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AERONAVES Y MOTORES - PRIVADO

AERONAVES Y MOTORES PILOTO AVIADOR PRIVADO

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INTRODUCCIÓN Para una mejor comprensión dividimos está materia en dos partes la primera será Aeronaves y como segunda Motores de ésta forma se entenderá más rápido ésta materia. Aeronave Aeronave se define como cualquier vehículo capaz de transitar con autonomía en el espacio aéreo con personas, carga y correo y que por su misma consistencia es más pesada que el aire en el cual se desplaza. Clasificación O.A.C.I de las Aeronaves Aeronaves menos pesadas que el aire: .: Globo libre .: Globo cautivo .: Dirigible rígido .: Dirigible semi-rígido .: Dirigible no rígido. Aeronaves más pesadas que el aire: .: Planeador .: Autogiro .: Helicóptero .: Avión

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Descripción General Globo libre Está compuesto por una bolsa de un material impermeable y liviano que al ser inflado con un gas más ligero que el aire que lo rodea (hidrógeno / aire caliente) se eleva, éste no tiene timón, lo mueven las corrientes de aire.

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Globo cautivo Este globo está sujeto a la tierra por una cuerda, su principal uso fue de observación y para contener los ataques durante la primera y segunda guerra mundial, actualmente se usa para paseos turísticos y publicidad.

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Dirigible rígido El cuerpo de esta aeronave consiste en una liviana armazón formada por anillos y vigas de aluminio recubiertas por una tela impregnada de un barniz especial. En el interior, a todo lo largo de la aeronave hay distribuidos una serie de globos o celdas que contienen el gas y que pueden vaciarse separadamente, en la parte exterior de la estructura está montada la cabina y los motores.

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Dirigible semi-rígido Estos llevan una envoltura similar a la tela impermeable que contiene el gas, asegurada a ésta envoltura hay una estructura metálica que va suspendida entre la Proa y la Popa en la cual se encuentran los motores así como las cabinas de pasajeros y tripulación.

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Dirigible no rígido Estos son simples globos que al ser inflados adquieren su forma alargada debido a la presión que ejerce el gas sobre el forro impermeable.

Planeador Esta es una aeronave que no tiene motor pero tiene órganos de mando donde el piloto puede manipular su dirección y se desplaza conforme a las corrientes de aire.

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Autogiro El autogiro o girocóptero es una aeronave de ala giratoria, es decir, vuela como los aviones pero su ala es un rotor que gira por la acción del viento relativo que lo atraviesa de abajo a arriba. Por ello podemos considerarlo un híbrido entre el aeroplano y el helicóptero: al igual que el aeroplano, su propulsión se realiza mediante una hélice, pero en lugar de alas, tiene un rotor como el helicóptero. Este rotor no está conectado al motor de la aeronave, por lo que gira libremente, (auto gira), impulsado por el aire, generando así la fuerza de sustentación.

Helicóptero Este es un tipo de aeronave que se caracteriza por la ausencia de alas fijas y por llevar uno o más rotores horizontales, mediante un efecto similar al de la hélice de un avión, el rotor desarrolla la fuerza de ascenso requerida para hacer que el aparato despegue verticalmente, una vez en el aire puede volar en todas las direcciones y permanecer estático en vuelo.

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Avión Ésta obtiene su fuerza de sustentación por medio del flujo de aire que pasa por formas aerodinámicas fijas, que es producida por la tracción de sus motores.

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Desglose de todos los tipos de Aeronaves El objetivo de todos los aviones como ya sabemos es sustentarse en el aire, los fabricantes de aviones al ver sus necesidades y competencia se han dedicado a perfeccionar sus diseños para mejorar sus rendimientos y de ésta forma se llega a una inmensa diversidad de éstos, por lo que se han clasificado para su estudio de la siguiente forma: .: Por el número y posición de sus alas. .: Por el tipo, número y posición de sus motores. .: Por el tipo del tren de aterrizaje. .: Por el tipo de cabina.

Por el número y posición de sus alas

Monoplanos

.: Ala Parasol .: Ala Alta .: Ala Media .: Ala Baja .: Ala de Gaviota .: Ala de Gaviota Invertida

Biplanos

.: De escalonamiento positivo .: De escalonamiento negativo .: Sesquiplano

Triplanos Multiplanos

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Monoplanos Este tipo de aeronave posee solamente un ala ya sea formada de una sola pieza o armada por partes.

Ala parasol Esta aeronave tiene su ala separada del fuselaje, posee buena sustentación y da buena visibilidad al piloto.

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Ala alta En éste avión el ala se encuentra colocada en la parte alta del fuselaje posee una excelente sustentación y un muy buen planeo pero a cambio son más lentos.

Ala media Este tipo de ala se encuentra empotrada en la parte media del fuselaje, no posee buena sustentación, pero a cambio desarrolla una excelente velocidad.

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Ala baja Esta ala se encuentra empotrada en la parte baja del fuselaje, tiene menor sustentación que un avión de ala alta, pero desarrolla más velocidad que éste.

Ala de gaviota Los aviones que poseen éste tipo de alas tienen excelente sustentación en las puntas de ala y gran velocidad en el empotre, éste tipo de ala es híbrida.

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Ala de gaviota invertida Los aviones que poseen éste tipo de ala al ser de ala baja generan gran velocidad pero el empotre del ala al estar apuntando hacia abajo genera gran sustentación.

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Biplanos Este tipo de aeronave posee dos alas ya sean formadas de una sola pieza o armada por partes.

De escalonamiento positivo Los aviones que tienen éste tipo de alas consisten en que el ala superior se encuentra desplazada más hacia delante que el ala inferior.

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De escalonamiento negativo Los aviones que tienen éste tipo de alas consisten en que su ala inferior se encuentra más desplazada hacia delante que su ala superior.

Sesquiplano Los aviones que poseen éste tipo de alas consisten en que su ala superior tiene una envergadura mayor que su ala inferior, poseen una magnifica sustentación y estabilidad.

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Triplano Como su nombre lo dice posee tres alas acomodadas verticalmente tiene una gran sustentación, maniobrabilidad y estabilidad.

Multiplano Este tipo de avión posee más de tres alas, fueron desechados rápidamente por ineficaces ya que su velocidad era exageradamente baja pero a cambio contaban con una gran sustentación.

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Por el tipo de motores

Por el tipo, posición y número de motores

Por el número de motores

Por la posición del motor

.: Pistón .: Turbo Hélice .: Turbo Reactor

.: Monomotor .: Bimotor .: Trimotor .: Multimotor

.: Motortractor .: Motor Propulsor .: Motor en Tandem

Por el tipo de Motores Motor de pistón / recíproco Estos motores están compuestos por cilindros en el cual se quema una mezcla de aire y combustible, los pistones al moverse dentro del cilindro hacen girar al cigüeñal que a su vez hace girar a la hélice que impulsa a la aeronave.

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Turbohélice Estos motores poseen un motor turborreactor que a su vez hace girar a una hélice. Este motor genera más velocidad que un motor de pistón.

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Turborreactor. Estos motores funcionan mediante compresores axiales o centrífugos que comprimen grandes volúmenes de aire, una vez comprimido el aire, se introduce en las cámaras de combustión donde el combustible es quemado en forma continua, después el aire a alta presión y alta temperatura es llevado a la turbina, donde se usa para obtener la energía que permite mover el compresor (el cual está unido a la turbina mediante una flecha). Después el aire pasa por una tobera, en la que es acelerado transformando la alta presión en velocidad produciendo una reacción que impulsa la aeronave hacia adelante.

