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domingo, 28 de septiembre de 2008
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Sistemas eléctricos del avión
El satisfactorio rendimiento de cualquier aeronave moderna depende de un muy alto grado en la continua confiabilidad de los sistemas eléctricos y subsistemas. Inadecuado o negligente mantenimiento e instalación del alambrado puede ser una fuente de peligro potencial e inminente. El continuo rendimiento apropiado de los sistemas eléctricos depende en el conocimiento y técnicas del mecánico quien inspecciona, instala y mantiene los cables y alambres del sistema eléctrico.
Un alambre se describe como un simple conductor sólido, o como hilos trenzados conductores cubiertos con un material aislante. Figura 11-1 ilustra estas dos definiciones de un alambre.
Por Gabriel Arturo Calderon
18 de octubre de 2008 15:20
anónimo dijo...
Sistemas eléctricos del avión
El satisfactorio rendimiento de cualquier aeronave moderna depende de un muy alto grado en la continua confiabilidad de los sistemas eléctricos y subsistemas. Inadecuado o negligente mantenimiento e instalación del alambrado puede ser una fuente de peligro potencial e inminente. El continuo rendimiento apropiado de los sistemas eléctricos depende en el conocimiento y técnicas del mecánico quien inspecciona, instala y mantiene los cables y alambres del sistema eléctrico.
Un alambre se describe como un simple conductor sólido, o como hilos trenzados conductores cubiertos con un material aislante. Figura 11-1 ilustra estas dos definiciones de un alambre.
El termino cable, usado en instalaciones eléctricas de la aeronave, incluye:
(1) Dos o más conductores aislados separadamente en el mismo aislante (cable multiconductor).
(2) Dos o más conductores separadamente aislados entorchados juntos (pareja entorchada).
(3) Uno o mas conductores aislados, cubiertas con una trenza metálica protectora.
(4) Un conductor central aislado simple con una trenza metálica en el exterior del conductor (cable de radio frecuencia). La concentricidad del conductor central y el conductor exterior cuidadosamente controlada durante la fabricación para asegurar que ellos sean coaxiales.
Tamaño del alambre.
El alambre es fabricado en tamaños de acuerdo al estándar conocido como el AWG (calibre de alambre americana). Como se muestra en la figura 11-2, los diámetros del alambre empiezan más pequeños cuando los números del calibre se ponen más grandes. Los mayores tamaños de alambre mostrados en la figura 11-2 son el numero 0000, y el mas pequeño es numero 40. Los tamaños más grandes y pequeños son fabricados pero no son comúnmente usados.
Una medida de alambre es mostrada en la figura 11-3. Este tipo de calibre medirá variaciones de alambres en tamaños desde numero cero a 36. El alambre a ser medido es insertado en la ranura más pequeña que ajustara el alambre descubierto. El número de calibre correspondiente a la ranura indica el tamaño del alambre. La ranura tendrá lados paralelos y no debe ser confundido con la abertura semicircular en el extremo de la ranura. La abertura simplemente permite el libre movimiento del alambre a todos los lados a través de la ranura.
Los números de calibre son útiles en comparación al diámetro de alambres, pero no todos los tipos de alambre o cables pueden ser precisamente medidos con un calibre. Alambres grandes son usualmente trenzados para incrementar su flexibilidad. En tales casos, el área total puede ser determinada por multiplicar el área de una trenza (normalmente calculado en mils circular cuando el diámetro o numero de calibre es conocido) por el numero de trenzas en el alambre o cable.
Factores que afectan la selección del tamaño del alambre.
Varios factores deben ser considerados en seleccionar el tamaño del alambre para transmitir y distribuir potencia eléctrica.
Un factor es el de permitir perdida de potencia en la línea (I²R). Esta perdida representa energía eléctrica convertida en calor. El uso de grandes conductores reducirá la resistencia y por eso la perdida I²R. Sin embargo, conductores grandes son más costosos inicialmente que unos más pequeños; ellos son más pesados y requieren mas soportes.
