MONITORING SYSTEM OF PISTON ENGINE M.S.P.E YEISSON BUITRAGO ORTÍZ ADRIANA MILENA RAMÍREZ RODRÍGUEZ JENNY PAOLA SÁNCHEZ CORTÉS

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1 MONITORING SYSTEM OF PISTON ENGINE M.S.P.E YEISSON BUITRAGO ORTÍZ ADRIANA MILENA RAMÍREZ RODRÍGUEZ JENNY PAOLA SÁNCHEZ CORTÉS UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA Facultad, Ingeniería Aeronáutica BOGOTÁ D.C 2005

2 MONITORING SYSTEM OF PISTON ENGINE M.S.P.E YEISSON BUITRAGO ORTIZ ADRIANA MILENA RAMÍREZ RODRÍGUEZ JENNY PAOLA SANCHEZ CORTÉS TESIS Director de Tesis Ingeniero Msc. Fernando Colmenares Quintero UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA Facultad, Ingeniería Aeronáutica BOGOTA D.C

3 Nota de Aceptación: Firma del presidente del jurado Firma del jurado Firma del jurado Bogotá D.C Fecha

4 DEDICATORIA La satisfacción de este objetivo cumplido no podría ser completa sin antes agradecer a los que con su apoyo incondicional, su amor y sus valiosos consejos me han apoyado y protegido, así como el más fiel de los caballeros defiende sus ideales y muere por ellos. A ellos los que con sus sueños, desvelos, angustias y rizas me dieron la bendición de llamarlos PADRES.de igual forma a la persona que desde hace ocho años es la alegría de mi vida y tengo el placer de decirle HERMANO a ellos y a todos mis compañeros MUCHAS GRACIAS. Yeisson Buitrago Ortiz 4

5 DEDICATORIA Este trabajo esta dedicado a Misael Ramírez Ávila que aunque hoy no me acompaña fue quien sembró en mi un sueño, que hoy día se hace realidad, a mi papá Gilberto Ramírez Soto por depositar en mi su orgullo, comprensión y entrega en los días fáciles y aun más en los difíciles, a mi mamá Luz Marina Rodríguez por sus desvelos y cuidados brindándome fuerza suficiente para terminar de subir un peldaño mas de mi vida, a mi hermana Olga patricia Ramírez, a mi Sobrino Santiago Oviedo Ramírez por creer en mis sueños, por ultimo a familiares y amigos; es obvio que sin ustedes este sueño no se completaría hoy. Sencillamente doy gracias porque todos ustedes son la base de mi vida. Adriana Milena Ramírez Rodríguez 5

6 DEDICATORIA Mamá, desde el cielo se que me acompañas, me bendices y apoyas, por eso te dedico este sueño hoy realizado, gracias por sembrar en mi esa fortaleza y esas ganas de seguir adelante, luchando hasta el final; Papá te dedico mi esfuerzo y cada uno de los triunfos que alcancé a lo largo de mi carrera, porque se que sin tu apoyo incondicional hubiera sido muy difícil haber alcanzado este gran sueño; Andrea, Danilo y Camila, gracias por apoyarme, entenderme y darme fuerzas para seguir adelante y ver este sueño hoy culminado, y a cada una de las personas que me apoyaron en un momento difícil de mi vida y me aportaron un granito de arena para ser lo que soy hoy en día Jenny Paola Sánchez Cortés 6

7 AGRADECIMIENTOS Agradecemos a la Universidad de San Buenaventura Bogotá por facilitarnos su infraestructura y personal docente correspondiente a: El Ingeniero Magíster Fernando Colmenares Quintero, quien fue el tutor durante el periodo de desarrollo de este trabajo de grado, al Ingeniero Aurelio Méndez y la Profesora Amanda Moya por la colaboración metodológica, y de igual manera agradecer a los Ingenieros Guillermo Cortés y Arnold Escobar Garzón por su colaboración y observaciones desinteresadas en pro del desarrollo del MSPE (Monitoring System of Piston Engine) y de nuestra formación profesional. En segundo plano pero no menos importante a la empresa Rió Sur Ltda. y el personal involucrado quienes brindaron la información técnica e infraestructura para el buen desarrollo de este trabajo, así mismo a personas externas que con su aporte hicieron posible la realización del MSPE. Yeisson Buitrago Ortiz Adriana Milena Ramírez Rodríguez Jenny Paola Sánchez Cortés 7

8 AFM: manual de vuelo de la aeronave. GLOSARIO ANILLOS: Aros de metal que se incrustan en ranuras del pistón, garantizando mejor lubricación y refrigeración de las partes afectadas por fricción. ARCHIVO: Colección de registros almacenados siguiendo una estructura homogénea. BIBLIOTECA: En computación, una biblioteca es un conjunto de procedimientos y funciones (subprogramas) agrupadas en un archivo con el fin de ser aprovechadas por otros programas. Al proceso de hacer accesibles estos subprogramas al programa principal se le llama enlace (link). BIELA: Barra, que mediante articulaciones fijadas (pasador o muñón), en sus extremos une dos piezas móviles y sirve para transmitir y transformar el movimiento. BOTÓN DE COMANDO: Command button es la manera en que el usuario se comunica con el programa para dar comienzo o inicio. Su uso más frecuente es obligar a que el programa emprenda alguna acción cuando el usuario hace clic sobre el botón o lo selecciona usando el teclado. BOTÓN DE OPCIÓN: Option buttom es similar a la casilla de verificación, en sentido que permite que el usuario active o desactive una opción. La diferencia es que los botones de de opción están siempre organizados en grupos de dos o mas, y solamente puede estar activada una opción del grupo cada vez. CAJA DE LISTA: Presenta una lista desplazable de elementos de texto a partir de la cual el usuario puede elegir un elemento. Las cajas de lista son un método habitual para presentar al usuario una lista de opciones. CAJA DE TEXTO: Text box se usa para visualizar introducir y editar texto. Una caja de texto puede mostrar cualquier información desde una palabra hasta un documento con cientos de líneas de texto. Es uno de los controles más útiles del Visual Basic. CASILLA DE VERIFICACIÓN: Permite que el usuario active o desactive una opción. Esta alterna entre activado o desactivado. CARRERA: Distancia recorrida por el pistón comprendida entre el punto muerto superior y el punto muerto superior. 8

9 CALOR: Es la energía transferida a través de los límites de un sistema debido a la diferencia de temperaturas entre él y los alrededores. CAMPO: Es la unidad más pequeña a la cual uno puede referirse en un programa. Desde el punto de vista del programador representa una característica de un individuo u objeto. CIGÜEÑAL: Árbol que transforma el movimiento rectilíneo alternativo del conjunto pistón-biela de un motor, en movimiento circular.(convierte movimiento circular en lineal). COMPILACIÓN: Es el proceso por el cual se traducen programas en código fuente a programas en código objeto. DATO: Conjunto de caracteres con algún significado, pueden ser numéricos, alfabéticos, o alfanuméricos. DLL: Es el acrónimo de Dynamic Linking Library (Bibliotecas de Enlace Dinámico), término con el que se refiere a los archivos con código ejecutable que se cargan bajo demanda del programa por parte del sistema operativo. Esta denominación se refiere a los sistemas operativos Windows siendo la extensión con la que se identifican los ficheros. ENERGÍA: Habilidad latente o aparente para producir un cambio en las condiciones existentes. HARDWARE: Es la parte física del ordenador INFORMACIÓN: Es un conjunto ordenado de datos los cuales son manejados según la necesidad del usuario, para que un conjunto de datos pueda ser procesado eficientemente y pueda dar lugar a información, primero se debe guardar lógicamente en archivos. MANIFOLD: Es el colector del motor, es donde se mide la presión absoluta en la admisión del motor. MONITOREO: Seguimiento continúo de un determinado comportamiento. Para nuestro caso es específico para motores de pistón. PARAMETRO: Variable usada como referencia para determinar las condiciones de calidad de un determinado componente. PISTON: Embolo que va dentro del cilindro, en forma ajustada por anillos y que tiene movimiento gracias a una biela. 9

10 POTENCIA: Consumo de energía con respecto al tiempo PROCESO: Es el cambio de un estado a otro. Los procesos se denominan para mostrar la constancia de una propiedad como de volumen constante, presión constante etc. PROCESO ADIABATICO: Es donde el sistema no intercambia calor con su entorno. PROCESO ISOBÁRICO: Es un proceso a presión constante. PROCESO ISOCÓRICO: Es un proceso a volumen constante. Es decir, en un proceso isocórico no hay trabajo realizando por el sistema. Y no se adiciona calor al sistema que ocasione un incremento de su energía interna. PROCESO ISOTERMICO: Es un proceso en el cual la temperatura permanece constante durante la operación. La energía interna de un gas es función de la temperatura exclusivamente. PUNTO MUERTO SUPERIOR: es la máxima posición de recorrido del pistón dentro del cilindro hacia la parte de arriba. PUNTO MUERTO INFERIOR: es la mínima posición del recorrido del pistón dentro del cilindro en la parte inferior. REGISTRO: Colección de campos de iguales o de diferentes tipos. SISTEMA: Región en la cual deben ser estudiadas las transferencias de la masa y energía. SISTEMA OPERATIVO: (SO) es un conjunto de programas o software destinado a permitir la comunicación del usuario con un ordenador y gestionar sus recursos de manera cómoda y eficiente. SOFTWARE: Es el conjunto de programas que puede ejecutar el hardware u ordenador para la realización de las tareas de computación a las que se destina. Se trata del conjunto de instrucciones que permite la utilización del ordenador, es decir, es la lógica que permite realizar tareas al hardware (la parte física). STROKE: (S) Es la distancia recorrida por el cigüeñal desde la posición de cero grados hasta 180 grados. 10

11 RESUMEN El trabajo aborda los problemas de mantenimiento para los motores a pistón correspondientes a TIO-540F2BD y LTIO-540-F2BD de la empresa Rio sur Ltda. Se trató de un trabajo de desarrollo de un prototipo de software de monitoreo de parámetros a pistón con el fin de incorporar una nueva herramienta para la realización del mantenimiento de este tipo de motores. De acuerdo con el enfoque desarrollado, interrogarse acerca de la efectividad del mantenimiento para motores recíprocos implica indagar espacios relacionados con los medios tecnológicos tales como programas sistemáticos para el mejoramiento del mantenimiento e instrumentos que ayuden a la localización oportuna de la problemática que se tenga en este campo. El desarrollo del trabajo de grado MSPE (Monitoring System of Piston Engine) se puede resumir mediante tres apartados generales que corresponden a: 1. Se Indago a cerca de los conceptos y operación básica de los motores a pistón hasta lograr enlazar dicha información con las especificaciones técnicas de los motores correspondientes al estudio de este proyecto; en este apartado se establecieron tablas informativas donde se encuentran los valores operacionales de los motores TIO-540 series. 2. Se Estableció el modelo operacional, analizando el comportamiento del motor y se asignaron los valores ideales de operación para el comportamiento de los motores pertinentes a este estudio con ayuda de los manuales de operación y de vuelo, a partir de este aspecto se determinaron los parámetros de medición a los cuales se les realizó un seguimiento por medio de un formato denominado GUIDE FORM FT-USB001, en el cual la tripulación ingresó los datos emitidos por los instrumentos de vuelo en la fase de crucero siguiendo unas recomendaciones estipuladas en el formato nombrado anteriormente.. Esto se hizo con el fin de realizar recolección de datos que más adelante se introdujeron al sistema informático denominado MSPE. Desde luego el desarrollo de este proyecto tuvo en cuenta el marco legal haciendo referencia en la reglamentación aeronáutica colombiana (RAC) y en apartados correspondientes a motores a pistón por normatividad FAR. 3. Por ultimo se tuvo la realizaron del software por medio de un lenguaje de programación Visual Basic, el cual esta orientado en la creación de aplicaciones para Windows. Este software incluyó una parte de históricos de confiabilidad y desde luego el análisis de los parámetros mediante la visualización de tendencias de manera grafica, donde se puede observar la deterioración del motor a través del tiempo por medio de la línea base que a su vez se refiere al valor ideal operacional. Dentro de este análisis también esta comprendido un cazafallas realizado con el fin de localizar de manera más rápida y eficaz una falla o alteración de la operación de los motores mencionados. 11

12 INTRODUCCIÓN El mantenimiento de una aeronave está ligado con la confiabilidad inherente de cada uno de sus componentes, motores y sistemas, garantizando en cada uno de ellos condiciones seguras y adecuadas para su aeronavegabilidad. Tanto los fabricantes como los operadores han buscado herramientas adecuadas para controlar la confiabilidad de cada uno de los componentes, motores y sistemas de la aeronave, y con estas herramientas tener la capacidad de predecir una situación de riesgo que pueda amenazar la seguridad aérea y la integridad de los aviones que están operando. Un ejemplo de estas herramientas es el Engine Control Trend Monitoring (ECTM) creado por PRATT & WHITNEY; para darle al operador la capacidad de monitorear el rendimiento de sus motores y así detectar posibles alteraciones de rendimiento las cuales son percibidas como síntomas de una anomalía en las características de diseño del motor. Estas herramientas ayudan a minimizar el riesgo de la presencia de una condición insegura, pero también a controlar eficientemente los costos de los mantenimientos, ya que al detectar de manera oportuna los síntomas de una irregularidad en el motor, se puede minimizar el riesgo latente que esa anormalidad pudiese llegar a causar daños severos en alguno de los componentes del motor, provocando la realización de un mantenimiento correctivo, el cual implica un incremento en los costos de operación de la aeronave afectada, disminuyendo así las ganancias para el operador. En el medio Aeronáutico tanto el ECTM como otros programas en su misma categoría están diseñados exclusivamente para motores a Reacción, lo que plantea un interrogante Qué pasa con los motores Recíprocos?, esta categoría de motores no cuentan con un programa que monitoreé su desempeño (Parámetros operacionales) y con esto su confiabilidad. El proyecto propone un programa en el cual el operador de aeronaves con motores a pistón pueda monitorear el desempeño y la confiabilidad de sus motores, con el fin de asegurar la adecuada aeronavegabilidad de los mismos y el control efectivo sobre los mantenimientos a ejecutar en función de disminuir los costos de operación de su flota de aeronaves y así incrementar sus ganancias cumpliendo con la normas aeronáuticas establecidas. 12

13 CONTENIDO Pág. INTRODUCCIÓN PROBLEMA TITULO TEMA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DESCRIPCION DEL PROBLEMA FORMULACION DEL PROBLEMA JUSTIFICACIÓN OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECIFICOS DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA 32 13

14 4.1 ALCANCES LIMITACIONES RECURSOS DISPONIBLES RECURSOS HUMANOS RECUROSOS FINANCIEROS RECURSOS FÍSICOS RECURSOS INSTITUCIONALES MARCO DE REFERENCIA RESEÑA HISTÓRICA MARCO TEÓRICO MOTORES SOBREALIMENTADOS O TURBOCARCAGADOS FUNDAMENTOS DE OPERACIÓN DEL MOTOR A PISTÓN Carrera Relación de compresión TERMODINÁMICA DE MOTORES A PISTÓN 41 14

15 6.5.1 Ciclo ideal de Otto para motores a pistón ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL MOTOR TIO-540-F2BD Y LTIO-540-F2BD DESCRIPCIÓN DEL MOTOR TIO-540-F2BD Y LTIO-540-F2BD Cilindros Mecanismos de la válvula Carter de potencia Cigüeñal Bielas Pistones Carter de accesorios Sistema de refrigeración Sistema de inducción INSPECCIONES Inspección diaria pre-vuelo del motor 54 15

16 6.8.2 Inspección de 25 horas para el motor Inspección de 50 horas para el motor Inspección de 100 horas Inspección de 400 horas CAZAFALLAS DE MOTOR TIO-540-F2BD Y LTIO-540-F2BD INSTRUMENTOS Instrumento giroscopio de presión Instrumentos pitot-estáticos Instrumentos eléctricos Instrumentos misceláneos CAZAFALLAS DE INSTRUMENTOS DE LA AERONAVE PA MARCO LEGAL Reglamentación RAC Reglamentación FAA DISEÑO Y DESARROLLO DE INGENIERIA 83 16

