El dispositivo de frenado de los aviones consiste, lo mismo que en los automóviles, en un disco metálico acoplado a cada rueda, el cual se frena, y con el la rueda, al ser oprimido a ambos lados por unas pastillas de freno accionadas por un impulso hidráulico.
El sistema de frenos de los aviones tiene dos características especiales:
1. que solo dispone de frenos en el tren principal.
2. que cada rueda del tren principal (o conjunto de ruedas de un lado en trenes complejos) dispone de un sistema de frenado independiente.
Frenos
El sistema de frenos tiene como objetivo aminorar la velocidad del aeroplano en tierra, tanto durante la rodadura como en la fase final del aterrizaje, y por supuesto pararlo.
El sistema general se alimenta del líquido contenido en un recipiente común; desde este depósito unos conductos llevan el líquido a dos bombines situados en la parte superior de los pedales. Al presionar un pedal, el líquido contenido en el bombín de su lado es bombeado hacia la rueda correspondiente; otro bombín en la rueda recibe esta presión y empuja a las pastillas las cuales oprimen al disco metálico y frenan la rueda.
Sistema de frenos utilizado en cada rueda del tren de aterrizaje principal del Boeing 777
Para mantener el avión frenado en el suelo, el sistema cuenta con un freno de aparcamiento (parking brake) que actúa sobre todas las ruedas. El mando de este freno varía de un avión a otro: puede ser un mando de varilla que teniendo los frenos pisados los bloquea y se desactiva al volver a pisar los frenos (tipo Cessna); una palanca que al tirar de ella bloquea los frenos, con un botón para mantenerla en posición de bloqueo ( tipo Piper); un dial que al girarse hacia un lado activa este freno y hacia el otro lo desactiva (tipo Tobago)
En los ATR 42 Y 72 la escasa altura del avión con respecto al suelo,impide montar las trampillas para el tren principal,con lo cual solo se doblan las ruedas hacia el fuselaje alojándolas en los pozos que disponen de la forma de las mismas,esto tiene la ventaja de aligerar peso y de que en caso de emergencia las ruedas bajan sin ser bloqueadas por las trampillas,como en los demás modelos.
En algunos modelos como el Boeing 737 o los ATR 42 y 72 el tren principal carece de trampillas dejando las ruedas al descubierto alojadas en sus pozos en el fuselaje cuando están retraídas
Shimmy damper
El shimmy damper es una unidad hidráulica individual, que resiste repentinas cargas de torsión aplicadas a la rueda frontal durante las operaciones en tierra, permitiendo un giro suave de la misma.
El principal propósito de este componente es prevenir oscilaciones extremadamente bruscas hacia la izquierda o derecha durante la operación de despegue y aterrizaje. Así mismo, una mala alineación, balanceo, una presión desigual en los neumáticos delanteros (tren dual), pernos, bujes desgastados y ajustes impropios, producirán una oscilación.
Si por ejemplo, la rueda experimenta una oscilación a la izquierda, el pistón del cilindro se desplazará también a la izquierda. Cierta cantidad de fluido pasará ligeramente desde el depósito de la cámara derecha hacia la izquierda. El paso de líquido de una cámara a la otra estará limitado por el orificio del pistón y la resistencia que ofrece el mismo al desplazamiento amortiguará la oscilación.
El shimmy damper ofrece resistencia a la vibración u oscilación forzando al líquido hidráulico a través de un orificio del pistón. El eje del pistón va sujeto a una parte fija de la aeronave, y el cilindro al mecanismo de dirección de torsión de la rueda frontal, el cual se moverá cuando la rueda sea girada, causando un movimiento relativo entre el eje y el cilindro del amortiguador de bamboleo.
Introducción
El montante de tren de aterrizaje principal está constituido por los siguientes elementos:
Control direccional del tren de aterrizaje
El sistema de amortiguación más elemental, esta constituido por el conjunto de cordones elásticos llamados comúnmente SANDOW o SPRING (monomotores pequeños).
Los sistemas de amortiguación usados actualmente se constituyen por un cilindro donde juega un pistón cargado a resorte para acompañar el retorno del mismo, y de una mezcla de aire comprimido y líquido hidráulico para evitar los bruscos movimientos.
Puede ser controlado hidráulicamente por cilindros direccionales en aviones de gran peso o mecánicamente en aeronaves ligeras, mediante el uso de cables de acero y varillas de transmisión de movimiento.
Las denominadas tijeras de tren, también son unos de los principales elementos de transmisión de movimiento (tijera inferior y superior), así como también limitan la extensión del telescópico (pistón del amortiguador) cuando la aeronave despega.
