Ventilación de combustible y aerodinámica

Al leer el título el lector podrá pensar "¿que tendrá que ver la velocidad con el tocino?", pero un poco de tranquilidad, vamos a explicarlo que tiene su miga. 

En esta entrada hablaba con detalle del sistema de combustible del A350 y hacía referencia a los compartimentos internos del ala llamados "surge tank", que en realidad no son tanques propiamente dichos. 

Los "surge tanks" en casi todos los aviones están diseñados para la ventilación del combustible. De ahí su nombre "vent". Estos compartimentos se encuentran en el extremo exterior a continuación de los tanques principales. Todos los tanques (incluido el central) tienen una conexión por medio de conductos o tuberías con este compartimento. 

La parte inferior del ala donde se encuentran estos compartimentos tiene una apertura de un tipo muy especial. Es el llamado conducto NACA, como el que tienen en los capós los Ferari y otros coches deportivos (aunque mucha gente piense lo contrario, en estos casos son más una cuestión de estética que aerodinámica. Tener una entrada NACA en un deportivo es muy "cool").
 

El propósito de esta apertura es precisamente conectar los tanques interiores con el exterior para limitar la presión diferencial entre los tanques y la atmósfera. Cuando un avión consume combustible en vuelo el espacio libre que queda en los tanques debe llenarse con aire exterior, de otra manera los tanques colapsarían. De la misma forma, al repostar el avión en tierra y llenar los tanques, el aire debe salir por algún lado, de lo contrario los tanques reventarían. Los surge tanks se encargan de mantener la presión dentro de los límites estructurales.

Pero además de esta función los conductos NACA sirven para presurizar el combustible en vuelo con el aire de impacto. No mucho, quizás 1 o 2 psi (libras por pulgada cuadrada), pero lo suficiente como para bajar el punto de ebullición del combustible unos pocos grados cuando el avión vuela muy alto. 

¿Por qué un conducto NACA y no un "Scoop"?

Las entradas tipo scoop, como la que se muestra debajo, también sriven para recoger aire, pero tienen ciertas desventajas comparadas con el conducto NACA.


El conducto NACA es aerodinámicamente más eficiente y los vórtices creados en sus paredes a lo largo de la rampa de entrada permiten que la capa límite no se desprenda o si lo hace sea muy tarde. Otra de las ventajas del conducto NACA es que no genera acumulación de hielo y esto es esencial en un avión comercial. 

La NACA fue la predecesora de la NASA y en los años 40 inventaron (entre otras muchas cosas) este tipo de entrada de aire. A los ingenieros les pareció una gran idea y lo aplicaron inmediatamente a cualquier tipo de entrada. Incluso para la entrada de aire de los motores de lso aviones. De esta forma nacieron los difusores de entrada del North American YF-93. Un avión muy bonito para la época que fue diseñado teniendo como base el F-86 Sabre (la cola tiene un aire de familia). 

Sus entradas de aire son muy características, pero pronto los ingenieron descubrieron que las entradas de aire NACA no eran lo suficientemente efectivas como para ingerir grandes cantidades de aire cuando el motor requiriera una gran demanda. Por ese motivo acabaron siendo desechadas como difusores de entrada, pero se siguen aplicando en los tanques de combustible, en las carcasas de los motores de los aviones, en sistemas de ventilación  ...y en los Ferrari, of course.

 

Cuestiones que siempre has querido saber sobre la aeronáutica.


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Comentarios

  1. Esas entradas de aire que se comunican por conductos a los tanques, creo que ventilan tanques opuestos, es decir que la entrada del plano izquierdo ventila los depósitos del plano derecho, para que a la hora de virar no se salga el combustible. ¿Estoy en lo correcto?

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