17 7.1 ANÁLISIS DE LA FASE DE VUELO CRUCERO DISEÑO Y DESARROLLO DEL SOFTWARE MSPE VERSIÓN Aspectos generales referentes al desarrollo de programas de computación Selección del lenguaje de programación Proceso de desarrollo del software MSPE Diseño preliminar del MSPE Monitoreo de entrada Monitoreo de salida Línea base ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD Registro de mantenimientos efectuados Registro del libro de vuelo Grafica y análisis de tendencias Confiabilidad integral DISEÑO Y DESARROLLO DEL CAZAFALLAS PARA EL MSPE

18 8. MANUAL DE OPERACIÓN DEL MSPE INTRODUCCIÓN AL MSPE INSTALACIÓN DEL PROGRAMA MSPE Y EL MOTOR DE BASE DE DATOS SYBASE ANYWHERE GENERALIDADES DE OPERACIÓN DEL MSPE OPCIÓNES DEL MENÚ PRINCIPAL DEL MSPE Definiciones Mantenimiento Tendencias Reportes ANÁLISIS DE COSTOS CONCLUSIONES RECOMENDACIONES 180 BIBLIOGRAFÍA 182 ANEXOS

19 LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1 Recursos financieros para el proyecto de grado MSPE 33 Tabla 2 Tabla 3 Sección I cazafallas del motor TIO-540-F2BD y LTIO-540- F2BD 60 Sección II cazafallas del turbocargador TIO-540-F2BD y LTIO- 540-F2BD 64 Tabla 4 Sección I indicadores de temperatura de aceite 72 Tabla 5 Manómetros de presión de aceite del motor 73 Tabla 6 Sección III tacómetro 73 Tabla 7 Sección IV temperatura de gases de exhosto 74 Tabla 8 Parámetros de medición del MSPE versión Tabla 9 Formato de parámetros 84 Tabla 10 Tipos de lenguajes de programación 88 Tabla 11 Valores ideales de operación del motor 98 Tabla 12 Valores máximos y mínimos de operación 99 Tabla 13 Determinación de los coeficientes del polinomio 103 Tabla 14 Cazafallas del motor Lycoming TIO-540 series para el MSPE 111 Tabla 15 Representación de síntomas 162 Tabla 16 Estimado de precio de venta del MSPE

20 LISTA DE FIGURAS Pág. Figura 1 Tiempos del motor pistón 36 Figura 2 Esquema del turbocargador 39 Figura 3 Carrera y diámetro interno 40 Figura 4 Carrera de admisión 41 Figura 5 Carrera de compresión 42 Figura 6 Carrera de combustión 43 Figura 7 Carrera de potencia 44 Figura 8 Carrera donde la válvula de escape se abre 45 Figura 9 Carrera de escape 45 Figura 10 Señalamiento de las válvulas 46 Figura 11 Ciclo de Otto 47 Figura 12 Vista motor TIO-540-F2BD 48 Figura 13 Partes del cilindro 49 Figura 14 Partes de la válvula 50 Figura 15 Partes del carter de potencia 51 Figura 16 Partes pistolas bielas y anillos conectores 52 Figura 17 Partes del carter de accesorios 53 20

21 Figura 18 Cabina de la aeronave PA Figura 19 Esquemático de la cabina de la aeronave PA Figura 20 Indicación del mecanismo del tubo bourdon 69 Figura 21 Diagrama general del MSPE 94 Figura 22 Diagrama de datos del MSPE 95 Figura 23 Diagrama de datos del proceso 3 96 Figura 24 Diagrama de la plantilla del MSPE 97 Figura 25 Plataforma del sistema 98 Figura 26 Archivos de instalación del MSPE 114 Figura 27 Acceso directo al escritorio 114 Figura 28 Carpeta de archivos de la unidad de CD 115 Figura 29 Carpeta de archivos de Server 115 Figura 30 Archivos de SETUP 116 Figura 31 Ventana de instalación del Sybase SQL Anywhere 116 Figura 32 Ventana de indicación del directorio 117 Figura 33 Ventana de proceso de instalación 117 Figura 34 Ventana de aceptación de la instalación 118 Figura 35 Ventana de verificación 118 Figura 36 Ventana para modificar las variables globales del sistema operativo 119 Figura 37 Ventana de especificación de la licencia

22 Figura 38 Ventana de instalación satisfactoria 120 Figura 39 Ventana de módulos instalados 120 Figura 40 Ventana de procedimiento de instalación del cliente 121 Figura 41 Ventana de instalación del cliente 121 Figura 42 Ventana de ubicación de la carpeta donde instalará el software 122 Figura 43 Ventana de proceso de instalación del cliente 122 Figura 44 Ventana de conformación de instalación del cliente 123 Figura 45 Ventana de conformación del archivo AUTOEXE.BAT 123 Figura 46 Ventana de aceptación de la modificación del archivo 124 Figura 47 Ventanas de instalación satisfactoria del cliente 124 Figura 48 Pasos para la ubicación del ODBC Administrador 125 Figura 49 Ventana para crear el canal de comunicación 125 Figura 50 Ventana de selección de la base de datos 126 Figura 51 Ventana de configuración de ODBC 126 Figura 52 Ventana de configuración de ODBC Figura 53 Ventana de configuración de ODBC Figura 54 Ventana de Services- Sybase Central 128 Figura 55 Ventanas de configuración del servidor de la base de datos 129 Figura 56 Verificación de acceso a la base de datos 131 Figura 57 Ventana de panel de control

23 Figura 58 Ventana de pasos para la configuración del computador 132 Figura 59 Presentación del MSPE 134 Figura 60 Ventana de conexión del MSPE 134 Figura 61 Ventana de opciones del menú del MSPE 136 Figura 62 Ventana opción de definiciones 137 Figura 63 Ventana de definición de las aeronaves 138 Figura 64 Ventana de definición de los motores 139 Figura 65 Ventana de definición de rutas 140 Figura 66 Mensaje de error 140 Figura 67 Ventana de definición de tipos de mantenimiento 141 Figura 68 Ventana de definición de fabricante 141 Figura 69 Ventana de definición de componentes 142 Figura 70 Ventana de definición de tipos de mantenimiento 143 Figura 71 Ventana de definición de terceros 144 Figura 72 Mensaje de búsqueda 145 Figura 73 Ventana de terceros creada 145 Figura 74 Ventana de definición de los parámetros 146 Figura 75 Mensajes de error 146 Figura 76 Ventana de opción del menú mantenimiento 148 Figura 77 Ventana de libro de vuelo 149 Figura 78 Ventana de terceros

24 Figura 79 Ventana de búsqueda de terceros 150 Figura 80 Mensaje de error y ventana de terceros diligenciada 153 Figura 81 Ventana de registro de mantenimiento 153 Figura 82 Mensajes de error de la opción del menú mantenimiento 155 Figura 83 Ventana opción del menú tendencias 157 Figura 84 Ventana de parámetros de vuelo 160 Figura 85 Ventana de recalculo de la línea base 161 Figura 86 Ventana de recalculo de la línea base con todos los datos 162 Figura 87 Ventana de datos para la grafica de tendencias 163 Figura 88 Ventana de datos para la grafica de tendencias con parámetros seleccionados 164 Figura 89 Ventana de gráficos y de datos de gráficos 164 Figura 90 Ventana de gráficos 165 Figura 91 Ventana de gráficos Figura 92 Ventana de gráficos Figura 93 Ventana de cazafallas del MSPE 167 Figura 94 Ventana de cazafallas con información filtrada 168 Figura 95 Ventana de opción del menú reportes 169 Figura 96 Ventana de reportes del libro de vuelo 169 Figura 97 Ventana de reportes del libro de vuelo diligenciadas 170 Figura 98 Ventana para seleccionar la forma de visualización del reporte

25 Figura 99 Ventana de reportes 171 Figura 100 Ventana de configuración de impresora y de visualización de reportes

26 LISTA DE ANEXOS Pág. Anexo A Especificaciones técnicas de los motores TIO-540-F2BD y LTIO-540-F2BD. 184 Anexo B Lista de componentes del las partes del motor 185 Anexo C Formato FT-USB Anexo D Tabla de U.S Atmósfera Estándar 191 Anexo E Certificado tipo del motor TIO-540-F2BD correspondiente a E14EA

27 1. PROBLEMA 1.1 TITULO Monitoring System of Piston Engine (MSPE). 1.2 TEMA Monitoreo de parámetros de motores de combustión interna. 1.3 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN La línea de este proyecto de grado corresponde a construcción y resistencia de motores, según las líneas previamente establecidas. 1.4 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA En la industria Colombiana existe un porcentaje considerable de empresas aeronáuticas que operan con motores a pistón, tal como es el caso de la empresa Rio sur Ltda. a la cual va encaminado este proyecto de grado; esta empresa presenta deficiencias en el mantenimiento de los motores correspondientes a la serie TIO-540-F2BD de fabricación TEXTRON LYCOMING, falencias enfocadas en altos tiempos de mantenimiento, donde gran parte de este tiempo es usado para localizar la posible causa de la falla o problemática reportada, donde generalmente se originan soluciones a corto plazo, ocasionando indefinidas repeticiones de una misma falla o una cadena de fallas que corresponden a una misma causa probablemente oculta para el personal de mantenimiento; esto es producto de no tener la causa-raíz de la falla, debido a la carencia de medios informáticos para este fin. Los fenómenos comúnmente encontrados obedecen a aspectos como: mantenimiento pobre, ausencia de un mantenimiento tanto preventivo como predictivo, carencia de soporte tal como tendencias de comportamiento para facilitar la toma de decisiones adecuadas, según la problemática que se presente en determinadas circunstancias. Algunos ejemplos de esta problemática se pueden catalogar como: la exceso de temperatura en la cabeza de los cilindros 27

28 ocasionando pérdidas de rendimiento, en la entrada del turbo cargador se presenta una dilatación térmica que genera fisuras por fragilidad del material y escape de fluidos, falla de la abrazadera del turbo cargador presentando pequeñas fisuras, falla del turbo cargador e indicadores en general; en algunos de los casos estas fallas se deben a vibraciones que conllevan a un deterioro de componentes del motor. De acuerdo a esta situación se hace necesario el diseño y la implementación de un software para la empresa Rio Sur Ltda., con una adecuada participación de miembros de la empresa tales como: pilotos, personal de ingeniería, mantenimiento y analistas, que comprendan el sistema de parámetros establecidos en el software con el fin único del mejoramiento de las operaciones de los motores mediante un mantenimiento mas apropiado. 1.5 FORMULACIÓN DE PROBLEMA De que forma mediante el diseño y la implementación de un prototipo de Software de monitoreo de parámetros para motores recíprocos, se puede mejorar la operación de las aeronaves y al mismo tiempo el mantenimiento? 28

29 2. JUSTIFICACIÓN La investigación propuesta busca mediante la aplicación de conceptos y medios de ingeniería tales como reglamentación aeronáutica, conceptos básicos de los motores a tratar y de mantenimiento, encontrar soluciones por medio de técnicas informáticas como lo es el diseño de un prototipo de software, lograr convertir el mantenimiento actual a uno con un gran porcentaje de confiabilidad, lo que permite tener una mejor vida útil del motor. Después de un análisis del mercado aeronáutico, realizado por medio de una encuesta, se concluyó que se requiere fortalecer los medios informativos para tener una mayor veracidad en la toma de decisiones en el área de ingeniería y mantenimiento; esto origina la necesidad del diseño de mecanismos que garanticen una ayuda para obtener una operatividad y durabilidad proyectada a la recuperación de estándares de mantenimiento, enfocados en las decisiones más apropiadas debido a la información que se obtenga a través del seguimiento de los parámetros. Con el diseño de un prototipo de software de monitoreo (MSPE Monitoring System of Piston Engine) se le permitirá al usuario controlar el rendimiento del motor y a la vez descartar un sin número de posibles fallas; facilitando al mismo tiempo la detección precoz de deterioros de componentes en los motores; ya que constará de fiabilidad y un histórico donde se podrá llevar el proceso y un archivo para cada uno de los motores. Una de las ayudas que se podrá adquirir con el MSPE, es la de evaluar y reducir al mínimo las fallas en un motor a pistón por medio de un registro periódico; el cual tendrá como fin filtrar la información de los daños o fallas registradas en el software, para tener un procedimiento mas efectivo en el momento de la realización del mantenimiento de la aeronave. De esta manera se aportará a la empresa una reducción de tiempo (horas/hombre) y costos de operación. Se debe tener en cuenta que la óptima respuesta del programa dependerá de la veracidad, exactitud y calidad de los datos introducidos al sistema informático. Una de las razones relevantes para el diseño de un prototipo de software de este tipo es originado por la existencia de factores tales como la falta de herramientas para el análisis de esta categoría de motores, el desconocimiento de la importancia de sistematizaciones que aporten la tendencia del comportamiento del motor con la obtención de resultados inmediatos; lo que crea un ambiente 29

30 predictivo respecto a los acontecimientos futuros, la escasez de personal para desarrollar la labor de análisis de parámetros, actividad que requiere el conocimiento detallado del motor y el medio en el cual opera, una gran capacidad de discernimiento y un acertado juicio. Mediante la carencia de los métodos apropiados para tratar problemas de análisis y previsión de fallas a corto, mediano o largo plazo, se desvirtúa el rol de un mantenimiento con alta confiabilidad, el cual requiere el campo aeronáutico, lo más importante para que una empresa de esta categoría persista en este medio. 30

31 3. OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GENERAL Diseñar e implementar un prototipo de software de monitoreo de parámetros para motores a pistón. 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Definir los parámetros de monitoreo para el prototipo de software, dependiendo de la condición de diseño de los motores. Implementar y revisar un histórico de confiabilidad de los motores y sus componentes. Proponer un Caza-fallas para el análisis de las tendencias proporcionadas por el software. Implementar normatividad en el prototipo del software. Seleccionar el lenguaje de programación más adecuado para las necesidades que se tienen. Diseñar el algoritmo de programación. Crear el manual de operación del prototipo de software MSPE. Determinar los beneficios obtenidos mediante el mantenimiento con el apoyo del prototipo del software de monitoreo de parámetros para motores a pistón denominado MSPE (Monitoring System of Piston Engine). Determinar las ventajes de costo-beneficio con el uso del software MSPE. 31

32 4. DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA 4.1 ALCANCES Este proyecto abarcará los motores de las aeronaves PA de la empresa Rio sur Ltda. para los cuales se diseñará un prototipo de software según las necesidades estipuladas en el análisis de operaciones de la empresa. Una característica importante es el diseño de un algoritmo el cual permite crear un sistema de programación completamente nuevo para la industria colombiana, según los antecedentes buscados en el estudio de las empresas aeronáuticas. El prototipo de software comprenderá y tendrá como fin el control de la tendencia de las condiciones del motor que permitirá a los operadores de la aeronave controlar a diario las condiciones y alertar posibles anomalías en los sistemas por medio del monitoreo. Tendrá fiabilidad e histórico de los motores, brindando de está forma un programa completo y útil para la industria aeronáutica que opera con motores a pistón. Tendrá la incorporación de regulaciones RAC y FAR. 4.2 LIMITACIONES Las limitaciones del proyecto se remiten a la disponibilidad horaria por parte de los asesores de la empresa Rio Sur Ltda., a la veracidad de los datos emitidos por la tripulación de la aeronave PA de la misma empresa, al acceso de la documentación y referencias bibliográficas ya que la documentación es de tipo privado y la bibliografía es escasa. Por otro lado se debe tener en cuenta el tiempo para el aprendizaje de la programación en Visual Basic lenguaje elegido por medio de un previo análisis de diversos lenguajes de programación. 32

