Los sistemas de ciclos de aire de una aeronave
Los sistemas de ciclos de aire de una aeronave se pueden identificar por el tipo de ciclo de aire en su construcción y el método de eliminación de la humedad.
En
este artículo se describirá el sistema de procesamiento de aire
proveniente de una fuente neumática (No utiliza sustancias químicas ni
gases refrigerantes como los R22,R134a)
En
primer lugar los tipos de máquinas de ciclo del aire (Air Cycle Machine
conocida en el mundo aeronáutico como la ACM) se pueden identificar
como:
- Una etapa Compresora y un fan movido por el mismo eje (Symple Cycle)
- Una etapa Compresora y etapa de Turbina en un mismo eje (Two Wheel Bootstrap)
- Una etapa Compresora, etapa de Turbina y un fan en un mismo eje (Three Wheel)
- Una etapa Compresora, doble etapa de Turbina y un fan en un mismo eje (Four Wheel)
- Dual spool
Hay otros tipos, por los momentos explicaremos los arriba mencionados.
Ciclo Simple
Este
sistema consiste en una turbina y un fans en un eje común, donde aire
neumático pasa por un intercambiador de aire-aire, permitiendo descender
la temperatura de este aire, a este proceso se le aumenta la eficiencia
gracias a un fan colocado dentro del ducto de la toma de aire,
generando una succión el cual forza al aire "ambiente" a pasar por dicho
intercambiador (radiador).
Two Wheel Bootstrap
Este sistema consiste en una turbina y compresor en un eje común, este sistema consiste de una etapa
Compresora y una etapa de Turbina en un mismo eje, el cual aire
proveniente de una fuente neumática es pasado por un intercambiador de
calor del tipo aire-aire primario el cual permite un descenso de la
temperatura neumática, después el aire es conducido a la entrada del
compresor centrífugo de la ACM para elevar la presión, pero como la
presión es directamente proporcional a la temperatura, (mayor presión
mayor temperatura) se debe refrescar este aire pero tratando de mantener
la presión, para ello pasmos el aire a través de un intercambiador de
calor secundario y después es devuelto a la ACM pero a la etapa de
turbina que es del tipo centrípeta el cual acelera el aire liberando la
presión, este fenómeno permite un descenso brusco de la temperatura.
Una
válvula de antihielo es colocada entre la entrada del compresor y la
descarga de la turbina, el cual puede ser controlado por circuitos o por
diferencial de presión, permitiendo en formación de hielo a la descarga
de la turbina un chorro de aire caliente para su deshielo.
Three Wheel
Este
sistema es igual al anterior pero se le adiciona al extremo del eje de
la ACM un fan el cual forza el aire a pasar a través de los
intercambiadores de calor mejorando su eficiencia más que todo a baja
velocidad de la aeronave y en tierra.
Four Wheel
Este
sistema es igual al anterior pero se le añade otra etapa mas de turbina
centrípeta, también se les instala unos recalentadores a la entrada de
cada turbina para el intercambio térmico aumentando la temperatura
ligeramente para evitar formación de hielo a la entrada de la turbina y ganar un poco mas de presión. A
razón de que al variar las temperaturas las moléculas de agua llevadas
por el aire se condensan, se le instala entre los recalentadores un
separador de agua el cual arroja esta última a los intercambiadores de
calor para aumentar su eficiencia.
Dual spool
Este último es una combinación de varios de los principios arriba mencionados el incorpora unidades de control de temperatura y válvulas de climatización para la cabina