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Por el Número de Motores Monomotor Aeronave impulsada solo con un motor.

Bimotor Aeronave impulsada con dos motores.

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Trimotor Aeronave impulsada con tres motores.

Multimotor Aeronave que cuenta con cuatro o más motores.

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Por la posición de sus motores Tractor Es cuando el motor va instalado en la nariz del avión o colocado en las alas con la hélice al frente, produciendo una Fuerza de Tracción.

Propulsor Es el que va instalado en la parte posterior de las alas o del fuselaje que produce una fuerza de empuje.

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Tandem Son los que van instalados en línea longitudinal sobre el eje longitudinal del avión (uno tractor y otro impulsor).

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Por el tipo de tren de aterrizaje

.: Fijo .: Retráctil .: Triciclo .: Convencional

Tren Convencional Los aviones que tienen éste tipo de tren de aterrizaje se ubican con su tren principal en la parte central y en la cola lleva un patín fijo para brindarle apoyo al avión y puede ser fijo o retráctil.

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Tren Fijo Este tipo de tren no puede cambiar de posición ofreciendo mucha resistencia al avance y por consecuencia mayor consumo de combustible y menor velocidad, algunos fabricantes le colocan pantaloneras aerodinámicas a las llantas para cortar el viento y así ofrecer una menor resistencia al avance.

Tren Retráctil Los aviones que cuentan con este tipo de tren de aterrizaje ofrecen menor resistencia al avance por tanto es más rápido y consume menos combustible ya que el avión se hace más aerodinámico.

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Tren Triciclo Este tipo de tren de aterrizaje tiene su principal apoyo en la rueda de nariz donde se le da la dirección a la aeronave pero ésta no posee freno ya que los frenos están instalados en el tren principal y puede ser fijo o retráctil.

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.: Abierta

Por el tipo de cabina

.: Convertible .: Cerrada

Cabina abierta Este tipo de avión no tiene techo ni ventanas, solo cuentan con un pequeño parabrisas.

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Cabina convertible Este tipo de cabina se compone de plexiglás, se usa más en aviones acrobáticos y de combate ya que ofrece al piloto una gran visibilidad tanto horizontal como vertical.

Cabina cerrada Este tipo de cabina es la más usual ya que se encuentra contenida en el fuselaje, todos los aviones de transporte de pasajeros son de éste tipo.

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Grupos en los que se divide una Aeronave para su estudio: 1. - Grupo sustentador o alar 2. - Grupo empenaje 3. - Grupo fuselaje 4. - Grupo tren de aterrizaje 5. - Grupo moto propulsor

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Grupo sustentador o alar Este grupo está formado por las alas, de las cuales se obtiene el 80% de la sustentación aproximadamente, éste porcentaje puede aumentarse con el auxilio de sus superficies hipersustentadoras (flaps, slats, etc.) La forma estructural interna de un ala queda formada por: Vigas: Generalmente son dos una delantera y otra trasera, estas corren longitudinalmente en el ala. Costillas: Estas dan la forma del perfil y están montadas perpendicularmente sobre las vigas. Piel: Esta cubre las vigas y las costillas, puede ser de tela, madera o metal.

Nota: Las alas en su interior llevan los órganos necesarios para mover a los alerones, flaps, servos y compensadores, así mismo se encuentran alojados los tanques de combustible, bombas, motores, luces y tren de aterrizaje.

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Las alas que carecen de miembros estructurales externos como los montantes se llaman alas Cantiléver.

Cantiléver

Montantes

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Definiciones Ala: Superficie que produce sustentación por efecto del paso de aire a través de su forma aerodinámica llamada perfil. Borde de ataque: Curvatura frontal del perfil aerodinámico, es la parte donde choca el viento relativo. Borde de salida: Extremo posterior del perfil que termina en forma aguda. Empotre: Extremo interior del ala donde se sujeta el ala al fuselaje. Punta. Extremo exterior del ala que cierra la forma aerodinámica del ala. Extradós: Es la parte superior del perfil llamada también trasdos. Intradós: Es la superficie interior del perfil (la parte inferior del ala) Alerón: Superficies de control primarias que gobiernan los movimientos del avión sobre el eje longitudinal. Compensador: Superficie secundaria de control que ayuda a la operación de los alerones. Aletas Hipersustentadoras: (Flaps) Superficies móviles instaladas en el borde de salida que varían la forma del perfil aumentando el levantamiento y resistencia al avance lográndose así un freno aerodinámico, existen diferentes tipos de flaps:

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Spoiler: Aleta sobre el extradós del ala cuya función es disminuir la sustentación.

Ranura Slot: Abertura cercana al borde de ataque que corre en el sentido de la envergadura del ala sirve para mantener la sustentación con grandes ángulos de ataque

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Aleta del borde de ataque: (Slat) Son aletas móviles o fijas colocadas en el borde de ataque que aumentan la curvatura del perfil y con ello el coeficiente de sustentación alar.

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Grupo Empenaje Este se encuentra empotrado en la parte posterior del fuselaje y se compone de dos planos uno vertical y otro horizontal. Plano vertical: Tenemos el estabilizador vertical, éste soporta al timón de dirección que da origen a los movimientos a través del eje vertical llamados guiñada y que son accionados desde la cabina con la parte inferior de los pedales. Plano horizontal: Tenemos el estabilizador horizontal éste soporta al timón de profundidad o estabilizador horizontal el cual al accionarlo con el bastón de la cabina el avión realizará sus movimientos a través del eje transversal llamados cabeceos. Nota: La construcción del empenaje en cualquiera de sus dos planos es exactamente igual a la de un ala.

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Grupo Fuselaje Fuselaje: Es la principal estructura en avión ya que las demás partes del avión están empotradas en él.

.: Construcción compuesta o armada

Tipos de fuselaje

.: Construcción Monocoque .: Construcción Semi-monocoque

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Construcción compuesta o armada. Este tipo de fuselaje está formado por una armadura de acero tubular en el cual están colocados los tubos en forma triangular formando una estructura semi-aerodinámica, una vez armada lleva formas de madera para fuselarla y se cubre con tela o aluminio, éste tipo de construcción es común en aviones pequeños por su economía.

Ventajas .: Muy económico en su reparación. .: Reparación rápida con mínimo de herramientas. Desventajas .: Es muy pesado y resta carga de paga.

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Construcción semi-monocoque Éste tipo de fuselaje es el más usado para aviones pesados que requieren una construcción más robusta. Éste tipo de construcción es una combinación de la armada y de la monocoque en que los mamparos están intercambiados con largueros cuadernas y riostras, lográndose así una perfecta transmisión de esfuerzos. Ventajas .: Más fuerza a la estructura .: Más capacidad de carga .: Más resistencia de piso .: Más resistencia a fuerzas externas Desventajas .: Ninguna desventaja

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Construcción monocoque Este tipo de construcción no lleva ningún soporte interior de refuerzo, es como el cascarón de un huevo.