33 5. RECURSOS DISPONIBLES 5.1 RECURSOS HUMANOS El desarrollo de este trabajo de grado está dado por los siguientes integrantes: Yeisson Buitrago Ortiz Adriana Milena Ramírez Rodríguez Jenny Paola Sánchez Cortés Ingeniería Aeronáutica Ingeniería Aeronáutica Ingeniería Aeronáutica Este trabajo está supervisado por el Ingeniero Magíster Fernando Colmenares Quintero asignado como tutor del proyecto de grado. Al mismo tiempo se involucra personal asignado por la empresa Rio Sur Ltda. y diferentes docentes de la Universidad de San Buenaventura con diversos tipos de estudios. 5.2 RECURSOS FINANCIEROS Recursos como los tecnológicos se omiten de la tabla de recursos financieros debido a que se poseen en la actualidad. Tabla 1. Recursos financieros para el proyecto de grado MSPE RECURSOS FINANCIEROS CANTIDAD RECURSOS REQUERIDOS VALOR (Unidad) Resma de papel para impresión 4 resmas $9.300 Resma de papel para impresión fotográfica. 2 resma $ Tinta para impresión (cartucho /blanco y negro-color) 5 cartuchos (blanco y negro-color) $ Disquetes 2 cajas $

34 CDS 25 unidades $1500 Bolígrafos 1 caja $5.700 Valor de capacitación Visual Basic por persona Duración 6 meses $ TOTAL APROXIMADO $ RECURSOS FÍSICOS Radican en: Visual Basic, Excel, Sybase, Avantex; para el desarrollo de este proyecto no es necesario el uso de laboratorios, y por último los implementos necesarios son el computador para ejecutar la programación y los programas anteriormente nombrados otros medios necesarios son: memorias de almacenamiento masivo, cámara digital, impresora y scanner 5.4 RECURSOS INSTITUCIONALES Las instituciones involucradas para el desarrollo de este proyecto de grado se remiten a la Universidad de San Buenaventura donde los recursos necesarios son las aulas de informática, biblioteca y docentes y la empresa Rio Sur Ltda. la cual aporta documentación técnica del motor TIO-540-F2BD de fabricación TEXTRON LYCOMING, el hangar, personal capacitado y la aeronave correspondiente a dichos motores. 34

35 6. MARCO DE REFERENCIA 6.1 RESEÑA HISTÓRICA Como primera instancia se debe conocer que los motores a pistón aparecieron por primera vez hace un poco mas de setenta años y su primera proclama fue como fuente de energía donde debía convertir la energía en trabajo. Durante los años siguientes el motor de combustión interna reemplazó al motor a vapor; al día de hoy este tipo de motor en aviación fue reemplazado por la turbina ya que la eficiencia y producción de energía es superior, lo cual lo hace mas eficaz. Se debe tener en cuenta que el motor a pistón tiene una gran similitud con los motores usados por los automóviles, pero existen tres grandes diferencias que radican en: a. Los motores de combustión interna en aviación tienen sistemas de encendido dual. Cada cilindro tiene dos bujías y el motor está servido por dos magnetos, uno proporciona energía a todas las bujías pares de los cilindros y otro a las bujías impares. Si una bujía o un magneto sufre una falla, la otra bujía o el otro magneto siguen haciendo saltar la chispa que enciende el combustible en el cilindro. Una característica muy importante es que los magnetos, accionados por el giro del motor, no dependen de la batería para su funcionamiento. b. La mayoría de los motores a pistón en la aviación están refrigerados por aire. Esta particularidad evita cargar con el peso de un radiador y del refrigerante, y que una falla del sistema de refrigeración o la pérdida de refrigerante provoque una falla general del motor. c. Como los motores de aviación funcionan a distintas altitudes, el piloto dispone de un control manual de la mezcla, control que utiliza para ajustar la proporción adecuada de aire y combustible de entrada a los cilindros. Teniendo en cuenta las grandes diferencias entre los motores a pistón de aeronaves y los usados por automóviles, se procede a dar algunas generalidades de los motores a combustión interna los cuales constan básicamente de: cilindros, pistones, bielas y un cigüeñal. En el interior de cada cilindro, un pistón realiza un movimiento de arriba abajo, movimiento que mediante una biela transmite al cigüeñal, de forma que el movimiento rectilíneo del pistón se convierte en movimiento giratorio del cigüeñal. En la parte superior del cilindro, se encuentran normalmente dos bujías, una o más válvulas de entrada de la mezcla, y una o más válvulas de salida de los gases quemados, esto depende de la configuración de cada motor. 35

36 En aviación, la mayoría de estos motores son de cuatro tiempos, llamados así porque un ciclo completo de trabajo se realiza en cuatro movimientos del pistón correspondientes a: a. Admisión: Es donde se abre la válvula de admisión, está admite la carga de combustible y aire. La válvula de escape permanece cerrada durante la mayor parte de esta carrera. b. Compresión: Ambas válvulas tanto de admisión como escape permanecen cerradas, la mezcla se comprime en el momento en que el émbolo sube y la chispa enciende la mezcla cerca del final de la carrera. c. Expansión: Se inyecta combustible durante la primera parte de esta carrera, con una velocidad o rapidez de mantener un valor constante de la presión, de aquí procede a la expansión hasta el volumen inicial del cilindro, ambas válvulas están cerradas. d. Escape: La válvula de escape se abre y los productos de la combustión se expulsan del cilindro, la válvula de admisión se abre cerca del final de la carrera. En la siguiente figura se muestran las etapas de manera gráfica donde se puede observar la posición de las válvulas en cada uno de los tiempos de trabajo. Figura 1. Tiempos del Motor a Pistón Fuente. Sistema Propulsor El movimiento del cigüeñal se transmite a través de engranajes o correas dentadas al árbol de levas, el cual mediante unos empujadores y balancines o a veces directamente, se encarga de abrir y cerrar las válvulas en el momento 36

37 adecuado. Este giro también se transmite al sistema de ignición, el cual hace saltar la chispa en las bujías en el instante justo. Si la apertura o cierre de las válvulas o el salto de la chispa en las bujías no se realiza de forma perfectamente sincronizada con el movimiento de los pistones, el motor está fuera de punto. Lógicamente, para que el motor funcione, es necesario aportarle combustible en la forma adecuada, proporcionarle la corriente que hace saltar la chispa, lubricarle, refrigerarle, entre otros. 6.2 MARCO TEÓRICO Estos motores son divididos en cierto número de cilindros individuales debido a las limitaciones por fuerzas de inercia originadas al acelerar y desacelerar algunos de los componentes. Esto origina la reducción de las fuerzas de inercia por cada cilindro, produciendo un balance en uno de ellos. Los tipos de diseño son los siguientes: a. Motor en línea: diseño para aplicaciones estacionarias y de transportación ya que es el más simple para efectos de mantenimiento y fabricación. b. Motor en V: este motor es de menor tamaño y tiene la misma potencia que el motor en línea, este diseño se caracteriza por dos bancadas de cilindros en líneas, ubicadas una con respecto a la otra en un ángulo de noventa grados [90º], para este efecto son sujetadas dos bielas al muñón del cigüeñal. c. Motor horizontalmente opuesto: los émbolos se encuentran desalineados y cada cilindro tiene su propio muñón. Para el caso de los motores TIO-540- F2BD y LTIO-540- F2BD se debe decir que se encuentran localizados en esta categoría. d. Motor de émbolos opuestos: el diseño se caracteriza porque es un cilindro conteniendo dos émbolos. Tiene un émbolo superior y uno inferior, el primero es el encargado de controlar la lumbrera de admisión y el segundo es el que regula la lumbrera de escape. e. Motores radiales: este tipo tiene los cilindros localizados en un plano y con igual ángulo en la separación entre los ejes, su mayor defecto es que un solo muñón debe sujetar variada cantidad de bielas. Los motores a pistón pueden ser refrigerados tanto por aire como por agua, el refrigerado por agua es uno de los métodos mas usados, sin embargo, por cuestiones de peso y simplicidad que se busca en la aviación la refrigeración por aire es la mas apropiada, para los motores TIO-540- F2BD y LTIO-540- F2BD se debe conocer que el método de refrigeración es por aire. 37

38 Los motores a pistón también pueden ser clasificados según la posición de las válvulas que corresponden a: motor de cabeza en I o de válvulas en la cabeza, válvulas en L o debajo de la cabeza y cabeza en F. 6.3 MOTORES SOBREALIMENTADOS O TURBOCARGADOS El proceso de sobrealimentación para los motores que contienen este sistema consiste en tener un compresor o soplador para aumentar la producción de energía. De manera teórica esto hace que la potencia se aumente de forma indefinida ya que se tiene mas mezcla dentro del motor por una bomba auxiliar, no obstante el recalentamiento del motor es una limitante para la sobrealimentación. Este tipo de motores posee en el múltiple una presión negativa o positiva dependiendo de la posición de la palanca de mando y también de la capacidad de la bomba de mando. Es importante que el lector conozca que para los motores no sobrealimentados la presión en el múltiple es la presión atmosférica aproximadamente, mientras que para los motores sobrealimentados o turbo cargados se posee una presión positiva mayor, que aumenta con relación a la proporción de sobrealimentación. El funcionamiento de un turbo cargador es la siguiente; la energía térmica, de velocidad y presión de los gases de escape del motor son utilizadas para hacer girar el rotor de la turbina. La velocidad de rotación del conjunto rotativo y rotor del compresor es determinada por la forma y tamaño del rotor y la carcaza de la turbina. La carcaza actúa como un caracol, dirigiendo el flujo del gas para los álabes del rotor de la turbina, éstos giran con la misma rotación. El aire filtrado es aspirado por el rotor y la carcaza del compresor, donde es comprimido y distribuido a través del colector de admisión para la cámara de combustión. La figura 2 (ver pagina 39) muestra los diferentes componentes comprendidos por el turbo cargador, así como, la dirección del flujo de aire. 38

39 Figura 2. Esquema del Turbocargador. Fuente: Aircraft Power Plants 6.4 FUNDAMENTOS DE OPERACIÓN DEL MOTOR A PISTÓN. Un ciclo es una secuencia completa de eventos que siempre retorna al estado original. Michael J. Kroes la define como: un ciclo es un intervalo de tiempo ocupado por una ronda, curso, de eventos repetidos en un mismo orden en una serie 1. Un ciclo en un motor de esta categoría es una serie de eventos que ocurren mientras que este esta operando y suministrando potencia. Para un motor de cuatro tiempos se tienen cinco eventos correspondientes a: admisión, compresión, ignición, combustión y escape. Los eventos en el motor a pistón ocurren en cierta secuencia e intervalos precisos de tiempo. Existen cuatro carreras del pistón en cada cilindro, dos en cada dirección para cada ciclo de operación del motor. El ciclo de Otto comprende de cuatro tiempos Carrera. Las partes básicas de desarrollo de potencia típicas en un motor reciproco corresponden a pistón, cigüeñal, bielas, cilindro. El cilindro es de una superficie lisa para que el pistón pueda con ayuda del lubricante y los anillos, crear un sello para que los gases no se escapen entre el pistón y las paredes del cilindro. El pistón es conectado al cigüeñal por medio de la bielas para que la rotación del cigüeñal cause que el pistón se mueva con movimiento reciproco hacia arriba y hacia abajo en el cilindro. La distancia en que el pistón se mueve se denomina carrera. Durante cada carrera el cigüeñal rota 180 grados. El límite del 1 J. Kroes, Michael. Aircraft Power Plants. New York p

40 movimiento del pistón dentro del cilindro es denominado punto muerto superior y punto muerto inferior. Para cada revolución del cigüeñal existen dos carreras del pistón una hacia arriba y la otra hacia abajo. En la figura 3 se muestra que la carrera del cilindro (stroke) es de [in] y el diámetro interno (Bore) es de [in], valores correspondientes al motor TIO-540-F2BD y LTIO-540-F2BD. Figura 3. Carrera y diámetro interno La definición de punto muerto superior y punto muerto inferior por Michael J. Kroes es: punto muerto superior (TDC) es el punto en que el pistón logró la máxima distancia desde la línea central del cigüeñal y el punto muerto inferior (BDC) puede ser definido como la posición que el pistón logró en la distancia mínima desde la línea central del cigüeñal Relación de compresión. Es la cantidad del volumen en el cilindro cuando el pistón esta en el punto inferior de la carrera con la proporción de volumen que esta en el punto superior. 2 J. Kroes, Op. Cit., p

41 6.5 TERMODINAMICA MOTORES A PISTÓN Para un entendimiento completo del motor de combustión interna, es necesario tener en cuenta la ciencia de la termodinámica para comprender el funcionamiento de procesos que se realizan internamente en el motor y que proporcionan la potencia o movimientos de diferentes componentes del mismo. El movimiento de las piezas y la potencia proporcionado por el motor esta dado por la energía cinética y la por la energía interna y el consumo de ellas Ciclo ideal de Otto para motores a pistón. El ciclo de Otto esta dividido en estaciones basadas en la operación mecánica del motor. Cada estación será mostrada en un corte transversal del cilindro para revelar el movimiento del pistón y la cantidad de volumen de gas creado por la cabeza del pistón y el cilindro, en las figuras 5, 6,7, 8 y 9 se muestran las graficas de comportamiento de la Presión Vs Volumen a través de un ciclo. Etapa 1: Esta da comienzo en la carrera de admisión (intake stroke), la presión es cercana a la presión atmosférica y el volumen del gas es el mínimo con el pistón lejos del cilindro. Entre la etapa 1 y 2 el pistón realiza un movimiento donde la presión permanece constante y el volumen de gas incrementa. Esto puede ser observado en la siguiente figura. Figura 4. Carrera de admisión. Fuente. Simulation by Sherman visual lab. 41

42 La operación mecánica consiste en que el pistón es empujado hacia el cigüeñal. La válvula de admisión es abierta, mientras que la de escape permanece cerrada y el interruptor de contacto eléctrico está abierto. La mezcla aire-combustible es de presión relativamente baja cercana a la atmosférica. Al final de esta etapa el pistón comienza a moverse hacia atrás; el cilindro y la cámara de combustión están llenos y con presión baja en la mezcla de aire-combustible; el pistón empieza su siguiente movimiento y la válvula de entrada se comienza a cerrar para comenzar la carrera de compresión. La termodinámica en esta etapa consiste en que la presión es cercana a la atmosférica porque la válvula de admisión esta abierta para el colector en toda la carrera. Teóricamente no hay trabajo realizado durante el proceso de mezcla airecombustible. El movimiento realizado hace llenar de gas y el volumen incrementa, el pistón para el esquema se mueve hacia la derecha. Etapa 2: Esta etapa comienza en la carrera de compresión del motor con la válvula de admisión cerrada. Entre la etapa 2 y 3 el pistón retorna de posición, provocando que el volumen disminuya y la presión aumente porque el trabajo se hace sobre el gas del pistón. El comportamiento puede ser observado en la figura 5. Figura 5. Carrera de compresión. Fuente. Simulation by Sherman visual lab. 42

43 La operación mecánica comienza al final de la carrera de admisión, la válvula de admisión se cierra y es entonces donde el pistón se mueve hacia la cámara de combustión. Con ambas válvulas cerradas, la combinación de la combustión y el cilindro forma un navío (taponamiento) completamente cerrado que contiene la mezcla. La termodinámica correspondiente a esta etapa radica, en que durante la compresión no hay transferencia de calor para la mezcla aire-combustible. Como el volumen es disminuido debido al movimiento del pistón, la presión del gas incrementa. Etapa 3: Es el comienzo de la combustión de la mezcla aire-combustible, la combustión ocurre rápidamente y el volumen permanece constante. Durante la combustión se incrementa tanto la temperatura como la presión. Figura 6. Carrera de combustión. Fuente. Simulation by Sherman visual lab. La operación mecánica en esta etapa se caracteriza porque al final de la carrera de compresión la mezcla aire-combustible ha estado comprimida en la cámara de combustión a presión y temperatura moderada por el movimiento del pistón. La válvula de admisión y la válvula de escape están cerradas y el contacto eléctrico esta cerrado. El proceso de combustión empieza al abrir el contacto eléctrico a través de la ignición por medio de la leva y el resorte. Como el contacto se aleja de la bujía, una chispa es producida e inicia la mezcla. Esto origina una combustión 43

