UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS

FACULTAD TECNOLOGICA

OPERACIÓN DE AERONAVES

PROFESOR: LEONARDO HURTADO

ESTUDIANTE: GIOVANNY CORDOBA CALVACHE

20082275009

BOGOTA

2015

AVIÓNICA

Aviónica es la rama de la electrónica que estudia la aviación, esto ha venido evolucionando a través de la aparición del motor a reacción, esto implica tener información detallada de su comportamiento en vuelo reduciendo la carga de trabajo en cabina, mejorando con ello la seguridad, y aumentar la rentabilidad de la operación.

En los últimos años se han incorporado equipos cada vez más sofisticados, la cual ayuda de una manera más eficiente con la navegación, aproximación, aterrizaje, la instrumentación general, etc. Toda esta información es incorporada en la mayoría de veces en una pantalla, pero sus elementos sensores son los mismos, los únicos instrumentos convencionales son el anemómetro, el altímetro y horizonte, los cuales siempre estarán presentes.

Las nuevas generaciones de cabinas de las aeronaves, se puede decir que los ordenadores han ido asumiendo cada vez más funciones y la sustitución de los indicadores convencionales, los cuales presentan fallas constantes, por nítidas pantallas de Tubo de Rayos Catódicos (TRC) en las que el piloto puede cambiar la información presentada mediante selección de las opciones de un menú. Además en los diseños actuales de cabina, los ordenadores de a bordo reciben e integran más cantidad de información, toman cada vez más decisiones por su cuenta, avisan al piloto de lo que acaban de hacer y sobre todo dar un sistema de alerta si algo anormal ocurre en un sistema determinado.

Se han instalado diversos equipos en forma de pantalla EFIS - Electronic Flight Instrument System, sustituyendo a los clásicos ADI Attitude Director Indicator y HSI Horizontal Situation Indicator, además de otros que presentan el estado de los sistemas y listas de chequeo. Las fuentes de alimentación son relativamente pesadas y voluminosas; entre ellas y el cañón de electrones, incluso el más pequeño TRC necesita refrigeración forzada por aire y consume bastante potencia. A medida que aumenta el tamaño del TRC, también lo hacen los problemas.

DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS DE AVIÓNICA MÁS RELEVANTES

De los equipos de aviónica instalados hoy en día en una aeronave casi es imposible encontrar puramente mecánicos; La gran mayoría de los equipos son electromecánicos o electrónicos.

Cuando se habla de EQUIPO/SISTEMA DE AVIÓNICA no indica solamente el panel de la cabina de vuelo, realmente es algo más, ya que se necesita un elemento sensor, un cableado y a donde va ser visualizada esta información. Se puede considerar el EQUIPO/SISTEMA como el conjunto:

• UN ELEMENTO SENSOR: es de donde se toma la información ( por ejemplo, si es un equipo de comunicaciones este elemento sensor sería una ANTENA, si es un equipo que da VELOCIDAD DE AVIÓN sería un TUBO PITOT, etc. )

• UN ELEMENTO DE TRANSMISIÓN O DE PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN OBTENIDA EN EL SENSOR, la información de la magnitud física obtenida en el sensor se traduce normalmente a señal eléctrica y se procesa aquí para poder llevar esta información a la presentación.

• UN ELEMENTO INDICADOR O DE PRESENTACIÓN que es lo que se ve cuando se entra en una cabina de vuelo: relojes analógicos, pantallas de TRC , pantallas de LCD, etc. El panel de la cabina de vuelo en general se divide en 3 paneles: panel del piloto, panel del copiloto y el panel central, con instrumentos de vuelo, navegación, motor y misceláneos.

