Sistema de combustible de aeronaves

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Un sistema de combustible de aeronave permite a la tripulación bombear , administrar y entregar 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 al diferente rendimiento de la aeronave en la que están instalados. Una aeronave monomotor de pistón tiene un sistema de combustible simple; un avión cisterna (como el KC-135 ), además de administrar su propio combustible, también puede proporcionar combustible a otras aeronaves . ^[1]

El combustible se transporta a través de las tuberías de combustible hasta una válvula de control de combustible (generalmente 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. La segunda función es permitir que el piloto elija qué tanque alimenta el motor. Muchas aeronaves tienen las opciones de tanque izquierdo y tanque derecho disponibles para el piloto. Algunos aviones Cessna se alimentan solo de ambos tanques; y muchos tienen la opción de alimentarse del tanque izquierdo, derecho o de ambos. La razón para tener opciones de solo izquierdo y solo derecho es permitir que los pilotos equilibren la carga de combustible para reducir el momento de inclinación. En algunas aeronaves, la función de cierre es una válvula diferente ubicada después de la válvula selectora de combustible.

Por lo general, después de la válvula selectora, situada en un punto bajo del recorrido de combustible, hay un gascolador , un filtro de combustible que se puede abrir en el suelo y drenar las impurezas del combustible más densas que el petróleo, principalmente agua y sedimentos. Otros puntos de drenaje se encuentran en cada tanque (a menudo hay más de un cárter de recolección de contaminantes por tanque) y en la bomba de inyección.

Cada tanque está ventilado (o presurizado) para permitir que el aire ingrese al tanque y ocupe el lugar del combustible quemado; de lo contrario, el tanque estaría bajo presión negativa, lo que provocaría una falta de combustible en el motor . Un respiradero también permite cambios en la presión atmosférica y la temperatura.

El sistema de indicación del nivel de combustible en su forma más simple es una ventana transparente en el costado del tanque y, en su aplicación habitual, un potenciómetro accionado por flotador instalado en el tanque. Después del desastre del vuelo 800 de TWA , se realizó una revisión de los sistemas de combustible de las aeronaves para abordar el riesgo potencial de explosión de los componentes eléctricos ubicados en el tanque de combustible. Los sistemas de nivel de combustible de las aeronaves monomotor de pistón pasaron a utilizar indicadores de nivel de flotador de las industrias de GNC y GLP , que tenían un acoplamiento magnético accionado por flotador y reubicaban el potenciómetro fuera del tanque de combustible.

Algunas aeronaves monomotor utilizan sondas capacitivas en los tanques de combustible. A medida que se quema combustible, entra más aire en el tanque y aumenta la capacitancia ; esto es leído por una computadora y se calcula la cantidad de combustible y se muestra a los pilotos.

Los recientes avances en tecnología magnetorresistiva han permitido desarrollar nuevos sensores de nivel de combustible para aplicaciones de aviación general. Este sistema no se ve afectado por ningún aditivo o combinación de combustible para reemplazar el 100LL en aeronaves con motor de pistón.

Los tanques de combustible de los aviones ligeros monomotores suelen estar en las alas, pero algunos aviones tienen un pequeño "tanque de combustible principal" entre el tanque de combustible normal y el motor, para facilitar un flujo de combustible confiable al motor. En muchos aviones monomotores pequeños o muy antiguos, los tanques de combustible principal (e incluso los tanques principales) suelen estar montados encima y/o inmediatamente detrás del motor. Algunos (particularmente los aviones ultraligeros ) los tienen en el fuselaje o en la estructura del avión detrás del piloto y/o los pasajeros. ^{[2] [3] [4] [5] [6]}

La incorporación de tanques y motores aumenta la complejidad del sistema de combustible y su gestión. Otras características que se encuentran en los aviones multimotor son:

• Cada tanque de ala a menudo tiene su propia bomba de combustible eléctrica , y cada motor tiene su propia bomba mecánica, replicando el sistema de combustible descrito anteriormente para el motor único.
• En el caso de funcionamiento con un solo motor, a menudo se incorpora un método para "alimentar de forma cruzada" el motor (el tanque izquierdo alimenta el motor derecho, o viceversa).
• Para equilibrar el peso asimétrico, a menudo se utilizan válvulas de flujo y bombas para alimentar ambos motores desde un tanque o simplemente para transferir combustible entre tanques.

Todas las consideraciones realizadas para el sistema de doble pistón son aplicables a los sistemas de combustible de turbina. Se deben tener en cuenta consideraciones adicionales debido a las mayores altitudes, el combustible diferente, las temperaturas más bajas y los vuelos más largos.

Para evitar la condensación de agua o la solidificación del propio combustible a bajas temperaturas (-55 °C), los tanques de combustible tienen termómetros y sistemas de calefacción. Muchos están presurizados con aire purgado del motor para mantener el aire húmedo fuera y asegurar una alimentación de presión positiva a las bombas. En los aviones más grandes, los tanques de combustible también están en el fuselaje y su carga afecta el centro de gravedad de la aeronave. Esto impone limitaciones en la cantidad de combustible transportado y el orden en el que se debe utilizar el combustible. Los motores de turbina queman combustible más rápido que los motores alternativos. Debido a que el combustible debe inyectarse en una cámara de combustión , el sistema de inyección de un avión de turbina debe proporcionar combustible a mayor presión y flujo en comparación con el de un avión con motor de pistón.

El sistema de reabastecimiento de combustible de los aviones de mayor tamaño incluye un único punto de reabastecimiento de combustible a presión positiva desde el que se pueden cargar todos los tanques. La cantidad y los tanques a los que se carga combustible durante las operaciones de reabastecimiento se determinan mediante los controles del panel de reabastecimiento, que normalmente está instalado cerca y es accesible para las tripulaciones de tierra.

Los tanques externos se utilizan para ampliar el alcance de una aeronave. Los tanques de combustible desechables se utilizan en aeronaves de combate que deben desecharse después de su uso por razones de rendimiento. Se necesita una bomba de combustible para transferir combustible desde un tanque de punta a un tanque principal.

• Acoplador de hidrante