PNEUMATIC SYSTEM
ATA 36
PNEUMATIC SYSTEM
• Los aviones también utilizan aire para operar ciertos sistemas:
• Frenos. En los comerciales son de emergencia.
• Mover bombas hidráulicas, alternadores, bombas de inyección
de agua/alcohol, limpia parabrisas, etc.
• Operar equipos de emergencia
• Aire acondicionado, presurización, presurizar estanque
hidráulico y de agua potable, anti hielo motor y alas.
• Partida de motores
PNEUMATIC SYSTEM
• Es muy similar en su desarrollo al sistema hidráulico, ambos
utilizan un fluido para su operación. La mayor diferencia esta
en su compresibilidad. El aire se puede comprimir, lo que
puede acarrear algún tipo de retardo en la operación. Los
líquidos, para los efectos prácticos, no son compresibles.
• Existen varios métodos para obtener aire: los cilindros,
compresores y en la actualidad sangrando (bleed) aire
directamente de los motores (motores y/o APU).
• Para los trabajos de mantenimiento se puede usar un carro de
aire, puesto que los aviones traen conexión para este efecto.
CYLINDERS
• Ocupados, normalmente, para sistemas de alta presión, se esta
hablando de 1000 a 3000psi.
• Construidos de metal, tienen dos válvulas una de carguío y la
otra es de control o de corte. Como cualquier cilindro tiene su
mantenimiento programado y cada cierto tiempo se debe hacer
la prueba hidrostática.
• Su principal desventaja: una vez ocupado, no se puede
recargar hasta no llegar a destino. Aunque algunos aviones
colocaron compresores, indudablemente por costos fue
eliminado.
• En la actualidad algunos aviones lo utilizan para frenar en caso
de emergencia (falla total hidráulica).
COMPRESSOR
• Usado para recargar la botella de aire en vuelo. Lo movía un
motor eléctrico o hidráulico o el motor del avión.
• Analizaremos el de doble etapa que esta conformado por dos
cilindros, dispuestos de tal forma que cuando el cigüeñal gira
uno succiona (cyl/1) air a través del filtro y el otro (cyl/2), que
es más pequeño envía el aire a la botella a presión. La succión
la hace a través de una check y la compresión, que sería la
segunda etapa la hace utilizando dos checks una que cierra la
línea de presión y la otra que permite el paso del aire al
cilindro.
• En la figura se aprecia que el cilindro 1 esta en el máximo de
succión y el cilindro 2 esta en el máximo de compresión. En la
siguiente media vuelta del cigüeñal el cyl/1 en full compresión
y el cyl/2 recibiéndola, y así sucesivamente.
RELIEF VALVE
• Su misión principal es prevenir los daños limitando la presión
del sistema actuando como un equipo de seguridad. El exceso
de presión puede romper líneas o volar sellos.
• En la figura se observa que es un cuerpo metálico con dos
bocas y un tornillo de ajuste. Interiormente tiene el tornillo, un
resorte y un disco, que tapa un orificio, empujado por el
mentado resorte.
• Cuando la presión ejercida sobre el disco vence la fuerza del
resorte el orifico se abre comunicando la línea de presión con
la boca de aire exterior, botando así el exceso de presión al
ambiente.
AIR CONTROL VALVE
• Válvula cuyos componentes principales son: un cuerpo con
una serie de bocas, un vástago que puede sobresalir del
cuerpo. En su interior van resortes, poppets, camones, etc.
• La válvula adjunta corresponde a un sistema de freno de
emergencia.
• En OFF significa que el sistema no esta activado. Por la
posición de la palanca de control se observa la poppet de
presión cerrada, por efecto de un resorte y la otra poppet
abierta debido a un camón de la palanca de control y uniendo
las líneas del freno emergencia con el ambiente; y al mismo
tiempo tapando un pasaje perforado que une la presión del aire
con dichos frenos. Al mover la palanca a ON ambas poppets
quedan en posición contraria a la de OFF y la presión de aire va
a los frenos.