VUELO VISUAL ( VFR - Visual Flight Rules )

• Horizonte Artificial

• Altímetro

• Indicador de Rumbo

• Anemómetro

• Variómetro

• Coordinador de Giros

En el panel del piloto y del copiloto tiene la mayoría de las presentaciones duplicadas, se hace esto para que si en algún momento uno de ellos presenta falla, se tiene un sistema alterno, para el vuelo básico se necesita los siguientes instrumentos básicos: Anemómetro, Horizonte Artificial (indicador de actitud), Indicador de Rumbo y Altímetro agrupados en la llamada T BÁSICA, Los equipos de la T-básica junto con la radio son los que fundamentalmente se usan en el vuelo VFR.

Emisoras de Navegación (NAV Radios)

Las emisoras de navegación son de vital importancia para orientarse en el aire. A través de ellas se obtiene información acerca de la posición en vuelo de la aeronave.

Reciben la señal proveniente de las estaciones VOR en tierra (VFH Omnidirecctional Range). Esta información se ve reflejada en la cabina de vuelo en el indicador HSI (Horizontal Situation Indicator).

Emisora de Direccionamiento (ADF Radio)

Esta es la tercera emisora de la aeronave que permite orientarse en vuelo. Se trata también de estaciones en tierra, NDB en este caso (Non Directional Beacon). Esta información es representada en el instrumento ADF (Automatic Direction Finder).

Tabla de Radio Frecuencias

Descripción Denominación Frecuencia Longitud de onda

Very Low Frequency VLF 3 KHz - 30 KHz 100.000m - 10.000mLow Frequency LF 30 KHz - 300 KHz 10.000m - 1,000Medium Frequency MF 300 KHz - 3 MHz 1.000m - 100mHigh Frequency HF 3 MHz - 30 MHz 100m - 10mVery High Frequency VHF 30 MHz - 300 MHz 10m - 1mUltra High Frequency UHF 300 MHz - 3 GHz 1m - 0.10mSuper High Frequency

SHF 3 GHz - 30 GHz 0,10m - 0,01m

Extremely High Frequency

EHF 30 GHz - 300 GHz 0,01m - 0,001m

HSI (Horizontal Situation Indicator)

ADF ( Automatic Direction Finder )

Es una ayuda a la navegación, proporciona automáticamente el vector de dirección, visible en la pantalla del panel, proporcionada por la estación emisora en tierra.

El ADF trabaja con estaciones emisoras llamadas NBD ( Non Directional Beacon o emisoras no direccionables ) en la banda LF/HF con una potencia de emisión de 25 W a 10 KW. Básicamente consta de un equipo RECEPTOR ADF, su presentación y una ANTENA DE CUADRO o LOOP que se orienta automáticamente y que al incidir la señal electromagnética de la emisora, se induce corriente eléctrica que al analizarla se obtiene el ángulo que forma la emisora y el avión.

El ADF se utiliza para cinco diferentes propósitos:

1. Fijar posición del avión.

2. Navegación en Ruta.

3. Aproximación por Instrumentos.

4. Para procedimientos de Espera (Holding).

5. Indicar el punto de inicio de un procedimiento de aproximación más complejo.

VOR ( Very High Frecuency Omnidirectional Range)

Es una ayuda a la navegación, básicamente es un sistema de VHF ( 112 Mhz a 118 Mhz ) osea de CORTO ALCANCE que se utiliza para distancias de hasta 150 Km con una potencia de unos 200 W.

El VOR se puede definir como un radiofaro giratorio emisor de rumbos , que emite 2 señales de cuya comparación se extrae la información AZIMUTAL del avión, la llamada MARCACIÓN VOR.

La recepción de una emisora VOR puede lograrse aumentando la altura de vuelo. Se suelen utilizar VOR para la navegación de entrada a los aeropuertos, pero no para la navegación en ruta.

