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UNIDAD DE GESTIÓN DE TECNOLOGÍAS – ESPE SITEMA ELECTRICO NOMBRE: ARAUJO CAILLAGUA ARIEL

FECHA DE ENTREGA: 12 DE ENERO DEL 2019

CURSO: QUINTO “A”

CARRERA: ELECTRÒNICA

TEMA(s): INSTALACIÒN DE EQUIPO ELÈCTRICO

1. INTRODUCCIÓN En los aviones actuales, todo el gobierno y el control del avión dependen de ese sistema eléctrico, pues operaciones como los movimientos de alerones, timones, y otras partes, que son la esencia de ese gobierno, son movidas por motores eléctricos, que reciben la energía del sistema eléctrico del avión. Además, el sistema eléctrico ha de suministrar energía para todas las demás funciones de control, realizadas casi exclusivamente por aparatos eléctricos, electrónicos e informáticos. Una instalación eléctrica es el conjunto de circuitos eléctricos que tiene como objetivo dotar de energía eléctrica a edificios, instalaciones, lugares públicos, infraestructuras, etc. Incluye los equipos necesarios para asegurar su correcto funcionamiento y la conexión con los aparatos eléctricos correspondientes. En general, cada avión, grande o pequeño, de pasajeros o no, necesita un sistema eléctrico propio. Por eso, las empresas de construcción de aviones son lugares de trabajo de ingenieros en electricidad. En las empresas aeronáuticas, como la citada Airbus, trabajan ingenieros en electricidad e ingenieros industriales de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Béjar. Las luces de navegación son una fuente de luz coloreada utilizada en aviones, naves espaciales, o buques marítimos, utilizadas para señalar una posición, el rumbo, y el estado. Comúnmente, su uso es recomendado por convenciones internacionales o autoridades civiles. Dentro de estas reglas estaba la exigencia para buques de vapor de llevar una segunda luz frontal en el mástil. La conferencia internacional de seguridad de la vida en el mar de 1948 recomendó una segunda luz de frontal obligatoria únicamente para los buques a más de 150 pies de longitud y una intensa luz fija para casi todos los buques. Las regulaciones se han cambiado poco desde entonces. El Reglamento Internacional para Prevenir Abordajes (RIPA) regula las luces de navegación requeridas en un buque. Los aviones también disponen de luces de aterrizaje, montadas normalmente en las alas; aunque su posición varía según el modelo de la aeronave en cuestión. Estas luces, que son las más potentes que tiene el avión, y de color blanco, son utilizadas durante despegues y aterrizajes durante condiciones de visibilidad reducida. En caso de un despegue, se encienden al entrar en la pista y su uso deja de ser requerido a partir de 10000 pies; y en caso de un aterrizaje, se encienden a partir de 10000 pies y se apagan al salir de la pista.

2. OBJETIVOS 2.1 

OBJETIVO GENERAL

Investigar y estudiar los tipos de protecciones que tiene un circuito para proteger un sistema eléctrico tomando factores que producirían daño a la aeronave como cortocircuitos, los límites de carga eléctrica tanto para las luces exteriores e interiores del avión. 2.2

OBJETIVOS ESPECÍFICOS



Identificar y saber las ubicaciones de las luces interiores y exteriores de la aeronave.



Estudiar la importancia que tiene cada componente eléctrico dentro de un circuito así como la seguridad del mismo.



Analizar los componentes que integran el sistema eléctrico de la aeronave.

3. DESARROLLO

3.1.LIMITES DE CARGA ELÈCTRICA Limitadores de corriente son fusibles de alto amperaje que aíslan buses (barras de alimentación) si se produce un cortocircuito. La mayoría de los limitadores de corriente están diseñados para el reemplazo de tierra. Tiempo de operación: expresado en minutos o segundos se clasifican en: 

Continuas: tiempo de operación superior a 5 minutos. Sistema eléctrico de los aviones



Discontinuas: se clasifican en: INTERMITENTES: tiempo de operación de más de 5 segundos y menor a 5 min. INSTANTÁNEAS: tiempo de operación inferior a 5 segundos. Datos de Consumo: es necesario disponer de los datos de consumo de cada una de las cargas, si se trata de una carga alimentada con corriente continua hay que conocer su consumo nominal de potencia o intensidad. En el caso de una carga de corriente alterna hay que obtener sus consumos de potencia activa y reactiva o su factor de potencia.