44 rápida del combustible, una liberación de calor y la producción de gases de escape. Etapa 4: comienza entre la etapa 4 y 5 el pistón realiza movimiento de retorno donde el volumen incrementa y la presión cae, el trabajo se hace en el pistón. El comportamiento puede ser visualizado en la siguiente figura. Figura 7. Carrera de potencia. Fuente. Simulation by Sherman visual lab. La operación mecánica en esta etapa se expresa de la siguiente manera: al final del proceso de combustión la cámara de combustión esta llena de gases de escape a alta presión y temperatura. Las válvulas de admisión y escape están cerradas y el contacto eléctrico esta abierto. Con ambas válvulas cerradas, la combinación del cilindro y la cámara de combustión forma un navío (taponamiento) completamente cerrado que contiene gases de escape. El pistón es empujado debido a la presión sobre él. Como el pistón se mueve hacia abajo aumenta el volumen y hay expansión de los gases de escape. Cuando el pistón se mueve completamente hacia abajo empieza la etapa 5. Etapa 5: en esta etapa la válvula de descarga se abre y el calor residual del gas se intercambia con el ambiente, el volumen permanece constante y la presión se ajusta a la condición atmosférica. Este comportamiento pude ser observado en la figura 8 (ver pág. 45). 44

45 Figura 8. Carrera donde la válvula de escape se abre. Fuente. Simulation by Sherman visual lab. Etapa 6: comienza en la carrera de escape, allí decrece el volumen y la presión permanece constante. En el final de la carrera de descarga las condiciones tienen que retornar a la etapa 1 y el proceso se repite por si mismo. Figura 9. Carrera de escape. Fuente. Simulation by Sherman visual lab. 45

46 La operación mecánica para la etapa 6 establece que el pistón está lejos del gas de escape y ha sido refrescado a condiciones casi atmosféricas. La válvula de escape entonces es abierta para comenzar la carrera de escape de gases de combustión. El objetivo de esta carrera es limpiar el cilindro de los gases de combustión consumidos para la preparación de otro ciclo de ignición. La carrera de escape empieza en la etapa 6 cuando el pistón es empujado hacia la cámara de combustión. La válvula de entrada está cerrada, el contacto eléctrico está abierto, y la válvula de escape esta abierta. El gas de escape es empujado por delante de la válvula excitando el motor. Al final de la carrera de escape el pistón queda en posición apta para empezar un nuevo ciclo. La parte termodinámica de esta etapa comprende de una presión constante cercana a la atmosférica debido a que la válvula de escape esta abierta a la atmósfera a través de la carrera. Teóricamente no hay trabajo durante este proceso. En la figura 10 se señalan las válvulas en sus diferentes posiciones tanto abiertas como cerradas. Para tener una mayor claridad de lo que ocurre durante todo el proceso del ciclo de Otto. Figura 10. Señalamiento de las válvulas. Fuente. Simulation by Sherman visual lab. 46

47 Para una mayor percepción de las etapas del ciclo de Otto en la figura 11 se muestran cuatro períodos existentes, se debe señalar que en esta figura no esta la ignición pero que hace parte en la carrera de cuatro tiempos; los demás puede ser diferenciados por medio de colores los cuales dependen del tipo de etapa en la cual se encuentre el motor. Por otro lado se muestra el ciclo en su totalidad. Figura 11. Ciclo de Otto Fuente. Simulation by Sherman visual lab. 6.6 ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL MOTOR TIO-540-F2BD Y LTIO-540- F2BD. Para un óptimo entendimiento de los motores a tratar correspondientes a TIO-540- F2BD y LTIO 540-F2BD de Textron Lycoming aeronave PA se debe tener en cuenta las especificaciones y condiciones de operación de estos motores, 47

48 puesto que a partir de estas condiciones se inicia el desarrollo del prototipo de software y la limitación de los parámetros rigiéndose siempre según lo estipulado por el fabricante, esto con el fin de obtener las tendencias de cada uno de los caracteres a medir. En la siguiente figura se muestra una vista del motor que será tratado a lo largo de este trabajo de grado. Figura 12. Vista Motor TIO-540-F2BD Fuente: http//: En los anexos A se encuentran las tablas de las especificaciones técnicas, condiciones de operación del motor. Presión de combustible y condiciones de operación del motor. Comportamiento en crucero para los motores TIO-540-F2BD y LTIO 540-F2BD de Textron Lycoming. 6.7 DESCRIPCIÓN DEL MOTOR TIO-540-F2BD Y LTIO 540-F2BD 6 cilindros horizontalmente opuestos. Transmisión directa (Direct Drive). Turbo cargador. Inyección de combustible (Fuel Injection). Refrigeración por aire. 48

49 6.7.1 Cilindros. Los cilindros del motor TIO-540-F2BD y LTIO-540-F2BD están compuestos de: Poseen una construcción convencional de refrigeración por aire. Se pueden identificar 2 partes principales: - Cabeza. - Barril. Las cabezas están hechas de aleación de aluminio con un maquinado completamente de cámara de combustión. Los barriles están forjados de acero+cromo+níquel+molibdeno. Para el enfriamiento los cilindros poseen unas aletas disipadoras de calor, las cuales al hacer contacto con el aire liberan los excesos de calor provocando la disminución de temperatura. Figura 13. Partes del cilindro Fuente. Catálogo de partes ilustrado IPC, Lycoming series TIO, LTIO-540. En la figura 13 se muestra las características físicas y las partes que componen el cilindro. En el anexo B sub-parte a) se podrá visualizar la tabla de los componentes de la figura

50 6.7.2 Mecanismo de la válvula. Se caracteriza por: Un tipo convencional de árbol de levas (camshaft) está ubicado encima y paralelo al cigüeñal (crankshaft), donde actúa los balancines (tappets) hidráulicos los cuales operan las válvulas empujando el actuador de los balancines de las válvulas (valve rockers). Los balancines de las válvulas (valve rockers) están soportados completamente sobre unos ejes de acero. Figura 14. Partes de la válvula Fuente. Catálogo de partes ilustrado IPC, Lycoming series TIO, LTIO-540. En la figura 14 se aprecia las partes de la válvula y en el anexo B sub-parte b) podrá ser visualizada cada uno de los componentes Carter de potencia (Crankcase). El ensamblaje del carter del motor (crankcase) consiste en 2 piezas de aleación de aluminio reforzado, unidas entre sí por medio de pernos, pasadores, y tuercas, las 2 superficies están unidas sin el uso de una junta (gasket). En la figura 15 se puede apreciar las dos piezas y el medio por el cual se unen. Para una mayor claridad y conocimiento de los componentes se debe referir al anexo B sub-parte c). 50

51 Figura 15. Partes del carter de potencia Fuente. Catálogo de partes ilustrado IPC, Lycoming series TIO, LTIO Cigüeñal (Crankshaft). Posee las siguientes características: Está fabricado por medio de un forjado de acero+cromo+níquel+molibdeno. Todas las superficies de los rodamientos son nitradas. Para evitar vibraciones debido a la rotación, es asegurado por medio de un sistema de contrapesas dinámicas Bielas (Connecting rods). Las bielas son hechas en secciones en forma de H forjadas en aleaciones de acero Pistones. Los pistones son maquinados en forja de aleaciones de aluminio y poseen 3 anillos, 2 anillos utilizados para compresión y 1 para regulación de aceite. 51

52 Figura 16. Partes pistones, bielas y anillos conectores Fuente: Catálogo de partes ilustrado IPC, Lycoming series TIO, LTIO-540. La figura anterior ilustra los anillos pistones y bielas para el reconocimiento de cada uno de sus componentes se debe dirigir al anexo B sub-parte d) Carter de accesorios (Accessory housing). Está hecho en aluminio y unido en la parte de posterior del carter de potencia (crankcase). En la figura 17 se puede observar el carter de accesorios de los motores TIO-540- F2BD y LTIO-540-F2BD, esto con el fin del reconocimiento de cada uno de las partes de las cuales esta compuesto. 52

53 Figura 17. Partes del carter de accesorios Fuente: Catálogo de partes ilustrado IPC, Lycoming series TIO, LTIO Sistema de refrigeración (Cooling system). Estos motores están diseñados para refrigerarse con el aire proveniente de la atmósfera, gracias a la velocidad que lleva la aeronave Sistema de inducción (Induction system). Éste motor emplea un bendix de tipo RSA sistema de inyección de combustible, funciona midiendo el flujo de aire y lo convierte en una señal que manda al regulador el cual convierte fuerza de aire en fuerza de combustible; esta fuerza de combustible cuando se aplica sobre la sección contadora de combustible (jetting system) hace que el flujo de combustible sea proporcional al flujo de aire. 6.8 INSPECCIONES * Quizá no exista otro factor más importante para la seguridad y durabilidad de una aeronave, como el mantenimiento de los problemas menores y la reparación puntual de cada uno de los componentes que intervienen en el óptimo desempeño de la aeronave. * La información de las inspecciones tanto del motor como del turbo cargador correspondientes a inspecciones diaria pre-vuelo, 25, 50, 100 y 400 horas fueron extractadas del manual del operador, lycoming series TIO

54 Una inspección diaria se realiza antes de la aeronave tener el primer vuelo del día, en ella se verifica de forma general las condiciones de la aeronave y del motor. Una buena realización del pre-vuelo previene cientos de accidentes en vuelo. Para cada una de las inspecciones se determina unos pasos generales que el operador debe tener muy en cuenta; a continuación se explicarán las inspecciones que se deben realizar al motor Textron Lycoming TIO-540-F2BD y LTIO-540-F2BD Inspección diaria pre -vuelo del motor a. Se debe asegurar que todos los interruptores estén en posición OFF. b. Asegurarse que el magneto esté conectado a tierra. c. Verificar el nivel de aceite. d. Verificar que los tanques de combustibles estén llenos. e. Chequear las líneas de conexión de aceite y combustible. Las indicaciones de reparación se determinan en las inspecciones de 50 horas. Se debe reparar cualquier gotera antes de la aeronave salir a vuelo. f. Se debe abrir el desagüe de combustible para quitar cualquier acumulación de agua y sedimento. g. Asegurarse que todos los seguros y la cubierta removible del motor (cowling) estén en el lugar indicado y asegurados. Si alguna está extraviada o dañada se deben reparar o reemplazar antes de la aeronave salir a vuelo. h. Observar los controles con sus condiciones generales de vuelo que estén en óptimo funcionamiento. Inspección diaria pre - vuelo del turbo cargador. a. Examinar los montantes y verificar que las conexiones del turbo cargador estén seguras, verificar que no existan goteos de aceite y aire o gas de descarga. b. Revisar el carter del cigüeñal del motor en el momento de restricciones del respirador. Inspección de 10 horas para el motor. Después de 10 horas de operación de la aeronave, las revisiones se fundamentan en el reemplazo de filtros de aceite para determinar los rastros de partículas de metal que se puedan encontrar; además se realiza una inspección de volúmenes. 54

55 6.8.2 Inspección de 25 horas para el motor. Después de veinticinco (25) horas del tiempo operación desde la primera inspección, sea remanufactura o una nueva reparación general o inspección de 50 horas donde incluye el cambio de aceite, se debe reemplazar los filtros de aceite, y hacer una inspección de los volúmenes de filtro de aceite usado inspección de 50 horas para el motor. Adicionalmente a los requerimientos de la inspección de pre-vuelo es necesario hacer un mantenimiento después de cumplidas 50 horas de operación, donde es fundamental cumplir con los siguientes ítems: a. Sistema de ignición: Examinar las bujías, cableado, partes cerámicas y depósitos, para detectar corrosión. Esta condición de presencia de corrosión es evidencia de cualquier goteo en las bujías, de una inapropiada limpieza de las paredes de la misma o de los conectores de las bujías. Cuando se tiene esta condición se debe limpiar el cable, las paredes de las bujías y cerámicas con una tela seca, luego con una tela húmeda con methyl-ethyl Ketone. Todas las partes deben estar limpias y secas antes del reensamblaje. Revisar los arneses de ignición para tener conexiones seguras y firmes en las bujías y en las terminales de los magnetos. b. Combustible y sistema de inducción: Verificar las primeras líneas para asegurarse que no haya goteos. Confirmar el control de mezcla y la abrazadera de la palanca de mando, los momentos de libertad, seguridad de las abrazaderas y su lubricación si es necesario. Observar los ductos de entrada de aire, para evitar goteos, y observar daños en el filtro. La evidencia de polvo u otro material sólido en los conductos, indica que se está usando un filtro inadecuado o que existe algún daño en éste. Cuando las líneas de ventilación presentan evidencia de combustible o aceite por filtraciones se puede requerir un reemplazo de la bomba de combustible. 55

56 c. Sistema de lubricación: Remover la succión de aceite y la pantalla de presión de aceite, verificar cuidadosamente la presencia de partículas metálicas que indiquen un daño interno del motor. Reemplazar el elemento externo del filtro de flujo de aceite. Antes de disponer de algún elemento usado. Verificar que los pliegues interiores no tengan presencia de partículas metálicas, ya que esto es evidencia de algún daño interno del motor. Drenar y renovar la lubricación de aceite, reemplazar los filtros del sistema de filtración de flujo con intervalos de 50 horas. Verificar las líneas de aceite y las líneas de refrigeración para confirmar que no haya goteras, inspeccionar particularmente las conexiones, para la seguridad de anclaje, para evitar vibraciones y rupturas. d. Sistema de descarga: Verificar los puertos de descarga en los cilindros para hallar evidencias de goteos. Si están sueltos se deben retirar y se deben maquinar antes de ser montados y apretados. Examinar los manifolds de descarga para la condición general. e. Sistema de refrigeración: Verificar el ajuste de las cubiertas removibles del motor (cowling) y la presencia de daños. Cualquier daño en la parte del sistema de refrigeración debe ser reparado o reemplazado antes de la aeronave salir a operación. f. Cilindros: Verificar las tapas de los cilindros para hallar evidencia de goteos de aceite. Si se encuentra algún escape se debe reemplazar la empaquetadura y apretar los tornillos con un torque específico de 50 [Lb in.] Observar las cabezas de los cilindros por excesivo calentamiento con indicación de quemaduras en la pintura del cilindro. Esta condición indica un daño interno del cilindro y si se encuentra la causa se debe corregir antes de tener alguna operación de la aeronave. 56

57 El descoloramiento y la apariencia de filtración en la cabeza del cilindro y el área de trabajo del cuerpo del motor (barrel) es debido a la emisión de lubricante que puede usarse durante el ensamblaje del cuerpo del motor (barrel) en su fabricación, o por un ligero goteo de gas que se da cuando el cilindro ha estado detenido por un largo servicio. Esta condición no es perjudicial para el entorno y el funcionamiento del motor; si se demuestra que el goteo es excesivo se puede remplazar el cilindro. g. Sistema de turbo cargador: Todas las líneas de fluido y los montantes son incorporados en el sistema del turbo cargador y deben verificarse para prevenir la presencia de goteras, la estrechez, o cualquier daño que puede causar una restricción. Verificar la acumulación de suciedad o interferencia con la unión entre la válvula de desviación (bypass) y el actuador que pueden dañar el funcionamiento del turbo cargador. Limpiar o corregir la causa de la interferencia. La línea de abertura del actuador debe verificarse por fugas de aceite. Cualquier goteo de aceite constante es la causa para el reemplazo del sello del pistón. Chequear la válvula alterna de aire para estar seguro que gira libremente y sella herméticamente Inspección de 100 horas. Además de los artículos listados para el prevuelo diario y las inspecciones hasta 50 horas, las siguientes verificaciones de mantenimiento se deben hacer después de cada 100 horas de funcionamiento. a. Sistema Eléctrico: Verificar que todas las instalaciones eléctricas estén debidamente conectadas al motor o a los accesorios. Cualquier daño debe ser reparado o reemplazado. Reemplazar los alambres sueltos y limpiar las terminales por seguridad. Remover las bujías de encendido, probarlas, limpiarlas y reemplazar si es necesario. 57