DME ( Equipo medidor de distancia )

Es una ayuda a la navegación , dentro de los SISTEMAS TELEMÉTRICOS. Consiste en un EMISOR-RECEPTOR UHF con indicación en cabina, que indica numéricamente la DISTANCIA a la estación DME en MILLAS NÁUTICAS, utiliza el principio del RADAR midiendo el tiempo que tarda una señal emitida desde el avión a la estación DME en volver a ser captado de nuevo en el avión al ser reflejada desde la estación. El emisor del avión Tx envía impulsos eléctricos de aproximadamente 1000 MHz, la señal es recibida por la estación DME, que a su vez envía otra señal, en distinta frecuencia al avión.

GPS ( Global Positioning System )

Es una ayuda a la navegación y permite la navegación utilizando la constelación NAVSTAR/GPS, El sistema NAVSTAR/GPS se basa en la medida simultánea de la distancia entre el receptor y al menos 4 satélites.

El sistema ofrece las siguientes informaciones:

• Posición del receptor.

• Referencia temporal muy precisa.

Las distancias entre el receptor y el satélite se obtienen por medio del retardo temporal entre que el satélite envía la señal hasta que el receptor la recibe, los satélites emiten dos portadoras a la misma frecuencia, estas portadoras están moduladas en fase por diferentes códigos pseudoaleatorios. El receptor GPS calcula la correlación entre el código recibido y el código del satélite cuya señal pretende detectar, de esta forma:

• Se pueden separar las señales de los diferentes satélites.

• Y finalmente se obtiene el retardo temporal

Una presentación típica del GPS en el panel es la siguiente:

INS - SISTEMA DE NAVEGACIÓN INERCIAL

Es una ayuda de a la navegación autónomo y su función es utilizar las fuerzas de inercia y dar al piloto información de la POSICIÓN, VELOCIDAD, RUMBO, ÁNGULO DE DERIVA, DESVIACIÓN LATERAL.

Está compuesto fundamentalmente por un acelerómetro, que lleva montado uno en cada uno de los tres ejes. El acelerómetro detecta las aceleraciones de dichos ejes al calcular, ACELERACIÓN =FUERZA /MASA. Cuando tiene la aceleración por integración obtiene la VELOCIDAD, y mediante una segunda integración saca el ESPACIO recorrido.

ILS ( Instrument Landing System ) - SISTEMA DE ATERRIZAJE POR INSTRUMENTOS

Es una ayuda de aproximación y aterrizaje, que permite el aterrizaje sin visibilidad o con visibilidad reducida. Se trata de un sistema de guiado análogo a los de navegación, pero de MAYOR PRECISIÓN.

El ILS es un sistema RADIAL de VHF pero con una sola trayectoria, la de ATERRIZAJE, a partir de la cual el avión obtiene una indicación de ARRIBA-ABAJO ( SENDA DE PLANEO ) e indicación DERECHA-IZQUIERDA ( EJE DE PISTA DEL AEROPUERTO ).

La indicación en el panel de instrumentos de la cabeza es de dos líneas perpendiculares que se deben cortar en el centro ( como arriba, primera figura ) para garantizar un aterrizaje perfecto.

El sistema en tierra consta de :

• Un LOCALIZADOR ( LOC )que es un conjunto de antenas en VHF entre 109 a 112 MHz dispuesta en 40 canales ( polarización de la onda horizontal ) que es la PORTADORA, y además las BANDAS LATERALES correspondientes a dos modulaciones diferentes a 150 Hz y 90 Hz

• Un EMISOR en UHF para indicador de SENDA DE PLANEO ( GS- Glide Scope ) con una potencia de unos 50 W.

• RADIOBALIZAS alineadas con el eje de pista que no se sintonizan, sino que emiten señales constantemente y que el avión al pasar por encima de ellas emite un sonido o enciende una luz de color diferente para cada una.

Cada pista de aeropuerto tiene una frecuencia que sirve para el LOC y GS que selecciona el piloto.

MLS ( Microwave Landing System ) - SISTEMA DE ATERRIZAJE POR MICROONDAS

Este sistema sustituirá en el futuro. El sistema de aterrizaje por microondas proporciona una información similar a la del ILS, el sistema da guía lateral y vertical presentándola en indicadores convencionales siendo su operación y cobertura muy parecida al ILS.

