En relación con el sistema neumático del avión, se llama sangrado de aire a la operación de extraer aire caliente y a presión de uno a más compresores del motor. El fin es atender las necesidades de sistemas neumáticos utilitarios. Estos sistemas se dividen en dos categorías: principales y secundarios.

Los sistemas principales tienen funciones operacionales fundamentales. Son las siguientes: acondicionamiento de aire de cabina, sistema de deshielo y anti hielo y en algunos aviones, sistema de cortina neumática de protección de parabrisas frente a la lluvia. De forma colateral se puede incluir en esta clasificación la Unidad de Potencia Auxiliar (APU) dada su conexión íntima con el sistema.

Otros sistemas neumáticos tienen menor entidad desde el punto de vista operacional, como es el caso de los sistemas de agua potable y desecho de desperdicios. Desde el punto de vista neumático tienen la característica común de simplicidad. A veces, la neumática se emplea únicamente para presurizar conducciones de fluidos. No obstante cada uno, en su esquema de servicio, es fundamental para los fines de la aviación comercial.

El avión dispone de tres fuentes distintas de suministro:

-Sangrado (extracción) de aire de los compresores de los motores de turbina

-Unidad de potencia auxiliar (APU).

-Vehículo de asistencia en tierra.

 

 

 

Arquitectura del sistema de sangrado de aire

El sistema extrae aire de los compresores de los motores a través de una o más válvulas de paso situadas en ellos, regula la presión y la temperatura del aire sangrado y lo entrega al colector de distribución de aire para los distintos sistemas neumáticos del avión.

 

En funcionamiento, el aire se saca del compresor y pasa normalmente al cambiador de calor. Como veremos hay sistemas de sangrado de aire sin cambiador de calor, pero normalmente está presente en el avión comercial. 

El cambiador de calor es un radiador es un radiador del tipo gas a gas, en el que hay dos circuitos de aire independientes. Uno de los circuitos del cambiador es típicamente para el aire del “fan” de turborreactor, es aire relativamente frio que actúa como flujo de refrigeración. Otro circuito es para el aire caliente y de mayor presión, pues se sangra del compresor. Las superficies metálicas de uno y de otro circuito del cambiador están en contacto para favorecer la transmisión de calor.

 

Tomada del libro: Conociemintos del avión Pag. 811

Ordenadores de control de sangrado de aire

El controlador de sangrado de aire es modernamente un programa de soporte lógico implementado en dos o más ordenadores de control según el número de motores del avión.

El controlador de sangrado tiene una triple función:

-seleccionar la puerta de sangrado de aire en el compresor, de acuerdo con las necesidades neumáticas del sistema

-regular la presión y la temperatura de aire sangrado.

-Cerrar el sangrado del sistema cuando hay otra fuente neumática alimentando el distribuidor del sistema, o cuando se producen condiciones de funcionamiento anormales.

 

Funciones lógicas de corte de flujo de aire sangrado

 

Además de regular la presión y temperatura del aire sangrado, el ordenador de control incorpora un conjunto de funciones lógicas eléctricas para cerrar el sistema de aire sangrado en ciertas condiciones de operación. No todas las funciones  de cierre del sistema implican la presencia de anomalías o situaciones de emergencia. Algunas tienen carácter funcional o utilitario, como el corte de flujo cuando el APU está alimentando el distribuidor neumático del avión.

Hay cuatro tipos de funciones lógicas de control que son las siguientes:

a)   Funciones de control neumáticas

b)   Funciones de control eléctricas

c)   Funciones de control en caso de incendio del motor

d)   Función de control manual

 

 

a)   Funciones de control neumáticas

Dos típicas: en este campo son:

1.   Inversión de flujo en el sistema, que se produciría por la avería de la válvula anti-retorno.

2.    Disparo del fusible térmico de detección de incendio del motor.

Se trata de dos funciones que no requieren procesamiento en el ordenador. La señal de actuación directa sobre la válvula de sangrado.

 

b)   Funciones de control eléctricas

 

1)   La propia válvula de sangrado del APU está abierta. La válvula de sangrado del otro motor, el numero 2, se cierra también, a no ser que la válvula de alimentación cruzada de aire sangrado esté cerrada (posición de aislamiento del sistema).