58 b. Magnetos: Verificar los puntos de freno para tener espacios mínimos (gaps), lo mismo que el excesivo aceite en los compartimientos de frenos. Es indispensable limpiar y secar con una tela ligera. Revisar el tiempo de uso del magneto en el motor c. Accesorios del Motor: Los accesorios montados en el motor son: bombas, unidades de sensibilidad de temperatura y presión, en las cuales se debe asegurar que las conexiones estén firmes. d. Cilindros: Verificar visualmente que las aletas de los cilindros no estén rotas o quebradas. e. Montantes del motor: Verificar el ajuste de tornillos y pasadores por excesiva vibración. Reemplazar cualquier elemento si es necesario. f. Líneas e inyector de combustible: Revisar la boquilla del inyector de combustible por holgura; se deben apretar con un torque de 60 [Lbs]. Verificar las líneas de combustible determinando si tiene manchas en las conexiones, esto debido a algún goteo. g. Turbo cargador: Inspeccionar todos los ductos de aire y conexiones en el sistema del turbo cargador para descartar fugas. Se debe inspeccionar con el motor cerrado, y con el motor en funcionamiento. Se debe verificar las empaquetaduras de las 58

59 conexiones de los manifold a la entrada de la turbina y a la descarga del motor, para determinar una posible fuga de aire Inspección de 400 horas. Además de los artículos listados para el prevuelo diario, para inspecciones de 50 y 100 horas, el siguiente mantenimiento se realiza después de cada 400 horas de funcionamiento. a. Inspección de válvulas: Retirar las tapas de las cajas de balancín y verificar la libertad de las válvulas rockers cuando estas estén cerradas. Mirar la evidencia de partes rotas en el área de la válvula, válvula beeper, resortes y resortes de sello. Si se encuentra alguna indicación que los cilindros o cualquier componente tiene averías; debe ser removido e inspeccionado por seguridad. Incluyendo el pistón y el ensamble de la biela. 6.9 CAZAFALLAS DEL MOTOR TIO-540 F2BD Y LTIO 540-F2BD Las siguientes tablas están divididas en dos secciones las cuales corresponden a: SECCION I Caza fallas del motor SECCION II Caza fallas del Turbo cargador Con el fin de identificar de manera más fácil las diversas fallas por separado. 59

60 Tabla 2. Sección I caza fallas del motor TIO-540 F2BD Y LTIO 540-F2BD TROUBLE PROBABLE CAUSE REMEDY Lack of fuel Check fuel system for leaks. Fill fuel tank. Clean dirty lines, strainers or fuel valves. Overpriming. Leave ignition "off" and mixture control in "Idle Cut- Off", open throttle and "unload" engine by cranking for a few seconds. Turn ignition switch on and proceed to start in a normal manner. FAILURE OF ENGINE START Defective spark plugs Clean and adjust or replace spark plugs. Defective ignition wire Check with electric tester, and replace any defective wires. Defective battery Replace with charged battery. Improper operation of magneto breaker Clean points. Check internal timing of magnetos. Lack of sufficient fuel flow Disconnect fuel line and check fuel flow Water in fuel injector or carb. Internal failure Drain fuel injector or carburetor and fuel lines. Check oil screens for metal particles. If found, complete overhaul of the engine may be indicated. FAILURE OF ENGINE Incorrect idle mixture Leak in induction system Adjust mixture. Tighten all connections in the induction system. Replace any parts that are defective. 60

61 TROUBLE PROBABLE CAUSE REMEDY Continued Incorrect idle adjustment Adjust throttle stop to obtain correct idle. Uneven cylinder Compression Check condition of piston rings and valve seats. Faulty ignition system Check entire ignition system. Insufficient fuel pressure Leak in air bleed nozzle balance line Adjust fuel pressure. Check connection and replace if necessary. Plugged fuel injector nozzle Clean or replace nozzle Flow divider fitting plugged Clean fitting. Mixture too rich; indicated by sluggish engine operation, red exhaust flame at night. extreme cases indicated by black smoke from exhaust Readjustment of fuel injector or carburetors by authorized personnel is indicated. LOW POWER AN ENGINE UNEVEN RUNNING Mixture too lean; dilated by overheating or backfiring Leaks in induction system Defective spark plugs Check fuel lines for dirt or other restrictions. Readjustment of Fuel injector or carburetor by authorized personnel is indicated. Tighten all connections. replace defective parts Clean and gap or replace spark plugs. Improper fuel Fill tank with fuel of commended grade. Magneto breaker points not working properly Clean points. check internal timing of magnetos Defective ignition wire Defective spark plug terminal Plugged fuel injector nozzle Check wire with electric tester. Replace defective wire. Replace connectors on spark plug wire Clean or replace nozzle. 61

62 TROUBLE PROBABLE CAUSE REMEDY FAILURE OF ENGINE TO DEVELOP FULL POWER Leak in induction system Plugged fuel injector nozzle throttle lever out of adjustment Improper fuel flow Restriction in air scoop Improper fuel Faulty ignition Tighten all connections and replace defective parts. Clean or replace nozzle Adjust throttle lever. Check strainer, gage and flow at the fuel line. Examine air scoop and remove restrictions. Drain and refill tank with recommended fuel. Tighten all connections. Check system with tester. Check ignition timing. ROUGH ENGINE Cracked engine mount Defective mounting bushings Uneven compression Plugged fuel injector nozzle. Insufficient oil Replace or repair mounting Install new mounting bushings. Check compression. Clean or replace nozzle Fill sump to proper level with recommended oil Air lock or dirt in relief valve Remove and clean oil pressure relief valve. LOW OIL PRESSURE Leak in suction line or pressure line High oil temperature Defective pressure gage Stoppage in oil pump intake passage Check gasket between accessory housing and crankcase See "high oil temperature" in "trouble" column Replace. Check line for obstruction. Clean suction strainer. 62

63 TROUBLE PROBABLE CAUSE REMEDY HIGH OIL TEMPERATURE Insufficient oil supply Fill oil sump to proper level with specified oil. Low grade of oil Replace with oil conforming to Clogged oil lines or strainers Excessive blow-by specifications Remove and clean oil strainers. Usually caused by worn or stuck rings. Failing or failed bearing Examine sump for metal particles. If found, overhaul of engine is indicated. EXCESIVE OIL CONSUMPTION Defective temperature gage Low grade of oil Failing or failed bearings Worn piston rings Incorrect installation of piston rings. Failure of rings to seat (new nitrided cylinders) Replace gage. Fill tank with oil conforming to specification. Check sump for metal particles. Install new rings. Install new rings. Use mineral base oil. climb to cruise altitude at full power and operate at 75% cruise power setting until oil consumption stabilizes HIGH FUEL FLOW INDICATED ON FUEL GAUGE Plugged fuel injector nozzle Fuente. Manual del Operador, Lycoming series TIO-540. Clean or replace nozzle 63

64 Tabla 3. Sección II caza fallas del turbo cargador del motor TIO-540 F2BD Y LTIO 540-F2B 64

65 65

66 TROUBLE PROBABLE CAUSE REMEDY Controller metering valve not opening, aneroid bellows leaking Replace controller assembly or replace aneroid bellows Discharge Exhaust bypass Shut off valve in return line sticking closed not working. Butterfly shaft binding. Check bearings. Replace exhaust bypass valve or correct linkage binding. HIGH DECK PRESSURE (COMPRESSOR DISCHARGER PRESSURE) Controller return line restricted Oil pressure too high Exhaust bypass valve actuator piston locked in full closed position. (Usually accompanied by oil leakage at actuator drain line) NOTE: Exhaust bypass normally closed in idle and low power conditions. Should open when actuator inlet line is disconnected. Exhaust bypass controller malfunction. Clean or replace line. Clean or replace line. Check pressure 75 to 85 psi (80 psi desired) at exhaust bypass actuator inlet. If pressure on outlet side of actuator is too high, have exhaust bypass controller adjusted. Remove and disassemble actuator, check condition of piston and packing or replace actuator assembly. Replace controller. Fuente. Manual del Operador, Lycoming series TIO-540. Nota: el cazafallas no fue traducido al español para evitar tergiversar la información emitida por el fabricante por esta razón es una copia exacta del manual de operaciones del motor. 66

67 6.10 INSTRUMENTOS Parte de la seguridad y eficiencia de la operación del grupo motor de la aeronave depende de la indicación de los instrumentos de medición, los cuales señalan el comportamiento del motor. Para las primeras aeronaves solo se tenía información de los instrumentos de medición de presión de aceite, temperatura de aceite y un tacómetro. Con estos instrumentos básicos el piloto era capaz de determinar con exactitud razonable si el motor estaba dentro de un comportamiento normal. Con el transcurso del tiempo se vio la necesidad de la incorporación de nuevos instrumentos tales como medidor de presión manifold, temperatura de gases de escape, indicador de combustible, medidores de presión de combustible, temperatura de cabeza de cilindro entre otros, que ahora hacen parte fundamental para el desarrollo de un prototipo de software, ya que por medio de estas indicaciones se puede hacer un seguimiento vinculado al monitoreo de tendencias, con el fin de conocer el comportamiento del motor y aportar soluciones a posibles problemáticas encontradas en las graficas de tendencia realizadas por el MSPE. Para la aeronave PA correspondiente al análisis de este trabajo de grado, los instrumentos se encuentran clasificados en los siguientes grupos: 1. Giroscopio de Presión ( Pressure-Gyro) 2. Pitot - Estáticos (Pitot-Estatic) 3. Eléctricos 4. Misceláneos Los instrumentos que se analizaran de manera mas detallada pertenecen a los grupos correspondientes a los números 3 y 4; estos instrumentos son los concernientes a las indicaciones necesarias para obtener información del comportamiento de los parámetros del motor, por medio de está información se alimenta el programa informático que a su vez arroja los gráficos de comportamiento. 67

68 Figura 18. Cabina de la Aeronave PA Fuente. Fotografía de la Cabina del PA de la Empresa Rio Sur Ltda. La localización de los instrumentos empleados para la recolección de datos de los parámetros para el MSPE están ubicados en el centro y a la derecha del panel de instrumentos de la aeronave PA Esto puede ser observado en la grafica 18 la cual corresponde a una fotografía del panel de la aeronave PA y en la grafica 19 en la cual se encuentra el esquemático de la cabina con cada uno de los instrumentos indicados por medio de una numeración con el fin de ser identificados. Figura 19. Esquemático de la Cabina Aeronave PA Fuente. Manual de operaciones de la aeronave PA-31 68

69 Por otro lado se procede a dar una breve explicación de los instrumentos pitotestáticos y el giroscopio de presión Instrumentos giroscopio de presión Los instrumentos de presión están conformados usualmente de un tubo bourdon, de un diafragma o fuelles. El mecanismo usado para dar la información de presión depende de los requerimientos del sistema y del nivel de presión que este debe medir, para la medición de alta presión se necesita usar un instrumento de tubo bourdon. Los instrumentos de medición de presión o el vacuómetro por lo general consisten en un tubo cerrado embobinado (llamado un tubo Bourdon) conectado a una cámara o a un tubo en el cual la presión debe ser censada. Cuando la presión aumenta el tubo tenderá a desenrollarse, mientras que con una presión reducida hará que el tubo se enrolle más fuerte. Este movimiento es transferido por un eslabón a un tren de engranajes unidos a una aguja de indicación. La aguja es presentada delante de una cara de tarjeta inscrita con las indicaciones de presión asociadas con desviaciones de aguja particulares. En la figura 20 se puede observar el tubo bourdon y parte de sus mecanismos. Indicadores de presión de aceite y algunos indicadores de temperatura de aceite son instrumentos típicos de tubo bourdon. Figura 20. Indicación del mecanismo del tubo bourdon. Fuente. htp/ 69

70 Instrumentos pitot - estáticos El sistema pitot-estático suministra la presión dinámica al indicador de velocidad de aire y la presión estática al indicador de velocidad de aire, el indicador de velocidad vertical y el altímetro. El sistema está compuesto de un tubo térmico o un tubo no térmico montado bajo la superficie izquierda del ala, dos puertos estáticos externos sobre los lados tanto izquierdo como derecho de la parte delantera del fuselaje y por ultimo de líneas necesarias para conectar los instrumentos a las fuentes de origen. El sistema pitot térmico cuando es instalado consiste en un elemento térmico en tubo pitot, un switch y un circuit breaker. Cuando es activado el switch del pitot térmico automáticamente se calienta el elemento en el tubo para mantener las condiciones de operación estables y prevenir la formación de hielo, esta opción solo debe ser usada en situaciones que lo ameriten. Una presión estática alterna es la válvula de origen, está puede ser instalada bajo el regulador y puede ser usada si la fuente externa estática funciona mal. Esta válvula suministra la presión estática Instrumentos eléctricos Medidor de cantidad de combustible. Dos medidores de cantidad de combustible: son calibrados en fracciones de ¼, ½, ¾ y lleno (full), la unidad de transmisión dual es instalada en serie en cada celda (célula) de combustible, Esta unidad contiene una tira de resistencia y un brazo de mando movible. La posición de este brazo es controlado por un flotador en la célula de combustible y esta posición se transmite eléctricamente al indicador para mostrar la cantidad de combustible en la célula; se debe tener en cuenta que las medidas de cantidad indicarán el combustible en la célula en la cual la palanca de mando de combustible debe ser posicionada. Cuando la palanca de mando de combustible está en posición OFF, las medidas de cantidad, indicarán el nivel de combustible de la célula en el último lugar seleccionado. Medidor de temperatura de gases del turbo cargador. Dos medidores de temperatura de gases de escape del turbo cargador; la temperatura es indicada en grados Fahrenheit [ºF], la temperatura de gases de escape pasa a través del manifold de escape de cada motor. La unidad del remitente para este instrumento es una sonda de tipo de par termoeléctrico (thermocouple) instalada en un agujero enhebrado en cada manifold. 70

71 Presión de aceite, temperatura de aceite, temperatura de la cabeza de cilindro. Se debe tener en cuenta que éstas son una medida de combinación. La unidad de presión de aceite (no-eléctrico) se conecta al pasaje de aceite presurizado del motor respectivo. La temperatura de aceite y temperaturas de cabeza de cilindros utilizan un medidor de relación entre dos magnitudes (Ratiometer); para controlar cada unidad, los dos son conectados al sistema eléctrico de la aeronave PA Registrador de hora del motor (Engine hour recorder). Opera junto con el interruptor de presión instalado en el motor derecho, la presión de aceite del motor actúa el interruptor del motor mientras graba el tiempo corriente real del motor sin tener en cuenta las RPM s Instrumentos misceláneos El tacómetro dual. Proporciona una indicación de velocidad del cigüeñal en revoluciones por minuto para cada motor. El tacómetro conecta a cada sección de accesorios del motor por un cable del manejo flexible. Instrumento de presión de combustible dual del turbo cargador. Es un medidor de presión diferencial, la presión de combustible se mide en libras por pulgada cuadrada [Psi], midiendo la presión diferencial entre la entrada del inyector versus la presión de entrada. Instrumento de flujo de combustible dual. Su medición es en galones por hora [Gal/hr] midiendo la presión diferencial entre la salida del inyector versus la presión de entrada. Medidor de la temperatura de gas de exhosto (EGT). Es usado con el fin de ayudar al piloto a seleccionar una mezcla económica de aire-combustible para vuelo en crucero y así proporcionar una potencia menor al 75 %. Es un dispositivo que supervisa la mezcla de aire combustible que entra en los cilindros. Esta medida no es ajustable. Si se encuentra defectuoso luego de ser verificado con el cazafallas debe ser reemplazado. 71