El MLS opera en la banda C de frecuencias de microondas, lo que supone trabajar a unos 5.000 MHz, y supone por tanto que su emisión no puede ser captada por los receptores de VHF y UHF del sistema ILS, a no ser que hayan sido modificados., está basado en un barrido del SECTOR DE ENTRADA de la pista, mediante una antena que efectá un barrido horizontal. La portadora está MODULADA con una frecuencia variable con el ángulo. El avión lo que hace es medir la frecuencia de la MODULADORA y calcula los ángulo, mediante una relación matemática.

PROTECCIÓN DE LOS AVIONES

Los fabricantes de aviones han adoptado precauciones, diseñando y construyendo aviones protegidos ante los rayos, y eliminando así la posibilidad de daños, aun cuando los aviones metálicos, dadas sus dimensiones, raramente pueden sufrirlos. Los ocupantes de un avión están protegidos contra las DESCARGAS DE RAYOS, pues el interior del avión hace de " CAJA DE FARADAY ", en donde no hay cambios de potencial: las descargas eléctricas pasan por la superficie metálica.

Las antenas pueden ser fundidas, y deben ser desconectadas de los aparatos de radio y conectadas a la masa del avión, como así han de estar conectados todos los componentes estructurales y de revestimiento.

EFECTOS DIRECTOS SOBRE EL AVIÓN: Son los daños que pueden ocurrir en los puntos de impacto inicial del rayo y su paso a través de la estructura. La elevada intensidad de la corriente del rayo puede dar lugar a PICADURAS o quemaduras en la zona de entrada del rayo.

La corriente eléctrica que fluye por la estructura puede saltar en forma de arco e incluso de chispa cuando la separación de componentes metálicos es crítica respecto a las intensidades de corriente procedentes del rayo.

EFECTOS INDIRECTOS SOBRE EL AVIÓN: Son las corrientes inducidas en la estructura, cableado, tuberías de los sistemas hidráulicos y equipos eléctricos y electrónicos de a bordo. Técnicas especiales de aislamiento y masa se utilizan para la protección. Especialmente los componentes de AVIÓNICA deben estar protegidos cuando están próximos a zonas de flujo de descarga del rayo, y disponer de sistemas redundantes ante la posibilidad de que el sistema que está en funcionamiento en el momento de descarga del rayo pudiera quedar inoperativo.

AVION CASA 212

El avión casa 212, fabricado por construcciones aeronauticas s.a. es una aeronave que cuenta con dos motores de plano alto y una construcción metálica altamente resistente a la corrosión.

Dos tipos de corriente en el sistema: AC. DC. Protección por circuit brakers y fusibles (marcados). Las barras partidas protegen el sistema aislando las barras y

asegurando continuidad (Distribución del Sistema) 1ra FUENTE DE PODER: conexión externa 28 V. DC entre 600 y 1200

Amp. 2da FUENTE DE PODER 2 Generadores

3ra FUENTE DE PODER 2 Baterías 24 Voltios 48 Amperios.

1 Baterías 24 Voltios 7 Amperios

STARTER GENERATORS

01 generador arrancador por motor Conectados a la secundary bus bar. Doble propósito: Rotación y aceleración. Generación 300amp. 28v. Se puede energizar con BAT o GPU. Voltaje MIN. 23V. Y MAX. 29V.

Regulador Mantiene 28 V En Sistema Generador se desconecta automáticamente a 31 v No encienda el motor contrario hasta tanto el amperaje del generador

baje de 80amp. Arrancador se desactiva automáticamente al 60% RPM.

Indicación de overload Light (roja). Puede dar arranque asistido

TEST GENERADORES

Caja de control regula e iguala las salidas a 28v. Así como protege por sobrevoltaje, corriente reversa y falla en tierra.

