Controles de motores de aeronaves

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Los controles del motor de un avión proporcionan un medio para que el piloto controle y monitoree el funcionamiento del motor de la aeronave. Este artículo describe los controles utilizados con un motor de combustión interna básico que impulsa una hélice . Algunas configuraciones opcionales o más avanzadas se describen al final del artículo. Los motores de turbina a reacción utilizan diferentes principios operativos y tienen sus propios conjuntos de controles y sensores.

• Control del acelerador : establece el nivel de potencia deseado normalmente mediante una palanca en la cabina. En los motores con carburador, la palanca se denomina palanca del acelerador y controla el caudal másico de la mezcla de aire y combustible que se entrega a los cilindros según la apertura de la válvula del acelerador. En los motores con sistema de inyección de combustible , la palanca se denomina normalmente palanca de potencia y controla la cantidad de combustible que se inyecta en los cilindros.
• Control de la hélice o regulador : ajusta el paso de las palas de la hélice y regula la carga del motor según sea necesario para mantener las revoluciones por minuto (RPM) establecidas. Consulte la sección sobre la hélice a continuación para obtener más detalles.
• Control de mezcla : establece la cantidad de combustible que se agrega al flujo de aire de admisión. A mayores altitudes, la presión del aire (y, por lo tanto, el nivel de oxígeno) disminuye, por lo que también se debe reducir el volumen de combustible para obtener la mezcla aire-combustible correcta . Este proceso se conoce como "empobrecimiento".
• Interruptor maestro : en la mayoría de los casos, se trata de dos interruptores separados: el interruptor maestro de la batería y el interruptor maestro del alternador . El interruptor maestro de la batería activa un relé (a veces llamado contactor de la batería) que conecta la batería al bus eléctrico principal de la aeronave. El interruptor maestro del alternador activa el alternador aplicando energía al circuito de campo del alternador. Estos dos interruptores proporcionan energía eléctrica a todos los sistemas de la aeronave.
• Interruptor de encendido : activa los magnetos abriendo el circuito de conexión a tierra o "cable p"; con el cable p sin conexión a tierra, el magneto puede enviar su salida de alto voltaje a las bujías . En la mayoría de las aeronaves, el interruptor de encendido también aplica energía al motor de arranque durante el arranque del motor. En los motores de aviones de pistón, la batería no genera la chispa para la combustión. Esto se logra mediante dispositivos llamados magnetos. Los magnetos están conectados al motor mediante engranajes. Cuando el cigüeñal gira, hace girar los magnetos que generan mecánicamente el voltaje para la chispa. En caso de una falla eléctrica, el motor seguirá funcionando. El interruptor de encendido tiene las siguientes posiciones:
  1. Apagado : ambos cables de los magnetos están conectados a tierra eléctrica. Esto desactiva ambos magnetos y no se produce ninguna chispa.
  2. Derecha : el cable P del magneto izquierdo está conectado a tierra y el derecho está abierto. Esto desactiva el magneto izquierdo y activa solo el magneto derecho.
  3. Izquierda : el cable P del magneto derecho está conectado a tierra y el izquierdo está abierto. Esto desactiva el magneto derecho y activa solo el izquierdo.
  4. Ambos : esta es la configuración de funcionamiento normal, ambos cables p están abiertos, lo que habilita ambos magnetos.
  5. Arranque : el piñón del motor de arranque se acopla al volante y el motor de arranque funciona para hacer girar el motor. En la mayoría de los casos, solo el magneto izquierdo está activo (el cable P derecho está conectado a tierra) debido a las diferencias de sincronización entre los magnetos a bajas revoluciones por minuto. ^[1]
• Tacómetro : Un indicador que indica la velocidad del motor en RPM o porcentaje del máximo.
• Manómetro de presión del colector (MP) : indica la presión absoluta en el colector de admisión . Para una aeronave equipada con una hélice de velocidad constante, esta es la indicación más directa de la potencia operativa del motor. Un acelerador completamente abierto mostraría una presión del colector aproximadamente igual a la presión del aire ambiente, es decir, la potencia máxima; tenga en cuenta que, por lo tanto, el máximo cambia con la altitud a menos que el motor esté equipado con un turbocompresor o un sistema similar de aumento de la presión del aire de admisión. A medida que se cierra el acelerador, esta presión se reduce debido a la restricción de la mezcla de combustible y aire disponible para el motor, es decir, lo que hace que funcione a una potencia menor a la que es capaz de producir.
• Indicador de temperatura de aceite : indica la temperatura del aceite del motor.
• Manómetro de presión de aceite : indica la presión de suministro del lubricante del motor.
• Indicador de temperatura de los gases de escape (EGT) : indica la temperatura de los gases de escape justo después de la combustión. Si solo se proporciona una lectura, mide los gases de escape del cilindro que suele estar más caliente. Se utiliza para ajustar la mezcla de aire y combustible (pobreza) correctamente.
• Indicador de temperatura de la culata (CHT) : indica la temperatura de al menos una de las culatas. La CHT se ve afectada de forma más directa por el volumen y la temperatura del flujo de aire que pasa por las culatas refrigeradas por aire . La mayoría de los motores de alto rendimiento cuentan con aletas de capó ajustables para gestionar este flujo de aire y, de ese modo, mantener una CHT adecuada.
• Control de calor del carburador : controla la aplicación de calor al área venturi del carburador para eliminar o prevenir la formación de hielo en la garganta del carburador, además de evitar el filtro de aire en caso de formación de hielo por impacto.
• Aire alternativo : evita el filtro de aire en un motor con inyección de combustible.