72 6.11 CAZAFALLAS DE INSTRUMENTOS DE LA AERONAVE PA El cazafallas se encuentra dividido en cuatro secciones correspondientes a: Sección I Sección II Sección III Sección IV Indicadores de temperatura de aceite. Manómetros de presión de aceite del motor. Tacómetro. Temperatura de gases de exhosto. Tabla 4. Sección I indicadores de temperatura de aceite TROUBLE PROBABLE CAUSE REMEDY Instrument fails to show any reading. Broken or damaged capillary. Wiring open. Check engine unit and wiring to instrument. Excessive scale error. Improper calibration adjustment. Repair or replace. Pointer fails to move as engine is warmed Broken or damaged capillary or open wiring. Check engine unit and wiring. Dull or discolored luminous marking. Age. Replace instrument. Fuente. Manual de vuelo de la aeronave PA

73 Tabla 5. Sección II Manómetros de presión de aceite del motor. TROUBLE PROBABLE CAUSE REMEDY Excessive error at zero. Pointer loose on shaft. Overpressure or seasoning of bourdon tube. Replace instrument. Excessive scale error Improper calibration adjustment. Replace instrument. Excessive pointer oscillation. Sluggish operation or pointer or pressure fails to build up. Improper damping or rough engine relief valve. Engine relief valve open. Disconnect line and drain. Check for leaks. If trouble persists, clean and adjust relief valve. Check and clean. Fuente. Manual de vuelo de la aeronave PA Tabla 6. Sección III Tacómetro. TROUBLE PROBABLE CAUSE REMEDY No reading on indicator, either permanent or intermittent. Broken shaft. Springs weak. Replace instrument. Replace instrument. Pointer oscillates excessively. Rough spot on or sharp bend in shaft. Excess friction in instrument. Replace instrument. Replace instrument. Fuente. Manual de vuelo de la aeronave PA

74 Tabla 7. Sección IV Temperatura de gases de exhosto TROUBLE PROBABLE CAUSE REMEDY Gauge inoperative. Defective gauge, probe or wiring. Isolate defective circuit, replace defective probe or gauge. Fluctuating reading. Loose, frayed or broken electrical lead. Tighten connections, and repair or replace defective leads. Fuente. Manual de vuelo de la aeronave PA Nota: el cazafallas de instrumentos no fue traducido al español para evitar tergiversar la información emitida por el fabricante por esta razón es una copia exacta del manual de operaciones de la aeronave MARCO LEGAL Los sistemas de mantenimiento en las aeronaves, están reglamentados por las entidades aeronáuticas regulatorias tales como, FAA y por la reglamentación RAC a nivel de Colombia, es por ello, importante tener en cuenta cada una de las reglamentaciones dispuestas por estas entidades con el fin de realizar el mantenimiento preventivo del motor TIO-540-F2BD, bajo las disposiciones de estas entidades. Teniendo en cuenta que los parámetros de medición del motor se realizaron según el manual de operación y en el certificado tipo del motor TIO-540-F2BD, es relevante mencionar que este tipo de documentos contienen los valores limites e ideales de los parámetros del motor, los cuales han sido aprobados por la autoridad aeronáutica. El numeral 6.12 esta basado en la circular informativa 101-E-15 emitida por la aeronáutica civil de Colombia, para determinar la reglamentación que compete aplicar para la realización del programa de mantenimiento MSPE (Monitoring System of Piston Engine). 74

75 Reglamentación RAC circular informativa 101-E-15. Esta circular emitida en ENERO , determina las condiciones a tener en cuenta, para la aplicación de los programas de confiabilidad utilizados en una empresa, basándose en los contenidos en el RAC, para el control de mantenimiento por métodos de confiabilidad, incluyendo recomendaciones y criterios para el proceso de monitoreo por condición. En esta circular se definen los métodos de control de confiabilidad como una parte integral de un programa aprobado de mantenimiento para operadores sujetos a las provisiones de las regulaciones dadas en la parte cuarta, capítulo 5 y capítulo 6 del RAC. Los antecedentes descritos en la circular informativa (CI) 101-E-15, dan la ubicación perfecta para el análisis del uso del programa del MSPE. Antecedentes. La primera generación de programas de mantenimiento de transportadores aéreos formales, estaba basado en la creencia que cada parte funcional de una aeronave de transporte necesitaba inspección de desensamble periódico. Limitaciones de tiempo fueron establecidas para servicio, verificaciones e inspecciones, y toda la aeronave era periódicamente desensamblada, reparada totalmente, y reensamblada, en un esfuerzo por mantener el mayor nivel de seguridad. Este fue el origen del primer proceso primario de mantenimiento discutido en esta publicación y designado como Hard-Time. 3 A medida que la industria creció, maduró, y adoptó aeronaves más complejas, la aplicación literal del proceso de mantenimiento primario "Hard-Time" se hizo más específico y solamente aplicable a algunos componentes. La industria se dio cuenta que la mayoría de componentes y partes no requería de una reparación general programada sobre la base de un tiempo fijo, y un Segundo proceso primario de mantenimiento evolucionó, referido como On- Condition. 4 3 Reglamentación RAC, Circular informativa 101-E-15, Emitida el 15 de Enero de Ibid., p

76 El segundo apartado es asignado a componentes en los cuales una determinación de aeronavegabilidad continuada puede ser hecha por inspección visual, mediciones, pruebas o otros medios sin desensamble, inspección o reparación general. El control de estos programas por parte de la mayoría de las autoridades aeronáuticas mundiales había sido realizado mediante aprobación individual de períodos de chequeo Hard Time u On- Condition para las aeronaves, motores, y componentes. Los procedimientos utilizados para ajustar estos períodos eran difíciles y pesados, ocasionalmente inhibiendo ajuste local. Para aliviar esta situación, las autoridades aeronáuticas trabajaron con las aerolíneas para desarrollar métodos más sensibles de controlar el mantenimiento sin sacrificar la seguridad o la responsabilidad regulatoria de las autoridades locales. Este método de control estaba orientado hacia el rendimiento mecánico en vez de la predicción de los puntos de falla por desgaste, como era el caso en los métodos previos. El Nuevo método fue titulado control de confiabilidad debido a que su mayor énfasis estaba dirigido hacia mantener las ratas de falla bajo un valor predeterminado; por ejemplo, un nivel aceptado de confiabilidad. La naturaleza analítica del control de confiabilidad reveló y enfatizó la existencia de componentes y sistemas que no respondieron a los procesos de Hard-Time o On-Condition. Esto lideró a un tercer proceso mediante el cual no se programan servicios ni inspecciones para determinar la integridad y nivel de servicio. Sin embargo, el rendimiento mecánico es monitoreado, analizado y controlado con base en el comportamiento del componente. Este proceso es titulado Condition Monitoring (monitoreo por condición). La aplicación del programa de monitoreo por condición, para este caso, la implementación del MSPE, se especifica en esta circular en la sección 6.1 FUNDAMENTOS DEL CONTROL DE CONFIABILIDAD, con Sub-sección 6.1.1GENERAL, 6.1.2, 6.2 los cuales determinan: Se pretende que las características de cada operador, por ejemplo, filosofía, consideración de factores operacionales y ambientales, sistemas de mantenimiento de registros, etc., estén reflejados en su propio programa. 5 5 Ibid., p 75 76

77 El alcance de la aplicación del control de confiabilidad esta definido en el documento del programa de confiabilidad, dado por el operador. Existen cuatro categorías generales de un programa de mantenimiento de un operador: Sistemas / componentes. Plantas Motrices / componentes. Chequeos e inspecciones de Aeronave / Motor. Inspección Estructural / Overhaul. Todas las anteriores pueden ser controladas por un programa compuesto, o cada una debe ser manejada individualmente, el programa puede abarcar un grupo selecto de elementos a partir de una categoría sin afectar otros controles para los elementos restantes de esa categoría. Por ejemplo, el motor básico puede ser mantenido por un programa que no incluya sus accesorios. Los accesorios podrán estar en otro programa o podrán estar bajo el control tradicional de especificaciones de operación. El análisis estadístico es más efectivo en su aplicación a sistemas y componentes debido a que la ocurrencia de fallas puede ser rápidamente reducida a estadísticas significativas. Cuando las tasas de alerta están utilizadas en el análisis, diagramas gráficos (o visualizaciones equivalentes) muestran áreas en necesidad de acciones correctivas. Opuestamente, análisis estadístico de hallazgos de inspección u otras anormalidades relacionadas a períodos de chequeo e inspección de aeronave / motor requiere análisis de criterio. Por lo tanto, programas que abarquen intervalos de verificación o inspección de aeronave / motor deberán considerar indicadores numéricos, pero análisis de discrepancia e inspección de muestreo puede ser de mayor beneficio. 6 6 Reglamentación RAC, Circular informativa 101-E-15, Sección 6.1, FUNDAMENTOS DEL CONTROL DE CONFIABILIDAD, sub-sección 6.1.1, 15 de Enero de

78 En la sub-sección 6.1.2, se enuncian los procesos primarios de mantenimiento, aunque en la mayoría de casos el mantenimiento se efectúa con los tres procesos correspondientes a: hard-time, on condition y monitoreo por condición), para efectos de este proyecto de grado la aplicación se realiza en el proceso de monitoreo por condición, debido a las características propias del MSPE, el cual se define como: (Monitoreo de Condición) (CM). Este es un proceso de mantenimiento para elementos que no tienen tanto mantenimiento "Hard-Time" como "On-Condition, como sus procesos primarios de mantenimiento. El CM es cumplido mediante medios apropiados disponibles para el operador para encontrar y resolver áreas de problemas. 7 Los sistemas típicos utilizados en control de confiabilidad son: Recolección de datos, Análisis de datos, Acciones correctivas, Estándares de rendimiento, Reporte y presentación de datos, Ajuste del intervalo de mantenimiento y cambio de procedimiento, y Revisión del programa. Estos sistemas pueden ser utilizados por el operador como un marco de trabajo del programa. La explicación de cada uno de ellos es extraída de la circular informativa (CI) 101-E-15. a. Sistema de recolección de datos: Este sistema deberá incluir un flujo específico de información, identidad de fuentes de datos, y procedimientos para la transmisión de datos, incluyendo el uso de formas, ejecuciones en computador, etc. Las responsabilidades dentro de la organización del operador deben ser establecidas para cada paso de desarrollo de datos y procesamiento. Fuentes típicas de información de rendimiento son como las que siguen, sin embargo, no esta implicado que todas estas fuentes necesiten ser incluidas en el programa; como tampoco este listado hace prohibitivo el uso de otras fuentes de información: 7 Reglamentación RAC, Sub-Sección 6.1.2, Op cit., p 75 78

79 i. Reportes del piloto. ii. Datos de rendimiento en vuelo. iii. Interrupciones mecánicas / retrasos. iv. Cortes de motor. v. Remociones no programadas. vi. Fallas confirmadas. vii. Verificaciones funcionales. viii. Verificaciones en banco. ix. Investigaciones de taller. x. Inspecciones de muestreo. xi. Reportes de inspección. xii. Reportes de dificultad en servicio (MRR). b. Sistema de análisis de datos: El análisis de datos es el proceso de evaluar datos del rendimiento mecánico para identificar características indicando una necesidad para el ajuste del programa, (modificación), etc., revisión de prácticas de mantenimiento, y mejora del hardware. El paso inicial en el análisis es la comparación de los datos contra un estándar que representa un rendimiento aceptable. El estándar puede ser un promedio ejecutado, tabulaciones de tasas de remoción para períodos especificados, gráficas, cartas, o cualquier otro medio de ilustrar una norma. El objetivo del análisis de datos es (1) reconocer la necesidad de la acción correctiva, (2) establecer que acción correctiva se necesita, y (3) determinar la efectividad de esa acción. c. Sistema de acción correctiva: Las acciones a ser tomadas deberán ser un reflejo del análisis y ser lo suficientemente positivas para restaurar efectivamente el rendimiento a un nivel aceptable dentro de un tiempo aceptable. El sistema debe incluir notificación al elemento organizacional responsable para tomar dicha acción. El sistema deberá proporcionar retro-alimentación periódica hasta que tal tiempo como el rendimiento hayan alcanzado niveles aceptables. 79

80 d. Sistemas estándares de rendimiento estadísticos: Una medición de rendimiento expresada numéricamente en términos de fallas del sistema o componentes, reportes del piloto, retrasos o algún otro evento (enmarcado por horas de operación de la aeronave, número de aterrizajes, ciclos de operación, u otra medición de exposición) sirve como la base para el estándar. El desarrollo de límites de control o valores de alerta esta usualmente basado en métodos de estadísticas aceptadas tales como desviación estándar o la aplicación de la formula de distribución de Poisson. Sin embargo, algunas aplicaciones utilizan el método del promedio o la línea base. e. Sistema de reporte y visualización de datos: Operadores con programas que incorporen estándares de rendimiento estadístico (programas del tipo alerta) deberán desarrollar un reporte mensual, con presentación de datos apropiada, resumiendo la actividad del mes previo. El reporte debe cubrir todos los sistemas de la aeronave controlados por el programa, con suficiente profundidad para permitir que los receptores del reporte evalúen la efectividad del programa total de mantenimiento. Este deberá resaltar los sistemas los cuales han excedido los estándares de rendimiento establecidos y discutir que acción ha sido tomada o planeada. El reporte deberá explicar cambios los cuales han sido hechos o son planeados en el programa de mantenimiento de la aeronave, incluyendo cambios en intervalos de mantenimiento e inspección y cambios de un proceso de mantenimiento a otro. Este deberá discutir condiciones continuadas de sobre-alerta tratados con anterioridad por informes previos y deberá reportar el progreso de programas de acción correctiva. Teniendo en cuenta la sección 6.3 administración se determina que: La Administración de programas de confiabilidad requiere una estructura específica dentro de la organización de mantenimiento del operador. Los participantes deberán ser extraídos de las áreas más significativas de la organización y deberán ser autorizados para actuar en beneficio como sus representantes. El director de mantenimiento o su designado o el estamento que lidere programas de acuerdo al MGM, deberá participar en la administración del programa. El deberá servir como la autoridad 80

81 final para Actividades mayores y para cambios de programa que requieran aprobación de la UAEAC. 8 Las regulaciones a las cuales se ajustan a las disposiciones descritas anteriormente son: RAC, b.1, b.3, c., b.29.XIV, a, , , parte D-D-15, , , , , , , a Reglamentación FAA Para tener en cuenta las regulaciones de la FAA, se analizaran básicamente las descritas en la parte 33 estandarización de aeronavegabilidad: Motores de aeronaves y la parte 23 Estandarización de Aeronavegabilidad: Aeronaves categoría Normal, Utilitaria, Acrobática, y Regional. Esto con objetivo que el programa tenga una mayor cobertura en el ámbito operacional Parte 23, sección motores. Esta sección determina los parámetros de encendido y parada para motores a pistón: El diseño de la instalación debe ser determinado para disminuir al máximo el riesgo de fuego o daño mecánico del motor del avión, en el momento del encendido del motor. Se deben establecer las técnicas y limitaciones asociadas por el motor en el momento del encendido y deben estar incluidas en AFM (Manual de vuelo del avión), aceptado como manual. Los medios deben proporcionarse para: Primero. Re-encendido de algún motor en vuelo de una aeronave multi- motor y segundo para parada de algún motor en vuelo después de una falla del mismo, si la rotación del motor continuada causara un riesgo al avión 9. Además, para los aviones de categoría regional, aplica lo siguiente: 8 Reglamentación RAC, Sub- sección 6.3, Op cit., p 75 (Estas regulaciones se determinan según la CI 101-E Normas FAA, Parte 23, Sección Motores 81