3.2.CONTROL Y MONITORES DE CARGA ELÈCTRICA 3.2.1.

SISTEMA DE GESTION DE CARGAS ELMS EL sistema ELMS es el primer sistema integrado de distribución de potencia y control y protección de cargas aplicado en aviación

civil,

este

sistema

sustituye

complejos circuitos de relés lógicos por unidades

electrónicas

montadas

en

diferentes paneles de gestión que se encuentran alojados en el compartimento de equipos eléctricos y electrónicos.

Ilustración 1 Paneles de distribución del sistema ELMS.

Cada una de estas unidades electrónicas gestiona un grupo de cargas FIG 6.7 y se encarga atendiendo a su prioridad dentro del sistema de conectar y desconectar dichas cargas si se produce un fallo en los sistemas de generación y estos no son capaces de alimentar a todas las cargas del sistema eléctrico. Estas unidades también pueden controlar el estado de las ELCU instaladas en los paneles de potencia primarios.

Ilustración 2 Gestión de cargas. Sistema ELMS.

Las unidades electrónicas van conectadas a un bus de datos (protocolo ARINC 629) que le permiten comunicarse y compartir datos con otras unidades de control del sistema eléctrico (GCU y BPCU) o con otros sistemas de control y monitorización del avión. La implantación del sistema de gestión de cargas ELMS ha supuesto un gran avance para el sistema eléctrico de distribución de aviones comerciales, por una parte ha permitido crear un sistema de distribución inteligente que puede funcionar de forma automática y en el que se consigue una distribución óptima de la energía tanto en operación normal como en el caso de que se produzca algún fallo en las unidades de generación mediante la conexión/desconexión automática de cargas.

3.3.PROTECCIÒN DE CIRCUITOS Esta función se aplica posiblemente en menor grado en aviación, donde el sistema eléctrico es predominantemente de corriente alterna, pero el principio básico sigue siendo válido. Como fuente de alimentación para grandes cargas de corta duración, cuando no es asequible un generador o fuente de alimentación de tierra, por ejemplo, arranque interno de una máquina. En condiciones de emergencia es apropiada una batería para suministrar cantidades limitadas de energía. En tales condiciones, la batería podría ser la única fuente de energía permanente para hacer funcionar los instrumentos esenciales de vuelo, equipo de comunicación por radio, etc., mientras lo permitiese su capacidad. Una batería es un dispositivo que convierte la energía química en eléctrica y está constituida por un número de células tales que, según la utilización de la batería, pueden ser de tipo primario o secundario. Ambos tipos de células o elementos funcionan partiendo del mismo principio fundamental, esto es, el intercambio de electrones debido a la acción química de un electrolito y los electrodos. 3.3.1.

FUSIBLES

El fusible es dispositivo utilizado para proteger dispositivos eléctricos y electrónicos. Este dispositivo permite el paso de la corriente mientras ésta no supere un valor establecido. En la figura se ve un fusible encapsulado de vidrio.

Ilustración 3 Función del Fusible

3.3.2. DISYUNTORES Un disyuntor es un elemento que interrumpe de manera automática la corriente eléctrica cuando supera una cierta intensidad. Se trata de un dispositivo de seguridad que, según sus características, permite proteger los aparatos eléctricos y la integridad de los usuarios

Ilustración 4 Circuit Breaker

Ilustración 5 Disyuntor

Los disyuntores tienen diferentes propiedades de acuerdo a su finalidad. Puede trabajar con distintas corrientes y tensiones, soportar hasta una determinada intensidad y recibir entre uno y cuatro polos. Un disyuntor térmico es aquel que abre el circuito e interrumpe la corriente cuando detecta una sobrecarga. Esto es posible ya que la intensidad excesiva de la corriente lo dilata hasta que se produce su abertura. Un disyuntor magnético, por su parte, puede registrar las fallas vinculadas a un cortocircuito y abrir el circuito gracias a la creación de un campo magnético. También existen los disyuntores magneto térmicos, que combinan ambas prestaciones.

3.4.SISTEMA DE LUCES DE LA AERONAVE 3.4.1.

INSTALACIÒN DEL SISTEMA ELÈCTRICO Y ELECTRÒNICO

En la instalación de estos sistemas utilizaremos nuestros amplios conocimientos adquiridos durante la carrera sobre la electricidad de la aeronave y electrónica en la aeronave para de esta forma crear el diseño de las líneas de luces de navegación, luces de cabina, luces (faros) y de las luces estroboscópicas. Un sistema eléctrico se define como una serie de elementos eléctricos y electrónicos como son, fuentes, resistencias, inductores, circuitos integrados, elementos semiconductores, entre otros. 3.4.2.