Un segundo es la permisible caída de voltaje (caída IR) en la línea. Si la fuente mantiene un voltaje constante a la entrada a las líneas, cualquier variación en la carga sobre la línea causara una variación línea de corriente y una consecuente variación en la caída IR en la línea. Una amplia variación en la caída IR en la línea causa pobre regularon de voltaje a la carga. La solución obvia es reducir su corriente o resistencia. Una reducción en la carga de corriente bajara la cantidad de potencia de salida siendo transmitida. Mientras que una reducción en la línea de resistencia incrementara el tamaño y el peso de conductores requeridos. Un compromiso es generalmente aumentar con lo que la variación de voltaje a la carga este dentro tolerancias limites y el peso de la línea conductora no sea excesiva.
Un tercer factor es la habilidad de transportar corriente del conductor. Cuando la corriente es arrastrada a través del conductor, calor es generado. La temperatura del alambre subirá hasta que el calor ilumine, o por otro caso sea disipada, es igual al calor generado por el paso de corriente a través de la línea. Si el conductor es aislado, el calor generado en el conductor no es fácilmente removido como seria si el conductor no estuviera aislado. Así, para proteger el aislamiento de mucho calor, el conductor debe ser mantenido bajo un cierto valor.
Cuando conductores eléctricos son instalados en lugares donde la temperatura ambiente es relativamente alta, el calor generado por fuentes externas constituye una parte apreciable del calor total del conductor. Una tolerancia debe ser hecha por la influencia de calor externo sobre el conductor de corriente y cada caso tiene sus propias limitaciones específicas. La máxima temperatura de operación permitida de conductores aislados varia con el tipo de aislación de conductor siendo usada.
Tablas son disponibles que enlistan la segura variación de corriente para varios tamaños y tipos de conductores cubiertos con varios tipos de aislación. Figura 11-5 muestra la capacidad de trasporte de corriente, en amperios, de solo conductores de cobre a una temperatura ambiente de bajo 30ºC. Este ejemplo provee medidas para solamente un rango límite de tamaños de alambre.
Factores que afectan la selección de material conductor.
Aunque la plata es el mejor conductor, su costo limita su uso para circuitos especiales donde una sustancia con alto conductividad se necesita.
Los dos conductores mas usados son el cobre y el aluminio. Cada uno tiene características que hacen su uso ventajoso bajo ciertas circunstancias. También, cada uno tiene ciertas desventajas.
El cobre tiene alta conductividad; este es mas dúctil, tiene relativamente alta resistencia al alargamiento y puede ser fácilmente soldado. Este es más pesado y costoso que el aluminio.
Aunque el aluminio tiene solamente alrededor de 60% de la conductividad del cobre, este es usado extensamente. Su ligereza hace posible abarcar largos espacios y su relativamente gran diámetro para una dada conductividad reduce corona (la descarga de electricidad desde el alambre cuado este tiene un alto potencial). La descarga es mayor cuando un pequeño diámetro de alambre es usado que cuando un diámetro grande es usado. Algunas barras son hechas de aluminio en lugar de cobre cuando hay una mayor superficie iluminando por la misma conductancia. Las características del cobre y el aluminio son comparadas en la figura 11-4.
Identificación de alambres y cables.
Los cables y el alambrado del sistema eléctrico de la aeronave pueden ser marcados con una combinación de letras y números para identificar el alambre, el circuito al que pertenece, el número de calibre y la información necesaria para relacionar el alambre o cable a un diagrama de cables. Tales marcas son llamadas el código de identificación.
No hay procedimientos estándar para marcar e identificar alambres; cada fabricante normalmente desarrolla su propio código de identificación. Un sistema de identificación (figura 11-9) muestra el espacio usual en marcar un alambre. El numero 22 en el código se refiere al sistema en el cual el alambre es instalado, e.g., el sistema VHF. La siguiente orden de números .013, es el número del alambre y el 18 indica el tamaño del alambre.
