SISTEMA DE PRESURIZACION DEL AVION
C O N T E N ID O P rin cip io d e P re su riza ció n F u e n te s d e a ire p a ra la p re su riza ció n M o d o s d e p re su riza ció n C o n tro le s d e p re su riza ció n In stru m e n to s d e p re su riza ció n C o m p o n e n te s b á sico s
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Por condiciones de atmósfera, los aviones necesitan del sistema de aire acondicionado y presurización para operar a demasiada altitud. Los aviones que no posean estos sistemas son limitados a operar a bajas altitudes.
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El sistema de presurización tiene varias funciones, entre ellas, brindar confort y seguridad a los pasajeros, mantener una presión de cabina a una altura de 8.000 ft. Y prevenir cambios rápidos de altitud de cabina, lo cual podría causar daños e inconfortabilidad para los pasajeros y tripulación.
P R IN C IP IO D E P R E S U R IZ A C IÓ N A d e m á s, e l siste m a d e p re su riza ció n d e b e p e rm itir u n ra zo n a b le y rá p id o in te rca m b io d e a ire , d e sd e e lin te rio r h a cia e lexte rio r d e la ca b in a , d e e sta m a n e ra e lim in a m a lo s o lo re s y a ire co n ta m in a d o .
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En un típico sistema de presurización, la cabina de mando, cabina de pasajeros y bodegas están incorporadas dentro de una unidad sellada, la cual es capaz de contener el aire bajo una presión más alta que la presión atmosférica exterior.
P R IN C IP IO D E P R E S U R IZ A C IÓ N E l a ire p re su riza d o e s e m p u ja d o d e n tro d e l fu se la je se lla d o p o r lo s co m p re so re s d e a ire d e la ca b in a , lo s cu a le s e n tre g a n u n vo lu m e n re la tiva m e n te co n sta n te d e a ire e n a ltitu d e s p o r e n cim a d e lm á xim o d ise ñ a d o .
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E l siste m a d e p re su riza ció n n o tie n e p a ra m o ve r u n va sto vo lu m e n d e a ire . S u fu n ció n , e s su b ir la p re sió n d e la ire d e n tro d e co n te n e d o re s ce rra d o s. A vio n e s livia n o s im p u lsa d o s co n m o to re s re cíp ro co s re cib e n e l a ire d e p re su riza ció n d e lco m p re so r e n e l m o to r tu rb o - ca rg a d o .
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Lo s a vio n e s g ra n d e s d e m o to re s re cíp ro co s u sa n u n co m p re so r d e a ire im p u lsa d o p o r e lm o to r p a ra su m in istra r e l a ire d e p re su riza ció n y lo s a vio n e s d e m o to re s a re a cció n u sa n e lsa n g ra d o d e a ire d e l co m p re so r d e l m o to r.
Aviones impulsados por motores recíprocos
Los turbo-alimentadores son impulsados por el flujo de gases del escape del motor a través de la turbina. Un compresor de aire centrífugo es conectado al eje de la turbina. El flujo de aire recorrerá desde la salida del compresor hasta los cilindros del motor para incrementar la presión en el manifold y promover el desarrollo de la potencia del motor en las altitudes.
Aviones impulsados por motores recíprocos
Parte del aire comprimido es usado para presurizar la cabina. El flujo de aire pasa a través de un venturi o limitador de flujo, y luego, a través de un refrigerador entra a la cabina.
Aviones impulsados por motores recíprocos
Los grandes aviones impulsados por motores recíprocos tienen un compresor de aire tipo ventilador o un compresor centrifugo de desplazamiento variable impulsado por el motor y cuenta con un accesorio impulsado con un motor eléctrico o hidráulicamente.
Aviones impulsados por motores recíprocos
Estos aviones tienen más de un compresor de aire de la cabina, los cuales, están conectados entre sí, por medio del ducto de entrega de aire y la válvula check o válvula de aislamiento, que previenen la pérdida de presurización en caso de inactividad del compresor.
