Sistemas hidráulicos de aviación

SISTEMA HIDRAULICO DE AERONAVES
Fundamentos
ERNESTO SALAMANCA
TESH-488

OBJETIVO GENERAL
 Conocer y aplicar los principios básicos
de la hidráulica y sus ventajas en el
campo de la aviación. Igualmente saber
el funcionamiento de cada uno de los
dispositivos que hacen parte de un
sistema hidráulico, de una aeronave tipo
ala rotatoria o ala fija con sus funciones y
forma de operación.

FUNDAMENTOS HIDRAULICOS

Hidráulica : Es la ciencia que estudia las
leyes que regulan el equilibrio y
movimiento de los líquidos.
LIQUIDOS EN REPOSO
HIDRAULICA
ESTUDIA LA
HIDROSTATICA HIDRODINAMICA
LIQUIDOS EN
MOVIMIENTO

FLUIDOS
¿Que es un fluido?
Los fluidos: Son líquidos y gases. Son sustancias
que pueden fluir, es decir, son capaces de pasar
a través de pequeños orificios. No tienen forma
definida sino que adoptan a la forma del
recipiente que los contiene.
IMPORTANTE
Líquidos: son poco compresibles.
Gases: son muy compresibles.

FLUIDOS
Líquido: al presionar el
émbolo no varía el
volumen
Gas: al presionar el
émbolo varía el
volumen

PROPIEDADES DE LOS LIQUIDOS
Principal función: transmisión de energía
Lubricar los mecanismos y piezas en movimiento
soportar presiones y temperaturas elevadas
fluctuantes
Evacuar el agua( índice de desemulsion)
Evacuar el aire ( poder antiespumante)
Eventualmente ser antiinflamable (ignifugas)
Conservarse inalterable ( índice de anilina)
Proteger las partes del sistema contra la corrosión
(poder antioxidante)

INDICE DE VISCOSIDAD
Es un parámetro que tiene en cuenta el comportamiento
del fluido frente a los cambios de temperatura , bien por
aumento o por disminución de la misma.
Cuanto mayor es el índice de viscosidad de un fluido,
mayor estabilidad presenta la viscosidad frente a los
cambios de temperatura.
Los líquidos con índices de viscosidades bajas sufren
mucha variación cuando varia la temperatura. Estos
líquidos son inaplicables en aviación.

VENTAJAS
 Alta eficiencia
 Alto grado de confiabilidad
 Flexibilidad de instalación
 Bajos requisitos de espacio
 Auto lubricante
 Mantenimiento bajo
 Livianos
 La fuerza se transmite en cualquier dirección
 Se puede variar fuerza y velocidad en grandes rangos
 Menor perdida de potencia
 Suavidad de operación
 Fácilmente reversible (sin parar)
 Todo lo anterior reflejado en ahorros, mayor economía.

APLICACIONES
Mandos de Vuelo
Alerones
Timón de profundidad
Estabilizador
Horizontal
Timón de dirección
Frenos aerodinámicos
Inversores de Empuje
Tren de aterrizaje
Frenos
Control de dirección
Extensión / Retracción
Puertas de Cabina
Rampas y Portalones
Puertas de Bodega
Escaleras
Puertas y Escaleras

MOVIMIENTO DE LOS FLUIDOS
 Flujo laminar
Es cuando las corrientes del fluido son
paralelas, su flujo es lento y uniforme.

 Flujo turbulento
Es el punto a partir del cual se rompen las
corrientes paralelas y pasan a ser
totalmente desordenadas.

TUBO VENTURI
 El paso de un fluido a través de un Venturi o a través de
una restricción que no tenga cambios bruscos de
sección no produce turbulencia y solo se pierde una
pequeña cantidad de energía, por consiguiente la
presión, y la proporción del paso del fluido a ambos
lados de un Venturi serán aproximadamente iguales;
Una disminución de la presión en el Venturi resulta de
un aumento en la velocidad del paso del fluido a
través de la parte reducida del Venturi. Esta es la
aplicación de una ley de física que establece que: a
medida que aumenta la velocidad de un gas o un
líquido, abra una disminución correspondiente en la
presión.
El Venturi con frecuencia se usa como dispositivo para
estabilizar la presión de depósitos o tanques de
almacenamiento hidráulico.

