Cómo funciona el sistema de combustible de una aeronave

El sistema de combustible es uno de los sistemas más importantes de un avión.

El sistema de combustible es uno de los sistemas más importantes de un avión. Permite el suministro adecuado de combustible a los motores y la distribución y el equilibrio adecuados del combustible, lo cual es esencial para un vuelo seguro.

En la mayoría de los aviones grandes, el combustible se almacena en las alas. Algunas aeronaves también tienen tanques en el cuerpo central, o el fuselaje central llamado tanques centrales. Los aviones de fuselaje ancho también tienen tanques en la cola o el estabilizador horizontal que se utilizan para controlar el centro de gravedad del avión durante los vuelos de larga distancia.

El almacenamiento de combustible en las alas ayuda a prevenir las tensiones de flexión de las alas. Y debido a esta razón, el combustible del tanque de ala se usa en último lugar durante el transcurso del vuelo. Por ejemplo, si una aeronave tiene un tanque central, el combustible del tanque central se usa primero antes de drenar el combustible de las alas. Además, en aviones más grandes, el tanque del ala se divide en un tanque externo e interno. En este caso, el combustible del tanque interno se usa antes que el combustible del tanque externo. De nuevo, esto ayuda a aliviar las tensiones en el ala.

Además de los tanques de almacenamiento, hay tanques presentes en el sistema de combustible conocidos como tanques de compensación. Estos tanques también forman parte del sistema de ventilación de combustible. Todos los tanques de combustible principales de la aeronave están conectados al tanque de compensación a través de un tubo de ventilación. Durante las maniobras de la aeronave, todo el combustible que sale de los tanques cae al tanque de compensación a través del tubo de ventilación. Y cuando la aeronave se nivela, el combustible del tanque de compensación se retroalimenta por gravedad a los tanques principales.

El tanque de compensación también se ventila a la atmósfera para liberar combustible si hay un desbordamiento de combustible. Está, al mismo tiempo, provisto de aire ram que ayuda a presurizar los tanques principales de combustible. Esto mantiene los tanques a una ligera presión positiva. Esto, por ejemplo, evita la evaporación excesiva de combustible. A medida que el avión sube más y más alto, la presión atmosférica reducida disminuye el punto de ebullición del combustible. Esto hace que el combustible se evapore. Cuando los tanques se alimentan con presión positiva, se evita que el combustible experimente una presión reducida.

La presión positiva también ayuda a evitar que se desarrolle un vacío en los tanques a medida que los motores extraen combustible de los tanques.

Los tanques de combustible consisten en bombas de tanque o bombas de refuerzo de combustible que pueden ser controladas por el piloto. En la mayoría de los casos, cada tanque tiene dos bombas de tanque. Estas bombas son alimentadas por el sistema eléctrico principal de la aeronave. El trabajo de estas bombas es bombear el combustible de los tanques de combustible a la bomba de combustible principal impulsada por el motor, que luego bombea combustible al motor mismo.

En aeronaves capaces de volar a gran altura, las bombas de tanque son una necesidad porque la presión reducida en las altitudes puede hacer que el combustible hierva, provocando bloqueos de vapor que pueden evitar que el combustible ingrese a la bomba impulsada por el motor.

El tanque de combustible también consta de válvulas de succión que permiten que los motores extraigan combustible en caso de falla de la bomba del tanque. Esto requiere que los pilotos desciendan a una altitud más baja que evita la ebullición del combustible a baja presión.

Una vez que las bombas del tanque bombean el combustible, se dirige a la válvula de combustible de baja presión (LP), a veces llamada válvula de distribución. Desde allí, el combustible pasa a través de las motobombas. Algunas aeronaves tienen una bomba LP de baja presión y una bomba HP de alta presión, que es impulsada por el compresor de alta presión del motor.

Antes de que el combustible llegue a los componentes principales del motor, pasa por el intercambiador de calor de combustible/aceite y el filtro de combustible. El intercambiador de calor mantiene el combustible a una temperatura óptima, mientras que el filtro bloquea cualquier residuo en el combustible. Una vez pasado por el intercambiador y el filtro, el combustible es bombeado por la bomba HP a las boquillas de combustible en la cámara de combustión.

El combustible también se usa para hacer funcionar los actuadores de sistemas como las paletas de estator variable dentro de los motores que usan señales hidráulicas de combustible. En algunos aviones, el combustible también se usa para enfriar los generadores eléctricos.