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Materiales compuestos en Aeronaves Se entiende por materiales compuestos, aquellos formados por dos o más materiales distintos sin que se produzca reacción química entre ellos. En todo material compuesto se distinguen dos componentes: La matriz, componente que se presenta en fase contínua, actuando como ligante. El refuerzo, en fase discontínua, que es el elemento resistente. Los materiales compuestos son sistemas matrices de fibra reforzada. La matriz es el pegamento usado para sostener las fibras unidas y cuando se secan, le da a la parte su forma. Hay muchos tipos distintos de fibras y sistemas matrices. En la aeronave la matriz más común es la resina epóxica, la cual es un tipo de plástico termoestable. Comparada a otras selecciones tales como la resina poliéster, la epóxica es más fuerte y tiene buenas propiedades a altas temperaturas. Hay muchos tipos de epóxicos disponibles, con un amplio rango de propiedades estructurales, tiempos de secado, temperatura y costo. Las fibras reforzadas más comunes usadas en la construcción de aeronaves son las de fibra de vidrio y fibra de carbono. La fibra de vidrio tiene buena tensión y resistencia a la compresión, buena resistencia a los impactos y es fácil de trabajar. Su mayor desventaja es que es relativamente pesado. La fibra de carbono es ligeramente más fuerte en extensibilidad y fuerza de compresión que la fibra de vidrio, y tiene más flexibilidad y rigidez. También es considerablemente más ligero de la fribra de vidrio. Sin embargo es relativamente pobre a la resistencia de impacto, las fibras son frágiles y se tienden a romper bajo impactos agudos. Esto puede en gran medida mejorar con un sistema de resina epóxica endurecida, como las usadas en los estabilizadores horizontal y vertical de Boeing 787. Buenos diseños de estructuras de fribras pueden ser significativamente más ligeras que el equivalente a la estructura de aluminio, algunas veces en un 30 por ciento o más.

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Grupo Tren de Aterrizaje Es la parte del avión sobre la cual descansa cuando está en tierra, éste está compuesto de una estructura, pierna y ruedas, el tren puede ser fijo o retráctil, las piernas del tren de aterrizaje generalmente llevan incorporado un amortiguador neumático y por otra parte el sistema de frenos es independiente por rueda en el tren principal.

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Grupo Moto Propulsor Motor: Es toda máquina capaz de transformar la energía de cualquier tipo, sea Química, Neumática, Hidráulica, Eléctrica o Térmica en Trabajo Mecánico, a la estructura que soporta al motor y lo une con el fuselaje se le conoce como bancada. El motor térmico es el que basándose en la liberación de energía (química) mediante la combustión de un combustible transforma mecánicamente ésta energía en trabajo, la combustión puede ser dentro o fuera del motor lo que origina la división de éstos motores en motores de combustión interna y externa. El motor de combustión interna usado en aviación es aquel en que el combustible en forma gaseosa se quema dentro del cilindro, llamado cilindro de trabajo. El empuje que produce el aumento de presión al quemarse el combustible dentro del cilindro, empuja al pistón, que transmite éste movimiento por medio de la biela al cigüeñal, transformándose así el movimiento rectilíneo del pistón en movimiento circular a la hélice la que convierte la potencia del motor en tracción. En general se puede decir que en los principios de funcionamiento, el motor de aviación es similar al automotriz, aunque el motor aéreo difiere ampliamente en muchos aspectos del motor del automotriz por razones obvias. La construcción y diseño de los motores de aviación considera básicamente las siguientes características: .: Mayor potencia por menor peso .: Mayor rendimiento por consumo de combustible .: Reducción de área frontal .: Mayor duración útil del motor .: Seguridad de operación

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Partes Principales del Motor Recíproco:

1.- Cilindro 2.- Embolo o Pistón 3.- Biela 4.- Cámara de Combustión 5.- Cigüeñal 6.- Anillos de Pistón 7.- Contrapesos del Cigüeñal 8.- Válvula de Escape 9.- Válvula de Admisión 10.- Balancín de Escape 11.- Balancín de Admisión 12.- Resorte de Válvula 13.- Ducto de admisión de mezcla 14.- Carburador 15.- Toma de Aire 16.- Aire 17.- Entrada de Gasolina 18.- Escape 19.- Bujía 20.- Varilla de Escape 21.- Varilla de Admisión 22.- Buzos 23.- Árbol de Levas 24.- Engrane de la Hélice 25.- Engrane de árbol de Levas 26.- Cárter 27.- Hélice 28.- Perno del Pistón

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Los motores de cuatro tiempos están sometidos a un ciclo llamado de Otto que consta de lo siguiente: .: Tiempo de Admisión .: Tiempo de Compresión .: Tiempo de Combustión .: Tiempo de Escape Funcionamiento El motor de cuatro tiempos necesita un giro de dos vueltas de cigüeñal 720 grados para completar un ciclo de trabajo, el pistón tiene dentro del cilindro un movimiento alternativo de la parte superior PMA (punto muerto alto) a la parte inferior PMB (punto muerto bajo) que corresponden a 180 grados de giro de cigüeñal. Al recorrido del pistón del PMA al PMB se le llama carrera y cada tiempo del ciclo teóricamente corresponde a 180 grados de giro de cigüeñal, nótese que para producir un tiempo de trabajo (combustión) son necesarios los otros tres tiempos o carreras en que el pistón es actuado por el cigüeñal aprovechando el impulso recibido en el tiempo motor o de combustión.

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Tiempo de Admisión Este tiempo es considerado como el inicio de trabajo del motor, en éste tiempo la válvula de admisión se abre mientras que el pistón inicia su carrera del PMA al PMB estando la válvula de escape cerrada. El movimiento descendente del pistón provoca una presión negativa dentro del cilindro, que al estar abierta la válvula de admisión succiona la mezcla (aire- combustible) del carburador. Al llegar el pistón al PMB se cierra la válvula de admisión terminando el tiempo con un giro de 180 grados del cigüeñal durante el cual la válvula de escape permanece cerrada.

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Tiempo de Compresión El pistón inicia ahora su carrera ascendente del PMB al PMA con ambas válvulas cerradas, resultando la mezcla comprimida al ir subiendo el pistón, éste tiempo termina al llegar el pistón al PMA con un giro total de 360 grados del cigüeñal completando así su primera vuelta.

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Evento de Encendido En la carrera de compresión y pocos grados de que ésta termine se enciende la bujía produciendo una chispa de intensidad suficiente que provoca la inflamación de la mezcla ya comprimida.

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Tiempo de Combustión Este tiempo es llamado también tiempo de fuerza o tiempo motor. Estando el pistón en el PMA con ambas válvulas cerradas y la mezcla ya encendida por la bujía, se produce en el interior del cilindro un gran incremento de temperatura y presión por la expansión de la mezcla en combustión. Esta alta presión se ejerce tanto en el cilindro como sobre el pistón, resultando el pistón empujado con fuerza hacia el PMB. El movimiento rectilíneo del pistón es transmitido por la biela al cigüeñal transformándose así en movimiento circular. Teóricamente el tiempo termina al llegar el pistón al PMB, cuando el cigüeñal ha completado un giro de 540 grados.

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Tiempo de Escape Para iniciar un nuevo ciclo, habrá que desalojar la mezcla quemada del cilindro. Estando el pistón en el PMB, se abre la válvula de escape y el pistón inicia su movimiento hacia el PMA, forzando a los gases de escape a salir por la lumbrera desalojando del cilindro los gases quemados. Este tiempo termina al cerrarse la válvula estando el pistón en el PMA, y habiendo recorrido el cigüeñal 720 grados.

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.: Por su sistema de enfriamiento

Clasificación de los motores

.: Por su sistema de lubricación .: Por su sistema de encendido .: Por la posición de sus cilindros

Por su sistema de enfriamiento Los motores de aviación son generalmente enfriados por aire, aunque en motores antiguos se utilizaba agua o aceite para su correcto enfriamiento.

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Por su sistema de lubricación Los motores pueden clasificarse en motores de colector seco esto es cuando cuentan con tanque de aceite y de colector húmedo cuando el aceite queda almacenado en el mismo motor. Por su sistema de encendido Los motores de aviación son de doble encendido (Dos bujías por cada cilindro) generalmente por magneto. Por su posición de cilindros Con respecto al cigüeñal pueden clasificarse como: En línea, en V, opuestos, o verticales, radiales de una o doble estrella, abanico y en X.