TÉRMINOS DE HIDRÁULICA
 Para entender los principios de hidráulica y su aplicación a los sistemas hidráulicos de
las aeronaves, se definirá y relacionará los diferentes términos hidráulicos. Estos
términos se definen así:
 ÁREA: Es la medida de una superficie determinada; se expresa en pulgadas
cuadradas.
 FUERZA: Es la cantidad de empuje sobre un objeto, medida en libras fuerza.
 PRESIÓN: Es la cantidad de fuerza sobre unidad de área, medida usualmente en
libras por pulgada cuadrada ( PSI).
 RECORRIDO: (Largo), es una medida de la distancia expresada en pulgadas y
representa la distancia que se mueve un pistón en un cilindro.
 VOLUMEN: (Desplazamiento), es una medida de cantidad, expresada en pulgadas
cúbicas, que representa la cantidad de fluido contenido en un depósito o
desplazado por una bomba o cilindro expulsor.
 En general los líquidos se expanden al ser calentados y se contraen al ser enfriados.

LEY DE PASCAL
Esta ley de física es la base para los cálculos
matemáticos en hidráulica y para la
aplicación práctica de estos cálculos en los
sistemas de trabajo.
Ley de Pascal: expresa que cuando se ejerce
una fuerza sobre un líquido encerrado, la
presión es transmitida por igual y sin
disminución en todas las direcciones. Preste
particular atención a las palabras fuerza y
presión. De ahora en adelante estas
palabras y otros términos deberán ser usados
de acuerdo con su significado estricto,
recuerde que la ley de Pascal solo se aplica a
los fluidos encerrados; siempre que un fluido
esta en movimiento en un sistema hidráulico
no esta regido por esta ley.

VENTAJA MECÁNICA
La cantidad por la cual el esfuerzo aplicado se multiplica en
el rendimiento del dispositivo es la ventaja mecánica.
Para el ingeniero diseñador, en sus cálculos matemáticos,
uno de sus intereses primordiales es la ventaja mecánica lo
cual lo pone en condiciones de determinar con precisión
entre otras cosas el tamaño de los cilindros, pistones
impulsores y la distancia que el pistón debe recorrer para
hacer funcionar un mecanismo.
El tamaño de las unidades es importante ya que el espacio
dentro de una aeronave es limitado y las unidades de
funcionamiento deben ser diseñadas no solo con la
resistencia necesaria, si no también lo más pequeñas y
livianas posibles.

TRANSMISIÓN DE PRESIÓN
10 lbs. fuerza

LIQUIDO HIDRAULICO
Base Vegetal

BASE MINERAL
derivado del petróleo
 MIL-PRF-6083: Es autorizado para cierto uso en las
aeronaves, sirve como preservativo, pruebas en
algunos componentes, pero no puede ser usado
en sistemas hidráulicos operacionales de
aeronaves .
 MIL-PRF-5606: Su color es rojo para identificarlo y
es utilizado con obturadores de caucho sintético.
Principalmente, pero también puede usar de
cuero o un compuesto de metal, se provee en un
solo grado que le da un margen de operación de
65°F a 275°F (-54°C-135°C).

BASE SINTÉTICA
 MIL-PRF-83282: El punto de ignición es mas alto,
tiene aditivos que proveen mejores características
contra el desgaste y mejor resistencia contra la
corrosión y la oxidación. Su rango de operación
llega a 400°F, es compatible con el liquido MIL-
PRF-5606.
 MIL-PRF-8446: Se distingue por su color dorado
ámbar, su margen de operación en de 67°F-400°F.

PRECAUCIONES
 Para determinar que fluido hidráulico se
debe usar en una aeronave, remítase al
manual de mantenimiento de la
aeronave. El fluido retirado de una
aeronave o componente hidráulico no se
debe reutilizar, debe ser rechazado y
tarjeteado como condenable.
 Fluido drenado (No es reutilizable)

OBTURADORES
Los obturadores en los componentes hidráulicos y
neumáticos son usados para evitar escapes de
fluido en un sistema, están divididos en tres
grupos:
 EMPAQUES
 EMPAQUETADURA
 OBTURADORES DE FORMA ESPECIAL

EMPAQUES
Se utilizan para obturar o sellar dos partes
de una pieza o componente y que se
mueven una dentro de la otra son
generalmente en forma de anillo o en “O”.
Son fabricados de caucho natural,
sintético, caucho con sustancias especiales
y de metales.

EMPAQUETADURA
Es utilizada para sellar dos partes fijas de un
componente o una línea hidráulica y
pueden ser en “O” o también planos. Estos
pueden ser fabricados en papel húmedo o
en papel plomaginado.

