Es el sistema que se encarga de acumular, distribuir y regular el combustible que es necesario para alimentar en su funcionamiento a los motores y APU instalados en el avión. En algunos casos se recircula (no se consume) el combustible para la refrigeración de ciertos equipos. Las Figs. “54” y “55” muestran esquemáticamente este sistema.
o Para evitar riesgos de explosión o fuego por descargas de electricidad estática en las operaciones de repostado o vaciado, tanto el avión como la cisterna a la que se conecta deben estar conectados a masa (tierra) adecuadamente.
o El repostado (y vaciado) se realiza por las bocas de llenado situadas en la parte inferior d las alas y se controla mediante el(los) panel(es) de repostado ubicado(s) cerca del borde de ataque de la parte inferior del ala o en la zona ventral del fuselaje central (“belly”).
o El repostado de combustible de los depósitos puede controlarse en modo automático o manual. Es posible el repostado por gravedad por las bocas de carga situadas en la parte superior de los depósitos alares (apenas se usa, pero en ciertos casos sirve este método para acabar de rellenar los depósitos con algo más de combustible después del llenado a tope mediante el repostado normal).
o Para el control automático de repostado es necesario que estén energizados (con corriente eléctrica) los indicadores y las electroválvulas de entrada (“fuel shutoff valves”) y corte de combustible. Al abrir la electroválvula de entrada correspondiente el combustible impulsado por la bomba de la cisterna pasa al depósito del avión. o En los depósitos existen unos sensores de corte automáticos que convierten la señal de peso en señal de volumen y cierran la válvula de entrada de combustible cuando el depósito esta lleno o se alcanza la cantidad preselectada (según los casos).
o Los depósitos alares y del fuselaje central disponen en su parte inferior de una serie de varillas (”sticks”), de tipos diversos (magnéticas, de rebose, etc.), para comprobar la cantidad de combustible que hay en el depósito (mediante la lectura que se obtiene al sacarlas y el valor dado por las tablas matemáticas correspondientes).
o En las zonas más bajas de los depósitos de las alas y del fuselaje existen unas válvulas de drenaje para extraer el agua contenida en el combustible que se decanta allí (por ser más densa que el combustible) después de que el avión lleve cierto tiempo parado. Si no se extrae el agua pueden llegar a acumularse cantidades importantes que pueden producir problemas de engelamiento, obstrucción de filtros e incluso provocar paradas de motor en vuelo.
o El vaciado de los depósitos puede también hacerse por la aplicación de presión de las bombas “booster” de los depósitos del avión o mediante la succión (con alguna limitación en ciertos casos) desde el exterior (con ciertas limitaciones en algún caso) aplicada por el equipo de bombeo de la cisterna a la que se va a transvasar.
o Los depósitos van permanentemente en comunicación con la atmósfera por lo que necesitan disponer de Ventilación, que se encarga de que la presión interior en los depósitos esté siempre próxima a la atmosférica. Las cajas de ventilación se encuentran en la punta de las alas, con un orificio al exterior libre de que se pueda formar hielo y, en determinados modelos de avión, la ventilación de los depósitos de un ala se halla en la punta del plano opuesto.
o Es importante un buen funcionamiento de la ventilación para que no haya fuertes diferencias de presión entre el interior y el exterior de los depósitos que podrían causar serios desperfectos estructurales al avión, sobre todo durante las operaciones de repostado y vaciado de combustible o durante subidas y descensos pronunciados del avión en vuelo.
o La ventilación no obstante permite que la presión de vapor del combustible forme vapores sobre su superficie libre en el depósito y cree una ligera sobrepresión que favorece la alimentación de las bombas principales sumergidas de combustible (“booster”) que contribuye a evitar que, sobre todo en determinadas maniobras del avión, pueda producirse un “descebamiento” parcial y fallos en la alimentación de combustible a los motores.
o Se puede efectuar el transvase de combustible entre depósitos (en algunos modelos de avión solamente en tierra). Para efectuar el transvase los depósitos están intercomunicados y de modo automático o manual se puede(n) abrir la(s) válvula(s) de interconexión y hacer actuar las bombas sumergidas del depósito desde el que se quiere transvasar el combustible.
