Sistemas básicos en las aeronaves.

1. Sistemas básicos de las aeronaves.

En este capítulo vamos a desgranar los sistemas básicos de las aerona-ves, tal y como podemos ver en la imagen superior. Es necesario que to-dos ellos trabajen al unísono para el perfecto funcionamiento del apara-to. El sistema de control de vuelo y aviónica se encuentra descrito en el artículo, “La Aviónica, la cabina e instrumentos de vuelo” con mayor de-talle, incluyendo los sistemas para la navegación aérea, publicado en este mismo blog.

2. Sistema eléctrico de una aeronave.

El sistema eléctrico está integrado básicamente por una batería o alter-nador, gran número de interruptores, primordialmente en la cabina de vuelo y fusibles para todos los instrumentos instalados en el interior del aparato. Para el mantenimiento del avión en tierra se utiliza la APU, (Auxiliary Power Unit), Unidad Auxiliar de Potencia, situada en la cola del aparato, que consiste en un motor adicional que mantiene la iluminación, la aviónica, sistemas de navegación y comunicación en tierra. También se puede utilizar en emergencias en vuelo con el mismo fin.

3. APU y su localización en el aparato.

La electricidad en vuelo se produce por el movimiento de las turbinas del aparato, en este caso la APU está apagada y totalmente operativa desde la cabina de vuelo. Suele utilizarse cuando los motores dejan de hacerlo y se enciende para tener iluminación dentro de la aeronave y arranque de los motores.

3. RAT desplegada en tierra.

Además para casos de emergencia cuando se produce un fallo o apaga-do de los motores, cuentan con la RAT, (Ram Air Turbine). Es una turbina extensible de despliegue manual o automático, situada en la parte baja del fuselaje, que produce la electricidad necesaria, mediante el giro de las aspas producido por la corriente de aire, para el mantenimiento de los sistemas de vuelo e iluminación de la aeronave que se despliega en casos de emergencia, como en el incidente del vuelo AI 171  de Air India, el 12 de Junio de 2025 durante el despegue del aeropuerto de Ahmeda-bad cuya investigación de lo sucedido se encuentra todavía abierta. Pue-den llegar a generar entre 5 y 70 kilovatios/hora.

4. Sistema anti-hielo de un Airbus A-350.

El sistema anti-hielo, anti-ice system, en el lenguaje aéreo es esencial para el correcto funcionamiento de las aeronaves en la época invernal. En las modernas aeronaves, como la que vemos en la imagen superior, se consigue mediante el calentamiento de las zonas que vemos arriba mar-cadas en rojo, bien mediante corriente eléctrica o el soplado de aire ca-liente de los motores o bien de una combinación de ambas. En vuelo pue-de conseguirse la eliminación del hielo mediante el descenso de altitud del aparato, dado que la aerodinámica de la aeronave cambia por com-pleto al hacerse más pesada, lo que le da mayor resistencia al aire, pu-diendo entrar en perdida si hay cantidad de hielo en las alas, zonas más expuestas a ello, al no poder extender los alerones, flaps, slats, o frenos aéreos.

5. Sistema anti-hielo neumático.

Los aparatos más pequeños, de aviación general y los turbohélices co-merciales como los ATR-42/72, están equipados con los sistemas neu-máticos que vemos en la fotografía superior, que consiste en el inflado y desinflado de las bolsas de aire situadas en los bordes de ataque de los aparatos para que rompan el hielo existente en el ala. Todas las aerona-ves situadas en zonas frías donde existe riesgo de nevadas y heladas frecuentes durante la época invernal, son rociadas con anticongelantes antes del despegue, dado que deben tener una configuración limpia, tal y como podemos leer en el artículo, “Equipamiento de soporte y man-tenimiento en tierra”, en éste mismo blog en su parte final.

6. Esquema del sistema de presurización de una aeronave.

La presurización de una aeronave consiste en el proceso del envío de aire acondicionado al interior de ésta, mediante su compresión desde las plantas motrices a través del sangrado de los motores o compresores eléctricos instalados en el aparato. El aire es enfriado, humidificado y mezclado con el aire exterior por uno o más ECS, (Environmental Control System), Control del Sistema Medioambiental, en castellano, dependien-do del tamaño del avión. Es un componente esencial, mediante el cual se enfría y reemplaza el aire, se presuriza la cabina de pasajeros, vuelo y compartimento de carga, refrigera la aviónica, toma control de los detec-tores de humo y activa el sistema de extinción del fuego de la aeronave.