OBTURADORES DE FORMA
ESPECIAL
Como su nombre lo indica tienen formas
que difieren de los anteriormente vistos
pero cumplen las mismas funciones, es así
como encontramos: obturadores en forma
de “O” en forma de “V” en forma de “U” y
planos. Nombre que se le da por su forma
y que se utilizan normalmente en
amortiguadores de trenes de aterrizaje y/o
alrededor de ejes fijos o rotatorios, etc. Este
tipo de anillos obtura en una sola dirección.

CUIDADOS EN LA INSTALACIÓN
Revise él CURE DATE en el empaque del obturador. Esta información le dará la fecha de
manufactura del obturador, Ejemplo: cure date 2Q70 nos dice. Este sello fue fabricado en
el segundo cuarto del año 1970. La vida operativa de un obturador casi siempre esta
garantizada para 24 meses, pero puede durar mucho más, si se tiene garantizado un buen
almacenamiento para ellos.
Antes de instalarlo revise la superficie donde va a instalarlo por rebabas, daños o
deformaciones antes de instalarlo.
Siempre que usted instale obturadores tenga en cuenta algunas precauciones para
evitar que en poco tiempo tenga que volver a cambiarlos:
Verifique el tamaño correcto de acuerdo al manual de mantenimiento.
Inspecciónelo visualmente por cortaduras, melladuras o imperfectos.

Lubrique el obturador antes de instalarlo
Evite rayarlo o cortarlo cuando lo este instalando.

ANILLO DE APOYO
Apoya los empaques protegiéndolos de
mordeduras y le dan una resistencia
adicional, generalmente son de teflón o
cuero. Estos anillos de apoyo son
utilizados generalmente para presiones
medianas o altas.

Claves de Color
La clave de color en un obturador identifica el tipo de sistema en
el cual debe ser usado. Esa identificación la da el fabricante,
toda esta información ayuda también de forma positiva a la
identificación total del sistema.

TUBERIA HIDRAULICAS
 Uniones hidráulicas
 Tuberías rígidas, metálicas
 Tuberías flexibles, de materiales tipo
elastómero o caucho sintético.

UNIONES HIDRÁULICAS O
HERRAJES
 La aviación moderna utiliza uniones o herrajes de la norma AN
(abocardado) o MS (sin abocardar).
 Estas uniones tienen diversidad de formas con el fin de adaptarlas a
nuestras necesidades es así como encontramos uniones en T,
adaptadores, codos a 90 grados, 75 grados y 45 grados, universales.
 Casi siempre estas uniones llevan impresas letras de su norma en el
cuerpo de la misma.
 Todos ellos son identificados por un número de parte compuesto por
dos letras, cinco dígitos y uno o dos dígitos antecedidos de un guión.
 Las letras nos dan la especificación militar, los cinco dígitos nos dan la
forma y los dos últimos dígitos su tamaño. Cuando estos dos últimos
dígitos están o no acompañados por una letra. Podemos conocer el
material del cual esta fabricada la unión.

UNIONES HIDRÁULICAS O
HERRAJES
Las uniones de ensamble pueden ser AN o MS dependiendo del tipo
de unión que utilicen. Las uniones AN tienen un borde biselado que
se amolda al reborde de la tubería: En las uniones de norma MS
cuando se aprieta la tuerca del tubo la manga penetra en el borde
interno biselado de la unión formando un obturador o sello metálico
entre las partes.
Los herrajes se puede identificar fácilmente por su color:
los herrajes de aleación de aluminio son de color azul.
Los de acero al carbono son negros.
Los de acero inoxidable son de color natural.
Como precaución asegúrese que el material de los herrajes que se
use sea similar al de la tubería.
Use herrajes de acero con tubería de acero, y herrajes de aluminio
con tuberías de aleación de aluminio.

TIPOS DE UNIONES O HERRAJES
 Entre los herrajes más utilizados en los sistemas hidráulicos
tenemos los siguientes:
 Elbow (codo) a 90°, 75° y 45°.
 Unión
 Unión en T
 Cross (universal)
 Plug (tapón)
 Reducer (reductor)

TUBERÍAS
 Las canalizaciones hidráulicas de la aeronaves se
llaman tuberías.
 Se dice una canalización de liquido, es un circuito
cuando incluye trayectos de ida y vuelta del
fluido operativo.
 Hay veces que una misma tubería condice liquido
a presión hacia una de las caras del actuador y
otras veces conduce liquido de retorno de la
cara opuesta, por esta razón, estas se llaman
líneas alternativas.