SWITCH DE TEST. Sistema de protección de sobrevoltaje en la barra secundaria salta los

generadores a la barra esencial. (Indicación)

GENERADORES El generador se desconecta automáticamente a 31v.

Switch de 3 posiciones. ON OFFRESET. Caída De Voltaje En Prendida:

Hasta 16V cuando es en paralelo (24V); Y hasta 12V cuando se prende en serie (48V)

Un amperímetro por generador.

BARRAS COLECTORAS

La salida de las fuentes generadoras (dinamos y baterías) se aplican a varios conductores de baja impedancia conocidos como barras colectoras. Se trata de platinas gruesas de metal aisladas de la estructura principal, a las que se les aplican las salidas de alimentación positiva, es decir, únicamente realizan una función de transporte y facilitan las conexiones

BARRA PRIMARIA DE CC: A ella están conectados los invertidores 1 y 2 y aquellos elementos para los que es necesario mantener el voltaje, incluso durante el ciclo de arranque de los motores. Recibe la energía de la barra esencial a través de un disyuntor que permite la carga de la batería adicional impidiendo a la vez la descarga cuando la demanda de energía es grande (arranque de motores), para lo que el voltaje se mantiene inalterable

BARRA ESCENCIAL DE CC: A ella están conectados todos los circuitos esenciales para el vuelo del avión, y que por condición de emergencia, en caso de falla de los generadores, sigan funcionando.

BARRA SECUNDARIA DE CC: Se encuentran conectados los circuitos que no son esenciales para el vuelo y que pueden desconectarse de la barra esencial por medio del interruptor de barras, para evitar la descarga inútil de baterías

BATERIAS

3 Baterías Niquel Cadmio. Ventiladas con aire impacto Prendida de motores y back up de emergencia. BAT1 Y BAT2 conectadas a la barra esencial BAT3 conectada a la barra primaria. esta conectada también al

dispositivo de extinción de incendios. El voltaje constante de la auxiliar se protege con un relay de corriente

reversa. Cada Batería Tiene su switch y un master para todas.

No prenda con batería con Temp. Menor a -10°C. Cada bat. Tiene un “BAT. TEMP.” AMBAR 54°C Una Luz “BAT. OVERTEMP” ROJA 66°C Series Parallel Switch Ubicado En El Panel De D.C. 48V Primera prendida del día.

Temp. Aceite Abajo De 5°CCorriente únicamente a La START BUS. Arriba De 60% RPM automáticamente regresa a 24V.

Para Prender Con Planta Debe De Estar En 24V.

MASTER SWITCHTiene dos posiciones. En ON permite que puedan ser conectados los reles de las baterías y generadores.En la posición OFF desconecta las baterías y generadores, cortando los suministros de energía eléctrica de todos los sistemas del avión excepto al de extinción de incendios y de determinadas luces de cabina.

SWITCH DE VOLTAJEPermite medir el voltaje de cada generador y en la essential bus.selector de 3 posiciones “L-GEN, ESS BUS, R-GEN”

FUENTE EXTERNA (GPU) Ubicada en el tren principal izquierdo. Permite entrada y salida de corriente. Dos receptáculos superior GPU. Inferior salida. No ocurrirán daños si se conecta la GPU a la salida de los generadores. GPU debe regularse a 28V. y entre 600 y 1200amp.

CIRCUIT BRAKERS DC/ACLos interruptores automáticos son dispositivos que tienen las siguientes características:1- Proteger Los Circuitos Eléctricos2- Son de tipo pulsador, ubicados en el panel superior3- Saltan automáticamente siempre que haya una sobrecarga o un corto circuito4- Puede tirarse de ellos para desactivar algún circuito

CORRIENTE ALTERNA Tres invertidores idénticos de 115/26 Los invertidores Convierten 28v en 115v de una fase a 400 ciclos/Seg. Una caja de control sincroniza el voltaje , las fases y las frecuencias. Un voltímetro que indica el voltaje de 115 a las dos barras