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Turbina de aire de impacto

Turbina de aire de impacto en un cazabombardero Republic F-105 Thunderchief

Una turbina de aire a presión ( RAT ) es una pequeña turbina eólica que está conectada a una bomba hidráulica o generador eléctrico , instalado en una aeronave y que se utiliza como fuente de energía. La RAT genera energía a partir de la corriente de aire mediante la presión de aire debido a la velocidad de la aeronave. En algunas aeronaves, se la puede llamar generador impulsado por aire ( ADG ). [1]

Operación

Los aviones modernos generalmente utilizan RAT solo en caso de emergencia. [2] En caso de pérdida de las fuentes de energía primaria y auxiliar, el RAT alimentará sistemas vitales (controles de vuelo, hidráulica vinculada y también instrumentación crítica para el vuelo). [3] Algunos RAT producen solo energía hidráulica, que a su vez se utiliza para alimentar generadores eléctricos.

En algunos de los primeros aviones (incluidos los dirigibles), se montaban permanentemente pequeñas RAT que accionaban un pequeño generador eléctrico o bomba de combustible . Algunas hélices de velocidad constante , como las de los motores Argus As 410 utilizados en el Focke-Wulf Fw 189 , utilizaban una turbina de hélice en el cono para impulsar un regulador de paso autónomo que controlaba esta velocidad constante.

Los aviones modernos generan energía en los motores principales o en un motor de turbina adicional que quema combustible llamado unidad de potencia auxiliar , que a menudo se monta en la parte trasera del fuselaje o en el hueco de la rueda principal. La RAT genera energía a partir de la corriente de aire debido a la velocidad del avión. Si las velocidades del avión son bajas, la RAT producirá menos energía. En condiciones normales, la RAT se retrae en el fuselaje (o ala) y se despliega de forma manual o automática después de una pérdida total de energía. En el tiempo entre la pérdida de energía y el despliegue de la RAT, se utilizan baterías.

Uso militar

Las RAT son comunes en los aviones militares, que deben ser capaces de sobrevivir a una pérdida repentina y completa de potencia.

También alimentan sistemas instalados en cápsulas, como el cañón Vulcan M61A1 . Algunas armas nucleares de caída libre, como las británicas Yellow Sun y Red Beard , utilizaban RAT para alimentar los altímetros de radar y los circuitos de disparo; eran una alternativa más fiable a las baterías.

Aviones militares con turbinas de aire comprimido
  • Convair F-102 Delta Dagger. El círculo amarillo resalta una turbina de aire comprimido con cinco aspas.
    Convair F-102 Delta Dagger . El círculo amarillo resalta una turbina de aire comprimido con cinco aspas.
  • Turbina de aire de impacto en un cazabombardero Lockheed F-104 Starfighter
    Turbina de aire de impacto en un cazabombardero Lockheed F-104 Starfighter
  • Motor Argus As 410 y turbina de aire a presión utilizada para impulsar el actuador de la hélice de paso variable, que es visible delante del motor y detrás de la turbina de aire a presión.
    Motor Argus As 410 y turbina de aire a presión utilizada para impulsar el actuador de la hélice de paso variable, que es visible delante del motor y detrás de la turbina de aire a presión.
  • Un cohete propulsado por un Messerschmitt Me 163B Komet con su turbina de aire de impacto montada en la nariz como su única fuente de energía eléctrica.
    Un cohete propulsado por un Messerschmitt Me 163B Komet con su turbina de aire de impacto montada en la nariz como su única fuente de energía eléctrica.

Montura de ala

Los sistemas electrónicos de alta potencia, como el sistema de interferencia AN/ALQ-99 , pueden ser autoalimentados por un RAT en funcionamiento estándar. Esto permite su instalación en un punto fijo estándar , sin necesidad de una fuente de alimentación específica para el módulo. Se pueden montar hasta cinco sistemas AN/ALQ-99 con turbinas de aire de impacto integradas en un Boeing EA-18G Growler , con dos debajo de cada ala y uno debajo del fuselaje de la aeronave. Cada AN/ALQ-99 contiene dos transmisores, cada uno con su propia antena direccional. Son utilizados por el Escuadrón de Ataque Electrónico 134 (VAQ-134). No se retraen, y permanecen desplegados continuamente durante el vuelo. [4] [5]

Avión Growler con turbinas de aire comprimido montadas debajo de las alas y el cuerpo.
Entrevista con el Secretario de Defensa de Estados Unidos
  • Un sistema de interferencia AN/ALQ-99 montado en el ala y propulsado por una turbina de aire de impacto fue elegido como telón de fondo para una entrevista con el Secretario de Defensa, Mark Esper, realizada por Christiane Amanpour.
    Un sistema de interferencia AN/ALQ-99 montado en el ala y propulsado por una turbina de aire de impacto fue elegido como telón de fondo para una entrevista con el Secretario de Defensa, Mark Esper, realizada por Christiane Amanpour .
  • Vista recortada de la turbina de aire comprimido: la turbina tiene cuatro aspas que giran continuamente para alimentar el sistema de interferencia cuando el avión está en vuelo.
    Vista recortada de la turbina de aire comprimido: la turbina tiene cuatro aspas que giran continuamente para alimentar el sistema de interferencia cuando el avión está en vuelo.