AIR VALVES
• DIRECCIONAL (check), en su interior lleva una aleta (flap)
amarrada a un resorte. El flujo vence al resorte y la abre. Al
cortarse el flujo la aleta se cierra por efecto del resorte.
• RESTRICTORA , posee un orificio de entrada y otro de salida
más pequeño el cual restringirá el flujo y por lo tanto reduce la
velocidad de operación de la unidad. Hay una variante en la
cual el orificio se regula por medio de una válvula de aguja.
• LANZADERA (shuttle), tiene cuatro conexiones exteriores y en
su interior un pistón de libre movimiento. Dos de las entradas
están conectadas a las fuentes de poder y la que este operativa
empuja la lanzadera a la entrada sin presión. Las otras dos
entradas se conectan al sistema que se quiere operar. El caso
típico es de frenos: su operación normal es hidráulica y en
caso de falla de esta se actúan con aire a presión.
AIR FILTERS
• Protegen al sistema de la entrada de impurezas.
• En la figura se muestra un filtro de papel que consiste de dos
bocas, IN & OUT, el elemento reemplazable y la válvula de
relevo. El aire entra, pasa por el cartucho de papel y sale al
sistema.
• Si la suciedad tapa el filtro, la válvula de relevo abre
permitiendo que el aire sin filtrar pase a la salida (OUT).
AIR REGULATOR
• Diseñado para mantener constante la presión de aire en el
sistema en el cual va a trabajar.
• Algunos de estos reguladores además incorporan una válvula
de relevo de presión positiva y negativa (vacio). La que se va
analizar cuenta con esta última válvula.
• El regulador esta compuesto por: una válvula de presión, una
válvula poppet, resorte calibrado para trabajar a una cierta
presión, un diafragma y esta abierto en su parte superior a la
presión ambiente.
• Al iniciar el proceso la válvula de presión esta cerrada por las
fuerzas combinadas del resorte ayudado por la presión
ambiente (amb.). Esto significa que el aire a presión pasará a
través de la poppet y cargará al sistema donde va a operar
AIR REGULATOR
• A medida que el sistema se presuriza le va oponiendo fuerza al
aire que esta entrando en él. Si no hay consumo la contra
presión será cada vez más fuerte llegando, en algún momento,
vencer la fuerza del resorte y del ambiente permitiendo que el
exceso de aire escape al exterior vía boca de ventilación.
• Si por cualquier razón la presión en el sistema es menor que la
presión ambiente la válvula de presión se abre, se mueve hacia
abajo, debido a que la presión ambiente la empuja. Permanece
abierta hasta que las presiones se igualen. Hay que tener en
mente que los sistemas del avión trabajan con presiones
positivas.
ATA36
• Los motores son la fuente principal de aire sangrado en vuelo.
El aire se sangra de la etapa intermedia (IP) de N2 o de la etapa
de alta presión (HP). El aire sangrado es controlado por
temperatura y presión por medio de los BMC.
• El APU es la fuente primaria en tierra. Se puede usar en vuelo,
en caso de emergencia hasta los 20000ft (A320), si se ocupa
solo como fuente se aire.
• Se puede conectar un carro de aire de alta presión al ducto de
distribución de aire.
ENGINE BLEED
• Aprovechando que la turbina es una generadora de aire
mientras el motor funcione, se utiliza como un sistema
neumático de presión media es decir entre 100/200psi.
• El aire se sangra de las siguientes etapas de compresión del
motor: FAN, que corresponde a las dos primeras corridas de
alabes y mucho más grandes que todos los alabes del motor,
perteneciente al compresor de baja (N1) muy baja presión y
temperatura un poco mayor que la ambiente. Y la etapa de alta
compresión (N2) con mayor presión y temperatura que la
anterior se sangra aire de dos etapas (IP y HP ó LP y HP).
ENGINE BLEED
• En el diagrama que viene a continuación representa un
moderno sistema neumático y aparecen una serie de
componentes que proporcionan el aire para el correcto trabajo
de este sistema.
• La bleed ó PRV, reguladora de presión, la cual selecciona cual
de las dos etapas del motor van a presurizar el ducto
neumático (IP ó HP).