82 1. Cada componente en la parada del motor, al lado del sistema de cortafuego, están expuestos a fuego, este sistema debe activarse para crear resistencia al fuego. 10 Parte 33, sección 33.7 sub-parte A general, numeral b), de los rangos del motor y las limitaciones del operador. Esto determina que: Para motores recíprocos, los rangos y limitaciones de operación se establecen de la siguiente forma: A. Los Caballos de potencia o el torque RPM., el medidor de presión, el tiempo de presión de altitud crítica, y la presión de altitud a nivel del mar para: a- En un rango continuo de poder (la relación de operación sin súper cargador, o la operación en cada súper cargador es aplicable), y b- Rango de poder en take-off (la relación de operación sin súper cargador o la operación de cada súper cargador es aplicable). B. Especificación del grado de combustible. C. Especificación del grado de aceite D. Temperatura del: a- Cilindros. b- Aceite, Entrada de aceite, y c- Rueda de Turbina turbo cargadora en la entrada del gas. E. Presión de: a- A la entrada del combustible b- Aceitado en las entradas F. Torque de manejo de accesorios y momentos G. La vida del componente H. Rueda de turbina del turbo cargador, RPM Normas FAA, Parte 23, Sección Motores 11 Normas FAA, Parte 33, sección 33.7 Sub-parte A General, numeral b) 82

83 7. DISEÑO Y DESARROLLO DE INGENIERIA Tomando en cuenta los instrumentos de la aeronave PA de la empresa Rio sur Ltda., los manuales de operación del motor TIO-540 series, el AFM (Aircraft Flight Manual), el manual del ECTM (Engine Control Trend Monitoing), el certificado tipo del motor, el marco legal correspondiente al mantenimiento de los motores a pistón y por ultimo los conocimientos de ingeniería aeronáutica, se elaboro la tabla 8, en la cual se estipulan los parámetros que serán evaluados por el sistema informático MSPE Versión En la siguiente tabla se muestra cada uno de los parámetros seleccionados con las respectivas unidades, las unidades que se encuentran incorporadas internamente en el software por medio del código de programación, así mismo se hallan las siglas correspondientes a cada uno de los parámetros, estas fueron elaboradas con el fin de identificar los parámetros y simplificar el uso del software. Tabla 8. Parámetros de medición del MSPE versión PARAMETROS DE MEDICION POR EL MSPE PARAMETRO UNIDAD SIGLA Flujo de combustible [Gal/Hr] Wf Temperatura de gases de exhosto [ºF] EGT Presión de aceite [Psi ] OP Presión del manifold [In hg] MP Temperatura de aceite [ºF] OT Temperara cabezas de los cilindros [ºF] CHT Indicador de velocidad del aire [Knt] IAS Temperatura de aire del exterior [ºF] OAT Velocidad del cigüeñal [Rpm s] RPM Presión de Altitud [Psi] PA 83

84 7.1 ANÁLISIS DE LA FASE DE VUELO CRUCERO Para efectos de comparación de los datos del formato de parámetros diligenciado por los pilotos y los de operación del motor, se debe referir al anexo A sub-parte b) y c). Tabla 9. Formato de Parámetros (Crucero) RPM'S FUEL FLOW [gal/hr] PRESSURE MANIFOLD [in hg] PRESSURE FUEL [psi] EGT [ºF * 100] OIL TEMPERATURE [ºF] CYLINDER HEAT TEMPERATURE [ºF] IAS [Knots] OAT [ºC] FECHA ENGINE /06/ /06/ /06/2005 ENGINE /06/ /06/ /06/2005 Según la información recopilada por medio del anexo C de indicaciones durante el mes de junio de 2005, se tiene que los datos en crucero no están dentro el 60% el cual corresponde a un crucero económico o ideal, ya que está elevado un 4.54% de este valor base; esto lleva a concluir que se está consumiendo un poco mas de combustible en esta etapa de vuelo. Teniendo en cuenta el valor máximo de temperatura de cabeza de cilindros que es de 475 ºF; se puede observar que existe una tolerancia positiva en este valor, ya que se encuentra por debajo, en un 26.31% para el motor 1 y un 21.90% para el motor 2; estos porcentajes fueron determinados por medio de los valores indicados por los pilotos, los cuales corresponden a: 340 y 360 [ºF] para el motor 1 y 300 [ºF] para el motor 2. Con lo cual podemos determinar que el motor a pesar de no tener crucero económico tiene un desempeño operacional relativamente alto. Para hallar el porcentaje del motor 1 y el motor 2 se realizó una regla de tres donde el valor de 475 ºF es el valor ideal en el cual debe estar la operación del motor, por esta razón se toma como el 100% dicho valor y se procede a encontrar el porcentaje en el cual se encuentra desfasado el parámetro de temperatura de cabeza de cilindro con respecto al comportamiento de crucero ideal. 84

85 Porcentajes para el motor ºF 100% 340 ºF X 340º F porcentaje = 475º F = = 28.42% 475 ºF 100% 360 ºF X porcentaje = = = 24.21% Promedio desfase = % Cálculo de los porcentajes para el motor ºF 100% 300 ºF X porentaje = = 0.63 = 36.84% Valor desfase = Según las condiciones de operación normal del motor se tiene que la temperatura deseada en el aceite para la temperatura ambiente de 22 ºC es de 180 ºF (82ºC) y según el reporte de los pilotos se presentó 200ºF en los días 8 y 28 de junio de 2005, lo cual se coloca por encima del valor deseado y lleva a posicionarse en el valor máximo que corresponde a 245ºF (118ºC), aunque para el día 18 de junio de 2005 la temperatura ambiente varió un grado no tiene ninguna relevancia en la 85

86 temperatura del aceite. Con esta información se observa un incremento de la temperatura deseada de aceite un 22.5%. En la tabla 9 (ver pág. 84) se observa el reporte de los pilotos donde se identifica que no hay ningún tipo de variación entre el motor 1 y 2. Para los valores de presión de combustible se tiene que tener en cuenta tres ítems los que corresponden a mínimas, máximas y marcha mínima; que se dividen en la entrada de la bomba de combustible y en la entrada de inyector de combustible. Estos valores están localizados en el anexo A sub-parte b). Condiciones de operación del motor. Presión de combustible. Según el indicador de cabina de presión de combustible el valor osciló entre 30 y 31 [Psi] valor que se ubicaría dentro del rango de operación normal, debido a que se encuentra en el promedio de mínimas y máximas 7.2 DISEÑO Y DESARROLLO DEL SOFTWARE MSPE VERSIÓN Aspectos generales referentes al desarrollo de programas de computación. El desarrollo de un prototipo funcional de un programa, requiere un adecuado entendimiento, siendo necesario definir y ampliar aspectos que por su naturaleza tienen una relación directa con el actual trabajo de grado y por consiguiente, se dará una breve introducción a este tema. Hoy día, el software está presente en casi todo lo que rodea el ser humano, aunque no siempre de manera perceptible; el término software fue usado por primera vez en 1957 por John W. Turkey, ingeniero en ciencias de la computación y surge por analogía con la palabra hardware, entendido este como el sustrato físico donde se ejecuta el software. Definición de lenguaje de programación. Un lenguaje de programación es una técnica estándar de comunicación que permite expresar las instrucciones que han de ser ejecutadas en una computadora. Consiste en un conjunto de reglas sintácticas y semánticas que definen un programa informático. Un lenguaje de programación permite a un programador especificar de manera precisa: sobre qué datos una computadora debe operar, cómo deben ser estos almacenados y transmitidos y qué acciones debe tomar bajo una variada gama de 86

87 circunstancias. Todo esto, a través de un lenguaje que intenta estar relativamente próximo al lenguaje humano o natural. Un programa escrito en un lenguaje de programación necesita pasar por un proceso de compilación, es decir, ser traducido al lenguaje de máquina, o ser interpretado para que pueda ser ejecutado por el ordenador. Por esto debe pasar por distintos ciclos que corresponden a: a. Código fuente: escrito por el programador. Contiene el conjunto de instrucciones, inteligibles por el ser humano, destinadas a la computadora. b. Código objeto: resultado del uso de un compilador sobre el código fuente. Consiste en una traducción de éste último. El código objeto no es directamente inteligible por el ser humano, pero tampoco es directamente entendible por la computadora. Se trata de una representación intermedia del código fuente. c. Código ejecutable: resultado de enlazar uno o varios fragmentos de código objeto. Constituye un archivo binario con un formato tal que el sistema operativo es capaz de cargarlo en la memoria de un ordenador, y proceder a su ejecución. El código ejecutable es directamente inteligible por la computadora Selección del lenguaje de programación. El proceso de selección del lenguaje de programación se radicó en el análisis de las ventajas, recursos y fines que brindan los diferentes tipos de lenguajes de programación; esta información puede ser evidenciada en la tabla 10, así mismo se tuvieron en cuenta los requerimientos y necesidades para el diseño y desarrollo del MSPE. Los siguientes ítems fueron tenidos en cuenta para la selección del lenguaje con respecto a las necesidades requeridas para el diseño y desarrollo del MSPE fueron los siguientes: Análisis de los requisitos del lenguaje para la instalación en el ordenador. Costos de la licencia, si fuera necesario adquirirla. Métodos que brinda el lenguaje para el diseño de la arquitectura del programa a ser creado. Facilidad para el desarrollo y diseño del algoritmo de programación. Facilidad en el manejo y aprendizaje de las herramientas del lenguaje programación. Lenguaje con herramientas visuales que comprenda de un ambiente completamente grafico. Metodología para el diseño de interfaces graficas de usuario. 87

88 Compatibilidad con la base de datos Sybase Anywhere. Una vez catalogadas las necesidades para el desarrollo del MSPE se dio paso al estudio detallado de diferentes lenguajes de programación que podrán ser observados en la siguiente tabla. Tabla 10. Tipos de lenguaje de programación. ADA ALGOL Lenguaje SELECCIÓN DEL LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN Características Es un lenguaje multipropósito, orientado a objetos y concurrente, pudiendo llegar desde la facilidad de Pascal hasta la flexibilidad de C++. Ada se usa principalmente en entornos en los que se necesita una gran seguridad y confiabilidad como lo es el uso militar. Usado principalmente por personas con altos conocimientos en el área de programación y esta orientado principalmente para resolver problemas matemáticos. Es un acrónimo de lenguaje algorítmico Es un lenguaje que fue diseñado para personas que no fueran del área de ciencias de la computación. El nombre de BASIC, significa Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code. Los ocho principios de diseño de BASIC fueron: VISUAL BASIC 1. Ser fácil de usar para los principiantes. 2. Ser un lenguaje de propósito general. 3. Permitir que los expertos añadieran características avanzadas, mientras que el lenguaje permanecía simple para los principiantes. 4. Ser interactivo. 5. Proveer mensajes de error claros y amigables. 6. Responder rápido a los programas pequeños. 7. No requerir un conocimiento del hardware de la computadora. 8. Proteger al usuario del sistema operativo. 88

89 FORTRAN Lenguaje VISUAL.NET VISUAL C++ DELPHI PASCAL SELECCIÓN DEL LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN Características Es un acrónimo de "Formula Translation". Fortran se utiliza principalmente en aplicaciones científicas y análisis numérico, teniendo como una limitante el ambiente grafico. Es un conjunto de lenguajes de programación. Es también un framework, una plataforma que se encarga, entre otras cosas, de controlar el código ejecutado (los programas escritos en uno de los lenguajes NET). Algunos lenguajes de.net son Visual Basic NET, C# y J#. En.NET el código no es interpretado directamente por el ordenador, sino que es interpretado por el framework, que se encarga de asignar la memoria y controlar la seguridad entre otras cosas. Las principales características del C++ son abstracción, el soporte para programación orientada a objetos y el soporte de plantillas o programación genérica. Por lo cual se puede decir que C++ es un lenguaje multi paradigma que abarca tres paradigmas de la programación: La programación estructurada, la programación genérica y la programación orientada a objetos. Es un entorno de desarrollo rápido de software diseñado para la programación de propósito general con énfasis en la programación visual. En Delphi se utiliza como lenguaje de programación una versión moderna de Pascal llamada Object Pascal. En sus diferentes variantes, permite producir archivos ejecutables para Windows, GNU/Linux y la plataforma.net. Es un lenguaje de programación de alto nivel y propósito general con una utilidad limitada a los medios académicos. Usa un tipo de variables completamente diferente con respecto a los demás lenguajes; esto puede ocasionar errores por el uso de las variables de modo incorrecto. Teniendo en cuenta las características de cada uno de los lenguajes de programación se determinó que el más apropiado y viable era Visual Basic, ya que es el lenguaje que mejor se acopla a las necesidades planteadas para el desarrollo del MSPE, brindando un fácil aprendizaje, gran flexibilidad para el diseño del algoritmo, herramientas necesarias para la creación de ambientes gráficos y al mismo tiempo la facilidad para adquirir la licencia para el desarrollo del programa. En el proceso de selección del lenguaje de programación se descartaron algunos tales como: el Fortran debido a su uso limitado para la realización de funciones y ecuaciones matemáticas y a la carencia de medios gráficos, el Delphi y el Pascal por la dificultad de adquisición de las licencias, otro de los programas descartados 89

90 en primer termino fue el Visual. Net debido a su alto grado de complejidad para el aprendizaje ya que es un lenguaje orientado para programadores e ingenieros de sistemas con cierto grado de experiencia en el campo, por esta misma razón fue descartado Algol ya que es un lenguaje de alto nivel y por ultimo se omitió el lenguaje denominado Ada que aunque es usado en aeronáutica por su alta confiabilidad su uso es restringido para fines académicos. Como resultado del análisis se obtuvo que los lenguajes más apropiados para el diseño y desarrollo del prototipo de software radicaban en Visual Basic y Visual C++. En la realización de un segundo estudio y análisis tanto de las ventajas como desventajas de estos dos lenguajes se concluyó que cualquiera de los dos podría cubrir los requerimientos y necesidades por el MSPE, por esta razón la licencia del lenguaje desempeño un papel importante para la selección del mismo, donde se contó con la facilidad de obtención de la licencia de Visual Basic dando como resultado su elección. Nota: La licencia de Visual Basic para el desarrollo de manera legal del MSPE se obtuvo por medio de la empresa GRS Asesorías S.A. la cual brindó ayuda externa en la parte de desarrollo de la programación Proceso de desarrollo del software MSPE. Para dar inicio al desarrollo del MSPE se tuvieron en cuenta los siguientes pasos: Análisis de la necesidad de un programa para solucionar un problema identificando la posibilidad de automatización de una tarea determinada. Establecimiento los requisitos del programa. buscando clarificar qué es lo que debe hacer el programa y que vacíos debe llenar. Se realiza el análisis de los requisitos del programa para determinar los procesos de como se hacen las tareas y luego establecer cómo se debe hacer el programa. Determinación de los criterios que se deben cubrir, es decir el alcance del programa.. Se diseña la arquitectura del programa y se descompone el programa en partes de complejidad abordable. Se procede a la programación o codificación de la arquitectura plasmado en un lenguaje de programación. Se busca Implementar el programa previa la realización de pruebas operativas. Se busca poner el programa en funcionamiento junto con los componentes 90