2)    Condición de sobrepresión aguas debajo de la válvula de sangrado

3)   Sobre calentamiento en el cambiador de calor

4)   Fuga en el sistema. Se detecta una condición de sobre calentamiento en compartimientos vecinos a las canalizaciones de aire sangrado.

 

 

c)   Función de control en el caso de incendio del motor

Situación en la que se pulsa el interruptor contra incendios del motor

 

d)   Función de control manual

Es la posición OFF del interruptor de sangrado de aire.

 

Sistemas operacionales del sangrado de aire en el sistema neumático

El sangrado de aire del motor implica, en todos los casos, una pérdida de características del mismo, en empuje o potencia, según se trate de turborreactor o turbohélice. Físicamente el sangrado representa un caudal de aire sobre el que se ha hecho un trabajo (trabajo de compresión en el compresor) y en un punto intermedio del motor, antes de que produzca empuje, se saca del circuito y se dedica a otros fines que ya no serían los propulsivos. Por tanto, la cantidad de aire extraída del motor debe ser la mínima compatible con la demanda neumática del avión.

                                                                                                 Aire de sangrado

General

El aire de sangrado es generado por los motores o el APU o pueden ser suministrados por una fuente externa a través del conector a tierra. Los consumidores de esta aeronave utilizan las siguientes fuentes de sangrado:

-Sistema de control ambiental (ECS)

-Motores de uso y APU para sangrar suministros

-Superficie de sustentación de hielo y el motor de la barquilla sistema anti-hielo

 

- el uso de motores de sangrar de suministro

 

El aire de sangrado para el sistema neumático se extrae de puertos de sangrado  de cada motor o el APU a través de la tripulación de vuelo controlado por válvulas de cierre. Puede ser también suministrado a través del conector de tierra que se conecta con la línea de sangrado del APU de la APU. Un conducto de sangrado cruzado equipado con una válvula de sangrado cruzado se conecta la salida de los conductos de aire de cada motor. La válvula está normalmente cerrada, pero se puede abrir eléctricamente a la discreción de la tripulación de vuelo con el botón X-BLEED en el panel de control del ECS. La línea del APU está conectada a la línea de sangrado cruzado que normalmente suministra el sistema neumático motor de RH si la válvula de sangrado cruzado esta cerrada. El sistema de protección contra hielo es suministrado por los conductos aprovechado inmediatamente los puertos de sangrado del HP del motor.

 

 

Tomado del libro: Conociemientos del avión. Pag. 819

 

 

El sistema de arranque del motor es suministrada por los conductos aprovechando el sangrado de los conductos de salida de aire abajo de los principales conductos del motor . 
Durante el funcionamiento normal de suministro de aire de sangrado  los dos motores se utilizan. Sin embargo, el suministro de aire de sagrado de un solo motor es aún suficiente para abastecer tanto a los paquetes de ECS como también el sistema de protección contra hielo. El APU es capaz de abastecer tanto a paquetes de ECS de hasta una altitud de 30000 pies y puede ser utilizado para el arranque del motor a una altitud de 20000ft.

Los Circuitos de protección de forma independiente apagan el suministro de aire de sangrado de cada motor en el caso de que haya  altas temperatura o  sobre presión en el suministro de aire de sangrado.

 
Sistema de aire de sangrado es monitoreado. La información pertinente se presente a la tripulación de vuelo en la pantalla EICAS, en la página de ECS, y en el panel de control de ECS, así como en la página de APU.

 Aire de sangrado para el sistema de control ambiental (ECS)

El aire de sangrado de la ECS se puede suministrar de un solo motor, los dos motores y / o de la APU. Normalmente, el APU alimenta el PACK ECS RH, pero cuando la válvula de sangrado cruzado está abierta ambos paquetes pueden ser suministrados por el APU. El APU puede proporcionar aire de sangrado para los dos sistemas ECS hasta una altitud de 30000 pies. Los sistemas de los  motores RH y LH son idénticos. La siguiente descripción se aplica al lado izquierdo. 
Dependiendo de la potencia del motor, el aire de sangrado se extrae de la fase ya sea de alta (HP) o de bajo nivel (LP).