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Definiciones de las partes principales de un Motor Cilindros y Pistones: El cilindro es la parte del motor en donde se efectúa la transformación de energía en trabajo mecánico.

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Bielas: Las bielas transmiten el empuje del pistón al cigüeñal y en su trabajo combinado transforman el movimiento recíproco del pistón en movimiento circular en el cigüeñal y que será automáticamente transmitido a la hélice.

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Cigüeñal Es la parte estructural del motor que soporta enormes esfuerzos, transforma por acción de pistones y bielas el movimiento recíproco de éstos en movimiento circular que transmite a la hélice.

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Términos más usados en Motores Desplazamiento o Cilindrada: Es el volumen total desplazado por todos los pistones de un motor en su carrera del PMA al PMB. Relación de Compresión: Es la relación entre el volumen total del cilindro y el volumen de la cámara de combustión, osea las veces en que el volumen de la mezcla admitida es comprimida en la cámara de combustión. Caballo de Potencia: Es el término empleado para indicar la potencia de los motores y su valor es de 550 ft*lb/seg. Potencia Nominal: Es la potencia especificada por el fabricante de un motor a un número dado de revoluciones, altitud determinada y en una operación sin límite de tiempo sin que sufra daño el motor. Potencia de Despegue: Es la potencia absoluta que puede desarrollar un motor. Esta potencia siempre es limitada a un tiempo que varía de uno a cinco minutos según las especificaciones del fabricante. Potencia Indicada: Es la fuerza que actúa sobre el pistón durante el tiempo de explosión por la expansión de los gases de la combustión. Potencia al Freno: Es la potencia desarrollada por un motor y medida por medio del freno de Prony, que es igual a la potencia indicada menos la potencia que pierde el motor por fricciones internas de todos sus componentes. Altitud Crítica: Es la altura máxima que un avión puede mantener a potencia nominales decir sin tener ascenso. Eficiencia Mecánica: Es la eficiencia de un motor en relación con los caballos de fuerza indicados a potencia desarrollada dentro de los cilindros y los caballos de fuerza al freno o potencia del eje de la hélice, es decir la relación entre la potencia indicada y la potencia al freno. La eficiencia mecánica de los motores de aviación es aproximadamente de un 90%. Eficiencia Volumétrica: Es la relación que existe entre el volumen de mezcla realmente admitido por un motor y el desplazamiento del mismo, que dependerá del volumen de la cámara de combustión.

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Eficiencia Económica: Es la relación que existe entre la energía aprovechada en trabajo útil y la energía suministrada al motor por medio del combustible, los motores de aviación tienen una eficiencia entre el 25 y 30 %. Una libra de combustible mezclada con 15 libras de aire, desarrollan 20,000 BTU*, de las cuales el motor hace una distribución de la siguiente forma: *BTU. British Thermal Unit. Unidad de Energía Calorífica Inglesa. .: LLEVADO EN EL ACEITE de 1,000 a 2,000 BTU .: CALOR IRRADIADO de 3,000 a 4,000 BTU .: APROVECHADO EN TRABAJO de 5,000 a 6,000 BTU .: PERDIDA POR EL ESCAPE de 8,000 a 9,000 BTU

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Combustible y Carburación Se llama combustible a toda sustancia que al combinarse con el oxígeno produce energía calórica, un factor determinante es que la temperatura sea la necesaria para que se produzca la combustión. El gas-avión debe tener ciertas características tales como, homogeneidad, valor antidetonante, volatilidad, resistencia a la oxidación y pureza. Se llama mezcla combustible a aquella constituida por un material combustible y oxígeno, que al ser expuesta a la temperatura y presión adecuada arde combinándose químicamente. Para que pueda efectuarse la reacción química será necesario que ambos componentes se encuentren en proporciones exactas, si hay exceso de alguno de ellos la combustión será más lenta y con un desarrollo menor de calor, si éste exceso es llevado fuera de ciertos límites, la combustión es imposible. Cuando se tiene una mezcla de quince partes de aire por una de combustible en peso, se quema todo el oxígeno y todo el combustible, ésta proporción de aire-combustible recibe el nombre de mezcla ideal (estequeométrica) que produce la temperatura y potencia máxima. Cualquier aumento en la cantidad de combustible hasta llegar a una relación de aire-combustible de 12 a 1 provoca un descenso en la potencia del motor y una acción de enfriamiento. El aumento de aire sobre la mezcla ideal produce los mismos efectos que el enriquecimiento de la mezcla por el aumento de gas-avión. Por tanto: .: Mezcla rica = + Combustible que Aire

.: Mezcla pobre = + Aire que Combustible

.: Mezcla Ideal = 15 Partes de Aire x 1 de Combustible Nota: Todos los aviones con motores de pistón o recíprocos se tienen que carburar antes de despegar, POR PROCEDIMIENTO.

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Sistemas de Combustible El sistema de combustible en un avión tiene por objeto almacenar, distribuir y dosificar el combustible usado en sus motores. Estos sistemas según el medio por el cual se produce la alimentación, se clasifican en sistemas de alimentación ya sea por gravedad o por presión. Por Gravedad: Este tipo de alimentación es el más sencillo, es más utilizado por aviones pequeños con motores de poca potencia, éstos aprovechan para su funcionamiento la diferencia de presión creada por la altura del tanque de combustible sobre el carburador. Por deducción se comprenderá que el tanque de combustible, que normalmente se encuentra alojado en las alas hace que el sistema de alimentación por gravedad puede ser utilizado solo para aquellos aviones de ala alta. Este sistema de alimentación tiene ciertas ventajas, siendo la principal la simplicidad del mismo. Además como las presiones causadas por la diferencia del nivel son mínimas el sistema no necesita ser de gran resistencia. Tiene el inconveniente de solo permitir flujos limitados de combustible, debido a la baja presión de operación, además de que ésta presión es afectada por la actitud del avión. Componentes principales de éste sistema: 1. Tanque de combustible normalmente metálico 2. Boca de llenado y boca de salida 3. Tubería de ventilación 4. Indicadores de cantidad de combustible 5. Tubería de alimentación al motor 6. Válvula de cierre y filtro 7. Válvulas de purga que se encuentran en el tanque en su parte inferior, éstas tienen como objetivo drenar el agua e impurezas que contenga el combustible.

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Sistema de Presión. El desarrollo de motores de gran potencia y los factores de diseño de los aviones modernos obligaron al uso de sistemas de combustible alimentados por presión. En efecto en la mayor parte de los aviones modernos es necesario el uso de una o varias bombas de presión para obligar al combustible a fluir desde el tanque hacia el motor, no importa que esté a un nivel inferior o a gran distancia del carburador.

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Tanques de Combustible

.: De Aluminio

Tipos de construcción

.: De Acero Inoxidable .: De Hule Sintético

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Tipos de Tanque

Tipos de Tanque

.: Integral .: Removible

Tanque Integral: Están constituidos por la propia estructura del ala y desde luego no pueden ser retirados de su alojamiento, éste tipo de tanques tienen la ventaja de no alterar en alto grado el diseño del ala donde están alojados, su desventaja consta en sellar perfectamente todas las juntas, con el objeto de evitar fugas. Tanque Removible: Están constituidos por un recipiente completamente independiente de la estructura donde va alojado y puede quitarse del avión para ser reparado.