o El peso de aterrizaje permitido a un avión es menor que el de despegue. Por ello, en previsión de posibles situaciones de emergencia en que el peso del avión supere al que puede tener para aterrizar, el avión dispone de un sistema para desprenderse en vuelo de forma rápida de parte del combustible a bordo (“jettison system” o “dump”). Se puede lanzar combustible desde todos los depósitos o bien de alguno de ellos si lo necesario es equilibrar el avión y no se pudiera hacer mediante otro procedimiento (p. ejem. mediante alimentación cruzada).
o El sistema de lanzamiento de combustible dispone de dos mangueras en la parte posterior de las alas (en punta de planos o bajo barquillas de flaps), provistas de sus válvulas de corte correspondientes. La tripulación puede actuar la apertura de esas válvulas del sistema Módulo 14. Propulsión Página 46 desde el cockpit y las bombas sumergidas (“booster”) de los depósitos lanzarán el combustible al exterior por las mangueras.
o El sistema de lanzamiento de combustible dispone de un sistema automático que garantiza que la alimentación de combustible a los motores no se interrumpe durante su actuación y que se corta cuando: Por decisión de la tripulación.
Se alcanza el peso máximo del avión preselectado (por la tripulación).
Se alcanza la cantidad de combustible mínima permitida para alguno de los depósitos.
Actúa(n) algún(os) sensor(es) de nivel mínimo de combustible.
• Alimentación a motores (y APU):
o En cada depósito de combustible hay un conjunto de bombas (“booster”), accionadas por la corriente alterna trifásica del avión, sumergidas en unos recintos del depósito donde se recoge el combustible (“collector cells”) con que se va a alimentar a los motores. Del grupo de bombas existente en cada “colector” una(s) está(n) en operación mientras que la(s) otra(s) está(n) de reserva (“stand‐by”). o Seguimos el esquema ya dado de la Fig. “55”.
o El combustible impulsado por las bombas “booster” del depósito llega a la entrada de combustible del motor. En caso de fallo de la presión de suministro de las bombas “booster” se encendería el aviso de baja presión de combustible (“Inlet Fuel Pressure Low”) pero el combustible sería succionado desde el depósito por la bomba de baja presión movida por el motor. o La bomba de baja presión impulsa al combustible hacia el cambiador de calor (para calentamiento de este) y el filtro de combustible. En caso de avería de la bomba de baja presión el combustible pasaría directamente a la bomba de alta presión movida por el motor a través de la válvula de “by‐pass”.
o El cambiador de calor mostrado en el esquema es del tipo aire‐combustible (calienta el combustible con aire caliente sangrado de la última etapa del compresor para evitar que pueda tener hielo que obstruya el filtro de combustible). Si el cambiador se obstruye el combustible sigue hasta la bomba de alta presión a través de una válvula de “by‐pass”.
o En el esquema mostrado la válvula de sangrado que deja pasar el aire caliente al cambiador de calor es comandada por un interruptor en cabina actuado por la tripulación si la temperatura de entrada de combustible es baja (0º) o si se enciende la luz de aviso de caída de presión a la salida del filtro (“Fuel Filter Press. Drop”) por posible obstrucción por hielo de este.
o La calefacción del combustible en el cambiador de calor se corta automáticamente al cabo de cierto tiempo (1 minuto) y mientras actúa se activa el aviso de “Fuel Heat On”.
o Antes de la llegada al filtro se encuentra el sensor de temperatura de combustible conectado con el indicador correspondiente
o El Filtro de combustible se halla a continuación y retiene las partículas en suspensión que pudieran dañar al control de combustible. Hay una válvula de “by‐pass” que permite el paso de combustible en caso de obstrucción del filtro.
o La bomba de alta presión movida por el motor comunica al combustible una presión que suele estar entre 500 y 1000 p.s.i. A continuación el combustible pasa directamente al Control de combustible.