7. Diales del control medioambiental en la cabina de vuelo.

La presurización es necesaria toda vez que se vuela sobre los 10.000 pies (3.048 metros), para evitar problemas fisiológicos a los pasajeros y tripulación. Controlado a través de los 2 diales instalados en todos los aparatos. Por encima de los 15.000 pies (4.572 metros) de altura, se ne-cesitan mascarillas de oxigeno tanto para los pasajeros como para la tri-pulación. Por normativa legal, cuando uno de los pilotos abandona la ca-bina, el que queda al mando tiene la obligación de utilizarla. La presión de la cabina de todas las aeronaves tiene que ser la equivalente a 8.000 pies (2.438 metros), independientemente de altura a la que se vuele. Es importante saber que el aire durante el vuelo se renueva cada 2 ó 3 mi-nutos y es expulsado mediante una válvula situada en la parte baja trase-ra del fuselaje, tal y como vemos en la fotografía inferior.

8. Válvula de expulsion del aire de la cabina de un A-330.

Los orígenes de la presurización de las aeronaves se remonta a 1920 y 1930. El primer aparato comercial equipado con ella fue el británico De Havilland Comet en 1949, sufriendo varios accidentes catastróficos en 1954, explosionando dos de ellos en vuelo. Tras una investigación ex-haustiva, se llegó a la conclusión de que  la fatiga del metal fue la respon-sable de ello, dado que el aluminio y el resto de los metales utilizados se expanden y contraen según la presión y altura del aparato, algo desco-nocido hasta entonces. El problema se solucionó con la creación de una nueva versión del modelo,  el DH106 con ventanillas circulares, ya que los ángulos rectos, al parecer, fueron los responsables del desastre. Pode-mos ampliar la información en este mismo blog con el artículo publicado sobre el mencionado aparato.

 9. Comparativa de tamaño de las ventanillas.

Hay ciertas aeronaves que disponen de una presurización especial, como fue el caso del supersónico Concorde, retirado de servicio activo. Su alti-tud máxima de vuelo era de 60.000 pies (18.288 metros), por lo que el diseño de sus ventanillas era como menos de la mitad de la del Boeing B-787, como vemos en la imagen superior, para reducir el índice de des-compresión  al máximo en caso de despresurización. Esta aeronave con-taba con una presurización forzada en cabina de 6.000 pies, equivalente a 1.829 metros, por lo que todas las aeronaves supersónicas de nuevo diseño contarán con el mismo tamaño de ventanillas o muy similar.

9. Mascarillas de oxígeno desplegadas en un avión comercial.

Las aeronaves más modernas como el Boeing B-787 Dreamliner y el Airbus A-350 XWB, (eXtra Wide Body), han reducido considerablemente la presión forzada en sus cabinas, así como un aumento importante en la humidificación del aire, con respecto a los valores indicados más arriba, debido a la utilización de materiales composites en sus estructuras.

10. Diagrama explicativo de los efectos de la hipoxia.

 Los principales efectos adversos de la falta de presurización son los siguientes:

Hipoxia: Es la falta de oxígeno en sangre según vamos ascendiendo en altura, razón por la cual todos los aparatos tienen la presión forzada a 8.000 pies (2.438 metros), aunque vuelen a mayor altura. En caso de despresurización de la cabina saltan las mascarillas de oxigeno y la aero-nave desciende hasta alcanzar los 3.000 metros (10.000 pies) donde el aire ya es respirable, seguido de un más que probable aterrizaje de emer-gencia. . Los efectos adversos son la pérdida de la visión, de coordina-ción, del conocimiento y en caso extremo la muerte, como vemos en la imagen superior. Motivo por el que los pilotos de combate además de estar equipados con un traje anti G, (gravedad), utilizan oxígeno desde que salen de misión.

11. Diagrama explicativo sobre el mal de altura.

El mal de altura, (altitude sickness): Es básicamente una falta de oxígeno en sangre, pero en este caso en tierra. Los síntomas son parecidos, co-menzando por una sobre ventilación donde se recupera parcialmente el oxígeno en la sangre, pero produce CO2, dióxido de carbono, aumentan-do el PH de la sangre, dando lugar a una alcalósis con sensación de can-sancio, agotamiento, nauseas, dolores de cabeza y pérdida del conoci-miento, para lo cual la única solución es bajarles a un lugar de menor alti-tud, donde puedan respirar con normalidad, dado que en este caso no saltan las mascarillas de oxígeno como en las aeronaves. Suelen afectar a los visitantes de los Andes, el Himalaya o estaciones de esquí elevadas.