Sistemas de amortiguación
- Montante amortiguador.
- Control direccional del tren de aterrizaje.
- El shimmy damper.
Óleo-resorte: este tipo de montante amortiguador es similar al anterior pero está constituido por un cilindro, un pistón hueco y un pistón libre que se apoya sobre un resorte el cual reemplaza al gas.
Montante amortiguador
Tiene la función de transformar la energía cinética de descenso en incremento de presión de un líquido y un gas que se encuentra dentro de este (en el momento que el avión aterriza).
Este montante amortiguador está constituido por un cilindro que en su parte superior va sujeto a la estructura del avión y por su parte inferior posee un pistón hueco que, en cuyo interior, se desplaza a su vez otro pistón. En la parte superior del pistón hueco existen dos válvulas que permiten el paso de cierta cantidad de líquido.
Existen dos tipos de montante amortiguador que son:
Óleo-neumático (Montante Telescópico): este tipo de amortiguador utiliza aceite (líquido hidráulico) con nitrógeno, los cuales forman una emulsión utilizada como energía de absorción. Primero el líquido hidráulico, con base de petróleo, es cargado por la válvula de recarga y luego el nitrógeno. Los fluidos hidráulicos empleados actualmente en aeronáutica son dos:
Fluidos sintéticos no inflamables (Skydroll) (aviones grandes).
Fluidos con base de petróleo (MIL-H-5606 y MIL-H-6083) (pequeños aviones).
En el presente trabajo daremos ha conocer de forma detallada el funcionamiento del sistema del tren de aterrizaje, sus partes y la importancia que tiene cada uno en el momento del despegue de igual manera en el aterrizaje, la información presentada es para ampliar el conocimiento de los alumnos basado en el sistema de tren de aterrizaje.
Se presenta también la amortiguación del tren de aterrizaje y la importancia que presenta en todo momento, el tipo de llantas, los sistemas de frenado en el aterrizaje como en en tierra.
La amortiguación del sistema de suspensión del tren de aterrizaje sirve, principalmente, para disminuir el golpe de la impulsión. De este modo, se evita el deterioro de la estructura del avión, dando una mayor comodidad y seguridad a los pasajeros o carga transportada
Sistema del Tren de Aterrizaje
Definición
El tren de aterrizaje, es la parte de cualquier aeronave encargada de absorber la energía cinética producida por el contacto entre la aeronave y la pista durante la fase de aterrizaje.
Dardano Aerotech
2016 ciclo I
Anexos vídeo
Función
La función se debe durante el aterrizaje, el tren debe absorber la energía cinética producida por el impacto. Los neumáticos son el primer elemento que absorbe tal impacto, pero no es suficiente; así el tren de aterrizaje debe poseer un sistema de amortiguación para poder disminuir el impacto.
Otra de las finalidades es permitir al avión que se desplace sobre tierra, tanto en carrera de despegue, aterrizaje, y trasladarse de un lugar a otro(TAXEO) y para poder estar posado sobre tierra.
Consta de varias fases la retracción del tren:
1) al accionar la palanca las ruedas del tren se frenan,mientras que al mismo tiempo se abren las compuertas del avión.
2)con las ruedas completamente frenadas y la de morro bloqueada,el martinete hidráulico de retracción comienza a retraer el tren hacia los pozos de alojamiento del mismo.
3)una vez retraído el tren en el interior,se sujeta por un enclavamiento hidráulico,y vuelven a cerrarse las compuertas del avión
Sistema de retracción
Cabe destacar que la energía para retracción y extensión del tren también puede ser del tipo electro-mecánica, donde un motor acciona un eje solidario a una caja principal de engranajes, que a su vez acciona el mecanismo de apertura o cierre de las compuertas del tren.
La retracción y extensión del tren, y el mecanismo de cierre de las compuertas del tren de aterrizaje están controlados por la palanca de control del tren de aterrizaje. Un sistema de energía hidráulica acciona el tren, las trabas de puertas, actuadores hidráulicos, frenos y el sistema direccional de la rueda frontal.
En caso de emergencia se libera las trabas de las compuertas dejándolas caer por gravedad,y liberando el tren de su alojamiento,de modo que sale por la misma fuerza de la gravedad,hasta quedar bloqueado en su posición para el aterrizaje
el proceso de extensión es a la inversa
1) Al bajar la palanca se da la orden de apertura de las compuertas,liberando su enclavamientos y abriéndose
3) las puertas que se quedaron abiertas vuelven a cerrarse,y se enclavan en su sitio ya que si se quedan abiertas genera turbulencia aerodinámica y en la pista pueden llegar a golpearse con el asfalto (en especial en aviones de altura muy baja,con respecto al suelo).
