Funcionamiento y Componentes Clave del Sistema de Combustible en Aeronaves

El Sistema de Combustible en Aeronaves

El sistema de combustible es fundamental para el correcto funcionamiento de una aeronave, garantizando el suministro adecuado de combustible al motor en todas las fases de vuelo.

Funciones Principales del Sistema de Combustible

• Facilita el arranque y la aceleración del motor.
• Asegura un funcionamiento estable en todas las condiciones operativas del motor.
• Se encarga de acumular, distribuir y regular el combustible.

Tipos de Sistemas de Combustible

Existen dos sistemas principales de combustible en una aeronave:

• Sistema de la Aeronave: Compuesto por depósitos y bombas eléctricas sumergidas.
• Sistema del Motor: Incluye la bomba mecánica del motor y la unidad de control de combustible.

Componentes Clave del Sistema de Combustible

Bombas de Refuerzo (Booster Pumps)

Son bombas de combustible sumergidas que transfieren el combustible desde los depósitos hacia la bomba mecánica del motor.

Válvula de Cierre de Combustible (Fuel Shut-Off Valve)

Esta válvula sirve para cortar el suministro de combustible en situaciones específicas:

• Para el retiro o mantenimiento de componentes.
• En caso de incendio.
• Para parar el motor.

Bombas de Baja Presión (LP Pump)

Estas bombas son accionadas por la caja de accesorios del motor y proporcionan combustible a la bomba de alta presión (HP). En caso de fallo de la bomba HP, la LP pump continúa suministrando el combustible necesario.

Refrigerador (Cooler)

También conocido como Fuel Cooled Oil Cooler (FCOC), este componente refrigera el aceite y, simultáneamente, calienta el combustible que se dirige hacia los inyectores.

Calentador (Heater)

Complementa la función del FCOC. Utiliza aire de la última etapa del compresor para calentar el combustible. Si el calentador se obstruye, el combustible sigue fluyendo a través de la válvula bypass. Es activado por un interruptor en cabina si la temperatura de entrada de combustible es baja o si se enciende la luz de aviso de caída de presión por hielo.

Filtro de Combustible

Protege la bomba de alta presión (HP) y el sistema de control de combustible de la presencia de polvo y suciedad.

Flujómetro (Fluxómetro)

Mide la cantidad de flujo de combustible en unidades como kg/h, gal/h o lb/h. También incluye un dispositivo que registra la cantidad total de combustible consumida desde la puesta en marcha.

Presión y Temperatura del Combustible

La temperatura del combustible se mide a la salida del calentador, mientras que la presión se mide a la salida del filtro.

Bomba de Alta Presión (HP Pump)

Accionada por la caja de engranajes de alta presión del motor, su función es incrementar la presión del combustible cuando el motor lo requiere, por ejemplo, durante el despegue.

Control del Combustible

Sección de la Computadora de Flujo de Combustible

Se encarga de calcular la cantidad precisa de combustible necesaria para la cámara de combustión, basándose en la posición de la palanca de gases y las condiciones climatológicas. Puede ser de tipo mecánico, hidráulico, neumático o electrónico.

Sección Medidora

Convierte la señal recibida de la computadora en un gasto de combustible específico. Es de tipo hidráulico.

Tipos de Controles de Combustible

Los sistemas de control de combustible pueden ser:

• Hidromecánicos
• Electrónicos

Unidad de Control de Combustible (FCU - Fuel Control Unit)

Esta unidad controla la altitud del sistema, variando el flujo de combustible para mantener las RPM constantes. Utiliza una cápsula barométrica que se expande o contrae según la altitud.

Unidad de Control de Aceleración

Un incremento descontrolado del combustible puede provocar la pérdida del compresor y el fenómeno de surge. Para evitarlo, se monta una unidad de control de aceleración en la FCU que recibe información de la presión de entrada del motor y la presión de salida del compresor.

Válvula de Presurización y Descarga

Es una válvula divisora de flujo, ubicada entre el control de combustible y el colector de combustible. Sus funciones incluyen:

• Establecer la presión hidráulica en la sección medidora.
• Distribuir el combustible.
• Proceder al drenaje del sistema.

Sus partes principales son: un filtro de entrada con bypass, una válvula de descarga y una válvula de presurización.

Tipos de Inyectores

Existen varios tipos de inyectores, incluyendo:

• Flujo único
• Doble flujo
• Directo
• Invertido
• Atomizador de aire

La pulverización del combustible varía con la presión:

• A baja presión, se forma una burbuja.
• A presión intermedia, una forma de 'tulipán'.
• A alta presión, una pulverización atomizada.

Para lograr la pulverización, se utilizan mecanismos de vaporización (que giran 180º) y atomización. Los inyectores pueden ser simples o dúplex, se roscan directamente al colector y tienen un circuito primario y secundario.

Válvula de Drenaje

Se encuentra ubicada en la cámara de combustión.

Control Electrónico del Motor (EEC)

El Electronic Engine Control (EEC) ofrece significativas ventajas, como:

• Mayor economía de combustible.
• Mayor fiabilidad.
• Aumento de la vida útil del motor (incremento del TBO - Time Between Overhaul).

Existen dos tipos principales de EEC:

Sistema de Control de Motor Supervisorio (Supervisory Engine Control System)

Es una unidad hidromecánica de la FCU que monitoriza diversos parámetros, tales como:

• Relación de presión del motor.
• Presión de entrada y salida del compresor.
• Posición de la palanca de gases.
• Número de Mach.
• Presión de entrada y temperatura.

Control Digital de Motor de Autoridad Completa (FADEC - Full Authority Digital Engine Control)

Con el sistema FADEC, el sistema de combustible se simplifica, reduciéndose a una sola bomba, una válvula de control y una válvula de cierre de combustible (fuel shut-off cock). Su función principal es asegurar que no se sobrepasen los parámetros límites del motor. Se instala en la zona fría del motor.

Función del Combustible de Baja Presión: Acumulación y Distribución

El combustible se acumula en depósitos ubicados en las alas y en la sección del fuselaje a la altura de los planos. Estos depósitos son conocidos como depósitos integrales.