Aerospace Engines (Aircraft Engines and Rockets - Motores de Aviación y Cohetes)

viernes, 7 de febrero de 2014

CCLIX - Descripción de análisis del encendido

-Cuando se detecta un fallo de encendido en la marcha de un motor de doble encendido por magneto, ocurre cuando se aisla el sistema de encendido completo de una magneto y las rpm caen ciertas revoluciones, respecto a la otra magneto que funciona normalmente. También hay alguna vibración.

-El mecánico entonces debe empezar por sacar las bujias correspondientes, verificar el cableado de las rampas de alta tensión y destapar -abrir- la magneto para comprobar los contactos del ruptor, condensador, bobinas, imanes, etc. Todo esto lleva un tiempo precioso en un avión de aerolinea que a veces no se dispone.

-Si se tiene la suerte de tener un analizador de encendido como parte del avión o bien portatil, conectándolo se puede efectuar un análisis mucho mas rapidamente. El analizador es basicamente un CRT o tubo de rayos catódicos. Se conecta a la linea del primario de la magneto -o se selecciona si el equipo es fijo en el avión-.

"Analizador Bendix o Sperry"

"Sincronizador sobre el motor"

-Una vez ajustado el analizador en sus aspectos del punto de barrido, ajustado el foco, la intensidad, centrado de la señal, la ganancia, etc. y con el motor en marcha una vez caldeadas las lámparas del equipo aparecerá la señal de la magneto seleccionada siendo lógico que el rayo recorrerá la pantalla de un extremo a otro con la velocidad idéntica a la de motor, como la pantalla tiene luminiscencia y cierta reminiscencia no es el punto el que se vé recorrer sinó una imagen el suficiente tiempo como para analizar el recorrido.

-El sincronizador envia la señal en horizontal. Todos los valores y variaciones de la tensión recibida serán delatadas en la pantalla en sentido vertical. Veamos algún ejemplo, el primero el de un encendido normal:

"Señal de encendido normal"

-En 1 tenemos que el ruptor del sincronizador se abre y el analizador está preparado para recibir la señal tomada de la magneto y bujía seleccionada. La linea desde 2 a 3 es el aumento rápido de tensión y es creado al abrirse los contactos del ruptor. Una vez producida la ruptura eléctrica entre los electrodos de la bujía cae la tensión de 3 a 4 por serle necesaria menos para mantener el arco. Esta tensión aparece en forma de oscilaciones hasta 5, entonces vuelve a aumentar la tensión acumulada en el electrodo central porque se le hace mas dificil saltar al electrodo de masa hasta llegar a 6 en que por fin lo hace cayendo al mínimo hasta llegar a 7 en que se cierra el ruptor del sincronizador.

-Ahora un par de casos anómalos, primero la ingnición con el secundario parcialmente en corto debido a bujias parcialmente sucias o humedad o contaminación en los terminales de los cables del secundario. Ejemplo A.

"A"

-Otro ejemplo es el patrón producido por la producción de un arco eléctrico entre los platinos del ruptor debido principalmente al condensador del primario defectuoso. O el conductor desde los platinos al condensador desconectado. O platinos severamente quemados o engrasados. Ejemplo B.

"B"

-Otro fallos son que el secundario esté abierto, o en corto, el primario abierto, ignición con alto o bajo voltaje, ignición con el secundario parcialmente en corto. Todos ellos provocados por material deteriorado o contaminado, etc.

ReF.: (CCLIX) RMV / Ceac /

RECOMENDADO: Se puede leer todo el libro "Los Motores Aeroespaciales, A-Z" en FREE, "clickando" la llamada que hay en cada página de este Blog, en la columna de la izquierda y en el apartado "Páginas":

"Los Motores Aeroespaciales, A-Z" 2012-13, V8- Partes 1 a la 15. VISITAR en FREE (ver también el capitulo CDV)

-Anothers webs and blogs related: <Simuteca.com>, <aeroteca.com>,<Aerospaceengines.blog>, <http://aeroteca.com/chezlachaux/>, <Aerospacemarket BCN. blogspot>, (Juan Abellan. Pintor aeronáutico. Su obra <avartja.blogspot.com.es> ), <librosaviacion.blogspot.com.es>

CCLVIII - Algo sobre las bujías en un avión con motores a émbolo

-Las bujías son una parte sensible del motor. Son las encargadas de encender mediante una chispa eléctrica la mezcla en el interior del cilindro y precisamente por estar instaladas en las culatas están sometidas a vibraciones, cargas cuando la mezcla explota, cambios de temperaturas entre frías y calientes, golpes externos (FOD), etc.

