El sistema de combustible en el E-Jet

En la mayoría de los aviones comerciales modernos, el combustible se mide por medio de condensadores variables que se encuentran en el interior del tanque. Estos condensadores son unos tubos que miden la diferencia dieléctrica entre aire y combustible. La variación es traducida a una señal eléctrica y luego enviada a los instrumentos del avión. El sistema, cuando está perfectamente calibrado, proporcionan una lectura correcta que es mostrada en kg para que el piloto sepa cuanto pesa su avión. Esta señal también se suele enviar al sistema de gestión de vuelo FMS y a otros ordenadores de abordo. Con esta información los sistemas pueden llegar a calcular la posición del centro de gravedad y las velocidades de aproximación y aterrizaje entre otras cosas.

El sistema de combustible en el E-Jet 190 de EMBRAER es convencional y muy sencillo. Los tanques de las alas del E-Jet son de tipo integral. Estos tanques de combustible ofrecen un amplio almacenamiento sin echar a perder la aerodinámica del ala. Son únicos en su estructura, ya que son parte misma de la forma general de la estructura de la aeronave. Como resultado, los tanques no se pueden desmontar para mantenimiento o para ser sustituidos. En su diseño, los ingenieros deben de saber como colocar estratégicamente los tanques dentro de la estructura general de la aeronave, teniendo en cuenta el punto de equilibrio que puede generar el peso del combustible, así como las necesidades de cantidad de combustible que se requiera para las misiones de la aeronave. Estos tipos de tanques deben de ser sellados con precisión ya que forman parte del armazón estructural de la aeronave. La reparación de una fuga es extremadamente difícil. Durante la fabricación, los trabajadores deben verificar que los tanques estén libres de pequeñas aberturas antes de instalar permanentemente los elementos internos, para evitar la fuga de combustible. Estos tanques llevan en su interior toda una serie de elementos de seguridad, como las válvulas tipo flap que evitan que el combustible se desplace hacia el exterior en alguna maniobra. De esta manera se asegura que el combustible se encuentre disponible siempre en los tanques colectores que alimentan a los motores. Dentro de los tanques también se coloca toda la galería de tuberías que interconectan el sistema y las bombas y válvulas para la gestión del combustible y su correcta ventilación.   

El sistema del E-Jet consta de tres bombas eléctricas de combustible (dos AC y una DC), tal como se puede ver en la página sinóptica de combustible en el MFD. Las bombas eyectoras en realidad son movidas por la caja de engranajes del motor y su principio de funcionamiento se basa en el efecto Venturi, por lo que realmente no son consideradas como verdaderas bombas de combustible. Las bombas d combustible pueden accionarse manualmente desde el panel de combustible en erl panel superior, pero en funcionamiento automático se deja a los interruptores en la posición de las 12 en punto.

La  única manera de cerrar la válvula de combustible del motor directamente es tirar de la palanca (de fuego) que existe en el panel superior. Este es el procedimiento habitual cuando se declara un fuego en el motor. La válvula se podría volver a abrir cuando se reposiciona esta palanca en su posición original. Esto no está contemplado en los procedimientos, pero técnicamente es posible. Para el control de temperatura existe un único sensor de temperatura situado en el tanque izquierdo. Cuando la temperatura es muy baja el color cambia de verde a ámbar. El sistema presenta un aviso cuando existen 360 kg de diferencia entre ambos tanques. Se genera un aviso: FUEL IMBALANCE. Si esto sucede, el balanceado manual del combustible se logra posicionando el interruptor del panel en la posición deseada.

Cuando el sistema está equilibrado la posición del interruptor es la de las 12 en punto. La válvula de cruce de combustible (cross-feed) está cerrada. Si en algún momento tenemos más combustible en el tanque izquierdo (número 1), entonces podemos abrir la válvula posicionando el interruptor en el tanque que tiene menos combustible (en este caso LOW 2). Esto no solo abrirá la válvula, sino que también activará la bomba AC de combustible del lado con más cantidad para impulsar a este al otro tanque. Lo opuesto sucede cuando el tanque número 2 es el que tiene más combustible.   

Otro aviso, gracias al sensor de bajo nivel, indicará que queda poco combustible a bordo al llegar a los 400Kg. Los sensores de cantidad de combustible funcionan como en cualquier otro avión. Como se sabe estos sensores se basan en el principio de funcionamiento de los condensadores o mejor dicho en el principio de la capacitancia y de la diferencia dieléctrica entre el combustible y el aire. La indicación de cantidad de combustible se puede ver en el EICAS y también en el gestor de vuelo (FMS). La única cantidad válida para la planificación del vuelo es la que se puede leer en el indicador del EICAS. La legislación aeronáutica no contempla el uso de las cantidades calculadas por el FMS. Este es un sistema solo de apoyo, pues no está habilitado para calcular problemas, como por ejemplo el incremento de resistencia al avance si el tren de aterrizaje no se puede replegar a causa de una avería. Esto fue precisamente lo que le sucedió el 12 de julio de 2000 al vuelo 3378 de Hapag-Lloyd, un A310-304, que se estrelló durante un aterrizaje de emergencia en Viena debido a falta de combustible. Los pilotos se fijaron solo en los datos del gestor de vuelo y no en el montante real de combustible.

El único punto de repostaje se encuentra en el ala izquierda. Teniendo un acceso muy fácil por el medio de algunos pulsadores que abren la compuerta y dejan a la vista el panel de control de repostaje, tal como se aprecia en las ilustraciones. 

Debajo se puede ver el panel superior y la disposición del panel de combustible. 

Los interruptores y controles de la cabina son convencionales. La filosofía de la cabina esta basada en el concepto “Dark and Quiet” que nos proporciona funcionamiento automático y normal de los sistemas cuando los interruptores están posicionados a las 12 en punto (AUTO) y no existen ni luces ni avisos.

El sistema ha sido desarrollado por la compañía PARKER Aerospace, que ha sido la encargada además de la integración del sistema con el FMS para el cálculo del consumo. La precisión en los cálculos es muy elevada, ya que sigue la normativa MIL/G/26988G. Esta normativa es la especificación para los indicadores de cantidad de líquidos en sistemas capacitativos transistorizados.

Según este estándar el sistema en el EMBRAER es considerado CLASE II lo que quiere decir que la precisión es + -2% en la indicación o + -0.75% de la escala total. El sistema viene ajustado y calibrado de fábrica y consta de elementos sensores, compensadores FCU, sensores de bajo nivel, panel refuel/defuel e indicado.

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Aquí se puede ver un diagrama de las bombas de combustible. MP en el motor significa Motor Pump. Bomba movida por la caja de accesorios. Las AC son bombas de corriente alterna y los diagramas con forma de trompetilla son las bombas tipo Venturi. Las líneas mas delgadas llevan menos caudal. La línea más gruesa lleva más caudal.

Debajo se puede ver un diagrama simplificado de cómo se mueve el combustible. La bomba de alta/baja presión se mueve gracias al motor en la caja de accesorios. Parte del combustible se divide al salir del tanque. Una parte se utiliza para generar presión en el sistema y otra parte avanza hasta el motor para ser inyectada.