Algunos componentes del sistema, especialmente conectores y jacks son identificados por una letra o grupo de letras y números agregados al número de identificación básico. Estas letras y números pueden indicar la localización del componente en el sistema. Cables interconectados son también marcados en algunos sistemas para indicar la localización, apropiada terminación y uso.
En cualquier sistema las marcas deben ser visibles, y el color estampado debe contrastar con el color del aislante del alambre. Por ejemplo, estampado negro debe ser usado con un color suave al fondo, o estampado blanco sobre fondo de color oscuro.
Los alambres son usualmente marcados a intervalos de no más que 15” a lo largo y dentro de 3” de cada unión o punto terminal. La figura 11-10 muestra la identificación de alambre a un bloque terminal.
Los cables coaxiales, alambres a bloques terminales y cajas de uniones son a menudo identificados marcando o estampando una cubierta del alambrado mas que el mismo alambre. Por lo general el propósito del alambrado, una cubierta de vinilo flexible, blanco claro u opaco es comúnmente usada. Para aplicación en altas temperaturas, silicona de caucho o una cubierta de fibra de vidrio de silicona es recomendada. Donde resistencia a fluidos hidráulicos sintéticos u otro solvente es necesaria, cubierta de nailon blanco u opaco puede ser usada.
Mientras el método preferido es estampar la marca de identificación directamente sobre el alambre o en la cubierta, otros métodos son a menudo empleados. Figura 11-11 muestra dos métodos alternativos: un método usa
Una cubierta marcada atada en el lugar; la otra usa una tapa sensitiva de presión.
Protección contra fricción.
Los alambres y grupos de alambres deben ser protegidos contra desgaste por fricción o abrasión en esos lugares donde donde contacta con superficies cortantes u otros alambres que dañen el aislante. Daños al aislante puede causar corto circuito, malfuncionamiento o inadvertencia de operación de equipos. Bridas de cables deben ser usadas para soportar grupos de alambres en cada orificio a través de un mamparo (figura 11-16). Si el alambre viene mas cerca que ¼” al borde del orificio, una arandela conveniente es usada en el orificio como muestra la figura 11-17.
Algunas veces es necesario arandelas de caucho o nailon para facilitar la instalación. En este caso después de la inserción la arandela puede ser asegurada en su lugar con pegamento. El corte debe ser al extremo del orificio y hecho a un ángulo de 45º al eje del orifico del montón de alambres.
Protección contra altas temperaturas
Para prevenir deterioración de la aislación, los alambres deben estar mantenidos separados de equipo de alta temperatura, tales como resistores, tubos de escape o ductos calientes. La cantidad de separación es normalmente especificada por diagramas de ingeniería. Algunos alambres deben invariablemente ser llevados a través de áreas calientes. Estos alambres deben ser aislados con material para alta temperatura tales como asbestos, fibra de vidrio o teflón. Protección adicional es también a menudo requerida en la forma de conductos. Un aislante de alambre de baja temperatura nunca debe ser usado para remplazar un aislante de alambre de alta temperatura.
Muchos cables coaxiales tienen aislación de plástico blando, tales como polietileno, el cual es especialmente expuesto a deformación y deterioración a elevadas temperaturas. Todas las áreas de altas temperaturas deben ser evitadas cuando instale estos cables aislados con plástico o polietileno.
Protección contra solventes y fluidos.
Los alambres no deben ser instalados en áreas donde ellos estarán expuestos a daños desde fluidos o en 4” mas bajas del fuselaje del avión, excepto esos que deben terminar en esa área. Si hay una posibilidad que el alambre pueda estar húmedo con fluidos, tubos de plástico deben ser usados para proteger el alambre. Estos tubos deben extender su paso al área expuesta en ambas direcciones y deben ser amarrados a cada extremo. Si el alambre tiene un punto bajo entre el extremo de la tubería, se provee un orificio de drenaje de 1/8”, como se muestra en la figura 11-18. este orificio debe ser perforado en la tubería después que la instalación esta completa y el punto bajo definitivamente es establecido para usar un orificio perforado para cortar medio circulo. Cuidado debe ser tomado para no dañar cualquier alambre dentro de la tubería cuando haga la perforación.