Componentes del Sistema de Combustible Bombas Auxiliares: Estas bombas normalmente son accionadas por motores eléctricos, pueden ser de tipo centrífugo o de paletas sumergidas o externas al tanque, teniendo por objeto levantar una presión positiva de alimentación a las bombas del motor, en las bombas centrífugas su presión es regulada por la velocidad del motor que las impulsa y en las bombas de paleta por una válvula reguladora de presión.

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Bombas de Motor: Pueden ser de paleta o de engranes, son actuadas por el propio motor del avión a través de sus engranes, por lo anterior éstas bombas tienen su capacidad en volumen y presión dependiente de la velocidad de giro del motor y requieren de una válvula reguladora para mantener una presión constante de alimentación al carburador.

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Filtros de Combustible: Estos filtros son elementos destinados a atrapar las impurezas que pueda contener el combustible para evitar que éstas lleguen al carburador y obstruyan los ductos del mismo.

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Selectora de Combustible: Después de las bombas auxiliares se encuentra a las válvulas selectoras de combustible, mandadas desde la cabina por medios mecánicos o eléctricos y que tiene por objeto permitir la selección de los tanques de combustible de los cuales se está suministrando el combustible al motor.

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Sistema de Alimentación Cruzada: Este sistema tiene por objeto permitir la alimentación de combustible hacia el motor desde un tanque en específico cuando exista un desbalance entre ambos tanques.

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Válvulas de Cierre de Emergencia: Estas están destinadas a cerrar el flujo de combustible en caso de incendio del motor o cuando éste haya sido perfilado, se encuentran instaladas en el corta-fuego de cada uno de los motores.

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Carburador de Flotador: El carburador es el elemento destinado para medir la cantidad de aire que pasa por el y dosifica el combustible necesario para proporcionar la mezcla correcta Aire-Combustible en el motor, no importa las condiciones de altitud o de potencia que se le esté exigiendo en un momento determinado, también permiten a los pilotos seleccionar la potencia necesaria para las distintas operaciones, como también, dentro de un rango limitado, incrementar la riqueza de la mezcla, en circunstancias especiales, como son potencia máxima ascenso o descenso. Estos cuentan con un mecanismo dosificador de combustible que está dividido en dos sistemas secundarios el de baja y el de alta y también puede atomizar el combustible.

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Sistema de Aire Caliente al Carburador Una de las desventajas del carburador de flotador es su tendencia a la formación de hielo. El hielo en el carburador ocurre debido al efecto de la vaporización del combustible y la disminución de la presión del aire en el venturi que causa una baja en la temperatura dentro del carburador. Si el vapor de agua se condensa cuando las condiciones sean las adecuadas se formara hielo en las superficies internas del carburador incluyendo la mariposa.

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La primera indicación de hielo en el carburador será un descenso en las RPM´s del Motor (en hélices de paso fijo) con el motor tosiendo posteriormente, aunque el hielo se podrá formar en cualquier fase del vuelo es particularmente peligroso en condiciones de baja potencia, como en un descenso. Para combatir los efectos del hielo en el carburador, los motores emplean un sistema de aire caliente al carburador que calienta el aire antes de que entre a este, previniendo que se forme hielo en el carburador o removiendo la existencia de este. Cuando es activado el sistema, ocurre una disminución de las RPM’s del motor debido a que el aire caliente es menos denso que el aire más frío con el cual fue hecha la carburación, esto enriquece la mezcla. Si existiera hielo en el carburador gradualmente subirán las RPM’s del motor conforme el hielo se va removiendo del carburador.

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Ventajas .: Son de bajo costo. .: Son muy sencillos. .: Proporcionan una operación simple y exenta de fallas. Desventajas .: Tienen gran tendencia a la formación de hielo. .: Se afectan por la actitud de vuelo. .: Sólo son capaces de alimentar a motores de baja potencia.

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Sistemas Fuel Injection Estos sistemas nacieron de la necesidad de obtener más potencia en los motores, hacer independiente el flujo de combustible de la actitud de la aeronave y, primordialmente, reducir el peligro de formación de hielo en los carburadores, así se tiene que la descarga de combustible se efectúa a una presión mucho más elevada que en los carburadores de flotador, con lo que se logra una atomización más efectiva de combustible y por lo tanto una mezcla homogénea de aire- combustible, no importa el régimen a que se encuentre operando el motor.

Ventajas .: Más potencia a los motores .: Flujo independiente de combustible al motor .: No importa la actitud de vuelo .: Poca tendencia a la formación de hielo .: Flujo constante de combustible

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Sistema Eléctrico Todos los aviones están equipados con sistema de 14 o de 28 Volts de corriente directa, un sistema básico consta de: .: Alternador/generador con switch .: Regulador/rectificador .: Batería con switch .: Barra de alimentación .: Fusibles e interruptores de circuito .: El alambrado eléctrico necesario

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Sistema de Ignición El motor de pistón transforma la energía contenida en el combustible en energía mecánica gracias a la combustión de la mezcla de aire-combustible en los cilindros. Esta combustión se genera por una chispa que salta en las bujías en el momento preciso iniciando la combustión, la función del sistema de encendido consiste en generar la energía que hace saltar la chispa. Los sistemas de encendido se clasifican en sistemas de magneto y en sistemas de batería y bobina. El encendido por magneto suele ser utilizado en motores aeronáuticos y de bobina y batería en motores automóvil, el funcionamiento de ambos sistemas es similar en sus principios básicos, el sistema de magneto es autosuficiente y requiere solo de las bujías y los cables conductores. La ventaja del encendido por magnetos es ser un sistema autónomo es decir no depende de ninguna fuente externa de energía como el sistema eléctrico (batería y generador) ésta autonomía posibilita que aunque el sistema eléctrico del avión sufra alguna avería en vuelo, el motor funcione con normalidad pues los magnetos continúan suministrando la energía necesaria para la ignición, los magnetos generan una chispa más poderosa a mayores velocidades del motor que la generada por el sistema de batería y bobina de los automóviles. El sistema de ignición se compone de magnetos, bujías, distribuidor y los cables de conexión (generalmente son blindados). El conjunto funciona de forma sincronizada con los movimientos del cigüeñal para hacer saltar la chispa en el cilindro correspondiente (el que está en la fase de combustión) y en el momento adecuado. Magneto Un magneto es un generador de corriente diseñado para generar un voltaje suficientemente alto para hacer saltar una chispa en la bujía, por medio de la descarga de un condensador y así provocar la ignición de los gases comprimidos en un motor de combustión interna.

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El Magneto está compuesto de un rotor imantado que es accionado por el movimiento del motor este al girar induce una corriente que carga el capacitor (por medio de un embobinado de cable grueso con pocas vueltas), un ruptor interrumpo el circuito en el momento que la corriente alcanza su máximo valor. El capacitor descarga la corriente almacenada y ésta induce en el embobinado secundario (compuesto de un embobinado de cable fino con amplio número de vueltas) un voltaje muy elevado que es distribuido a la bujía para la ignición de la mezcla en el momento preciso. Doble Encendido Todos los motores aeronáuticos están equipados con un sistema de doble encendido, compuesto por dos magnetos independientes que suministran corriente eléctrica a dos bujías en cada cilindro (un magneto suministra corriente a un juego de bujías y el otro magneto a otro juego de bujías) todo es por seguridad y eficiencia. Nota: Si falla un sistema de magneto, el motor puede funcionar con el otro hasta que pueda realizarse un aterrizaje seguro.

