Controles de motores de aeronaves

Los controles del motor de la aeronave permiten al piloto controlar y supervisar el funcionamiento del sistema de propulsión. Este artículo describe los controles utilizados en un motor de combustión interna básico que acciona una hélice . Algunas configuraciones opcionales o más avanzadas se describen al final del artículo. Los motores de turbina a reacción utilizan principios de funcionamiento diferentes y cuentan con sus propios sistemas de control y sensores.

• Control del acelerador : Permite ajustar el nivel de potencia deseado mediante una palanca en la cabina. En los motores con carburador, esta palanca se denomina acelerador y controla el caudal de la mezcla aire-combustible que llega a los cilindros, regulando la apertura de la válvula de mariposa. En los motores con sistema de inyección de combustible , la palanca se conoce como 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 la mezcla : regula la cantidad de combustible que se añade al flujo de aire de admisión. A mayor altitud, la presión atmosférica (y, por lo tanto, el nivel de oxígeno) disminuye, por lo que el volumen de combustible también debe reducirse para obtener la mezcla aire-combustible correcta . Este proceso se conoce como "empobrecimiento de la mezcla".
• Interruptor principal : Generalmente se trata de dos interruptores separados: el interruptor principal de la batería y el interruptor principal del alternador . El interruptor principal 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 principal del alternador activa el alternador aplicando energía al circuito de campo del alternador. Estos dos interruptores suministran energía eléctrica a todos los sistemas de la aeronave.
• Interruptor de encendido : Activa los magnetos abriendo el circuito de puesta a tierra o cable P; con el cable P desconectado, el magneto puede enviar su salida de alto voltaje a las bujías . En la mayoría de las aeronaves, el interruptor de encendido también suministra energía al motor de arranque durante el arranque del motor. En los motores de pistón de las aeronaves, 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 P del magneto están conectados a tierra. Esto desactiva ambos magnetos y no se produce 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 únicamente 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 únicamente 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 con el volante y el motor de arranque gira 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 RPM. ^{[ 1 ]}
• Tacómetro : un indicador que muestra la velocidad del motor en RPM o como porcentaje de la velocidad máxima.
• 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, este es el indicador más directo de la potencia operativa del motor. Con el acelerador completamente abierto, la presión del colector sería aproximadamente igual a la presión atmosférica, es decir, a máxima potencia. Cabe destacar que, por lo tanto, la presión máxima varía con la altitud, a menos que el motor esté equipado con un turbocompresor o un sistema similar para aumentar la presión del aire de admisión. Al cerrar el acelerador, esta presión disminuye debido a la restricción de la mezcla de combustible y aire disponible para el motor, lo que provoca que funcione a una potencia inferior a la que es capaz de producir.
• Indicador de temperatura del aceite : muestra 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 la temperatura de los gases de escape del cilindro que suele ser el más caliente. Se utiliza para ajustar correctamente la mezcla aire-combustible (empobrecimiento de la mezcla).
• Indicador de temperatura de la culata (CHT) : Indica la temperatura de al menos una de las culatas. La temperatura de la culata se ve directamente afectada por el volumen y la temperatura del flujo de aire que pasa sobre las culatas refrigeradas por aire . La mayoría de los motores de alto rendimiento incorporan aletas de ventilación ajustables para controlar este flujo de aire y, de este modo, mantener una temperatura de culata adecuada.
• Control de calor del carburador : controla la aplicación de calor en la zona del venturi del carburador para eliminar o prevenir la formación de hielo en la garganta del carburador, así como para evitar que el aire pase por el filtro de aire en caso de formación de hielo por impacto.
• Aire alternativo : evita el filtro de aire en un motor de inyección de combustible.