Aviones impulsados por turbina
Usualmente el aire sagrado del compresor de un motor de turbina a gas está libre de contaminación y puede ser usado seguramente para la presurización de la cabina, pero algunos aviones usan compresores de cabina independientes impulsados por aire sangrado del compresor.
A V IO N E S IM P U L S A D O S P O R T U R B IN A
Algunos aviones usan bombas de inyección multiplicadoras de flujo para incrementar la cantidad de aire de la cabina. La bomba de inyección es un venturi especial en la línea que proviene del exterior de la aeronave, como se muestra en la figura 9-20.
Aviones impulsados por turbina
Una boquilla inyecta una corriente de aire del compresor a alta velocidad hacia la garganta del venturi, esto produce una baja en la presión del flujo de aire que proviene del exterior de la aeronave. Este, es mezclado con el aire sangrado del motor y entonces llevado a la cabina del avión.
MODOS DE PRESURIZACIÓN
MODOS DE PRESURIZACIÓN
Hay tres modos de presurización: el modo de despresurización, modo isobárico y el modo de diferencial constante. En el modo de despresurización, la altitud de la cabina es siempre la misma como la altitud de vuelo.
MODOS DE PRESURIZACIÓN
En el modo isobárico, la altitud de la cabina permanece constante a pesar de los cambios en la altitud de vuelo. Y el modo de diferencial constante, la altitud de la cabina es mantenida a una cantidad constante superior que la presión del aire exterior.
MODO DE DESPRESURIZACIÓN
En este modo, la válvula outflow permanece abierta y la presión de la cabina es la misma presión del aire ambiente.
El modo isobárico
En el modo isobárico, la cabina es mantenida a una presión constante específica que no varía con los cambios de altitud de vuelo. El control de presión comienza a abrir la válvula outflow a una altitud de cabina elegida.
El modo isobárico
La válvula outflow abre y cierra, o modula, para mantener la altitud de cabina seleccionada acorde con los cambios de altitud de vuelo. El control mantendrá la altitud de cabina seleccionada, arriba de la altitud de vuelo, esto produce una presión diferencial máxima.
MODO DE DIFERENCIAL CONSTANTE
La presurización de cabina impone esfuerzo de tensión al fuselaje por lo que la presión dentro de este intenta expandirlo. La presión diferencial de cabina, expresada en psi, es el rango entre la presión del aire interno y externo y es una medida de esfuerzo del fuselaje. A mayor presión diferencial, mayor esfuerzo.
MODO DE DIFERENCIAL CONSTANTE
Cuando la presión diferencial alcanza la máxima, para la cual la estructura del avión está diseñada, el control de presión de cabina, automáticamente salta a modo de diferencial constante y permite el incremento de altitud en cabina, pero mantiene la máxima presión diferencial permisible.
CONTROLES DE PRESURIZACIÓN
CONTROLES DE PRESURIZACIÓN
El control de presurización (figura 14-10) es la fuente de señales controladoras para el sistema de presurización. El control proporciona ajustes para obtener el tipo deseado de condición de presurización.
CONTROLES DE PRESURIZACIÓN
Muchos operadores especifican los procedimientos estándar para el control de presurización, los cuales han demostrado ser los mejores en su tipo particular de operación.
CONTROLES DE PRESURIZACIÓN
El control se parece mucho al altímetro, el cual tiene varios botones de ajuste adicionados. El dial es graduado en incrementos de altitud de cabina arriba de 10.000 ft.
CONTROLES DE PRESURIZACIÓN
Usualmente hay un punto el cual puede ser ajustado a la altitud de cabina deseada por el grupo de botones de altitud de cabina. En algunos casos hay otro punto o una escala de rotación, el cual puede indicar la correspondiente presión según la altitud de la aeronave.
CONTROLES DE PRESURIZACIÓN
Un botón separado ajusta el controlador para configurar el altímetro existente (o presión barométrica del nivel de mar). La configuración barométrica seleccionada está indicada por separado en otro marcador más pequeño.
CONTROLES DE PRESURIZACIÓN
El tercer botón del controlador ajusta el rango de la cabina en cambios de altitud. Este ajuste puede ser hecho en un control separado en algunas instalaciones.