CONTROL DE COMBUSTIBLE.
o El Control de combustible es el órgano encargado de gobernar el motor mediante la medición, dosificación y envío del combustible que se inyecta en la(s) cámara(s) de combustión. El Control de Combustible puede ser Hidromecánico (completo) o Electrónico (FADEC).
o La variación de empuje solicitado al motor se hace mediante el accionamiento por el piloto de la palanca de gases a una nueva posición.
o En función de la posición de la palanca de gases y de los parámetros de situación del motor (y de vuelo del avión) el control de combustible determina (computa), mide y envía el flujo de combustible que requiere el motor para actuar en la condición deseada.
o Los valores de los parámetros que el Control de combustible tiene en cuenta para determinar la cantidad (flujo) de combustible que debe enviar a los inyectores del motor, son los precisos para la determinación de la masa de aire que atraviesa el motor con la que deberá producirse la combustión. Los mas importantes son:
Temperatura Total (Tt2) a la entrada del compresor.
Revoluciones del compresor de alta (N2) en motores de doble compresor axial o del compresor (N1) en los de compresor, axial o centrífugo, simple.
Presión de entrada en la(s) cámara(s) de combustión (Ps4).
o Otros parámetros secundarios son también tenidos en cuenta por el Control de combustible:
Relación de flujo de combustible.
Temperatura del combustible.
Presión a la salida del compresor.
Etc. o Los cambios de altitud de vuelo, temperatura del aire exterior y velocidad de vuelo del avión influyen en la densidad del aire que entra al motor y por tanto también en la masa de aire con la que ha de reaccionar el combustible que el Control de combustible aporta.
o El nivel máximo de combustible que el Control puede inyectar en el motor viene limitado por el valor máximo de la temperatura que se admite en la turbina (Tt5), límite que viene fijado por la temperatura máxima de funcionamiento seguro de los materiales de que está fabricada. En la práctica se traduce por el valor máximo admisible de la EGT (“Exhaust Gas Temperature”), que es la que normalmente se puede medir.
o El Control de combustible debe además mantener en todo momento la relación aire/combustible de forma que se evite el apagado de llama para todos los regímenes de operación del motor.
o Igualmente el Control de combustible debe evitar que el compresor sufra situaciones de “stall” o “surge” gobernando la actuación de los álabes de estator variables (“inlet guide vanes” y “variable stator vanes”) y de las válvulas de sangrado (“bleed valves”).
o Para los motores destinados a propulsar aviones supersónicos El Control de combustible debe también gobernar la actuación sobre la tobera de salida de área variable. En determinados de estos motores es un segundo Control (el de postcombustión) el encargado de controlar todo lo relacionado con el incremento de empuje para vuelo supersónico.
o Los parámetros y factores mencionados son tenidos en cuenta por la Unidad de Computación del Control de combustible que, de forma hidromecánica en los Controles Hidromecánicos o como EEC (“Engine Electronic Controller”) en los Electrónicos, ordena a la Unidad de Medida Hidromecánica (“Hydromechanical Metering Unit”) el flujo de combustible a suministrar a los inyectores.
o El combustible remanente (la diferencia entre el que ha llegado al Control de combustible y el que este ha medido para entregar a los inyectores) se recircula a la entrada de la bomba de alta presión del motor.
o Sobre la Unidad de Medida Hidromecánica actúan tanto la Palanca de Gases como la Palanca de Corte de combustible (“Fuel Shut‐Off Lever”).
o Funciones adicionales realizadas por el Control de combustible (según los casos) también son: la protección contra la sobrevelocidad o la sobretemperatura del motor, el control de los regímenes transitorios de aceleración‐deceleración del motor, arranque automático del motor, el rearranque del motor después de un arranque “colgado” en tierra o un apagado de motor en vuelo, control de tolerancias de funcionamiento de los álabes de turbina, control de empuje y secuencias de despliegue‐repliegue de la reversa, etc.
o Después del Control de combustible se encuentra el sensor de flujo (“Fuel Flow”) que da la indicación respecto al flujo instantáneo e información al totalizador de combustible consumido.
o El combustible ya dosificado pasa por el intercambiador de calor combustible‐aceite con la misión principal de enfriar el aceite.
o Posteriormente el combustible pasa por la Válvula de Presurización que en realidad es una divisora de flujo, ya que cuando aumenta la presión del combustible se abre para dar paso al “colector secundario” además del “primario” que ya estaba en funcionamiento.
o Finalmente el combustible llega a los inyectores en la(s) cámara(s) de combustión que se encargan de atomizarlo y mezclarlo con el aire (“primario”) para realizar la combustión.