• Interruptor de control de combustible : un interruptor con posiciones etiquetadas como "funcionamiento" y "corte" que controla si se suministra combustible a un motor. ^{[ 2 ]}
• Bomba de cebado de combustible : una bomba manual que añade una pequeña cantidad de combustible a las entradas de los cilindros para facilitar el arranque en frío. Los motores de inyección de combustible no disponen de este control. En estos motores, se utiliza una bomba de refuerzo para cebar el sistema antes del arranque.
• Indicador de combustible : muestra la cantidad de combustible restante en el tanque seleccionado. Hay uno por tanque. Algunas aeronaves utilizan un único indicador para todos los tanques, con un selector que permite elegir el tanque que se desea visualizar, incluyendo una opción para mostrar el combustible total en todos los tanques. Un ejemplo de configuración del selector podría ser "Izquierda, Derecha, Fuselaje, Total". Esto ahorra espacio en el panel de instrumentos al eliminar la necesidad de cuatro indicadores de combustible independientes.
• Válvula selectora de combustible : conecta el flujo de combustible desde el depósito 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 de 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 su arranque o en caso de fallo de la bomba de combustible principal. Algunos aviones grandes disponen de un sistema de combustible que permite a la tripulación descargar el combustible. Al activarse, las bombas de refuerzo de los depósitos de combustible bombean el combustible a las tolvas de descarga o boquillas de eyección y lo expulsan a la atmósfera.

En una aeronave con hélice de paso fijo , no existe 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 de aceleración/potencia para mantener la velocidad constante deseada de la hélice. Por ejemplo, cuando la velocidad aerodinámica disminuye y la carga aumenta (p. ej., en un ascenso), las RPM disminuirán y el piloto deberá aumentar la aceleración/potencia. Cuando la velocidad aerodinámica aumenta y la carga disminuye (p. ej., en un picado), las RPM aumentarán y el piloto deberá disminuir la aceleración/potencia para evitar que las RPM superen los límites operativos y dañen el motor.

Si la aeronave está equipada con hélice(s) de paso variable o de velocidad constante :

• Control de paso de palas : Maximiza la eficiencia de la hélice en diferentes condiciones operativas (p. ej., velocidad aerodinámica) al controlar la velocidad de rotación deseada. En un sistema de control de hélice de paso variable , el piloto debe ajustar el ángulo de paso de la hélice y, por lo tanto, el ángulo de ataque de las palas (normalmente con una palanca) para lograr la velocidad de rotación deseada. Un mayor paso (ángulo de ataque de las palas) aumenta la carga del motor y, por consiguiente, lo ralentiza, y viceversa. Sin embargo, la velocidad real de la hélice se mantiene estable solo si las condiciones operativas (p. ej., velocidad aerodinámica) no cambian; de lo contrario, el piloto debe ajustar constantemente el paso para mantener la velocidad deseada. Un sistema de control de hélice de velocidad constante simplifica esto para el piloto mediante la introducción de un regulador de hélice , donde la palanca controla la velocidad deseada en lugar del ángulo de paso. Una vez que el piloto ha establecido la velocidad deseada, el regulador la mantiene ajustando el paso de las palas, utilizando la presión del 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 palanca única (SLPC), donde la computadora de a bordo ( FADEC ) gestiona automáticamente la velocidad de la hélice según la 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 de admisión : Cuando el motor funciona con normalidad, existe una buena correlación entre la presión del colector de admisión y el par motor. La potencia que llega a la hélice es igual al producto de la velocidad de rotación de la hélice y el par motor.

Vista frontal de las compuertas del capó abiertas.

Vista trasera de las compuertas del capó abiertas.

Si la aeronave está equipada con aletas de capó ajustables:

• Control de la posición de las compuertas de la cubierta del motor : las compuertas de la cubierta del motor se abren durante operaciones de alta potencia y baja velocidad, como el despegue, para maximizar el volumen de flujo de aire de refrigeración sobre las aletas de refrigeración del motor.
• Indicador de temperatura de la culata : Indica la temperatura de todas las culatas o, en un sistema CHT individual, la de la culata más caliente. Un indicador de temperatura de la culata tiene un tiempo de respuesta mucho menor que el indicador de temperatura del aceite, por lo que puede alertar al piloto sobre un problema de refrigeración incipiente con mayor rapidez. El sobrecalentamiento del motor puede deberse a:
  1. Funcionando durante demasiado tiempo con una configuración de alta potencia.
  2. Técnica de apoyo deficiente.
  3. Restringir demasiado el volumen del flujo de aire de refrigeración.
  4. Suministro insuficiente de aceite lubricante a las piezas móviles del motor.

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

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