CONTROLES DE PRESURIZACIÓN
Cuando el botón del controlador esta ajustado, otros ajustes se hacen al interior de este controlador a través de un dispositivo de señales eléctricas o neumáticas. Los ajustes son comparados con la presión de cabina existente por medio de un aneroide o fuelles de salida.
CONTROLES DE PRESURIZACIÓN
Si la altura de cabina no corresponde a la cual ha sido ajustada por los botones del control, los fuelles causaran una señal apropiada para dirigirse a la válvula out-flow.
CONTROLES DE PRESURIZACIÓN
Cuando los fuelles determinen que la altura ha alcanzado los rangos que han sido determinados, las señales hacia la válvula outflow pararán. Mientras que otros factores no cambien, la válvula out-flow estará asegurada ajustada para mantener la presión de cabina deseada.
CONTROLES DE PRESURIZACIÓN
El controlador puede sensar cualquier cambio tal como variación de altura del avión o la pérdida de un super-cargador, y reajustar la válvula out-flow si es necesario.
CONTROLES DE PRESURIZACIÓN
El control de rango determina que tan rápido el controlador envía señales hacia la válvula out-flow. En algunos controladores la señal del rango es parcialmente automática.
CONTROLES DE PRESURIZACIÓN
El ajuste barométrico compensa el controlador por los errores normales en altimetría que son encontrados en la mayoría de vuelos. Estos ajustes mejoran la precisión del controlador y, como ejemplo, protegen la cabina de ser parcialmente presurizada en un aterrizaje.
CONTROLES DE PRESURIZACIÓN
Las señales que se originan en el controlador son muy débiles, esto es por ser un delicado instrumento y no poder manejar altos voltajes eléctricos o fuerzas neumáticas, estas señales débiles son amplificadas eléctrica o neumáticamente para operar la válvula out-flow. Varios instrumentos son usados junto con el controlador de presurización.
INSTRUMENTOS DE LA PRESURIZACIÓN
INSTRUMENTOS DE LA PRESURIZACIÓN
Los instrumentos principales utilizados en el sistema de presurización son mostrados en la siguiente figura. Hay un indicador de rango de ascenso y una combinación de altímetro e indicador de presión diferencial de cabina.
Combinación de indicador de presión diferencial y altímetro de cabina.
Indicador de rango de ascenso
INSTRUMENTOS DE LA PRESURIZACIÓN
El medidor de presión diferencial en cabina, indica la diferencia entre la presión interior y exterior, este medidor debe ser monitoreado para asegurar que la cabina no se está aproximando al máximo permitido de presión diferencial.
INSTRUMENTOS DE LA PRESURIZACIÓN
Un altímetro en cabina es también suministrado como un chequeo sobre el rendimiento del sistema. En algunos casos, estos dos instrumentos son combinados en uno solo. Un tercer instrumento indica el rango de ascenso o descenso. Un instrumento de rango de ascenso y descenso y un altímetro de cabina son mostrados en la figura 14-11.
COMPONENTES BÁSICOS
Pack aire acondicionado
Los dos Pack operan automática e independientemente y son operados por un controlador. El sangrado de aire caliente precondicionado entra a la ruta de acceso de refrigeración a través de la válvula de control de flujo y conducido al intercambiador de temperatura primario.
Pack aire acondicionado
Entonces, el sangrado de aire enfriado entra a la sección del compresor de la máquina de ciclaje y es comprimido a alta presión y temperatura. Este es enfriado de nuevo en el intercambiador de calor y, entra a la sección de turbina donde se expande. En el proceso de expansión genera potencia para manejar el compresor y el ventilador de enfriamiento de aire.
Pack aire acondicionado
La remoción de energía durante este proceso reduce la temperatura del aire, resultando una muy baja temperatura de aire en la turbina de descarga. La válvula de control de temperatura puede modificar la temperatura de salida del fan, adicionando aire no refrigerado al flujo de salida de turbina.
Pack aire acondicionado
En caso de que se presente una falla en la máquina de ciclado, una válvula bypass permite el sangrado de aire para ser enfriado únicamente por el intercambiador de calor asociado.