TUBERIA RIGIDA
 Acero inoxidable MIL-T-8504 y MIL-T-6845, son
usadas en sistemas de alta presión (3000 PSI) tales
como el tren de aterrizaje y frenos.
 Tuberías de aluminio WW-T-700/1, son usadas en
sistemas de baja presión, como en los
instrumentos. WW-T-700/4 y WW-T-700/6, es la más
común en sistemas de baja a mediana presión
(1000-1500 PSI).
NOTA: La tubería WW-T-700/1 y WW-T-700/6 no se
debe utilizar en sistemas hidráulicos.
TIPOS

TAMAÑOS DE TUBERIAS
 Diámetro exterior: Es en incrementos de
dieciseisavos de pulgadas. Ejemplo, un
numero -6 es igual a un dieciséis de pulgada
o 6/16 (3/8), y un numero -8 es igual 8/16 (1/2)
pulgada.
 Example: -8= 8/16ths or 1/2in.
 Espesor de la pared: Es medida en milésimas
de pulgada. Ejemplo –4 es igual .035
milésimas de pulgada.
 Example: .040 wall thickness.

DAÑOS EN LA TUBERIA
 Abolladuras: Cualquier abolladura con menos de
un 20% del diámetro del tubo esta bien siempre y
cuando no este al pie de un doblez.
 Rasguños: Si tiene menos de un 15% de la pared
se puede pulir. Mas de un 15%, el tubo se tiene
que remplazar.
 Al pie del doblez: Tubería con rasguños cerca de
la curva y que tienen mas de 100 libras de
presión, se tienen que remplazar.

CORTE DE TUBOS
 Corta tubos .
 Segueta: Si el corta tubos no esta
disponible, se puede usar una segueta de
32 dientes por pulgada.

PLIEGUES DE DOBLADO
 Los tubos se pueden doblar por medio de una
variedad de herramientas de dobles.

TUBERIAS FLEXIBLES
Esta tubería se utiliza para conectar piezas movibles
con piezas estacionarias. También sirve como
conexión en sistemas de tubería rígida.
IDENTIFICACION
Su identificación es por una banda metálica adherida
a su cuerpo con la siguiente información:
•presión operacional
•Parte numero
•fecha de prueba
•numero de código del fabricante.

SISTEMA HIDRAULICO BÁSICO
La descripción de un sistema básico deberá
permitirle a usted comprender la construcción y
operación de los sistemas específicos que se
van a describir posteriormente en el curso. En
la Fig. siguiente se muestra el diagrama de un
sistema básico hidráulico. Se muestra
solamente aquellas unidades que son
absolutamente necesarias para la operación.

DEPOSITO BOMBA Y SELECTOR
 Haciendo referencia a la Fig. anterior el depósito
(B) contiene el fluido del sistema y lo suministra a
la bomba (C) por medio de la gravedad y el
efecto de succión de la bomba.
 La bomba puede ser actuada desde un impulsor
de accesorios de motor de avión por un motor
eléctrico y hasta turbinas de aire, como se usan
en algunos aviones. En un sistema sencillo como
el que se muestra en la figura anterior, será más
práctico la bomba operada a mano.

Las lumbreras de presión y de retorno se encuentran
directamente puestas, a 180 grados separadas, lo
mismo que las dos tuberías alternas que van al cilindro
impulsor. Las tuberías se llaman alternas por que la
dirección del flujo se alterna con la posición de la
válvula selectora. Primero, una tubería alterna puede
suministrar presión al impulsor y después, cuando la
válvula selector se hace girar 90 grados, la tubería se
convertirá en un retorno. Un ejemplo sería el sistema
del tren de aterrizaje, Flaps, etc.
DEPOSITO BOMBA Y SELECTOR

Por su caudal pueden ser de dos tipos:
Por su mecanismo de impulsión se clasifican en:
Bombas de caudal constante Bombas de caudal variable
siempre de caudal constanteBombas de engranajes
Contacto externo
Contacto interno
.
Bombas de paletas
Bombas de pistones
Pueden ser de caudal
Variable y/o constante
CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBAS
HIDRÁULICAS

BOMBA DE ENGRANAJE DE
CONTACTO EXTERNO

BOMBAS DE ENGRANAJES DE
CONTACTO INTERNO

REGULADOR DE PRESION
El regulador de presión o válvula
de descarga (c) mantiene la
presión del sistema entre dos
límites predeterminados y alivia la
bomba cuando los mecanismos
no son impulsados.
En la Fig. 13 y 14 se muestran un
regulador de presión típico en sus
dos fases de operación. El
regulador tiene dos opciones
“conectado” y “desconectado”.
Obsérvese que al salir el fluido de
la bomba, va tanto a la parte
superior como a la inferior del
regulador.

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