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SISTEMAS DE PROTECCION Y ADVERTENCIA

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edgar gutierrez aguilar

on 26 October 2014

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Las alas del avión tienen forma de aerofolio diseñadas para producir sustentación. Cuando el flujo de aire pasa sobre el ala sin turbulencia tiene un flujo de aire agilizado. El ángulo de ataque es el ángulo entre la cuerda del ala y el vector que representa el mov rel de la a/c y la atmosfera.
Los principios básicos que incrementan el ángulo de ataque incrementa la sustentación producida por el ala; cuando el AOA llega a cierto ángulo, el flujo de aire sobre el ala llega a ser turbulento y la sustentación es dramáticamente reducido. Cuando esto ocurre, el aerofolio esta en condición de stall. Puede ser visto que el flujo de aire agilizado es roto y llegando a ser turbulento.


SISTEMAS DE PROTECCION Y ADVERTENCIA
Sistemas instalados: Stall, Ice rain, Take off configuration, Skidding.
Stall.- Provee a la trip con un claro y distintiva advertencia antes de que el Stall es conseguido.
El sensor para este sistema de protección es el ángulo de ataque.
Ice rain.- Formación de hielo puede afectar la aerodinámica y/o la compensación de la aeronave.
Skidding.-Previene el aseguramiento (patinaje) de los trenes principales en aterrizaje, en pistas húmedas o con hielo.
T.O. Configuration.-Provee una advertencia si el pil intenta despegar con controles específicos no selectados en posición correcta.

Advertencia y protección de Stall
Sistemas del avión eléctrico y electrónico.
Un aerofolio se desploma a un cierto angulo; la velocidad afecta al angulo de ataque.
Relación entre velocidad y desplome relacionada para la formula de Sustentación:
Lift=1/2pV2SCL donde p= densidad del aire, V = vel del avión., S=área del ala y CL= coeficiente de sustentación del perfil alar.
Un avión tiene diferente angulo de ataque dado por la actitud de pitch.
Sist de alarma de stall B-727. Generalidades
Aerofolio
Stall del aerofolio.
Flujo de aire en un perfil alar.
El pitch del avión no confundirse con el angulo de ataque. El flujo de aire relativo sobre el ala cambiara la dirección en vuelo en relación al ángulo de pitch del avión.
Las características criticas de la performance del aerofolio son centradas en la capa limite.
Cuando el flujo de aire divide entre las superficies superior e inferior, el punto de división es en el punto de estancamiento.
El flujo de aire sobre la superficie superior se mantiene estable hasta un AOA mas elevado y empieza a separar, esto ocurre en un punto de transición, antes de darse el aumento de turbulencia en el punto de separación.
La turbulencia detrás del punto de separación incrementa con el AOA.
Puede ser visto que sustentación incrementa en proporción al AOA sobre el ángulo de vuelo. En mayores ángulos de ataque, condición de desplome es logrado. Diferentes secciones de aerofolio tienen diferentes coeficientes de sustentación, y por lo tanto diferentes ángulos de desplome, pero los principios mantienen los mismos.
El despliegue de los componentes del aumento de sustentación, el LE y/o trailing edge flaps, puede cambiar el área del ala y también la comba del ala, así cambio de coeficiente de sustentación. Reduciendo la velocidad del avión, la sustentación decrecerá, para una determinada posición de flap, solo otra manera de incrementar la sustentación es incrementar el ángulo de ataque.
Actitud y angulo de ataque.
Separación de la capa limite.
Angulo de ataque y sustentación.
Punto Clave:
Un aerofolio se desploma a un cierto angulo, la vel en que el avión esta volando hace la diferencia para el angulo de desplome.

Los sistemas de advertencia proveen a la tripulación con una advertencia visual y auditiva antes de que el desplome es logrado. Visual por medio de una luz y auditiva por una bocina.
En aviones de pasajeros, la advertencia de desplome es provista por un Stick Shaker.
El sistema de advertencia requiere un sensor para detectar la condición de desplome
Sensores: Reed Sensor, Vane Sensor, Pressure Sensor, AoA sensor.
Punto Clave:
Sistema de advertencia de Stall provee a la tripulación con una clara y distintiva advertencia antes de que el desplome es logrado.

