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Un sistema de combustible para aeronaves permite a la tripulación bombear, gestionar y suministrar combustible de aviación al sistema de propulsión y a la unidad de potencia auxiliar (APU) de una aeronave. Los sistemas de combustible difieren en gran medida debido a las diferentes prestaciones de la aeronave en la que están instalados. Un avión monomotor de pistón tiene un sistema de combustible sencillo; un avión cisterna (como el KC-135), además de gestionar su propio combustible, también puede proporcionar combustible a otras aeronaves[1].
El combustible se conduce a través de los conductos de combustible hasta una válvula de control de combustible (normalmente conocida como selector de combustible). Esta válvula cumple varias funciones. La primera función es actuar como válvula de cierre de combustible. Esto es necesario para proporcionar a la tripulación un medio para evitar que el combustible llegue al motor en caso de incendio del mismo. La segunda función es permitir al piloto elegir qué tanque alimenta el motor. Muchos aviones tienen las selecciones de tanque izquierdo y tanque derecho disponibles para el piloto. Algunos aviones Cessna alimentan sólo desde ambos tanques; y muchos tienen la opción de alimentar desde el tanque izquierdo, derecho o ambos. La razón de tener opciones de sólo izquierda y sólo derecha es permitir a los pilotos equilibrar la carga de combustible para reducir el momento de inclinación. En algunos aviones, la función de cierre es una válvula diferente situada después de la válvula selectora de combustible.
Sistema de combustible del 777
Los modelos de simulación de sistemas de combustible pueden construirse rápidamente a partir de datos CAD existentes o crearse desde cero, lo que hace que GT-SUITE sea óptimo para el diseño, el análisis y la optimización de sistemas y componentes de combustible.
GT-SUITE proporciona un amplio conjunto de bibliotecas de componentes que simulan la física del flujo de fluidos, térmica, mecánica, eléctrica, magnética, química y controles. A partir de estas bibliotecas, se pueden construir modelos rápidos y precisos de cualquier tipo de sistema de combustible de aeronaves.
Lo que hace que GT-SUITE sea especialmente potente es que los modelos de componentes 3D de alta fidelidad se integran perfectamente en los modelos de nivel de sistema 1D/0D, que les proporcionan condiciones de contorno multifísicas transitorias precisas y aseguran las interacciones bidireccionales entre todos los subsistemas.
Los sistemas de combustible difieren en gran medida de una aeronave a otra debido al tamaño y la complejidad relativos de la aeronave en la que están instalados. En su forma más básica, un sistema de combustible consistirá en un único depósito de combustible alimentado por gravedad con la línea de combustible asociada que lo conecta al motor de la aeronave. En un avión de pasajeros o de carga multimotor moderno, el sistema de combustible probablemente consistirá en múltiples depósitos de combustible que pueden estar situados en el ala o en el fuselaje (o en ambos) y, en algunos casos, en el empanque. Cada depósito estará potencialmente equipado con bombas de combustible internas y tendrá las válvulas y tuberías asociadas para alimentar los motores, permitir el reabastecimiento y el desabastecimiento de combustible, aislar los depósitos individuales y, en algunas aplicaciones, permitir el vertido de combustible o la optimización del centro de gravedad de la aeronave.
Las pequeñas aeronaves con motor de pistón suelen tener un sistema de combustible de un solo depósito. En las aeronaves más nuevas, es más habitual que haya dos depósitos de combustible, uno en cada ala. Un sistema de dos depósitos requiere componentes adicionales para permitir el suministro controlado de combustible al motor único. Las bombas de refuerzo de los depósitos de combustible pueden o no incorporarse dependiendo de la ubicación de los depósitos.
Combustible de aviación
El sistema de combustible de una aeronave debe ser capaz de proporcionar un suministro constante de combustible con el caudal y la presión establecidos por el fabricante para garantizar el correcto funcionamiento del motor en las condiciones probables de funcionamiento. Esto incluye cualquier maniobra que forme parte de la envolvente de certificación de la aeronave.
El tipo y grado de combustible utilizado debe cumplir siempre los requisitos especificados por el fabricante del motor en cuanto a composición química y octanaje. En este artículo trataremos tanto el combustible como el sistema de suministro de combustible de una aeronave ligera típica.
El sistema de suministro de combustible incluye los depósitos y los conductos de combustible, las bombas de combustible necesarias para trasladar el combustible de los depósitos al motor, los filtros de combustible para evitar que entre combustible contaminado en el motor, un conjunto de válvulas y respiraderos para controlar el movimiento y la presión en el sistema, y un conjunto de sensores de nivel de combustible y medidores en la cabina.
Como su nombre indica, un sistema alimentado por gravedad se basa en la fuerza gravitatoria para alimentar los motores desde los depósitos. Esto sólo es posible si los depósitos están situados a mayor altura que el motor, por lo que los sistemas alimentados por gravedad suelen verse en aviones de ala alta como la Cessna 172. Los reglamentos dictan que el sistema debe proporcionar un caudal que sea al menos el 150% del consumo de combustible de despegue del motor a lo largo de la envolvente de vuelo certificada. En algunos casos, también se instala una bomba de refuerzo para aumentar el sistema de alimentación por gravedad, normalmente si el motor es de inyección de combustible y no funciona con un sistema basado en el carburador.