En operaciones normales, el tanque del ala izquierda suministra combustible al motor izquierdo y el tanque del ala derecha suministra combustible al motor derecho. En caso de que el motor se apague, el motor restante puede recibir combustible desde el otro lado mediante una válvula de alimentación cruzada. Por ejemplo, si el motor derecho fallara, el combustible del tanque del ala izquierda podría dirigirse al motor derecho cuando se abre la válvula de alimentación cruzada.

La alimentación cruzada también se puede usar para equilibrar el combustible en el aire entre los tanques. Para realizar este procedimiento, los pilotos pueden apagar las bombas del tanque de ala del lado más ligero y abrir la válvula de alimentación cruzada. Esto permite que el tanque más lleno abastezca a ambos motores. Una vez que se logra el equilibrio entre los tanques, se pueden volver a encender las bombas de los tanques laterales y cerrar la válvula de alimentación cruzada.

El combustible para la Unidad de Energía Auxiliar (APU) generalmente se alimenta de uno de los tanques de las alas. Tiene una bomba propia que se enciende automáticamente cuando se inicia la secuencia de inicio de la APU. Si la bomba de la APU fallara, las bombas del tanque de suministro se pueden encender.

Los puntos de reabastecimiento de combustible en la mayoría de los aviones grandes se encuentran debajo de las alas. Sin embargo, en algunos aviones, se encuentra en el vientre lateral. Este punto se llama acoplamiento de reabastecimiento de combustible y es donde se conecta la manguera del tanque de combustible.

Este tipo de abastecimiento de combustible se conoce como abastecimiento de combustible a presión porque el combustible se entrega a los tanques a alta presión.

Para controlar el repostaje, se dispone de un panel de control. En este panel, el operador puede marcar o preestablecer la cantidad de combustible que se requiere. Una vez que la manguera está conectada, las válvulas de reabastecimiento de combustible se abren y comienza el abastecimiento de combustible. Todo este proceso es automático. Durante el repostaje, primero se llenan los depósitos exteriores. Cuando está lleno, el combustible se desborda hacia el tanque interior y el tanque central. Cuando el nivel de combustible alcanza el valor seleccionado, las válvulas de repostaje se cierran y se detiene el repostaje.

La mayoría de los fabricantes también proporcionan un medio para alimentar la aeronave manualmente utilizando la gravedad. Para ello, se ubican puntos de reabastecimiento manual en las alas. En el reabastecimiento manual, el repostador controla el reabastecimiento y se recomienda llenar los tanques laterales antes de llenar los tanques centrales.

La principal desventaja de este tipo de repostaje es que puede llevar mucho tiempo completar el proceso de repostaje.

Para medir la cantidad de combustible, se utilizan condensadores. El condensador consta de dos placas que se alimentan con corriente eléctrica de CA.

El flujo de corriente en dicho circuito depende de cuatro factores. Ellos son:

Los primeros tres de estos factores (voltaje, frecuencia y tamaño de placa) permanecen fijos y el único factor que cambia es la constante dieléctrica. Esto se debe a que, en un momento dado, la constante dieléctrica puede ser aire, combustible o una mezcla de aire y combustible. A medida que el capacitor se empapa en combustible, hay un aumento en la corriente, que se compara con un capacitor de referencia con aire como dieléctrico. La diferencia en estas dos medidas se puede usar para obtener una indicación muy precisa del combustible.

El principal problema de este sistema es que no puede compensar la temperatura. La Gravedad Específica (SG) o densidad del combustible es inversamente proporcional a la temperatura. Así, cuando hay un descenso de temperatura, el volumen de combustible se reduce y provoca errores en la indicación de combustible. Del mismo modo, cuando hay un aumento de la temperatura, aumenta el volumen de combustible.

Para resolver este problema, se utilizan compensadores. Los compensadores son sondas que se colocan en el interior de los tanques de combustible para garantizar que siempre estén cubiertos de combustible. Si hay una reducción en la temperatura que hace que suba el SG, el compensador aumenta el flujo de corriente al circuito indicador de combustible para corregir la medición errónea de los capacitores de medición de combustible.

Periodista - Anas, piloto de Airbus A320, tiene más de 4.000 horas de experiencia de vuelo. Está emocionado de aportar su experiencia operativa y de seguridad a Simple Flying como miembro del equipo de redacción. Basado en las Maldivas.