12. Esquematización de una descompresión.

La descompresión, (decompression sickness). Afecta principalmente a los buceadores, tal y como vemos en el esquema superior y sus efectos en el cuerpo humano, mediante la creación de burbujas de aire en la san-gre, conocido como embolismo, pudiendo dar lugar a cansancio, perdi-das de memoria, dolores de cabeza, trombosis o deformación del cuerpo, conocido como síndrome de la enfermedad de la descompresión, tal y como vemos en la fotografía inferior.   Pudiendo llegar a producir la muer-te. La única forma de evitarlo es la utilización de una cámara de descom-presión.

13. Diagrama explicativo del síndrome de la enfermedad de la descom-presión.

Barotrauma: Los pasajeros pueden notar molestias  o dolores agudos de los gases atrapados en el interior del cuerpo, dientes e intestinos. La más común es la de los oídos, conocido como aerotitis, cuando los gases se quedan atrapados en el oido medio, durante el ascenso o descenso de la aeronave. Generalmente estos efectos suelen remitir una vez que la pre-sión se equilibra con la llegada al aeropuerto de destino, aunque su per-sistencia podrían causar problemas gastrointestinales, barodontalgia (molestias en los dientes) o incluso precipitar el desarrollo de enferme-dades dormidas, como el neumotórax (molestias en el pecho).

14. Efectos del Barotrauma..

Todos sabemos que la presión interior de la cabina de una aeronave esta forzada para mantener una altitud inferior a los 3.000 metros (10.000 pies), aunque el aparato vuele hasta 3 veces más alto. En la imagen infe-rior vemos la diferencia entre una botella de agua abierta en el interior de la cabina, a la izquierda y una vacía cerrada a 11.000 metros de altura (37.000 pies), a la derecha. Esta última queda aplastada por la presión durante el descenso de la aeronave.

15. Efectos de la presión en el interior de la cabina.

Una molestia que todos los pasajeros sufren, una vez que llegan a su des-tino, es el jet lag, suele ocurrir, además de por el cambio de los distintos husos horarios entre el origen y el destino del vuelo, los efectos de la pre-sión, deshidratación durante el vuelo, disrupción  del ciclo circadiano, la iluminación de la aeronave, aire sobrecargado y falta de sueño. Razón por la cual los hombres de negocios no deben firmar documentos durante 2 ó 3 días, aún cuando sus efectos normalmente duran hasta los 4 días.

16. Causas normales del jet lag.

Todas las aeronaves de última generación como los Airbus A-330 NEO, (New Engine Option) A-350 XWB, (eXtra Wide Body), Boeing B-787 Dreamliner y B-777-X, están mejorando la renovación del aire, ilumina-ción, y reduciendo la altitud de presión forzada en el interior de la cabina, para minimizar el ciclo circadiano de los viajeros.

17. Sistema de combustible del Airbus A-380.

El sistema de combustible es, con mucho, el más importante y complejo de una aeronave comercial. Es el que propulsa el aparato tanto en tierra como en el aire en las distintas fases del vuelo, genera electricidad a tra-vés de la APU, (Auxilliary Power Unit), Unidad Auxiliar de Potencia, en tie-rra, como vemos en la imagen 3, presuriza y provee de aire acondiciona-do, así como de electricidad a la aviónica, controles de vuelo e ilumina-ción y electricidad al aparato. El combustible es transportado en las alas en todas las aeronaves, tanto civiles como militares, y puede ser tan complejo como lo sea el aparato. Todos los tanques son visibles para su limpieza y mantenimiento, como vemos en la imagen inferior.

18. Interior y acceso a los tanques de combustibles de un avión militar.

Los aparatos más modernos como los Airbus A-321 XLR (eXtra Long Range), A-330, A-350 ULR (Ultra Long Range), A-380, los Boeing B-777-300 LR, (Long Range), B-787 y B-747-8, están equipados con tanques adicionales en los estabilizadores traseros como podemos ver en la fo-tografía 17. Hay 2 modelos de Airbus, el A-321 XLR, aparato de fuselaje estrecho, equipado con un tanque situado en la parte central, como vemos en la siguiente imagen, capaz de realizar vuelos sin escalas desde Madrid a Nueva York, Boston, Washington y Chicago.