 

El paso de la HP al puerto LP es automático y depende de la temperatura del aire en la estación HP y la presión de aire comprimido en la estación LP. Los conductos de la LP y los puertos de HP se funden en un único conducto principal. 
El conducto del puerto de HP y el conducto principal están equipados cada uno con un reductor de presión y una válvula de cierre. Las válvulas de cierre regulan la presión del aire comprimido entre 29 y 35 psi. Ellas son controladas de forma manual mediante un botón el BLEED en el panel de control de la ECS, y de forma automática por exceso de temperatura y sobrepresión por los  circuitos de protección.

 

Con el motor LH ejecutándose y el botón LH BLEED presionado, el aire de sangrado está disponible en el control de flujo y la válvula de corte de paquete de la LH ECS

 

El conducto principal del motor de LH está conectado al conducto principal del motor de RH por un conducto de sangrado cruzado equipado con una válvula de sangrado cruzado. En condiciones normales la válvula de sangrado cruzado está cerrada, los principales conductos de aire de sangrado de los motores LH y RH están aislados unos de otros y cada motor suministra a sus respectivos paquetes de ECS paquete. La válvula de sangrado cruzado se puede abrir a través del interruptor X-BLEED en el panel de control de ECS para permitir que los paquetes ECS  sean suministrados de una sola fuente de aire de sangrado en las siguientes circunstancias:

 

 

-durante la operación de un solo motor o APU en el suelo 
-durante la operación de un solo motor en vuelo a raíz de un fallo de motor 
-durante la operación de la APU de los dos sistemas ECS o
-Tras el fracaso de un motor al  suministrar aire de sangrado

 

Tomada del sistema neumático del Donier_328 jet pneumatic Page 1 from www.smartcockpit.com

ECS CONTROL PANEL

 

 

 

 

Protección del sistema

Dos interruptores contra exceso de temperatura y un interruptor contra exceso de presión están instalados en los ductos de aire de sangrado del sistema neumático de cada motor. En el caso de una excesiva temperatura o presión de aire de sangrado estos interruptores apagaran el  suministro de aire de sangrado del motor afectado. Un sensor de sobrecalentamiento adicional controla la presión del HP reduciéndolo y cerrando válvula. El sistema de protección contra hielo no se ve afectado si el suministro de aire comprimido de los motores se apaga. 
Elementos sensores están instalados en las cercanías de los conductos de aire comprimido del motor y el APU, los cuales están  instalados fuera de las zonas designadas para proveer una indicación a la tripulación sobre alguna condición de sobrecalentamiento debido a fugas de aire. 
En el caso de un incendio del motor la presión se reduce y las válvulas de cierre en la góndola del motor se cerrarán automáticamente cuando el sistema de extintor de incendios del motor esté armado.

 

Aire de sangrado para el sistema de protección contra hielo

 
El sistema de protección contra hielo es operado por extracción de aire comprimido de los ductos de sangrado del HP en cada motor.  El aire de sangrado para el sistema de protección contra hielo está disponible cada vez que un motor está en funcionamiento y no afecta si el suministro de sangrado del motor al sistema neumático se cierra.

 

 

Aire de sangrado para el sistema de arranque del motor principal

La principal fuente de sangrado del sistema neumático para el arranque del motor es o bien el APU o el conector de tierra de HP. El APU se puede usar para el motor arranque a una altitud de 20000 pies

El Funcionamiento de la válvula de sangrado cruzado se controla automáticamente por el motor respectivo FADEC durante el encendido del sangrado cruzado del motor. 
 
La válvula de control ATS cerrará el flujo aire de sangrado para el ATS después de que el motor se haya iniciado y haya alcanzado una velocidad sostenible. La válvula de control y el suministro posterior de aire de sangrado a la ATS se controla electrónicamente por la lógica de conmutación que figura en el motor respectivo FADEC.

 

El APU se controla desde el panel del APU y el suministro de  aire de sangrado del APU se controla desde el panel de ECS. El APU suministra suficiente aire de sangrado  para operar tanto en paquetes de ECS como para el encendido del motor. 
La conexión a tierra de HP permite la conexión de una fuente externa de aire de sangrado de HP desde un equipo de servicio en tierra. Este Proporciona una fuente alternativa de aire de sangrado para el ensendido del motor, si el aire de sangrado del APU no está disponible.