• Bomba de cebado de combustible : bomba manual que agrega una pequeña cantidad de combustible en las entradas de los cilindros para ayudar a arrancar un motor frío. Los motores con inyección de combustible no tienen este control. En estos últimos, se utiliza una bomba de refuerzo de combustible para cebar el motor antes de arrancarlo.
• Indicador de cantidad de combustible : indica la cantidad de combustible restante en el tanque identificado. Uno por tanque de combustible. Algunas aeronaves utilizan un solo indicador para todos los tanques, con un interruptor selector que se puede girar para seleccionar el tanque que se desea que se muestre en el indicador compartido, incluida una configuración para mostrar el combustible total en todos los tanques. Un ejemplo de configuración del interruptor podría ser "Izquierda, Derecha, Fuselaje, Total". Esto ahorra espacio en el panel de instrumentos al eliminar la necesidad de cuatro indicadores de combustible dedicados diferentes.
• Válvula de selección de combustible : conecta el flujo de combustible del tanque seleccionado al motor.

Si la aeronave está equipada con una bomba de combustible :

• Manómetro de presión de combustible : indica la presión de suministro de combustible al carburador (o en el caso de un motor con inyección de combustible, al controlador de combustible).
• Interruptor de la bomba de refuerzo de combustible : controla el funcionamiento de la bomba de combustible eléctrica auxiliar para suministrar combustible al motor antes de que arranque o en caso de falla de la bomba de combustible accionada por el motor. Algunos aviones grandes tienen un sistema de combustible que permite a la tripulación de vuelo desechar o volcar el combustible. Cuando se activan, las bombas de refuerzo en los tanques de combustible bombean el combustible a los conductos de descarga o boquillas de expulsión y lo expulsan a la atmósfera.

En un avión con una hélice de paso fijo , no hay un control directo sobre la velocidad de rotación de la hélice , que depende de la velocidad aerodinámica y la carga. Por lo tanto, el piloto debe prestar atención al indicador de RPM y ajustar la palanca del acelerador/potencia para mantener la velocidad constante deseada de la hélice. Por ejemplo, cuando la velocidad aerodinámica se reduce y la carga aumenta (por ejemplo, en un ascenso), las RPM disminuirán y el piloto debe aumentar el acelerador/potencia. Cuando la velocidad aerodinámica aumenta y la carga disminuye (por ejemplo, en un picado), las RPM aumentarán y el piloto debe disminuir el acelerador/potencia para evitar que las RPM excedan los límites operativos y dañen el motor.

Si la aeronave está equipada con hélices de paso ajustable o de velocidad constante :

• Control de paso de las palas : maximiza la eficiencia de la hélice en diferentes condiciones operativas (es decir, velocidad aerodinámica) al controlar la velocidad de rotación deseada de la hélice. En el sistema de control de hélice de paso ajustable , el piloto tiene que ajustar el ángulo de paso de la hélice y, por lo tanto, el ángulo de ataque de las palas de la hélice (normalmente con una palanca) para lograr la velocidad de rotación deseada de la hélice. El aumento del paso (ángulo de ataque de las palas) aumenta la carga en el motor y, por lo tanto, lo ralentiza, y viceversa. Sin embargo, la velocidad real de la hélice permanece estable solo si las condiciones operativas (por ejemplo, la velocidad aerodinámica) no cambian; de lo contrario, el piloto tiene que ajustar constantemente el paso para mantener la velocidad deseada de la hélice. El sistema de control de hélice de velocidad constante simplifica esto para el piloto al introducir un regulador de hélice , donde la palanca controla la velocidad deseada de la hélice en lugar del ángulo de paso. Una vez que el piloto ha establecido la velocidad deseada de la hélice, el regulador de la hélice mantiene esa velocidad de la hélice ajustando el paso de las palas de la hélice, utilizando la presión de aceite del motor para mover un pistón hidráulico en el cubo de la hélice. Muchos aviones modernos utilizan un sistema de control de potencia de una sola palanca (SLPC), en el que la computadora de a bordo ( FADEC ) administra automáticamente la velocidad de la hélice en función de la configuración de potencia deseada y las condiciones operativas. La potencia de salida de la hélice es igual al producto de la eficiencia de la hélice y la potencia de entrada del motor.
• Manómetro de presión del colector : cuando el motor funciona normalmente, existe una buena correlación entre la presión del colector de admisión y el par que desarrolla el motor. La potencia de entrada a la hélice es igual al producto de la velocidad de rotación de la hélice y el par.

Si el avión está equipado con flaps de carenado ajustables:

• Control de la posición de las aletas del capó : las aletas del capó se abren durante operaciones de alta potencia y baja velocidad, como el despegue, para maximizar el volumen del flujo de aire de enfriamiento sobre las aletas de enfriamiento del motor.
• Indicador de temperatura de la culata : indica la temperatura de todas las culatas o, en un solo sistema CHT, la culata más caliente. Un indicador de temperatura de la culata tiene un tiempo de respuesta mucho más corto que el indicador de temperatura del aceite, por lo que puede alertar al piloto sobre un problema de refrigeración en desarrollo más rápidamente. El sobrecalentamiento del motor puede deberse a:
  1. Funciona durante demasiado tiempo con un ajuste de potencia alto.
  2. Mala técnica de inclinación.
  3. Restringir demasiado el volumen del flujo de aire de enfriamiento.
  4. Suministro insuficiente de aceite lubricante a las partes móviles del motor.

• Motor de pistón
• Aeronáutica
• Sistema de control de vuelo de aeronaves

• Sanderson, Jeppesen (1999). Manual de piloto privado (edición de tapa dura). ISBN 0-88487-238-6.
• "Manual del piloto sobre conocimientos aeronáuticos". FAA. Archivado desde el original el 22 de abril de 2013. Consultado el 2 de mayo de 2013 .