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Dos bujías en cada cilindro no solo dan mayor seguridad sino que además mejoran la combustión de la mezcla al realizarse esta con dos chispas al mismo tiempo, permitiendo un mayor rendimiento. Forma de Arranque de motor En el panel de instrumentos, hay un interruptor de arranque/starter accionado por medio de una llave el cual tiene cinco posiciones: .: Off [ ] Apagado .: R [ ] Right (Derecho): Solo el magneto derecho suministra corriente a su juego de bujías .: L [ ] Left (Izquierdo): Solo el magneto izquierdo suministra corriente a su juego de bujías .: Both [ ] Ambos: Los dos magnetos suministran corriente a su juego de bujías .: Start [ ] Arranque: Acciona la marcha que arranca el motor Para generar electricidad los magnetos deben girar. Así que para poner en marcha el motor el piloto acciona el arranque (llave en START), que es alimentado por la batería, con la cual se hace girar al cigüeñal y éste a su vez hace girar a los magnetos. Una vez que comienzan a girar los magnetos producen corriente y hacen saltar en las bujías la chispa que inflama la mezcla en los cilindros. En el momento que el motor comienza a girar por sus propios medios (explosión en los cilindros), el piloto suelta la llave la cual se vuelve a poner en BOTH (ambos), quedando desactivado el sistema de arranque. El motor sigue su ciclo de trabajo, con el sistema de encendido alimentado por la corriente generada por los magnetos gracias al giro del motor, así que la batería ya no juega ningún papel en el funcionamiento del motor. Esta autonomía de los magnetos posibilita que en vuelo el motor siga funcionando aún con el sistema eléctrico averiado o desconectado por avería.

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Prueba de Magnetos Para asegurar que el sistema dual de encendido funciona correctamente, se debe comprobar el sistema en la fase de prueba de motor antes del despegue. Antes de realizar este procedimiento se debe asegurar que la temperatura y la presión de aceite estén dentro de valores normales (arco verde) El procedimiento consiste en: 1. Ajustar la potencia al régimen indicado por el fabricante entre 1700 y 2000 RPM dependiendo del avión. 2. Mover la llave de la posición BOTH hasta la posición LEFT, checando en el tacómetro la caída de RPM´s que no deben de exceder las indicadas por el fabricante (normalmente entre 75 y 100 RPM´s). 3. Terminado el chequeo del magneto LEFT se regresa la llave a la posición BOTH recuperando las RPM´s originales. 4. Una vez en la posición BOTH y ya recuperadas las RPM´s se mueve la llave a la posición RIGHT checando en el tacómetro la caída de RPM´s no exceda las indicadas por el fabricante (normalmente entre 75 a 100 RPM). 5. Una vez checado el magneto RIGHT se regresa la llave a la posición BOTH, recuperando las RPM´s originales.

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Apagado de Motor 1. Se mueve la palanca de la mezcla de combustible a la posición de mezcla pobre para interrumpir la alimentación de combustible al motor. 2. Una vez que la hélice dejó de girar es cuando se lleva la llave a la posición OFF. De ésta manera se garantiza que no queda combustible en los cilindros, lo cual podría ser que el motor se pusiera en marcha si alguien mueve accidentalmente la hélice con la llave de encendido puesta aún cuando el interruptor eléctrico principal (MASTER), esté apagado.

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Hélice La hélice es un dispositivo constituido por un número variable de aspas o palas ya sean de 2, 3, 4, que al girar alrededor de un eje producen una fuerza propulsora. Cada pala está formada por un conjunto de perfiles aerodinámicos que van cambiando progresivamente su ángulo de incidencia desde la raíz hasta el extremo (mayor en la raíz, menor en el extremo). La hélice está acoplada directamente o a través de engranes al eje de salida de un motor (de pistón o turbina), el cual proporciona el movimiento de rotación.

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Funcionamiento de la Hélice Los perfiles aerodinámicos que componen una hélice están sujetos a las mismas leyes y principios que cualquier otro perfil aerodinámico, por ejemplo un ala. Cada uno de estos perfiles tiene un ángulo de ataque, respecto al viento relativo de la pala que en éste caso es cercano al plano de revolución de la hélice, y un paso (ángulo de incidencia). El giro de la hélice, que es como si se hicieran rotar muchas pequeñas alas, acelera el flujo de aire hacia el borde de salida de cada perfil, a la vez que deflecta éste hacia atrás (lo mismo que ocurre en un ala). Este proceso da lugar a la aceleración hacia atrás de una gran masa de aire, movimiento que provoca una fuerza de reacción que es la que propulsa el avión hacia delante. Las hélices se fabrican con torsión, cambiando el ángulo de incidencia de forma decreciente desde el centro (mayor ángulo) hasta la punta (menor ángulo). Al girar a mayor velocidad la punta que la parte más cercana al eje, es necesario compensar ésta diferencia para producir una fuerza de forma uniforme. La solución consiste en disminuir éste ángulo desde el centro hacia los extremos de una forma progresiva, y así la menor velocidad pero mayor ángulo en el centro de la hélice se va igualando con una mayor velocidad pero menor ángulo hacia los extremos. Con esto, se produce una fuerza de forma uniforme a lo largo de toda la hélice, reduciendo las tensiones internas y las vibraciones.

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Un punto crítico en el diseño radica en la velocidad con que giran los extremos, porque si está próxima a la del sonido, se produce una gran disminución en el rendimiento. Este hecho pone límites al diámetro y a las RPM´s de las hélices, y es por lo que en algunos aviones se intercala un mecanismo reductor basado en engranajes o poleas, entre el eje de salida del motor y la hélice. La fuerza de propulsión del avión está directamente relacionada con la cantidad de aire que mueve y la velocidad con que lo acelera, depende por tanto del tamaño de la hélice de su peso y de su velocidad de giro. Su diseño, forma, número de palas, diámetro, etc. debe ser el adecuado para la gama de velocidades en que puede operar el avión.

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Con independencia del número de palas 2, 3, 4, las hélices se clasifican básicamente en hélices de paso fijo y hélices de paso variable. Se denomina paso de la hélice al ángulo que forma la cuerda de los perfiles de las palas con el plano de rotación de la hélice. Hélice de Paso Fijo En éste tipo de hélice, el paso está impuesto por el mejor criterio del fabricante del avión y no es modificable por el piloto. Este paso es único para todos los regímenes de vuelo, lo cual restringe y limita su eficiencia, una buena hélice para despegues o ascensos no es tan buena para velocidad de crucero y viceversa. Una hélice de paso fijo es como una caja de cambios con una única velocidad, compensa su falta de eficacia con una gran sencillez de funcionamiento. En aviones equipados con motores de poca potencia, la hélice suele ser de diámetro reducido y ésta fijada directamente como una prolongación del cigüeñal del motor, las RPM´s, de la hélice son las mismas que las del motor. Con motores más potentes, la hélice es más grande para poder absorber la fuerza desarrollada por el motor, en éste caso entre la salida del motor y la hélice se suele interponer un mecanismo reductor y las RPM, de la hélice difieren de las RPM del motor.

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Hélice de Paso Variable Este tipo de hélice, permite al piloto ajustar el paso, acomodándolo a las diferentes fases del vuelo, con lo cual obtiene su rendimiento óptimo en todo momento. El ajuste se realiza mediante la palanca del paso de la hélice, la cual acciona un mecanismo que puede ser mecánico, hidráulico o eléctrico.