19. Tanque de combustible central del A-321 XLR.

Para cubrir el nicho dejado por el Boeing B-757 que tan buen sabor de boca dejó a las compañías aéreas, tanto en EE.UU. como en Europa. Hay otra aeronave, el Airbus A-350-1000 ULR (Ultra Long Range), que ha sido el escogido por la compañía australiana Qantas para realizar vuelos sin escala, el denominado proyecto Sunrise, de aproximadamente 18 horas de vuelo entre Sidney – Londres, Nueva York, Ciudad del Cabo y Rio de Janeiro, especial-mente adaptado para este tipo de vuelo, cuyas primeras entregas tendrán lugar a final de 2025 y a lo largo  de 2026 para comenzar el servicio en 2027, según previsiones de la compañía.

20. Sistema de combustible en el Concorde.

El Concorde contaba con un sistema de bombeo de combustible desde los tanques delanteros hasta el trasero, situado en la cola del aparato, tal y como observamos en la fotografía superior, para el despegue y el ca-beceo en vuelo, se distribuía entre todos los tanques,  durante el descen-so y aproximación final se realizaba a la inversa, a los delanteros, mien-tras que durante el aterrizaje se bombeaba parte al trasero, todo esto por la ausencia de los estabilizadores traseros, inexistentes en esta aeronave tan especial como realmente era.

21. Tanques de combustible militares eyectables.

Como vemos en la fotografía, son tanques que van enganchados a unos soportes de las alas de los aviones de combate para darles mayor auto-nomía de vuelo. Son los primeros en ser utilizados, dado que cuando en-tran en combate o en maniobras de disuasión suelen ser eyectados, para poder tener una configuración limpia en las alas y poder realizar manio-bras de disuasión, lucha aérea o combate y disponer de todas sus habili-dades aerodinámicas. Hay otros depósitos que son de caucho o plástico flexibles que van instalados a lo largo del fuselaje de la aeronave, utiliza-dos como apaga-fuegos, cargados con agua o líquidos retardantes, o de combustible para re abastecimiento en vuelo, tal y como vemos en la imagen siguiente.

22. Tanques de combustibles flexibles.

Los tanques de combustible de todas las aeronaves, tanto civiles como militares, disponen de termómetros y calentadores en su interior para evitar la condensación y congelación del agua, así como del combus-tible, dado que la altitud que alcanzan puede registrar temperaturas de 55º C bajo cero, la mayoría de ellos van presurizados utilizando el san-grado de los motores y facilitando el trabajo de las bombas de combus-tible, como vemos en el sistema de funcionamiento y componentes en la fotografía siguiente. 

23. Esquema explicativo de la medición de temperatura y calentamiento del combustible.

El sistema hidráulico, hydraulic system, es el encargado de la conversión de los movimientos del sistema de control realizados desde la cabina de pilotaje al timón de dirección, elevadores traseros, alerones, extensión y retracción de los flaps, slats, aerofrenos o spoilers en las alas, los trenes de aterrizaje y la apertura  y cierre del carenado para la reversión de los motores. Las aeronaves están equipadas con un sistema duplicado o triplicado para la activación de las  distintas superficies aerodinámicas, mencionadas más arriba, indicado con distintos colores, tal y como ob-servamos en esta imagen.

24. Sistema hidráulico de una aeronave.

Operados a través de unos mecanismos denominados activadores, me-diante unas bombas de presión que actúan sobre unos cilindros llenos de aceite  en los que la presión ejercida desde la cabina de vuelo aumenta considerablemente  la fuerza sobre las superficies aerodinámicas. 

25. Diagrama de funcionamiento de un sistema hibrido, hidráulico y eléctrico.

Las aeronaves más grandes y modernas cuentan también con un sis-tema eléctrico de soporte, indicado en el diagrama superior. Donde más claro se puede ver el sistema hidráulico es en las patas de los trenes de aterrizaje donde este sistema sujeta al aparato mientras está en tierra, en carreteo en las pistas y el impacto con la pista durante el aterrizaje, cuyo esquema vemos más abajo. 

26. Sistema hidráulico del tren principal de un Boeing B-737 New Generation.

Dentro de los sistemas de emergencia, emergency systems, en el len-guaje de la aviación, podemos incluir la turbina RAT, (Ram Air Turbine), el despliegue de las mascarillas de oxigeno, descritas más arriba, así como las denominadas cajas negras incluidas con más detalle  en el artículo “La aviónica, la cabina e instrumentos de vuelo” en este mismo blog.

NOTA: Blog sin ánimo de lucro para la divulgación e información de aeronaves comerciales. Toda la información y las fotografías incluidas proceden de distintas fuentes, como Airlines.net, Jet Photos, Airbus, Boeing, otros fabricantes, etc, obtenidas todas ellas de internet.