• La bleed (PRV) opera con presión de aire y es controlada
eléctricamente 28VDC. Sin presión de aire se mantiene cerrada.
• Las válvulas IP ó LP y la HP, sitas en el motor, operan por
medio de aire y son controladas eléctricamente. La check a la
salida de la válvula LP, la válvula de partida del motor y la
válvula EAI también se ubican en el motor
ATA36 (A320)
• El aire sangrado se lleva por medio de ductos instalados en el
interior del fuselaje, carenado inferior y alas.
• El control del sistema es automático, usando un computador
por motor. Se denominan Bleed air Monitoring Computer
(BMC). Están ubicados en el compartimento de aviónica
delantero.
• Existe la posibilidad de controlar el sistema en forma manual.
Los controles para ejecutar lo anteriormente dicho se ubican
en el panel sobrecabeza.
ATA 36 (A320)
• La válvula HP tiene un diámetro de 4”, limita neumáticamente la
presión a 36 +/- 3psig. Abre cuando la presión =/> a 8psig.
• Cierra cuando la presión de entrada es 120paig + 5/-10psig.
• Normalmente la válvula, sin presión esta cerrada.
• La operación se ve en el ECAM inferior y la información a
mantenimiento en el menú del MCDU.
• Su operación es totalmente automática, excepto la abertura
manual que se hace por parte de mantenimiento
ATA 36 (320)
•
•
•
•
•
•
•
Válvula check a la salida de la sangría IP esta constituida por
un cuerpo y en el interior de este tiene dos chapaletas, en el
cuerpo tiene grabada una flecha con el sentido del flujo.
Pressure Reglulator Valve (PRV), normalmente cerrada a
resorte, instalada en el motor, mientras la presión de entrada
sea inferior a 8psig.
En su cuerpo tiene instalado un fusible térmico que se funde a
los 450 +/- 25C.
Tiene un diámetro de 4 pulgadas
Regula la presión hacia el sistema neumático a 44psig +/3psig.
Controlada por el respectivo BMC.
Over Pressure Valve (OPV), normalmente abierta debido a un
resorte, con un diámetro de 4 pulgadas.
ATA 36 (A320)
• OPV, comienza a cerrar cuando la presión, a la entrada de ella,
alcanza los 79psig y cierra totalmente a las 89psig. Se
normaliza si la presión de entrada cae entre 20 a 50psig. Su
operación es totalmente automática y neumática.
• PRECOOLER, es un radiador de acero. Recibe aire caliente
desde el motor, el cual pasa por un serpentín, siendo enfriado
por aire del FAN. Este aire escapa por el pylon hacia el exterior.
• FAN AIR VALVE, tiene un diámetro de 5”y normalmente esta
cerrada mediante resorte. Como se ha visto anteriormente
necesita 8psig para abrir. Su operación es controlada por un
termostato, sito a la salida del preenfriador, que mantiene la
temperatura del aire alrededor de los 200+/- 15C. Como todas
las válvulas se puede abrir en forma manual desde el cuerpo de
ella.
ATA 36 (A320)
• La FAV en su cuerpo tiene instalado un fusible térmico que se
funde a los 450 +/- 25C. Si en el nacel se alcanza ese valor, la
válvula se cierra.
• Transductores de presión, son dos montados en el pylon del
respectivo motor. Uno de ellos sensa la presión a la salida de la
HPV y la otra sensa la presión a la salida de la PRV. Esa
detección se transforma en una señal eléctrica que se envía al
BMC 1(2) para su procesamiento. En el ECAM inferior se ve el
valor de la presión en verde si es normal y en ámbar si es
anormal.
• Sensor de temperatura, ubicado en el pylon del motor a la
salida del precooler. Indica la temperatura del aire sangrado en
color verde si es normal y ámbar si es anormal.
ATA 36 (A320)
• Control thermostat, va instalado en el pylon del respectivo
motor después del precooler.
• Su función es controlar la PRV cuando la temperatura a la
salida del precooler alcanza los 233C. El termostato envía una
señal neumática a la válvula para cerrarla, con esa operación la
presión disminuye por lo tanto la temperatura decrece. Si la
temperatura alcanza los 245C la PRV, prácticamente, cierra
para mantener 17.5psig.