Paso alto

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Paso bajo

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Para entender el paso variable, partimos de: 1. La mayoría de los motores de combustión interna obtienen su máxima potencia en un punto cercano al máximo de RPM. 2. La potencia requerida para volar de forma económica a velocidad de crucero es usualmente menor a la potencia máxima. El paso bajo, implica menor ángulo de ataque de la pala y por tanto menor resistencia inducida, por lo que la hélice puede girar más libre y rápidamente, permitiendo el mejor desarrollo de la potencia del motor. Esto le hace el paso idóneo para maniobras en las que se requiere máxima potencia como despegue y ascenso, aunque no es un paso adecuado para régimen de crucero. (Más tracción que velocidad). El paso alto, supone mayor ángulo de ataque y por ello mayor resistencia inducida, lo que conlleva menos RPM´s en la hélice y peor desarrollo de la potencia del motor, pero a cambio se mueve mayor cantidad de aire. Con éste paso decrece el rendimiento en despegue y ascenso, pero sin embargo se incrementa la eficiencia en régimen de crucero. (Más velocidad que potencia).

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Hélice de Velocidad Constante En éste tipo de hélice, de paso variable, el paso se regula de forma automática, manteniendo fija la velocidad de giro de la hélice, con independencia de los cambios de potencia en el motor, éstas hélices tienen un regulador que ajusta el paso de las palas para mantener las revoluciones seleccionadas por el piloto, utilizando más eficazmente la potencia del motor para cualquier régimen de vuelo. Las hélices modernas, sobre todo aquellas que equipan aviones bimotores o comerciales, tienen un mecanismo que en caso de falla de motor permite poner las palas en bandera (perfilarlas), es decir presentando al viento el perfil de la hélice que ofrece menor resistencia. En algunos aviones equipados con motores muy potentes, es posible invertir el paso de la hélice para ayudar al frenado y hacer más corta la carrera de aterrizaje. Nota: La densidad del aire es un factor que interviene en el rendimiento tanto de la hélice como del motor, a mayor densidad mayor rendimiento. Puesto que la densidad disminuye con la altura, a mayor altura menor rendimiento de la hélice. Se denomina paso geométrico a la distancia horizontal teórica que avanza una hélice en una revolución. Pero como el aire no es un fluido perfecto la hélice resbala y avanza menos. Este avance real, se conoce como paso efectivo. El resbalamiento de la hélice es igual a la diferencia entre ambos pasos. En aviones mono motores, la hélice gira en el sentido de las manecillas del reloj (A la derecha), vista desde la cabina. Para contrarrestar la guiñada adversa producida por la hélice, en algunos aviones con más de un motor, la hélice de un ala giran en un sentido diferente al del otro motor.

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.: Flexión

Fuerzas que actúan en una pala

.: Tensión .: Torsión

Flexión: Esta trata de doblar la pala hacia adelante como reacción de la fuerza de empuje. Tensión: Esta es causada por la fuerza centrífuga que trata de arrancar las palas del núcleo. Torsión: Esta es debida al momento centrífugo que trata de girar las palas al paso bajo.

Fuerzas que actúan en una hélice

.: Empuje .: Torsión .: Fuerza Centrífuga

Empuje: Es la componente de la fuerza total paralela al sentido del avance que trae como consecuencia esfuerzos de doblamiento de la hélice. Torsión: Esta es debida al momento centrífugo que trata de girar las palas al paso bajo. Fuerza Centrífuga: Esta es causada por la rotación de la hélice y tiende a arrojar las palas fuera del núcleo, produciendo esfuerzos de tensión.

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Instrumentos Instrumentos de vuelo:

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Sistema Pitot-Estática: El sistema pitot-estático está compuesto principalmente por una toma de presión estática y un tubo pitot junto con las líneas de presión. A través del tubo pitot, se obtiene presión de impacto o dinámica y mediante el puerto estático, se obtiene presión estática. Gracias a estas dos presiones el Altímetro, el Velocímetro y el Indicador de Velocidad Vertical (climb ) pueden funcionar. La Presión Estática (Static Air) es la presión atmosférica en la que se encuentra el avión, ya sea en tierra o volando. Esta se registra mediante la toma de estática (Salero). La Presión Dinámica (Ram Air) es la que, debido al movimiento del avión, se presenta como aire de impacto y es registrada por el Tubo Pitot que muchas veces es calentado para evitar su obstrucción por hielo.

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Altímetro: Es un instrumento de vuelo muy importante ya que indica la altitud del avión en todo momento. Es esencialmente un barómetro aneroide que mide la presión atmosférica desde la toma estática de la aeronave y la indica en unidades de longitud (pies), basa su funcionamiento en que la presión varía inversamente con la altitud, sería un instrumento perfecto si la presión atmosférica permaneciera constante a los diferentes niveles de la atmósfera pero no es así. En la carátula del altímetro a un costado de las manecillas aparece una ventanilla que tiene una escala barométrica (ventana de Kollsman) y sirve para que el piloto realice correcciones por variaciones de presión, con el fin de que el instrumento dé una lectura que se aproxime o sea igual a la altitud del avión.

Errores del Altímetro. El altímetro está sujeto a errores de varias clases: a) Instrumentales y de instalación. b) Los debidos a condiciones diferentes a la atmósfera tipo, específicamente variaciones de presión y de temperatura.

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Velocímetro. Este se utiliza para indicar la velocidad que tiene el avión con respecto a la masa de aire en que se desplaza (IAS) y está calibrado de acuerdo con las condiciones de la atmósfera tipo, midiendo la diferencia de Presión entre la toma estática y la dinámica (Tubo Pitot) y lo traduce en valores de velocidad. Solamente indica la velocidad relativa correcta del avión cuando al nivel de vuelo en que se desplaza las condiciones de presión, temperatura de la ISA corresponde al nivel del mar.

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Vs0: Velocidad de Desplome o Velocidad Mínima de Vuelo en configuración de aterrizaje al máximo peso de aterrizaje de la aeronave. Vs1: Velocidad de Desplome o Velocidad Mínima de Vuelo en configuración de despegue al máximo peso de despegue de la aeronave. Arco Blanco: Representa el rango operativo de los flaps. Vfe: Es la velocidad máxima con flaps extendidos. Arco Verde: Es el rango de velocidad de operación normal de la aeronave. Vno: Velocidad límite de operación normal, no se debe exceder esta velocidad en aire turbulento o realizar maniobras bruscas. Arco Amarillo: Es el rango de velocidad que indica precaución ya que la turbulencia o maniobras bruscas pueden provocar que se rebase el límite estructural de la aeronave. Vne. Velocidad Nunca-Exceder: Operar por arriba de esta velocidad ocasionara daños o una falla estructural de la aeronave.

Indicador de Velocidad Vertical: (Climb) Este mide el régimen de cambio de altitud ya sea hacia arriba o hacia abajo en cientos de pies por minuto, es decir que tan rápido está aumentando o disminuyendo la presión atmosférica. Contiene un diafragma en su interior, está conectado libremente a la fuente de presión estática.

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Sistema de Vacío: El sistema de vacío emplea el flujo del aire como medio para establecer la succión necesaria para accionar los instrumentos giroscópicos del avión. Este sistema de vacío se compone de una bomba de vacío que es accionada por el motor, indicador de succión en cabina, filtro de aire, válvula de alivio y tuberías. La bomba produce una succión o vacío cuyos excesos se regulan con una válvula de alivio, que mantiene la succión entre 4 y 6 pulgadas de mercurio. Un indicador en cabina, muestra la succión que se está proporcionando al sistema. El filtro de aire se encarga de que el flujo que llega a los instrumentos se encuentre sin impurezas que puedan dificultar la actuación de los instrumentos. El reconocimiento del mal funcionamiento del sistema de vacío del avión se detecta cuando el indicador de succión se encuentra fuera de los límites normales de operación indicados en el manual.

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Horizonte Artificial: Este proporciona una referencia constante del horizonte terrestre. El avión miniatura y el horizonte artificial del indicador dan al piloto una simulación de lo que sucede en el vuelo. Con el uso de este instrumento el piloto puede medir la magnitud del ángulo de viraje, mantener el ángulo apropiado de planeo durante la aproximación al efectuar un aterrizaje.