-Un avión cuatrimotor con P&W R-4360 de 28 cilindros lleva un total de 224 bujias funcionando al mismo tiempo (28 cils. x2 bujias en cada cilindro x4 motores=224 bujias). Por estadistica los fallos son probables a menudo.

"Stratotanker con R-4360 en el Pima"

-Las bujías son como los clavos de la herradura de un caballo: si se pierde una se produce un desencadenamiento que puede echar a perder al caballero (como dice el dicho) y en nuestro caso anomalías en la marcha del motor. Por ello una vigilancia constante es necesaria y en esos tiempos los grandes aviones llevaban un mecánico a bordo pendientes de éstas y otras cosas.

"fotos del autor"

-Las bujías son como diablillos que acechan. Las hay de muchos tipos en aviación empezando por las clásicas de porcelana a la vista, hasta las blindadas, con electrodos masivos o finos de larga duración.

-Los fallos que se producen en tierra suelen ser por hollín en los electrodos -mezclas ricas- o aceite acumulado en el tiempo de paro. Se soluciona muchas veces acelerando el motor un poco (aumento de 2 Hg el MAP) y empobreciendo la mezcla para que con el aumento de la temperatura se queme la suciedad. En ambos casos, las variaciones de régimen ayudan a expulsar suciedades por el escape.

-Los fallos en vuelo se suelen producir por el plomo que se acumula en las bujías inferiores (actuando de tacitas) llegando hasta a comunicar los electrodos y anulando la función de la bujía. En aviones militares como el de la fotografía se utilizan gasolinas de 100/130 octanos (N.O) con una proporción de hasta 4'6 cc de tetraetilo de plomo. Bajo ciertas condiciones de temperatura y presión el bromuro y el óxido del plomo se condensan en las porcelanas de las bujías.

-En presencia de carbono excesivo como agente reductor en éstas mezclas pueden formar las partículas metálicas (perlas) que pueden anular el encendido. Precisamente el doble encendido protege de éste fenómeno en primera instancia: con un analizador de encendido, el mecánico de a bordo puede detectarlo y corregirlo.

-Si el fallo se produce en crucero por un establecimiento continuado de potencias, el remedio (mejor aún, la prevención) es el de variar el régimen de giro y reduciendo la Hg de 8 o 10 (MAP = Presión media en la admisión), seguido de incrementos de 2 a 3 Hg cada minuto. Como precaución en vuelos largos debería hacerse una "limpieza" de bujías con éste método cada hora durante 5 minutos, teniendo la precaución de si se reduce la potencia de un motor, se suben los regímenes de los otros motores un poco para mantener la velocidad de crucero.

-Otro tema es un proceso semejante que se hace -aprovechando el que tratamos ahora- que se llama "deslodar". Algo así como quitar lodos, variando el régimen pera cambiar el sentido de las corrientes de la mezcla por los conductos y colectores de admisión y esto repercute en los torbellinos dentro de las cámaras también, barriéndolas. Es un tipo de limpieza precautoria.

ReF.: (CCLVIII) RMV / Ceac

RECOMENDADO: Se puede leer todo el libro "Los Motores Aeroespaciales, A-Z" en FREE, "clickando" la llamada que hay en cada página de este Blog, en la columna de la izquierda y en el apartado "Páginas":

"Los Motores Aeroespaciales, A-Z" 2012-13, V8- Partes 1 a la 15. VISITAR en FREE (ver también el capitulo CDV)

jueves, 6 de febrero de 2014

CCLVII - En tiempos de los tranvias

-Han vuelto los modernos tranvias a las ciudades y en la visita al museo que menciono en el Capitulo CCLV, me han vuelto al recuerdo los tiempos de los que yo utilizaba para mis desplazamientos.

"Actual tranvia de Lisboa, con doble freno"

-El conductor iba de pié con un pedestal de control eléctrico y un freno de mano consistente en una gran rueda con transmisión por cadena hasta unas zapatillas que actuaban sobre las ruedas.

"Museo HdeC"

-Hoy en dia los nuevos tranvias tienen el control electrónico mas optimizado y exacto con mínimo consumo ¡Ah!, y el conductor comodamente sentado.

-El control antiguo de pedestal tiene una serie de contactos rotatorios que seleccionan y añaden o quitan resistencias en la linea de corriente que llega al motor. Las resistencias iban sobre el techo del tranvía y emitían tanto calor que podían verse las turbulencias del aire en determinadas ocasiones. Era una perdida de energía.

