla la se controla laoperación de carga o descarga según corresponda.operación de carga o descarga según corresponda.Nota: Evitar la descarega de combustible de la aeronave... ElNota: Evitar la descarega de combustible de la aeronave... Elcombustible que se descarga puede no ser autorizado acombustible que se descarga puede no ser autorizado areutilizarse o penalizado.reutilizarse o penalizado.La interfase entre el camión repostador o estanque terrestre alLa interfase entre el camión repostador o estanque terrestre alcarguío carguío del avión, es un del avión, es un adaptador mecánicoadaptador mecánico, diseñado, diseñadoespecialmente para soportar las grandes presiones del especialmente para soportar las grandes presiones del carguíocarguío(del orden de 4500 lit/min, 50 psi)(del orden de 4500 lit/min, 50 psi)Nota: Igualdad de potencial de elementos durante el Nota: Igualdad de potencial de elementos durante el carguíocarguío,,para evitar explosión producto de los vapores del combustible.para evitar explosión producto de los vapores del combustible.

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Elementos escenciales del sistem a de Elementos escenciales del sistem a de carguío carguío del avión.del avión.

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Componentes del tablero de control:Componentes del tablero de control:

switch eléctrico.switch eléctrico.

Luces de indicación.Luces de indicación.

Indicadores de Cantidad de combustible(Recepción).Indicadores de Cantidad de combustible(Recepción).

switches de test.switches de test.

Switch de control de la válvula de llenado.Switch de control de la válvula de llenado.

Switch selector MANUAL-AUTOMÁTICO.Switch selector MANUAL-AUTOMÁTICO.

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FuncionamientoFuncionamientodel panel dedel panel decarguío.carguío.

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Varilla de medidión:Varilla de medidión: Control del nivel de Control del nivel dellenado , para operación manual.llenado , para operación manual.

Recarga por gravedad:Recarga por gravedad: Similar al Similar al carguíocarguíode, combustible de un automóvil.de, combustible de un automóvil.Proceso mucho más lento que el Proceso mucho más lento que el carguíocarguíoa presión. Los depósitos auxiliares sea presión. Los depósitos auxiliares secargan con el combustible que vienecargan con el combustible que vienedesde los principales. También se debedesde los principales. También se debetener precaución con los vapores deltener precaución con los vapores delCombustible.Combustible.

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4.- Bombas de alimentación (bombas sumergidas).4.- Bombas de alimentación (bombas sumergidas).

a.- Descripción. a.- Descripción.

Ubicadas dentro de los estanques, proveen la presión necesariaUbicadas dentro de los estanques, proveen la presión necesariapara transportar el comustible desde los depósitos hacia lospara transportar el comustible desde los depósitos hacia losductos a una ductos a una presión positivapresión positiva, para que después pueda llegar, para que después pueda llegarhasta el motor. Normalmente, van instaladas en pares, par suplirhasta el motor. Normalmente, van instaladas en pares, par suplirla posible falla de una de ellas. También pueden facilitar ella posible falla de una de ellas. También pueden facilitar eltrasvasetrasvase de combustible. de combustible.

Las bombas sumergidas, funcionan con energía eléctrica alterna.Las bombas sumergidas, funcionan con energía eléctrica alterna.Para suplir un posible corte del suminstro de Para suplir un posible corte del suminstro de energía electricaenergía electricaalternaalterna, se instalan otras bombas que funcionan con , se instalan otras bombas que funcionan con energíaenergíaeléctrica eléctrica continuacontinua de la batería. de la batería.

Las bombas de refuerzo (Las bombas de refuerzo (boosterbooster), pueden suministrar presiones), pueden suministrar presionesde hasta 15 p.s.i., con 28 Volt continuos.de hasta 15 p.s.i., con 28 Volt continuos.

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b.- Funcionamiento de las bombas:b.- Funcionamiento de las bombas:

Para evitar el calentamiento de las bombas, el mismoPara evitar el calentamiento de las bombas, el mismocombustible actúa como refrigerantecombustible actúa como refrigerante. No obstante, existen. No obstante, existenswitchs de aviso, que quitan una de las fases , de las bombas yswitchs de aviso, que quitan una de las fases , de las bombas yestas dejan de funcionar o funcionan en marcha baja hasta queestas dejan de funcionar o funcionan en marcha baja hasta quese enfrían.se enfrían.

La construcción del sistema, permite que el combustible queLa construcción del sistema, permite que el combustible queprimero se consumirá será el que primero se consumirá será el que no coopera con la resistenciano coopera con la resistenciaestructuralestructural. Para este efecto, las bombas se colocan en serie en. Para este efecto, las bombas se colocan en serie enestosd depósitos. Por lo tanto, el combustible que primero seestosd depósitos. Por lo tanto, el combustible que primero segastará sera el de los gastará sera el de los estanques auxiliaresestanques auxiliares, por ello, las bombas, por ello, las bombasnunca van instaladas en estos depósitos, para evitar unnunca van instaladas en estos depósitos, para evitar unfuncionamiento en vacío.funcionamiento en vacío.