Uso civil

Turbina de aire de impacto en un avión comercial Dassault Falcon 7X

Muchos tipos modernos de aviones comerciales, desde el Vickers VC10 de la década de 1960, [6] están equipados con RAT. Se eligió una turbina de aire comprimido que impulsa un generador eléctrico para el VC10 debido a su uso de controles de vuelo " en paquete " accionados hidráulicamente, en lugar de un sistema hidráulico centralizado. Las unidades individuales del paquete del VC10 se alimentaban eléctricamente, por lo que la redundancia de emergencia para el VC10 dependía de generadores cuádruples y un generador RAT de respaldo en una época en la que la mayoría de los RAT accionaban bombas hidráulicas. [7]

Turbina de aire de impacto en el Airbus A320

El Airbus A380 tiene el RAT más grande del mundo, con 1,63 metros (64 pulgadas) de diámetro, pero lo más común es que tenga alrededor de 80 centímetros (31 pulgadas). Un RAT grande típico en un avión comercial puede producirDe 5 a 70 kW , según el generador. Los modelos más pequeños y de menor velocidad del aire pueden generar tan solo 400 vatios.

RAT en el Airbus A350 (visto en la parte inferior izquierda del fuselaje)

Las RAT también se han utilizado para alimentar bombas centrífugas que presurizan los sistemas de pulverización de las aeronaves que se utilizan como fumigadoras de cultivos para suministrar agentes líquidos a las tierras de cultivo. La razón principal para elegir una RAT es la seguridad; el uso de una RAT en los Estados Unidos permite que el motor y los sistemas de potencia certificados por la FAA en la aeronave permanezcan sin modificaciones. No es necesario utilizar una toma de fuerza del motor para accionar la bomba, ya que la bomba se puede colocar en una posición baja o debajo del exterior de la estructura de la aeronave, lo que simplifica enormemente la plomería. Al ser el punto más bajo de la plomería, tendrá alimentación por gravedad desde los tanques de pulverización y nunca necesitará ser cebada. En caso de una falla de la bomba que pueda provocar un agarrotamiento, no hay ningún efecto sobre la capacidad de vuelo de la aeronave o sus sistemas, aparte del hecho de que los sistemas de pulverización no funcionan.

Incidentes civiles relacionados con el despliegue de RAT

Los siguientes incidentes de aviación implicaron el despliegue de una turbina de aire comprimido:

Referencias

  1. ^ "Directivas de aeronavegabilidad; aviones Bombardier modelo CL-600-2B19 (serie de aviones regionales 100 y 440)". Administración Federal de Aviación (FAA). 2009.
  2. ^ Steve Ginter (2003). Aviones de combate navales número sesenta y cuatro North American A-5A, RA-5C Vigilante: SISTEMA HIDRÁULICO DE UTILIDADES: TURBINA DE AIRE DE RAM . Steve Ginter. p. 27. ISBN 0-942612-64-7.
  3. ^ "Manual del técnico de mantenimiento de aeronaves de la FAA - Estructura del avión. Capítulo 12 Sistemas de potencia hidráulica y neumática. Turbina de aire de impacto (RAT)" (PDF) . Administración Federal de Aviación (FAA). 2012. pág. 35.
  4. ^ "Sistema de interferencia táctica ALQ-99". USNavy . 16 de septiembre de 2021 . Consultado el 30 de julio de 2021 .
  5. ^ John Pike (11 de diciembre de 1999). «Sistema de interferencia táctica AN/ALQ-99 (TJS)». Federación de Científicos Estadounidenses (FAS) . Consultado el 30 de julio de 2023 .
  6. ^ "Vicker VC10". Vuelo internacional : 728–742. 10 de mayo de 1962.
  7. ^ "Sistemas de control de vuelo". Flight International : 485. 26 de septiembre de 1968.
  8. ^ Ranter, Harro. "Incidente Vickers VC-10-1151 G-ASGL, 4 de diciembre de 1974". aviation-safety.net . Consultado el 4 de noviembre de 2022 .
  9. ^ "Incidentes y accidentes". www.vc10.net . Consultado el 4 de noviembre de 2022 .
  10. ^ Baker, Al; Wald, Matthew L. (18 de enero de 2009). "Los investigadores ofrecen detalles de los pocos minutos del vuelo". The New York Times . ISSN  0362-4331 . Consultado el 28 de octubre de 2022 .
  11. ^ Ranter, Harro. "Incidente Embraer ERJ-190AR (ERJ-190-100 IGW) C-FHOS, 25 de mayo de 2016". aviación-seguridad.net . Consultado el 4 de noviembre de 2022 .
  12. ^ Ranter, Harro. "Accidente de avión Airbus A320-214 ES-SAN Tallinn-Lennart Meri Airport (TLL)". aviation-safety.net . Consultado el 4 de noviembre de 2022 .
  13. ^ #Aterrizaje de emergencia en Heathrow, el aeropuerto más transitado de Gran Bretaña: el avión Virgin 787 VS105 se descarga combustible y despliega el RAT. , consultado el 30 de enero de 2024

Enlaces externos

Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Turbinas de aire Ram .