LINEAS



Línea de luces estroboscópicas (ala izquierda)



Luz de navegación verde (ala derecha)



Luces de navegación roja (ala izquierda)



Luz de Navegación Empenaje.



Y este se puede reconocer porque su salida es la hembra.

Ilustración 6 Diagrama del Sistema Eléctrico

Las aeronaves llevan un gran trabajo de diseño y de instalación conforme al sistema eléctrico ya que este es un sistema extremadamente importante para el funcionamiento adecuado de la aeronave ya que gracias a estas luces se puede identificar la orientación y la posición de la aeronave en un clima con poca visibilidad.

3.5.LUCES INTERIORES Y EXTERIORES 3.5.1. LUCES INTERIORES Alcanzan una gran complejidad y variación, sobre todo en los aviones comerciales ya que existen dentro de las mismas cabinas varias zonas o clases en las que las iluminaciones son diferentes, también están las opciones que cada compañía operadora instala incluso para una misma clase, sin olvidar que la iluminación interior también depende en gran manera de la aplicación a la que se destine la aeronave. Las aeronaves para ser certificadas es necesario que dispongan de sistemas o formas de iluminación de diversos puntos y zonas, para que en caso de fallo de alimentación eléctrica normal se encienda o se faciliten las operaciones que en cualquier caso sea procedente realizar. La iluminación de los compartimentos de equipos electrónicos y de compartimentos fuera de zonas presurizadas como donde están instalado sistemas de aire acondicionado o sistemas hidráulicos están iluminados mediante puntos de luz de lámpara incandescentes, que son activados desde un interruptor está situado en el interior del compartimento con acceso a iluminación de las master caution y master warning La iluminación general de la cabina de pasajeros está basada en luces fluorescentes de techo y de pared lateral, siendo operadas desde los controles de mando en el panel de control operado por auxiliares. Para las luces de cabina de techo y paredes ósea la iluminación que corre a lo largo de los paneles que conforman el techo de la cabina y la que corre por la parte superior de las ventanillas del fuselaje se utilizan tubos fluorescentes uno a continuación de otro instalados de forma de que la luz sea indirecta lo que prácticamente proporciona una claridad uniforme a todo el espacio a iluminar. Son unas plaquetas que están situadas normalmente en la visera de los instrumentos de la cabina una de cada una para cada piloto. 3.5.1.1. LUCES DE EMERGENCIA



LUCES DE CABINA DE MANDOS

La iluminación de las zonas y rampas de evacuación se producen mediante conjunto de lámparas con baterías recargables similares a la de los pasillos, en la figura siguiente se presentan unos ejemplos de unidades de iluminación. La iluminación de emergencia de los pasillos y sendas de escape generalmente se produce mediante conjuntos de luces con frecuentes autónomas de energía proporcionadas por la batería que están situadas en el techo en los paneles de las cabinas, en los laterales de algunos asientos que iluminan el camino a seguir para la evacuación. 

LUCES DE COMPARTIMENTO DE CARGA

Se dota las aeronaves de una iluminación interior y otra de la zona exterior en los alrededores de las puertas de las bodegas. Las luces interiores se instalan generalmente en el techo en unos alojamientos sin salir para que no impidan la circulación de los contenedores o la carga, están protegidas por una cubierta transparente, las luces que iluminan el exterior generalmente están situadas en el interior de la puerta que al quedar abiertas, enfocan las luces hacia abajo 

LUCES DE CABINAS DE PASAJEROS



LUCES DE COMPARTIMENTO DE EQUIPOS ELECTRÓNICOS 3.5.2.

LUCES EXTERIORES

Las luces de navegación de las aeronaves se encuentran en una forma similar a la de los buques de guerra, con una luz de navegación roja situada en el extremo del ala izquierda y una luz verde en la punta del ala derecha. Una luz blanca en la medida como sea posible en la popa, cola o en cada punta del ala.3 Las luces estroboscópicas de alta intensidad ayudan a evitar colisiones. Las luces de navegación en la aviación civil deben estar activadas desde el atardecer hasta el amanecer, además de en condiciones de baja visibilidad. Luces de alta intensidad blancas estroboscópicas (también llamadas strobe) en las alas son parte del sistema de luces anticolisión, así como las giratorias de color rojo o blanco (también conocidas como beacon), que se instalan en la panza, parte superior del avión o ambos lugares. Este sistema es necesario en todos los aviones construidos después del 11 de marzo de 1996 y es recomendado usarlo desde que se encienden los motores del avión hasta que se apagan. En el caso de los "strobe" se encienden al entrar a la pista ya sea cruzándola en tierra o en carrera al despegue y se apagan al salir de la misma (después del aterrizaje o de haber cruzado alguna pista en tierra).