Reed Sensor
Muchos aviones son instalados con un Reed Sensor que no requiere ninguna energía eléctrica.
El flujo de aire es dirigido desde un recogedor en el borde de ataque del ala y dentro una lengüeta y una bocina.
En una condición de pre-stall la presión de aire en el borde de ataque reduce (relativo a la presión de cabina)porque el punto de estancamiento se ha movido
Advertencia de stall: Sensor Reed
Esta extracción de aire a través de la lengüeta, causa una vibración traducida en frecuencia audible, esto es amplificado en una bocina y la tripulación recibe un tono. Un plato ajustable es usado para alterar la entrada de l flujo de aire tal que la entrada es alineado con el punto de estancamiento.
Punto clave:
Cuando el AoA llega a cierto angulo, el flujo de aire sobre las alas llega a ser turbulento y la sustentación dramáticamente se reduce.|
Vane Sensor
Localizado en el borde de ataque del ala. Como el Reed Sensor, el Vane Sensor es sensitivo al movimiento del punto de estancamiento. El vave es mantenido en la posición delantera por un resorte interno y conectado a un micro-sw.
Vane Sensor
Vane Sensor
En angulos normales de ataque, el vane es mantenido atrás por el flujo de aire (contra la presión del resorte) y el micro-sw es mantenido en la posición abierta.
A mayores angulos de ataque, la presión de flujo de aire en el sw es reducido y el vane se mueve adelante ( por la fuerza del resorte) por lo tanto cierra el micro-sw.
Esto completa el circuito de advertancia que activa una luz y una bocina.
Advertencia de stall: Sensor AOA
Advertencia de stall: Sensor de presión.
Advertencia de stall: principios del sensor veleta.
Key point:
En ángulo de ataque normal, el vane sensor es mantenido atrás por el flujo de aire contra la presión del resorte.
Pressure sensing sensor.
Otro sensor de ángulo de ataque es basado en la medida de la presión en dos puntos en el alojamiento del sensor.
El alojamiento cónico gira en sus ejes; slots A y B son conectados a una cámara de presión que contiene un vane pivoteado.
El alojamiento del sensor alinea con el ángulo de ataque porque los slots A y B mantienen presión igual en el vane y por lo tanto el alojamiento cónico
Si el ángulo de ataque aumenta, el slot B aumenta presión comparado con el slot A.
El vane mueve para realinear el alojamiento con el flujo de aire para ecualizar las presiones en ambos slots. El giro del alojamiento es detectado por un potenciómetro; el contacto central levanta una señal de voltaje utilizado desde la resistencia del devanado y esto es usado para medir el ángulo de ataque.
Punto Clave:
Cuando el flujo de aire pasa sobre el ala sin romper, se dice que tiene un flujo de aire dinámico.
Sensor Vane
El AoA sensor vane se alinea por si solo, con la corriente de aire que prevalece, este rota en un eje de su alojamiento.
El eje del vane esta conectado a un sincro que provee una salida eléctrica proporcional al ángulo de ataque.
Un amortiguador viscoso conectado al vane del AoA estabiliza los movimientos del vane y reduce los efectos de la turbulencia. El AoA contiene un calefactor que provee un continuo anti-hielo, que previene la condensación y reduce cambios en el viscosidad en el fluido amortiguador.
Stick Shaker
En aviones de mayor capacidad el sistema de stall warning comprende el vane del AoA y el Stick Shaker.
Un motor esta unido a uno o ambas columnas de control; un peso fuera de balance esta unido al eje del motor así que vibra cuando el motor esta corriendo.
El motor diseñado esta junto a la columna de control para proveer una frecuencia de aproximadamente 10-30 Hz junto con el movimiento físico de los controles.
Punto Clave:
El sensor vane del AoA se alinea por si solo por la corriente de aire prevaleciente.
Sistema de identificación de Desplome.
Las aeronaves que tienen la cola “T” pueden ser vulnerables a un desplome severo.
Ademas de el desplome de alas, la condición de stall severo también hace los elevadores menos efectivo, esto agrava el problema, ya que los elevadores son los medios de lanzar el morro del avión hacia abajo para recuperarse de la pérdida de sustentación.
Ademas, si la aeronave tiene los motores en la parte trasera, el flujo de aire en el motor es turbulento, causa probable una perdida de performance .
El sistema de identificación de desplome, contiene un actuador que empuja la columna de control adelante con un marcado y acción positiva.
Stall intenso o brusco.
El empuje del stick es liberado una vez que la aeronave es retornado a un ángulo de ataque aceptable.
Este sistema tiene que ser altamente confiable, ambos en términos de operación cuando necesitas y tienen baja probabilidad de una operación falsa.
Punto clave:
El sistema de identificación de desplome contiene un actuador que empuja la columna de control hacia adelante.
El sist de alarma de Stall es suministrado para alertar a los pilotos cuando el avión se esta aproximando a las condiciones de stall.
Se realiza la alarma haciendo vibrar la columna de control del cap mediante el motor del vibrador de la columna de control.
El sistema incorpora: un modulo de alarma de stall, ángulo del sensor de flujo de aire, transmisor de posición del flap, motor del vibrador de la columna de control, sw operado por el oleo del tren de aterrizaje, unidad de energía auxiliar y relays de enclavamiento de energía externa.
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