Válvula de control de flujo del Pack
Esta válvula es operada neumáticamente y controlada eléctricamente. Esta regula el flujo de aire en concordancia con las señales recibidas del controlador del Pack. En la ausencia de presión del aire, un resorte mantiene la válvula cerrada. En la ausencia de suministro eléctrico, la válvula es abierta a una posición equivalente a la selección normal (NORM), siempre el suministro de aire está disponible.
Válvula de control de flujo del Pack
La válvula cierra automáticamente cuando se presenta: Sobrecalentamiento del Pack, encendido del motor, la activación de los botones pulsadores de amerizaje o operación de fuego, cualquier puerta que al momento de encendido del motor se encuentre abierta o insuficiente presión. La válvula es controlada desde el panel de aire (AIR).
Aire de impacto
Una entrada de emergencia de aire de impacto ventila la cabina de pilotos y pasajeros, si ambos Pack fallan. La válvula de entrada de emergencia de aire de impacto es controlada por el botón pulsador RAM AIR en el panel AIR COND.
Aire de impacto
La operación de los botones pulsadores abren la válvula de aire de impacto, siempre que el botón de amerizaje no sea seleccionado, las válvulas outflow cerca de un 50%, siempre que estén bajo control automático y ∆P sea menor a un psi.
Aire de impacto
Esta válvula no abre automáticamente si está bajo control manual incluso si ∆P es menor a un psi. Si la ∆P es mayor a un psi, la válvula check, ubicada aguas-abajo de la puerta de aire de impacto no se abrirá. El flujo de aire no será suplido.
Unidad mezcladora
Esta unidad mezcla aire fresco de los Packs con el aire que está siendo recirculado en la cabina a través de los ventiladores de recirculación. La unidad mezcladora es también conectada a la entrada de emergencia del aire de impacto y a las entradas en tierra de baja presión. En caso de que ambos Pack estén inoperativos, las válvulas de recirculación son parcialmente cerradas.
Válvulas de aire caliente
Estas válvulas regulan la presión de aire caliente derivado aguas-arriba de los Packs. Son neumáticamente operadas y eléctricamente controladas desde los botones pulsadores HOT AIR 1 y HOT AIR 2 en el panel AIR.
Válvulas de aire caliente
En ausencia de suministro eléctrico, la válvula de aire caliente se cierra. En ausencia de presión de aire, un resorte mantiene la válvula cerrada. Si el ducto se sobrecalienta, la válvula se cierra automáticamente.
Válvulas de ajuste de aire
Estas válvulas son controladas eléctricamente por el controlador de zona. Dos válvulas de ajuste de aire, asociadas con cada zona, ajustan la temperatura adicionando aire caliente desde los dos manifold de aire caliente.
Válvulas de ajuste de aire
Para el suministro de cabina, únicamente una válvula de ajuste de aire es ajustada para regular el aire desde el manifold 2 de aire caliente. El aire caliente del manifold 1 pasa a través de un Restrictor.
Válvula de aire caliente cruzado
Una válvula de aire caliente cruzado es ajustada entre los dos manifold de aire caliente. La válvula está normalmente cerrada. Esta abre automáticamente cuando un suministro de aire caliente falla.
R E F E R E N C IA S Prin cip io d e Pre su riza ció n AC 65-15A Cap. 14 Fu e n te s d e a ire p a ra la p re su riza ció n Volume 2: Airframe System - Aviation Maintenance Technician Series M o d o s d e p re su riza ció n Volume 2: Airframe System - Aviation Maintenance Technician Series
R E F E R E N C IA S C o n tro le s d e p re su riza ció n AC 65-15A Cap. 14 In stru m e n to s d e p re su riza ció n Volume 2: Airframe System - Chapter 9 Aviation Maintenance Technician Series C o m p o n e n te s b á sico s Flight Crew Operating Manual A-330
GUALTEROS NOVOA JUAN PABLO MARTINEZ BOLIVAR GIOVANNY MELO MUSUSÚ FABIAN ANDRES