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5.- Conductos.5.- Conductos.

a.- Descripción. a.- Descripción.

El sistema de El sistema de ductos ductos del sistema de combustible, está formadodel sistema de combustible, está formadopor una red de por una red de cañerías de aluminiocañerías de aluminio, que tienen por misión, que tienen por misióntransportar el combustible al sistema del motor, transportar el combustible al sistema del motor, trasvasijar trasvasijar elelcombustible de un estanque a otro y eliminar combustible encombustible de un estanque a otro y eliminar combustible enlos casos que se requiera.los casos que se requiera.

b.- Operación del sistema.b.- Operación del sistema.

Una de las operaciones más complicadas que debe efectuar esUna de las operaciones más complicadas que debe efectuar esla alimentación cruzada de combustiblela alimentación cruzada de combustible. Para operar este. Para operar estesistema se requiere accionar la palanca de alimentaciónsistema se requiere accionar la palanca de alimentacióncruzada (CROSSFEED), poner en funcionamiento las bombascruzada (CROSSFEED), poner en funcionamiento las bombasdel depósito a consumir y detener las bombas del estanquedel depósito a consumir y detener las bombas del estanquecuyo nivel se quiere mantener.cuyo nivel se quiere mantener.

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Otra operación importante es la Otra operación importante es la expulsión rápida deexpulsión rápida decombustiblecombustible. Esta operación se realiza, teniendo en cuenta los. Esta operación se realiza, teniendo en cuenta loslímites operacionales de peso de la aeronave (MTOW y MLW).límites operacionales de peso de la aeronave (MTOW y MLW).Cuando peligra el MLW, por alguna emergencia o reducción deCuando peligra el MLW, por alguna emergencia o reducción dela distancia planificada para volar se debe expulsar ella distancia planificada para volar se debe expulsar elcombustible para llegar al MLW.combustible para llegar al MLW.

Para realizar esta operación se debe: reducir la velocidad delPara realizar esta operación se debe: reducir la velocidad delavión, mantener vuelo horizontal, extender tren de aterrizaje yavión, mantener vuelo horizontal, extender tren de aterrizaje yflaps, y realizarlo sobre zonas despobladas.flaps, y realizarlo sobre zonas despobladas.

Para prever un lanzamiento total del combustible, por descuido,Para prever un lanzamiento total del combustible, por descuido,existe una cantidad de combustible que no es expulsableexiste una cantidad de combustible que no es expulsable(UNJETISONABLE FUEL).(UNJETISONABLE FUEL).

Esta operación se realiza desde la cabina en el panel deEsta operación se realiza desde la cabina en el panel de FUEL FUELJETTISON MODULEJETTISON MODULE

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6.- Válvulas y filtros.6.- Válvulas y filtros.

Existen válvulas de : Existen válvulas de : una sola dirección, restrictoras (deuna sola dirección, restrictoras (deretención), de drenaje, de corte y filtroretención), de drenaje, de corte y filtro. La misión de ellas es. La misión de ellas escontrolar el movimiento, dirección y corte de emergencia delcontrolar el movimiento, dirección y corte de emergencia delcombustible dentro del sistema.combustible dentro del sistema.

Válvulas de Corte (Válvulas de Corte (Shut Shut Off):Off): Existen dos, una que está Existen dos, una que estásolidaria a la palanca de emergencia de incendio de motor, quesolidaria a la palanca de emergencia de incendio de motor, quecorta el combustible al corta el combustible al otor otor que se está incendiando. La otraque se está incendiando. La otraestá unida a la llave de control de combustible de cada motor,está unida a la llave de control de combustible de cada motor,para que a la cámara de combustión fluya combustible, SOLOpara que a la cámara de combustión fluya combustible, SOLOal momento de la puesta en marcha. Esto ocurre cuando lasal momento de la puesta en marcha. Esto ocurre cuando lasr.p.m del motor alcanzan un cierto valor.r.p.m del motor alcanzan un cierto valor.

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Válvulas de retención:Válvulas de retención: Ayudan a la circulación del combustible Ayudan a la circulación del combustibledesde el depósito central.desde el depósito central.

Válvulas de drenaje:Válvulas de drenaje: Sirven para extraer el agua desde las líneas y Sirven para extraer el agua desde las líneas yotros lugares donde pueda almacenarse, según el diseño del avión.otros lugares donde pueda almacenarse, según el diseño del avión.Por ejemplo, cuando el combustible pasa por zonas presurizadasPor ejemplo, cuando el combustible pasa por zonas presurizadasdel avión las líneas se encuentran encamisadas por una cubierta,.del avión las líneas se encuentran encamisadas por una cubierta,.Entre estas superficies se condensa el agua.Entre estas superficies se condensa el agua.

7.- Controles e indicadores.7.- Controles e indicadores.

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Sistema de indicación a bordo del B-747Sistema de indicación a bordo del B-747