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Indicador de Viraje e Inclinación: (Turn and Bank) Este nos señala cuando el avión vuela recto o si se aparta de la recta, si el viraje se efectúa lentamente la aguja se desplaza a una corta distancia. La inclinación de la aguja será tanto mayor cuanto más rápido vire, así que el instrumento no solamente indica hacia donde es el viraje sino también a la velocidad a la que éste se hace, por otro lado también indica si se está haciendo un viraje coordinado (bola al centro), si se está derrapando o si se está hundiendo en el viraje.

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Giro Direccional: El indicador de rumbo, o giro direccional, proporciona al piloto la dirección del avión en grados magnéticos. Antiguamente también se usaba la brújula, pero debido a que ésta se ve afectada por las variaciones magnéticas y si el viento es turbulento se vuelve aún menos precisa, por lo que ha quedado como un elemento obligatorio pero de uso en caso de fallo de otros instrumentos o como complemento a otros. El indicador de rumbo es muy preciso (aunque se ve afectado por la precesión) y da al piloto una indicación mucho más fácil de interpretar, aunque como todos los aviones disponen también de la brújula, con ella se toma referencia para ajustar el giro direccional. Este instrumento, al funcionar sobre la base de un giróscopo, permite eliminar los defectos de la brújula magnética, entre otros la inexactitud en viraje. Suele accionarse con vacío en motores recíprocos, o bien eléctricamente. Es ajustable por parte del piloto para compensar con la brújula magnética.

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Instrumentos de vuelo en cabina de cristal:

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Instrumentos de Motor Tacómetro: Es el instrumento que sirve para indicar el número de revoluciones por minuto que da el cigüeñal del motor en hélices de paso fijo o las revoluciones de la hélice en aeronaves con paso variable.

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Manómetro de Presión de Admisión: Este se usa cuando el motor tiene hélice de paso variable o cuando es sobrealimentado y registra la presión absoluta dentro del múltiple de admisión cuando la mezcla de aire-combustible está siendo forzada dentro de los cilindros.

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Manómetro de Aceite del Motor. Este instrumento sirve para indicar la presión de aceite dentro del motor, una baja indicación puede ser motivo de una fuga de aceite, de un bajo nivel del mismo o que la bomba de aceite no está generando suficiente presión para circular el aceite dentro del motor, en este caso habrá que cortar el motor en cuanto antes para prevenir un daño en el motor por falta de lubricación del mismo. Por el contrario si existe una alta presión de aceite indicará una línea obstruida o una excesiva cantidad de aceite dentro del sistema.

Termómetro de cabezas de cilindro: Este instrumento registra la temperatura de las cabezas de los cilindros del motor que será indicativo del buen funcionamiento del mismo. En algunas aeronaves sólo registra la temperatura del cilindro más caliente (por lo regular el que está en la parte trasera del motor, ya que el enfriamiento por aire de impacto es menor en esta zona), mientras que en otras aeronaves se puede seleccionar cada cilindro para ver su temperatura.

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Temperatura de los gases de escape: Este instrumento indica al piloto la calidad de la mezcla que está usando, entre mayor sea la cantidad de combustible menor será la temperatura de los gases de escape, ya que la combustión será menos eficiente, esto adicional al enfriamiento provisto por el combustible, entre más pobre sea la mezcla más violenta será la combustión y menos será el enfriamiento dando como resultado una temperatura de los gases de escape mayor. Su funcionamiento es por resistencias eléctricas.

Temperatura del aceite: Este indicador registra la temperatura del aceite que sirve de referencia a la temperatura de operación del motor, puesto que en la mayoría de éstos aviones son de colector húmedo y por lo tanto el motor sirve como depósito de aceite.

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Amperímetro/Voltímetro: Estos dos instrumentos le indican al piloto cuando su fuente de energía eléctrica trabaja correctamente, el Amperímetro registra la corriente que está suministrando el generador mientras que el Voltímetro indica el voltaje que al mismo generador está suministrando.

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Indicador de Succión: Este marca la succión en la que están trabajando los instrumentos giróscopos en pulgadas de Hg, entre 4 y 6 pulgadas está operando perfectamente (arco verde) los instrumentos son: Horizonte Artificial y Giro direccional. El Sistema de Vacío es el encargado de generar la succión necesaria para el funcionamiento de los instrumentos de vuelo de vacío (horizonte, direccional giroscópico, turn coordinator...) El vacío puede ser generado por una bomba de vacío acoplada al motor o bien por un Venturi. El Venturi se instala en la parte exterior de la aeronave y alineado con el eje longitudinal. Al circular aire por el Venturi se crea una succión en su toma de presión que conectada a los instrumentos de succión hacen girar los tambores giroscópicos internos. Es necesario instalar un regulador de vacío y un filtro de aire para el correcto funcionamiento del Sistema de Vacío. El manómetro de vacío permite verificar que todo el sistema funciona correctamente.

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Bomba de Vacío: Se acopla al motor y genera la succión necesaria para el funcionamiento de los instrumentos de vacío (horizonte artificial y giro direccional).

Regulador de vacío: Mantiene constante la presión de vacío a la salida del regulador.

Filtro de Vacío: Se instala a la entrada del sistema de vacío y filtra las que dañarían los instrumentos de vacío.

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Instrumentos de Navegación Brújula de Compás: La brújula es un instrumento de  navegación  que utiliza una  aguja  imantada  para señalar el  norte magnético. Su funcionamiento se basa en el magnetismo terrestre, por lo que señala el norte magnético en vez del norte geográfico. 

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VOR: Very High Frequency Omnidirectional Radio Range. Consta de dos equipos, un transmisor fijo en tierra y el receptor montado en el avión enlazados por ondas de radio de muy alta frecuencia, la información transmitida es tal que tras decodificarla por el sistema de recepción montado en el avión, pueda determinarse en qué posición se encuentra el avión respecto de la estación de tierra.

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DME. Distance Measurement Equipment. Es una tecnología de radio navegación basado en un sistema transponder que mide la distancia hacia una estación calculando el retraso en tiempo de una señal ya sea VHF o UHF.

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ADF/NDB. Automatic Directional Finder/Non-Directional Beacon. El radio faro no-direccional NDB, es una estación emisora utilizada tanto en la navegación aérea como en la marítima. El NDB tiene una gran ventaja sobre el sofisticado sistema de navegación VOR, las señales siguen la curvatura de la tierra por lo que las señales del NDB pueden ser recibidas a distancias mucho mayores y a altitudes menores. La navegación NDB consiste de dos partes: una de ellas es el equipo ADF de abordo la cual detecta la señal de una estación NDB además de localizar transmisores de la banda AM. El equipo ADF determina la Marcación Relativa* a la estación NDB con respecto a la aeronave.

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Marcación Relativa: Diferencia angular entre el eje longitudinal del avión y la línea que une al avión con la estación.

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GPS: Global Positioning System. Este sistema permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una nave, con una precisión de pocos metros. El GPS funciona mediante una red de 24 satélites (21 operativos y 3 de respaldo). Cuando se desea determinar la posición, el aparato que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo cuatro satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. En base a estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales, es decir, la distancia al satélite, realizando una triangulación por medio de los otros satélites puede localizar el punto en donde se encuentra el equipo.

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Instrumentos Varios Indicador de Nivel de Combustible: Pueden ser de varios tipos (mecánicos, magnéticos o eléctricos). Indican la cantidad de combustible que hay en los tanques.

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