• Si el solenoide se activa la PRV recibe la señal neumática que
la cerrara, luego la HPV también lo hace.
• Si la presión diferencial entre la entrada al precooler y la salida
de la PRV es < 0.01bar la válvula cierra. Esta función se conoce
como de no RETORNO.
ATA 36 (320)
• CROSS BLEED, situada en el ducto neumático, permite el
trabajo interconectado o aislado de los motores. Su diámetro
es de 4.5”. Es operada por dos motores de 28VDC., uno de
ellos opera vía BMC (auto) y el otro siguiendo ordenes del
selector ubicado en el panel sobrecabeza.
• En automático la válvula abre cuando la bleed del APU abre y
cierra cuando dicha válvula cierra. En caso de fuga de aire la
válvula cierra. Excepto, si el problema ocurre durante la partida
de motor.
ATA 36 (A320)
• BLEED MONITOR COMPUTER (BMC), controla y monitorea el
sistema de aire sangrado del motor desde que el avión esta
potenciado eléctricamente hasta que se corta la energía
eléctrica.
• Monitorea: la posición de las distintas válvulas del sistema, la
presión y la temperatura del aire sangrado y varias zonas por
problemas de filtración o rotura de ductos.
• Ambos son similares y se comunican entre ellos vía ARINC 29,
reciben señales análogas y discretas desde las interfaces y
sistemas. Ellos procesan dicha información y la transmiten por
medio de señales análogas y discretas a las interfaces
ATA 36 (A320)
• Interfaz de señales de entrada:
- Panel sobrecabeza, aire acondicionado
- Transductores de presión
- Sensor de temperatura
- Posición de las válvulas
- Loops detectores de sobretemperatura
- Panel de incendio motor y APU
- Electronic Control Box (ECB)
• Interfaz de señales de salida:
- Panel sobrecabeza, aire acondicionado
- ECB
- Enviromental control system (ECS)
ATA 36 (A320)
• Interfaz ARINC de entrada:
- Centralized Fault Display interface Unit (CFDIU)
- Engine Interface Unit (EIU)
• Interface ARINC de salida:
- El otro BMC
- CFDIU
- System Data Acquisition Concentrator (SDAC)
ATA 36 (A320)
• APU BLEED VALVE, esta montada en el APU. Opera en forma
automática al iniciar la operación y la unidad alcanza el 95% de
su velocidad.
• Es controlada por una válvula servo utilizando un par de
solenoides con señales provenientes desde el ECB. La válvula
servo variara la presión de combustible, vía unidad de
combustible (FCU), de acuerdo a lo solicitado por el sistema.
• En caso de estar cerrada la bleed o el sistema esta solicitando
menos aire, la ECB mandara señales para abrir la SURGE valve
botando al exterior el exceso de aire.
ATA 36 (A320)
• LEAK DETECTION, su misión es detectar sobretemperatura
utilizando elementos sensores (loop) cerca de los ductos de
aire caliente: en el fuselaje, carenado inferior ( belly fairing),
pylones y alas.
• Para el pylon y APU el elemento sensor forma un solo loop y en
las alas forma un loop doble (A y B). La sobretemperatura en
alas y fuselaje es de 124C +/- 7 y para el pylon es de 204C +./12.
• Ambos BMC tienen idéntico control lógico para este sistema.
Una fuga de aire genera lo siguiente: luz ámbar FAULT (pb) se
enciende y el ECAM se activa, la luz MASTER CAUTION se
enciende y se activa el timbre de un tono.
ATA 36 (A320)
• ELEMENTO SENSOR, compuesto de un tubo de inconel, un
conductor y un aislante cerámico poroso. Una sal eutéctica
llena todos los espacios que hay entre los elementos
mencionados. Cuando se alcanza la sobretemperatura de
trabajo, la Z de la sal disminuye bruscamente, uniendo el
conductor a tierra y disparando la alarma.
Descargar

PNEUMATIC SYSTEM - ramos on