"Control eléctrico, faltan las manivelas"

-Las manivelas las llevaba cada conductor para evitar manejos no deseados. Viendo los datos que tiene cada mando, el control pequeño actúa de selector principal con cuatro posiciones o modos y nos dice:

"Conmutador general"

-Posición 1 "Adelante". Posición 2 "Parada". Posición 3 "Freno" y Posición 4 "Atrás".

"Control de marcha"

-El control mayor con dos sentidos de giro a partir de "0", hacia la izquierda y con la otra palanca pequeña seleccionada en "Adelante". Hay cuatro puntos para utilizar el bobinado en serie del motor que dá mayor par y fuerza para el arranque y aceleración con cuatro puntos. A partir de ellos se conmuta el bobinado en paralelo del motor para velocidades "de crucero" con tres puntos.

-Por el otro lado está el frenado eléctrico con cinco puntos de intensidad de frenado.

"Tramvia Blau de Barcelona"

-Ese dia en el Museo entendí algo sobre el funcionamiento de los tranvias de mi tiempo y que nunca tuve interés en fijarme entonces.

ReF.: (CCLVII) RMV / TMB / Tranvia de Lisboa

RECOMENDADO: Se puede leer todo el libro "Los Motores Aeroespaciales, A-Z" en FREE, "clickando" la llamada que hay en cada página de este Blog, en la columna de la izquierda y en el apartado "Páginas":

"Los Motores Aeroespaciales, A-Z" 2012-13, V8- Partes 1 a la 15. VISITAR en FREE (ver también el capitulo CDV)

CCLVI - Control de los motores de pistón en vuelo. Años 1950's

-En aquellos tiempos se llamaban analizadores, hoy se llamarían monitores. De hecho eran unos medios para vigilar (monitorizar) y comprobar la marcha (analizar) de los motores en vuelo, sobretodo en los largos vuelos transoceánicos.

-El que tuve a mi alcance estaba en "mi" Douglas C-54 (el T4-7 era el que tenía asignado) del Ala 35 de Transporte. Era un analizador de vibraciones y de control del encendido.

"Analizador portatil -dibujo del autor-"

-Se trataba de un equipo que estaba en la cabina, en la zona del mecánico de vuelo y del radiotelegrafista. Se alimentaba de la energía eléctrica del avión pero complicaba la instalación del avión y de los motores. Estos últimos debían tener de unos sensores que captaban la corriente de los circuitos de baja y alta de las magnetos y luego unos captadores para las vibraciones (uno para cada cilindro).

"Apuntes del autor"

-Precisa de un sincronizador o Generador, para que el trazo en la pantalla del analizador esté proporcional al giro del motor, Fig. 2-1B. Los anteriores dibujos se refieren a los captadores de vibraciones sobre los cilindros y método de instalación, Fig. 2-1C a Fig.2-1G.

-Un esquema simplificado de un captador es el mostrado. En una capsula hay un bobinado y un núcleo férrico que se moverá de acuerdo con el impulso que reciba induciendo la señal.

"Señal de encendido normal"

"Señal de vibración normal"

-En vuelo, se puede seleccionar cada motor y cada cilindro del motor. Y aunque es dificil solucionar problemas en ésta situación, hay algunas como el ensuciamiento de las bujias que se pueden remediar en vuelo y proseguir el viaje. De todas maneras, se pueden detectar averias que se avecinan y tomar acción lo antes posible ASAP (As Soon As Posible) en tierra.

ReF.: (CCLVI) RMV / 35 Ala

RECOMENDADO: Se puede leer todo el libro "Los Motores Aeroespaciales, A-Z" en FREE, "clickando" la llamada que hay en cada página de este Blog, en la columna de la izquierda y en el apartado "Páginas":

"Los Motores Aeroespaciales, A-Z" 2012-13, V8- Partes 1 a la 15. VISITAR en FREE (ver también el capitulo CDV)

CCLV - Curiosa visita a un museo de Barcelona

-En realidad la curiosidad es por mi parte, de mi imaginación. Durante el recorrido tropecé con un par de exhibiciones que mi subconsciente condicionado por mi antigua profesión me llevó a comparar con dispositivos que conocía y que tenía almacenados en algún rincón de mi cerebro.

-El primer punto que me llamó la atención fué la base de una columna cuya construcción se asemejaba a la tobera cónica de salida de un motor cohete. Ni más ni menos.

