Cómo se enruta el combustible para aviones dentro de los motores de las aeronaves

Sep 03, 2023

El combustible para aviones pasa a través de varios subsistemas antes de encenderse para la combustión.

El subsistema de enrutamiento de combustible dentro de los motores a reacción tiene como objetivo entregar combustible limpio a alta temperatura y alta presión para la combustión. La eficiencia de combustible del motor depende de la presión y temperatura óptimas del combustible que ingresa a la cámara de combustión.

El combustible suministrado por la aeronave (desde los tanques de las alas) ingresa a la etapa de baja presión de la bomba de combustible. El sistema de baja presión (a veces impulsor) presuriza el combustible a aproximadamente 150 psi para evitar la cavitación de la bomba de alta presión. El combustible pasa a través de un filtro antes de ingresar al sistema de engranajes de alta presión, donde el combustible se presuriza aún más a casi 1800 psi.

Un transmisor de presión instalado en la etapa intermedia de la bomba de combustible (entre los sistemas de baja y alta presión) envía una lectura de presión de combustible al control de la cabina. Dependiendo de la etapa del vuelo, la presión del combustible se optimiza para una combustión eficiente.

El combustible a alta presión ingresa al intercambiador de calor de fueloil (FOHE), donde se calienta el combustible mientras se enfría el aceite del motor. El FOHE está compuesto por tubos metálicos por donde pasa el combustible a presión. El aceite de motor caliente corre alrededor de los tubos de metal, calentando el combustible desde el exterior.

Cabe señalar que los tubos metálicos dentro del FOHE deben revisarse de forma rutinaria para evitar que el combustible se filtre y se mezcle con el aceite, lo que podría provocar humo o fuego en el motor.

El combustible ingresa al filtro de combustible, donde los contaminantes se eliminan mediante un elemento de filtro. Los filtros de combustible generalmente están diseñados de tal manera que el combustible entrante ingresa al elemento del filtro desde el exterior, dejando así cualquier contaminante y desechos en la cara del filtro para su investigación.

Algunas configuraciones del sistema de combustible también consisten en un segundo filtro (o una pantalla de lavado) para filtrado adicional. Un interruptor de presión instalado en el filtro de combustible transmite una lectura de presión diferencial al control de la cabina, que se utiliza para la indicación de advertencia de obstrucción del filtro de combustible.

Una cantidad relativamente pequeña de combustible se envía a los servosistemas que utilizan combustible presurizado y calentado para los mecanismos de actuación. Algunos servosistemas incluyen válvulas dosificadoras de combustible, válvulas de purga variable y válvulas de paletas variables. Otras válvulas que dirigen el aire de derivación para las cubiertas y el enfriamiento de la caja también pueden usar combustible para la actuación.

Cabe señalar que algunas configuraciones de motor pueden requerir que el servocombustible se caliente aún más, a través de un calentador de servocombustible designado, antes de enrutarlo a los servosistemas. El calentamiento adicional evita que los diminutos cristales de hielo (que pueden estar presentes en el combustible) entren en los servosistemas sensibles.

En esta etapa, el transmisor de flujo de combustible mide el flujo másico total de combustible suministrado para la combustión. Además, los motores con un sistema de generador impulsor integrado (IDG) instalado requieren que el aceite IDG se enfríe con combustible. En tales casos, el combustible pasa a través del IDG FOHE, donde el combustible se calienta aún más mientras se enfría el aceite IDG.

El combustible medido a alta presión y alta temperatura está listo para la combustión y se dirige a las boquillas de combustible. Las boquillas de doble flujo consisten en patrones de rociado primario y secundario para diferentes condiciones de vuelo. Por ejemplo, el flujo principal se utiliza para configuraciones de bajo consumo, como el arranque del motor, la carga y el ralentí. Para configuraciones de alta potencia como el despegue, el flujo de combustible secundario complementa el flujo primario.

Las boquillas de combustible también evitan que el motor se apague durante la desaceleración manteniendo la llama en configuraciones de baja potencia. El combustible atomizado dispersado por las boquillas de combustible se homogeneiza con el aire presurizado del compresor antes de que la mezcla de combustible y aceite se encienda para la combustión.

¿Qué opinas sobre el enrutamiento del combustible dentro de un motor a reacción? Cuentanos en la sección de comentarios.

Escritor - Omar es un entusiasta de la aviación que tiene un Ph.D. en Ingeniería Aeroespacial. Con numerosos años de experiencia técnica y de investigación en su haber, Omar tiene como objetivo centrarse en las prácticas de aviación basadas en la investigación. Además del trabajo, a Omar le apasiona viajar, visitar sitios de aviación y observar aviones. Con sede en Vancouver, Canadá