El alambre nunca debe ser enrutado bajo la batería de un avión. Todos los alambres cerca de una batería de avión deben ser inspeccionados frecuentemente y alambres descoloridos por el humo de la batería deben ser remplazados.
Protección de los alambres en el área de anidamiento de la rueda
Los alambres localizados en el área de anidamiento de las ruedas están expuestos a muchos riesgos adicionales, tales como expuestos a fluidos, pellizcos y severa flexión en servicio. Todos los bultos de alambres deben estar protegidos por cubiertas de tuberías flexibles cuidadosamente sostenidas a cada extremo y allí no deben estar en relativo movimiento en puntos en los cuales la tubería flexible es asegurada. Estos alambres y tuberías de aislamiento deben ser inspeccionados cuidadosamente a intervalos frecuentes, y los alambres y tuberías deben ser remplazados a la primera señal de desgaste.
Precauciones de enrutamiento
Cuando el alambrado debe ser enrutado paralelo al flujo de combustible o líneas de oxigeno por distancias cortas, tanta separación como sea posible debe ser mantenida. Los alambres deben estar en nivel o encima de la línea. Las bridas deben estar espaciadas para que si un alambre se rompe en una brida esta no tocara la línea. Donde una separación de 6” no es posible, ambos en montón de alambres y la línea pueden ser abrazadas a la misma estructura para prevenir cualquier relación de movimiento. Si la separación es menos que 2” pero más que ½” una cubierta de polietileno puede ser usada sobre el montón de alambres para dar protección. También dos bridas de cable -atrás a atrás- como muestra la figura 11-19, puede ser usada para mantener una rígida separación solamente, y no para soporte del montón de alambres. Ningún alambre debe ser enrutado para que este sea localizado mas cerca que ½” a la línea. Ni debe un alambre o montón de alambres ser soportado desde una cuerda de plomado que lleven fluido inflamable u oxigeno.
El alambrado debe ser enrutado para mantener un mínimo de tolerancia de menor de 3” desde los cables de control. Si esto no puede ser logrado, guardas metálicas deben ser instaladas para prevenir contacto entre el alambrado y cables de control.
Corte de alambre y cables
Para hacer instalación, mantenimiento y reparaciones más fáciles, cables y alambres llevados en aviones son rotos en lugares específicos para uniones, tales como conectores, bloque terminal o barras. Antes de ensamblar estas uniones, alambres y cables deben ser cortados a lo largo.
Todos los alambres y cables deben ser cortados para la longitud específica en esquemas y diagramas de alambrado. El corte debe ser hecho limpio y cuadrado, y el alambre o cable no debe ser deformado. Si es necesario, grandes diámetros de alambre deben ser reformados después de cortados. Un buen corte puede ser hecho solamente si las palas de la herramienta cortadora están afiladas y libres de picaduras. Una pala dañada deformara y sacara los extremos del alambre.
Desforrado de alambre y cable
Antes que el alambre pueda ser ensamblado a conectores, terminales, empalmes, etc., el aislante debe ser retirado desde el extremo del conector para exponer el conductor.
Alambres de cobre pueden ser desforrados en un número de maneras dependiendo en el tamaño y aislante. Figura 11-27 enlista algunos tipos de herramientas de desforrados recomendadas para varios tamaños de alambre y tipos de aislante.
El alambre de aluminio debe ser desforrado muy cuidadosamente usando extremo cuidado, ya que el hilo individual se ropera muy fácilmente después de ser cortado.