-La similitud es abrumadora: los Rocketdyne, los Viking, Aerojet, etc. son de diseño y proporciones idénticos. Así que mi imaginación salió volando al espacio en lugar de considerar que era una columna anclada al suelo. Desde luego que es dificil que alguno de los constructores mencionados vieran antes ésta columna, ni tampoco a Laval le serviría para sus conclusiones.

-Otro artilugio fué una turbina de agua que me llevó a las Oficinas de Diseño de los fabricantes en sus cabilaciones y búsqueda de inspiración para encontrar nuevos dispositivos. Antiguamente viedron en las turbinas de agua el aprovechamiento de la fuerza de los rios para conseguir algun trabajo provechoso.

-La forma de la paletas (álabes) y la incidencia del chorro es el ejemplo que he visto más próximo a una turbina de gas. Otro ejemplo son otras turbinas de agua con las "paletas" en forma de cucharilla, etc.

-Como es éste caso exhibido en el mismo museo: un generador eléctrico movido por el torrente de agua incidiendo en las cucharillas de diseño optimizado para mejor aprovechamiento de su fuerza. De la marca Escher & Wyss et Cie (de Suiza).

-Curiosamente Catalunya se suministró de maquinaria principalmente inglesa y suiza durante su "revolución industrial" y su paralela época modernista. De Inglaterra maquinaria de vapor, telares, etc y de Suiza los trenes cremalleras para las grandes pendientes, los funiculares, los teleféricos o las llamadas cabinas aéreas, energía hidráulica para generar electricidad, etc.

ReF.: (CCLV) RMV / MHC (Museu d'Historia de Catalunya)

RECOMENDADO: Se puede leer todo el libro "Los Motores Aeroespaciales, A-Z" en FREE, "clickando" la llamada que hay en cada página de este Blog, en la columna de la izquierda y en el apartado "Páginas":

"Los Motores Aeroespaciales, A-Z" 2012-13, V8- Partes 1 a la 15. VISITAR en FREE (ver también el capitulo CDV)

miércoles, 5 de febrero de 2014

CCLIV - Otro aspecto del radial Pratt & Whitney R-2000

-El autor utiliza apuntes tomados durante el periodo de formación en mecánica de aviación en el periodo militar y sobretodo el de practicas en el Ala 35 de transporte (BA de Getafe) con aviones Douglas DC-4 versión C-54, equipado con cuatro motores P&W R-2000.

-50 años más tarde he abierto unos archivadores con apuntes tomados en esas fechas que vuelvo a releer y me admiro del interés que tomé en esa época en que mis compañeros salían a pasear. Tomé los apuntes en las tardes de servicios de guardia en el barracón junto a las pistas. Ciertamente teniamos los manuales de la USAF perfectamente traducidos. Mi edad en esos dias era de 22 años.

"Apunte del autor"

-Uno de ellos se refiere a las vibraciones que se producían en el motor de 14 cilindros debido a la variación del par motor. El encendido salta de una estrella a la otra alternativamente.

-Datos de interés: el ángulo geométrico entre cilindros es de 360:14 = 25º y 43'

-El ángulo de explosión es: 180+(720:14) = 180+51º 26' = 231º 26'

-Estas circunstancias originan variaciones en el par motor. Acentuándose en el radial doble en que se superponen dos frecuencias, las de cada explosión de 7 a 1 y la del paso de la estrella delantera a la trasera. Además influye la disimetría relativa creada por el empleo de bielas maestras y bieletas.

"De motor radial doble"

-El R-2000 lleva masas flotantes en el cigüeñal para amortiguar éstas oscilaciones. Por el efecto nocivo de ésta vibraciones hay que tomar ciertas precauciones: el mecánico de vuelo no debe mantener los motores girando entre 1600 y 1700 rpm por tener vibraciones de carácter peligroso y entre 2300 y 2550 por posible fallo del cigüeñal.

"Masas flotantes a través de la base del cilindro"

"Detalle"

"Contrapesos flotantes"

-Esto ocurre en muchos motores, incluso horizontales opuestos nada sospechosos. Unos sectores rojos en el tacómetro nos indican las zonas por las que "hay que pasar" y no "establecerse". Por ejemplo: en una Piper Cherokee pude leer una precaución de éste tipo porque las puntas de la hélice de paso fijo se podían "marchar".

-Los bulones de las masas flotantes tienen menos diametro que los orificios de las "orejas" del cigüeñal donde se alojan. Actuán como "dampers". Ver capítulo "Clink, clank, clonk y click click click" de éste blog.