Ilustración 7 Luz Roja Intensa

Las segundas que se ponen en funcionamiento son las de Navegación, que van instaladas en las alas y en la cola, una de color rojo en el ala de babor (Izquierda), otra de color verde en el ala de estribor (Derecha) y una tercera blanca en la parte trasera, su función es que en todo momento se aprecie el sentido de movimiento de la aeronave aunque no se la vea bien, de tal manera que si se ven las dos de

colores el avión se ve de frente, si se ve una roja se ve el costado izquierdo de la aeronave, si se ve una verde el derecho y si sólo se ve una blanca fija es que el avión se está alejando. Normalmente se activan al principio, incluso antes que la Beacon, o tras encender los motores y tener el alternador funcionando.

Ilustración 8 Posición de las Luces de Navegación

3.6.LUCES DEL TREN DE ATERRIZAJE Casi todos los aviones modernos están equipados con luces de aterrizaje siempre que estén destinados y aprobados para las operaciones nocturnas. Las luces de aterrizaje son generalmente de intensidad muy alta debido a la considerable distancia que separa a una aeronave del terreno, las luces de aterrizaje de los aviones de gran tamaño puede ser fácilmente vistas a varios kilómetros de distancia Las luces de aterrizaje son normalmente útiles para ayudar a la visibilidad cuando el avión vuela muy bajo y cerca del terreno, como durante el despegue y el aterrizaje. Las luces de aterrizaje son generalmente apagadas en vuelo de crucero, sobre todo si las condiciones atmosféricas puedan causar la reflexión o el resplandor de las luces traseras en los ojos de los pilotos. Sin embargo, el brillo de las luces de aterrizaje es útil para aumentar la visibilidad de un avión a otros pilotos, por lo que los pilotos suelen ser estimulados para mantener sus luces de aterrizaje encendidas mientras vuelan a bajas altitudes o en determinados espacios aéreos. Una convención para los aviones comerciales es encender sus luces de aterrizaje al cambiar la altitud o el nivel de vuelo. Las terceras son las Landing y las Taxi, ambas de color blanco, las cuales no son siempre luces distintas, hay aviones pequeños que solo tienen una que hace ambas funciones. Las landing son las más potentes, suelen ser dos luces que bien pueden ir instaladas en el morro, en la panza como en el A320 o en las alas como en el MD-80, y su función es iluminar la pista tanto en el despegue como en el aterrizaje. Las taxi, son menos potentes y o bien se instalan en el morro o bien en el tren delantero y su función es iluminar la plataforma y la pista de rodadura durante el rodaje antes de llegar a la pista o al salir de ella tras el aterrizaje.

Ilustración 9 Luces de aterrizaje de un Cessna 172N

Ilustración 10 Luces encendidas de un Airbus A310

4. CONCLUSIONES 

Los limitadores de corriente son fusibles de alto amperaje que aíslan buses (barras de alimentación) si se produce un cortocircuito estos son los encargados de proteger los

dispositivos eléctricos o electronicos. 

Una de las ventajas del control y monitoreo de cargas eléctricas es notable la reducción de componentes de control y protección (contactores, relés, disyuntores térmicos…), además la introducción de los buses de datos ha provocado una importante reducción de conductores y del peso y volumen asociado a este.



Las luces de aterrizaje se utilizan en situaciones de emergencia para comunicarse con el personal de tierra o con otros aviones, sobre todo cuando otros medios de comunicación no están disponibles (los fallos de radio y otros).

5. RECOMENDACIONES 

Recordar que las luces blancas situadas en las alas deben apuntar hacia afuera para iluminar las esquinas de calles de rodaje durante giros en tierra, complementando las luces de taxi.



Los aviones comerciales también disponen de luces adicionales, aunque su uso, no es obligatorio, pese a estar extendido.



Verificar los dispositivos más utilizados para la protección del sistema eléctrico en una de las aeronaves disponibles.

6. BIBLIOGRAFÍA 

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