2) Con las puertas abiertas se libera el retenedor de las patas del tren,y afloja la presión hidráulica del martinete de retracción,permitiendo bajar el tren por gravedad,hasta quedar bloqueado en su posición para el aterrizaje.
Llantas
Clasificación
El sistema tipo triciclo tiene una rueda enfrente, llamada rueda frontal o de nariz y dos o más ruedas principales ubicadas ligeramente atrás del centro de gravedad del avión. Debido a la facilidad de operación en tierra, ésta configuración es la más utilizada.
En los primeros aviones se utilizó un skid de metal o madera en la parte de la cola del avión para soportar el peso en el suelo.
En aviones más modernos se utilizó un ensamble con una rueda articulada en la parte trasera del avión, la cual era controlada por el piloto para poder girar al avión en tierra y se movía junto con el timón.
Disposición del tren de aterrizaje
Si de algo un avión va sobrado, es de ruedas. Los grandes aviones de Iberia pueden llegar a montar un total de 12 ruedas en el tren de aterrizaje principal. Las ruedas de un avión, tienen mucha más importancia de lo que puede parecer a simple vista y su mantenimiento va acorde a la importancia del elemento. Hoy explicaremos paso a paso y pieza a pieza, la revisión de una rueda de avión.
Con ésta configuración se facilitan las maniobras ya que se tiene mayor visibilidad ya que la nariz del avión está nivelada y en los aterrizajes con viento cruzado se puede controlar el avión más fácilmente.
En algunas ocasiones el tren de aterrizaje frontal tiene dos o más ruedas y el principal puede tener de dos ruedas en adelante, ya que es el que soporta grandes fuerzas en el momento del aterrizaje
La ventaja de tener una llanta pequeña era que oponía menor resistencia al aire en el despegue con lo que se utilizaba menor potencia del motor y por otro lado las llantas pequeñas eran más económicas.
El inconveniente de éste tren de aterrizaje convencional era que los aviones podían tener accidentes en los que la naríz del avión se iba hacia el frente en una frenada intensa; otra desventaja era la pobre visibilidad de la pista y el taxeado del avión.
Existen dos disposiciones más generales.
1. El tren convencional.
2. El tren tipo triciclo.
Debido a que el tren de aterrizaje utiliza componentes pesados, los sistemas retráctiles de operación manual ya no se utilizan, ya son asistidos de manera eléctrica o hidráulica.
Los pilotos de aviones con éste tipo de tren de aterrizaje requerían mayor entrenamiento y el aterrizaje con viento cruzado en éstos aviones es de lo más difícil ya que hay que mover el timón pero la rueda trasera deja de estar en línea con el avión a la hora de tocar tierra lo que puede girar al avión a un lado.
El DC-3 es un ejemplo clásico con tren de aterrizaje convencional
Los trenes de aterrizaje retráctiles siempre tienen un sistema de respaldo en caso de que falle el principal, con lo que siguiendo una secuencia de operaciones se puede liberar la presión hidráulica y los ganchos que mantienen al tren de aterrizaje arriba, y ya puede bajar por gravedad en algunos casos, en otros se bombea manualmente para bajarlo o en otros hay otro sistema hidráulico de respaldo que puede suministrar la presión necesaria para bajarlo; algunos aviones están equipados con nitrógeno para en una emergencia, éste puede mover los actuadores y bajar el tren de aterrizaje.
Los sistemas hidráulicos son más utilizados y un actuador puede mover grandes masas, aunque éstos sistemas son más complicados ya que contienen muchos tubos, mangueras, uniones, válvulas, reguladores, bombas hidráulicas, sensores eléctricos, etc.. y utilizan una presión alrededor de 1500 psi.
La técnica para aterrizar con viento cruzado era que las ruedas principales deben tocar tierra y mantener la cola del avión en una posición elevada con los elevadores para poder maniobrar el timón y cuando la velocidad se reducía y el timón ya no es efectivo se bajaba la parte trasera del avión.
Los trenes retráctiles son los que no están expuestos al aire sino que están guardados en la parte estructural del avión. El piloto desde la cabina de mando con un mando hace posible que el tren de aterrizaje pueda contraerse escondiéndose en el interior de la aeronave, así cuando el avión tiene que aterrizar el piloto con el mismo mando hace posible que el tren de aterrizaje se extienda y así la aeronave pueda aterrizar.