-Durante mi experiencia a lo largo de los años he trabajado con cigüeñales que llevaban contrapesos flotantes para las vibraciones de "5º orden" y/o "6º orden", etc. creadas por las excitaciones armónicas de todos los ordenes producidas por las inercias, expansiones del gas, fuerzas y momentos de bielas y pistones, etc.

ReF.: (CCLIV) RMV / Lycoming

RECOMENDADO: Se puede leer todo el libro "Los Motores Aeroespaciales, A-Z" en FREE, "clickando" la llamada que hay en cada página de este Blog, en la columna de la izquierda y en el apartado "Páginas":

"Los Motores Aeroespaciales, A-Z" 2012-13, V8- Partes 1 a la 15. VISITAR en FREE (ver también el capitulo CDV)

martes, 4 de febrero de 2014

CCLIII - Sobre los platos de levas en motores radiales

-Los platos de levas hacen la función del eje de levas en los motores lineales. Son unos platos huecos que tienen las levas en su periferia para actuar las válvulas. Por su centro pasa el cigüeñal hacia la hélice o la reductora, si la lleva.

"Esquema del mecanismo de un radial"

-Por otros capítulos de este blog ya sabemos el tema del número de levas del plato según su giro. Hay otra característica interesante sobre éste mecanismo: es relativo al reglaje de las válvulas que actúa.

-El plato tiene un gran cojinete o casquillo sometido a desgaste como vemos en la figura anterior. Cuando se efectúa el reglaje de las válvulas para ajustar la holgura entre la válvula y el balancín hay que tener una precaución precisamente por esta característica.

-Si se efectúa el ajuste del cilindro superior hay de descomprimir los resortes de los cilindros opuestos para que el plato "caiga" y el trabajo sea correcto, sin errores.

-Por ejemplo en un motor P&W R-1340 de los aviones T-6 Texan, el trabajo se efectúa del siguiente modo. Se coloca el pistón del cilindro 1 en el PMS al final de la carrera de escape y se ajusta la de Adm. del 5 y la de Esc. del 6.
-La operación siguiente sería la de colocar el piston del 3 en el PMS final Esc. y ajustar la válvula de Adm. del 7 y la del Esc. del 8. Vamos al cilindro 5 con la misma operación para ajustar la Ad, del 9 y la Esc. del 1..... y así sucesivamente según está descrito en la Tabla del Manual de Mantenimiento.

-En motores mayores como el R-2800, de 18 cilindros, también tiene un proceso algo más complejo pues pasamos de la estrella delantera a la trasera en cada operación:

-Ponemos el pistón del 1 en el PMS al final de la carrera de escape, luego se comprimen los balancines de Adm. del 15 y el Esc. del 5 para ajustar el juego de la válvula de Adm. del 9 y la de Esc. del 11.
-Seguimos con el cilindro 12 comprimiendo la Adm. 8 y Esc. 16 para justar la Adm. 2 y el Esc. 4.
-Y asi sucesivamente, siguiendo la Tabla del Manual de Mantenimiento.

"Apuntes del autor"

-Y si ésto es fácil para alguien, invito a "entrar" en el P&W R-4360 de cuatro estrellas de 7 cilindros cada una. Total 28 cilindros. Cada estrella tiene su plato. Aquí utilizaremos un disco o dispositivo graduado para medir el ángulo de giro del motor.

(Videos de los R-4360 seccionados y girando)

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=Kr0AxAPeGiI&list=PLK2ASCwHkeHVWIbd9Uy_nVvejv9YlOb7f

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=qpmOb46bvCs

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=qDjvJy54-7U

-Para identificar cada válvula diremos a la estrella delantera A, luego la B,C y D. Los cilindros del 1 al 7 y las válvulas de admisión N y las de escape X.

-Empezando con el 1 y a 30º se ajustan las válvulas A3N, B7N y A7X.
-A los 59º, las C4N y B4X.
-A 90º, las D1N, C1X y D5X
-.... Y así sucesivamente según la Tabla del Manual de Mantenimiento.

-Tener cuidado en escoger el modelo y "Dash number" correcto. El ejemplo anterior es del R-4360-53. Para el -41 y -41A, -59B, -61, etc. las Tablas son diferentes.

ReF.: (CCLIII) RMV / P&W / BAG

RECOMENDADO: Se puede leer todo el libro "Los Motores Aeroespaciales, A-Z" en FREE, "clickando" la llamada que hay en cada página de este Blog, en la columna de la izquierda y en el apartado "Páginas":

"Los Motores Aeroespaciales, A-Z" 2012-13, V8- Partes 1 a la 15. VISITAR en FREE (ver también el capitulo CDV)