Las siguientes precauciones generales son recomendadas cuando desforre cualquier tipo de alambre:
(1) cuando use cualquier tipo de desforrador de alambre, mantenga el alambre para que esté perpendicular a las palas cortadoras.
(2) Ajuste la herramienta cortadora automática cuidadosamente; siga las instrucciones del fabricante para prevenir picaduras, cortes u otros daños en la hebra. Esto es especialmente importante para alambres de aluminio y para alambres de cobre más pequeños que No. 10. examine el alambre desforrado por daños. Corte y vuelva a quitar (si la longitud es suficiente) o vuelva y remplace cualquier alambre teniendo más que el permitido número de picadas o hilos rotos enlistados en las instrucciones del fabricante.
(3) Asegúrese que el aislante este limpio con ningún borde roto o deshilachado.
(4) Asegúrese que todo el aislante es removido del área desforrada. Algunos tipos de alambres son suministrados con una capa transparente de aislante entre el conductor y el aislante primario. Si este esta presente remuévalo.
(5) Cuando use tenazas manuales desforradoras para remover longitudes de aislante largas de ¾” es más fácil para lograr en dos o más operaciones.
(6) Reentorche los hilos de cobre manual o con tenazas, si es necesario, para restaurar el orden natural y tensión de los hilos.
Un par de desforradoras de alambre manual son mostradas en la figura 11-29. Esta herramienta es comúnmente usada para desforrar muchos tipos de alambres.
Los siguientes procesos generales describen los pasos para desforrar alambre con una desforradota manual.
(Refiérase a la figura 11-30)
(1) inserte alambre en el centro exacto de la ranura de la cortadora correcta por tamaño de alambre a ser desforrado. Cada ranura es marcada con el tamaño del alambre.
(2) Cierre los mangos juntos hasta donde ellos irán.
(3) Libere los mangos, permitiendo mantener el alambre a retornar a la posición “abierto”.
(4) Remueva el alambre desforrado.
Conectores
Los conectores (enchufe y receptáculos) facilitan el mantenimiento cuando la desconexión frecuente es requerida. Ya que el cable es soldado a las inserciones del conector, las uniones deben ser individualmente instaladas y el bloque de cables firmemente soportado para evitar daños por vibración. Los conectores han sido particularmente vulnerables a corrosión en el pasado, debido a condensación dentro de la carcasa. Conectores especiales con características de impermeabilidad han sido desarrollados los cuales pueden reemplazar enchufes no impermeables en áreas donde la humedad causa un problema. Un conector del mismo diseño y tipo básico debe ser usado cuando reemplace un conector. Los conectores susceptibles a corrosión dificultosa pueden ser tratados con un químico inerte impermeable gelatinoso. Cuando reemplace los conjuntos de conectores, el tipo de enchufe insertado debe ser usado en la mitad la cual esta “viva” o “caliente” después que el conector es desconectado, para prevenir una conexión a tierra involuntaria.
Tipos de conectores
Los conectores son identificados por los números AN y son divididos en clases con las variaciones del fabricante en cada clase. Las variaciones del fabricante son diferentes en apariencia y en el método de reunir una especificación. Algunos conectores comúnmente usados son mostrados en la figura 11-42. Hay cinco clases básicas de conectores AN usados en la mayoría de aviones. Cada clase de conector tiene características de construcción ligeramente diferentes. Clases A, B, C y D son hechos de aluminio y clase K esta hecho de acero.
Identificación de conectores
Código de letras y números son marcados en los anillos de acople o carcasa para identificar el conector. Este código (figura 11-43) provee toda la información necesaria para obtener el reemplazo correcto para una parte dañada o defectuosa.
Muchos conectores de propósito especial han sido diseñados para usos en aplicaciones de aeronaves. Estos incluyen carcasas de conectores subminiatura y rectangulares, y conectores con carcasas de cuerpo corto o construcción de carcasas ranuradas. s.
Por gabriel calderon
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