Chiliseo Gerardo
Bolaños Carlos
Quintanilla Emerson
López Edgardo
Murcia Héctor
De León Alberto
López Mauricio
Rosales Rafael
Los trenes de aterrizaje de los aviones pueden ser clasificados en:
1. Trenes fijos.
2. Trenes retráctiles.
Cuando una rueda llega al taller lo primero que se hace es separar la goma de la llanta. Una vez las dos piezas están separadas, se limpian para comprobar el estado real. Se comprueban los daños estructurales de las llantas y si las gomas tienen grietas. Por supuesto, se vigila la profundidad de las líneas que hay en las cubiertas, que al igual que en el resto de vehículos sirven para evacuar el agua en caso de lluvia.
Lo primero que hay que saber es que la vida útil en condiciones normales de una rueda, es de 400 aterrizajes en invierno y 300 en verano. El calor es el peor enemigo para las cubiertas (las gomas) porque cuando tocan el suelo en un aterrizaje, pasan en menos de 3 segundos a calentarse más de lo que se calienta el agua cuando hierve. Dentro del tiempo que el avión tarde en realizar esas 400 aterrizajes, las ruedas de los aviones grandes pueden recibir un solo tratamiento de vulcanizado, que es como el recauchutado de las ruedas de los camiones. Los aviones más pequeños, pueden llegar a recibir hasta 8 tratamientos de vulcanizado. Lo peor para una rueda es que se formen grietas en la goma.
Las cubiertas tienen un coste de entre $1.500 y $1.800 pero no son propiedad de la aerolínea. Se paga por un período de 400 aterrizajes y luego se devuelven al fabricante para su posterior reciclaje. Si se devuelven con grietas, el coste de los neumáticos asciende, por ello también la compañía debe evitar devolverlas en mal estado. Las marcas fabricantes de cubiertas aeronáuticas son las mismas que para las ruedas de automóvil.
Una rueda montada en su llanta, pesa alrededor de 250kg y a la pregunta de “¿cuánto se tarda en cambiar una rueda de avión por otra?”: el manual dice que como máximo no lleva más de hora y media, pero un equipo especializado, en menos de media hora, puede tener la rueda cambiada.
Un avión modelo A340-600 lleva 12 sistemas de frenado, uno por rueda si contamos las que lleva en el tren principal. El sistema de frenado ABS que hoy llevan todos los vehículos, fue probado por primera vez en un tren de aterrizaje de avión. Así que podemos decir que el ABS lo disfrutamos en nuestros coches gracias a la ingeniería aeronáutica.
Nos sorprenderá conocer los altísimos costes que suman las diferentes piezas que se montan en una rueda. Cada tornillo de acero, $298 y las piezas que se usan para el frenado progresivo del avión, que se llaman chavetas, cuestan $3.500 la unidad. Cada rueda lleva 11 chavetas que ayudan a los discos de freno a reducir la velocidad de las ruedas sin que éstas se bloqueen
Como particularidad, las gomas de los aviones no tienen cámara de aire. Van llenas de nitrógeno para evitar que exploten tanto por el calor como por los impactos contra la pista cuando aterrizan. También es importante que vayan llenas de nitrógeno, para que así no lleven oxígeno acumulado y no pueda crearse un incendio dentro se la goma.
Las llantas son de aluminio de última generación. Altamente resistentes a los golpes y a los bruscos cambios de temperatura. Dentro de ellas, va todo el sistema de frenado.
Los trenes fijos son los que, durante el vuelo se encuentran permanentemente expuestos a la corriente de aire. Se usan solamente en aviones livianos y ultralivianos de baja velocidad donde el aumento de peso por la instalación de un sistema de retracción influirá desfavorablemente sobre el peso total y la ganancia en velocidad no mejoraría mucho las prestaciones .
- http://www.manualvuelo.com/SIF/SIF39.html
- http://trenesdeaterrizaje.blogspot.com/2012/03/tipos-de-trenes-de-aterrizaje.html
- http://cielus.wordpress.com/tren_aterrizaje/
- http://es.wikipedia.org/wiki/Tren_de_aterrizaje
- http://www.oni.escuelas.edu.ar/2003/BUENOS_AIRES/62/tecnolog/tren.htm
- http://www.ifdcvm.edu.ar/tecnicatura/Recursos_Didacticos/28.pdf
En el trabajo presentado, mostramos los elementos fundamentales en el sistema de tren de aterrizaje, sus componentes y la importancia de cada uno de sus sistemas a la hora del despegue como el aterrizaje. Dando a conocer muchos elementos relevantes para el conocimiento del mantenimiento de diversidad de aeronaves ya que es de mucha importancia adquirir información de este tipo para ampliar nuestro aprendizaje y así ponerlo en practica en el momento de efectuar a futuro nuestro trabajo como Tec. en mantenimiento aeronáutico