91 que pueda necesitar (bases de datos, redes de comunicaciones, etc.) Al hacer el análisis de necesidades se encontró que la empresa sobre la cual se soporta esta investigación requiere fortalecer y adquirir medios de control eficaces que le permitan contar con una información veraz y oportuna. En el mercado actual y de acuerdo a los avances tecnológicos en Colombia y en Latinoamérica se conoció que no se cuenta con herramientas adecuadas de control y apoyo para motores a pistón, que les permitan contar con mecanismos preventivos y correctivos, tendientes a elaborar mapas de riesgos que les garanticen una óptima operatividad y durabilidad proyectada a la recuperación a través del tiempo de la inversión en este campo. Si se considera que en este mercado se encuentran operando esta clase de motores y por lo tanto, se requiere de medios de control, se concluye que hay una gran viabilidad para la realización de una herramienta que apoye el mantenimiento de este tipo de motores. Considerando como mayor vació la falta de programas que suministren información para la toma de decisiones y control de las tareas a ejecutar, se analizó requisitos mínimos y básicos que debe contener el programa, proyectando información tal como: el tipo de avión, tripulación, origen, destino, hora de encendido, hora de despegue. Hora de aterrizaje y hora de apagado de la aeronave, tiempo total de bloque, tiempo total de vuelo y número de ciclos y con base a lo obtenido generar la programación o mantenimiento de los diferentes componentes que integran el motor según la durabilidad estimada, bien sea por factores ambientales o factores del motor que inciden en diversas formas en el desgaste, exigiendo el cambio de sus partes de acuerdo al tipo de mantenimiento. Y de igual manera enlazar dicha información con la parte de tendencias con el fin de conocer el comportamiento del motor a través del tiempo. Se define el Visual Basic como leguaje de programación, sobre el cual se debe decir que es desarrollado por Microsoft; Visual Basic es un lenguaje visual que desciende del lenguaje de programación BASIC, utilizando un ambiente de desarrollo completamente gráfico que facilitara la creación de interfaces gráficas y en cierta medida también la programación misma. Es un lenguaje simple, guiado por eventos, y centrado en un entorno de formularios que facilita el rápido desarrollo de aplicaciones gráficas. Se considera básico indicar algunos conceptos para un mayor entendimiento de cada uno de los aspectos que se tratan y en especial lo correspondiente al sistema. 91

92 Una base de datos es que un conjunto de información relacionada que se encuentra agrupada y debidamente estructurada. Es importante aclarar que el archivo por si mismo no constituye una base de datos, pues el ARCHIVO, es un conjunto de registros comunes y un REGISTRO es un conjunto de ítems y agregados de datos que conforman toda la información sobre el elemento que se quiere describir. La base de datos se define como la forma en que está organizada la información y una de sus funciones es responder a los requerimientos de múltiples usuarios dentro de una organización, ese conjunto de archivos que la integran son compartidos por los usuarios los cuales pueden modificar, borrar o insertar registros y consultarlos. En el desarrollo del software se utilizó una BASE DE DATOS RELACIONAL correspondiente a Sybase Anywhere. Por medio de este tipo de base de datos se almacena la información utilizando un modelo entidad relación por su facilidad de uso para el usuario final con periodos cortos de aprendizaje especificando en forma sencilla las consultas, esta metodología permite elaborar un diagrama con toda la información que se quiera manejar dentro del prototipo de software, se enfoco, especial interés en los tipos de objetos que se desean manejar, siendo la entidad algo que existe, es diferenciable y de interés para la organización. Una relación se define sobre una lista del conjunto de entidades que genera una asociación entre una o más entidades. Para la creación del MODELO ENTIDAD RELACION la referencia fueron empresas aeronáuticas que operan motores a pistón y requieren contar con medios de medición, control y seguimiento de los diversos acontecimientos que ocurren en la operatividad, para lo anterior se ha contado con la información suministrada por la empresa Rio Sur Ltda. Empresa aeronáutica colombiana quien ha suministrado información para el estudio de datos y bases para determinar los parámetros para el desarrollo de la investigación. Este modelo permite encontrar toda la información que se va a manejar dentro del problema que se ha enfocado, para la aplicación del modelo hubo que conocer muy bien el sistema que se deseaba implementar, los eventos que implican la entrada de datos al sistema y los requerimientos de información de la firma alcanzando un diseño conceptual del sistema Diseño preliminar del MSPE. El diseño preliminar del software comprende del diseño de diagramas de flujo que están expuestos de lo general a lo específico con el fin, que el lector conozca el procedimiento utilizado para el desarrollo del programa MSPE. Brindando una herramienta que permite visualizar el sistema como una red de procesos funcionales, conectados entre si por medio de 92

93 ventanas y una base de almacenamiento de datos. Se debe tener en cuenta que los diagramas se encuentran divididos en uno general, uno de datos y por ultimo uno entidad relación los cuales fueron usados como un método de diseño del algoritmo de programación. Por otro lado el sistema de flujo de datos fue usado como metodología para realizar el algoritmo del programa, puesto que el algoritmo tiene dos formas o métodos de realización, el primero corresponde al pseudo código y el segundo a diagrama de datos, donde se muestre el proceso en su totalidad desde la manera en que se alimenta, donde la información es almacenada y lo visualizado por el usuario. El segundo método fue escogido como algoritmo de programación puesto que la realización se hace menos extensa y a partir de los diagramas se puede localizar mas fácilmente los procesos y flujo de información que debe ser transformada en forma de código, brindando una ventaja valiosa en el ahorro de tiempo en el momento de la inicialización de los códigos que deben ser creados para cada una de las funciones dadas en los diagramas de flujo. En las siguientes paginas se evidencia el procedimiento de desarrollo de cada uno de los diagramas de flujo con el fin que el lector adquiera un entendimiento óptimo del desarrollo efectuado. Diagrama de flujo general del MSPE. En el Diagrama de Flujo se representa el algoritmo en forma de flujo de datos, el cual muestra gráficamente los pasos o procesos a seguir por el MSPE para alcanzar la solución de un problema por medio de un cazafallas. Su correcta construcción es sumamente importante porque, a partir del mismo se escribe el prototipo de programa en algún lenguaje de programación para este caso Visual Basic. A partir del diagrama de flujo se comienza el proceso de programación En la figura 21 se muestra las diferentes modalidades existentes en el MSPE la cuales tienen un fin específico. La interpretación es la siguiente, el prototipo de software MSPE Versión 1.00, desglosa unas opciones de la siguiente manera; tiene la posibilidad de crear una aeronave a la cual se le va a llevar el control de parámetros, esta aeronave esta comprendida de unos motores a los cuales se le hace el seguimiento por medio de un formato llamado GUIDE FORM FT-USB001 que se podrá observar en el anexo C que es diligenciado por la tripulación en la fase de crucero, los motores a su vez tienen unos componentes y estos un mantenimiento que se debe efectuar de forma periódica. 93

94 Figura 21. Diagrama general del MSPE Nótese que el proceso se encuentra dividido por un libro de vuelo y un cazafallas, esto con el fin de hacer más fácil el análisis por el usuario, en estas opciones se encuentran los reportes más relevantes para que el analista tenga acceso a un histórico que sirva como confiabilidad en el área de mantenimiento e ingeniería. Diagrama de base de datos del MSPE. Por medio de este diagrama el lector puede diferenciar y conocer las entradas, procedimiento y las salidas de la información en la el software MSPE, permitiendo de esta manera comprender los procedimientos existentes reflejados en la ejecución del sistema propuesto. La realización del diagrama de flujo de datos tiene como objetivo principal representar gráficamente el sistema a nivel lógico y conceptual, ilustrando los componentes esenciales del proceso y la manera en que estos interactúan. En este diagrama se tienen las siguientes modalidades correspondientes a: Entidades (tablas): Estas representan entes ajenos a la aplicación, pero que aportan o reciben información de la misma. Procesos: Es una actividad que transforma o manipula datos, representa los procedimientos utilizados para transformar los datos. Almacenamiento de datos: Un almacenamiento de datos representa un depósito de información dentro del sistema. 94

95 Flujo de datos: Los flujos de datos establecen la comunicación entre procesos, almacenes y entidades externas y llevan información para esos objetos. Cada uno de los ítems nombrados anteriormente están representados por un símbolo en el diagrama que corresponde a una función o descripción específica; la simbología esta expresada de la siguiente manera: Corresponde a los procesos Corresponde a las entidades Corresponde al almacenamiento (Archivos) Para la figura 22 los números señalados en los procesos son identificadores para visualizarlos de manera unitaria. En esta figura se puede observar la entidades, es decir aquellos que aportan una información especifica para el proceso, información proveniente del operador del sistema, también se muestran los componentes que operan como archivos y almacenamientos. Figura 22. Diagrama de datos del MSPE TRIPULACIÓN AREA MANTTO TERCEROS FABRICANTE MOTOR 1 AERONAVE PARTES TENDENCIAS 3 MANTENIMIENTO 2 REGISTROS DE MANTTO LIBRO DE VUELO PARAMETROS DE VUELO 95

96 En la figura 23 se podrá observar el proceso de tendencias de manera independiente, para tener una claridad mayor de los procesos efectuados en la parte de los gráficos de tendencias del motor y del cazafallas, opciones visualizadas por el operador del sistema. En la figura 23 se mostró el proceso 3 ya que es el más importante debido a que corresponde a los datos de salida que proporcionan la información de las tendencias de los parámetros relacionados al seguimiento. Figura 23. Diagrama de datos del proceso 3 (tendencias). GRARFICO CAZAFALLAS TENDENCIAS 3 TENDENCIAS 3 REGISTRO DE MANTENIMIENTO LIBRO DE VUELO PARAMETROS DE VUELO El proceso de tendencias opera de la siguiente manera; este recibe información de los datos almacenados en el libro de vuelo, el libro de vuelo se encuentra enlazado con los datos de parámetros de vuelo, este enlace esta determinado por las fechas en que se introducen los datos en el libro de vuelo, por medio de cada uno de las fechas la ventana de parámetros de vuelo señala los vuelos realizados y el usuario procede a escoger la fecha y a introducir los datos emitidos por la tripulación en vuelo de crucero. La información anterior es la que recibe el proceso de tendencias, una vez ingresada dicha información el procede a mostrar un grafico de tendencias y a partir de este genera un cazafallas. Diagrama de conformación del MSPE. Por medio de este diagrama se muestra en su totalidad la conformación del software MSPE, en este se pueden observar cada una de las funciones pertenecientes al sistema. Por medio de este esquema se visualizará la plantilla definitiva. 96

97 El sistema comprende de cuatro opciones correspondientes a definiciones, mantenimiento, tendencias y reportes, dichas opciones fueron creadas por medio de un orden lógico que enlaza la información en secuencia. Por medio del diseño del algoritmo se logró crear un software totalmente flexible, es decir no solo encaminado a una solo empresa si no que se obtuvo un sistema que puede ser usado por: talleres aeronáuticos, compañías aéreas, operadores de aeronaves y entidades educativas; esto obedece a que el software se realizó con la opción de definiciones, donde se crean las características de quien opere el software; teniendo de esta manera información única según cada entidad, este campo tiene la opción de crear la aeronave a la cual se le va a realizar el mantenimiento con su respectivos motores, el fabricante, componentes y de igual forma un registro del personal el cual este involucrado con la operación del motor de la aeronave. Figura 24. Diagrama de la plantilla del MSPE. INICIO DEFINICIONES MANTENIMIENTO TENDENCIAS REPORTES AVION LIBRO DE VUELO TENDENCIAS LIBRO DE VUELO MOTOR REGISTROS DE MANTENIMIENTO PARAMETROS DE VUELO REGISTRO DE MANTENIMIENTO TIPOS DE MANTENIMIENTO GRARFICO TENDENCIAS FABRICANTE CAZAFALLAS COMPONENTES TIPOS DE EMPLEADO TERCEROS PARAMETROS 97

98 Plataforma del sistema. Se encuentra el modo en el cual opera el MSPE, la plataforma se refiere al sistema operador que se tenga en el ordenador, correspondiente a Windows en el cual debe ser instalada la base de datos y el programa MSPE. Lo que se quiere expresar con eso es que se debe instalar el motor de la base de datos, escogido para este caso Sybase Anywhere y así mismo se debe instalar el MSPE que se enlazara a la base de datos. Esto se indica en la figura 25. Figura 25. Plataforma del sistema SISTEMA OPERATIVO WINDOWS MOTOR BASE DE DATOS SYBASE ANYWHERE INSTALACION DE SOFTWARE MSPE Monitoreo de entrada. En el monitoreo de entrada se encuentran los parámetros medidos por el MSPE los cuales están estipulados en la tabla 8, cada uno de estos parámetros tiene un rango máximo y mínimo de operación estipulado previamente por el fabricante, así mismo tiene valores de operación ideales los cuales son tomados para la conformación de la línea base con fines del análisis del comportamiento de los parámetros. Estos valores el lector los puede encontrar en las tablas 11 y 12. Tabla 11. Valores ideales de operación del motor (nivel del mar) PARAMETRO SIGLA VALOR IDEAL DE OPERACIÓN DEL MOTOR TIO-540-F2BD Y LTIO-540- F2BD Velocidad del cigüeñal RPM s 2200 [RPM s] Flujo de combustible Wf 14 [gal/hr] Temperatura de gases de exhosto EGT 1200 [ºF] Presión de aceite OP 55 [lbs/in 2 ] 98

99 Presión del manifold MP 29,92 [Inhg] Temperatura de aceite OT 170 [ºF] Temperatura cabezas de los cilindros CHT 150 [ºF] Presión de combustible FP 30 [PSI] Temperatura de aire del exterior OAT 59 [ºF], 15 [ºC] Presión de Altitud PA [Ft] Indicador de Velocidad de aire IAS Tabla 12. Valores máximos y mínimos de operación PARAMETRO VALOR MINIMO VALOR MAXIMO Velocidad del cigüeñal 2000 [RPM s] 2575 [RPM s] Flujo de combustible 14 [gal/hr] 21 [gal/hr] Temperatura de gases de exhosto 1100 [ºF] 1650 [ºF] Presión de aceite 25 [PSI] 95 [PSI] Presión del manifold 18 [In hg] 49 [In hg] Temperatura de aceite 160 [ºF] 245 [ºF] Temperatura cabezas de los cilindros 140 [ºF] 475 [ºF] Presión de combustible 12 [PSI] 65 [PSI] Presión de Altitud [Ft] Temperatura de aire del exterior Indicador de Velocidad de aire Nota: Algunos de estos valores fueron obtenidos de la tabla del anexo D de atmósfera estándar y de la hoja de información del certificado tipo del motor TIO- 540-F2BD correspondiente a E14EA con revisión número 18 correspondiente a el anexo E. Para el diseño de las etiquetas, botones y cuadros de texto en el software, previamente se vinculó en la base de datos los rangos y los valores ideales de operación del motor que corresponden a las tablas 11 y

100 A partir de las tablas 11 y 12 el programa hace una comparación de los datos tomados en vuelo e ingresados por el operador y de los intrínsecos del programa, a partir de esa comparación salen los datos a graficar, por medio del cual se puede observar si hay un grado de deterioración en el motor o si existen fallas, las cuales son evaluadas mediante el uso del cazafallas Monitoreo de salida. Para la obtención de las gráficas mostradas en el monitoreo de salida de este software se realizó una obtención de los puntos deltas de los parámetros a analizar en las gráficas tales como: flujo de combustible [Wf], temperatura de cabeza de cilindros [HCT], temperatura de gas de escape [EGT] y revoluciones por minuto [RPM]. Los puntos deltas se encuentran mediante la normalización de los parámetros tomados en vuelo por el piloto; es decir se realiza un cálculo de los obtenidos en crucero y los parámetros ideales de funcionamiento del motor que son tomados en un día estándar Al encontrar estos puntos delta y graficar se obtiene el comportamiento de cada uno de los parámetros que se están analizando, con respecto a la línea base del motor a estudiar; como la gráfica que se obtiene no es de forma lineal si no con una serie de alteraciones; se debe hacer un ajuste o una tendencia que ayuda a suavizar la gráfica para un mejor entendimiento; esto se hizo mediante un ajuste polinomial. El polinomio escogido para este ajuste es de grado tres, debido a que este grado es el de mejor comportamiento para una cantidad considerable de puntos, en donde el error disminuye y tiende a cero, ajustándose a una tolerancia pequeña tomando en cuenta la relevancia que está debe tener para la lectura de la grafica. El hecho de no haber escogido un polinomio de mayor grado radica en que el ajuste no mejora si no que empeora, debido en parte al fenómeno de oscilación, también ocurre que el sistema de ecuaciones normales tiende a ser inestable a medida que aumenta el grado del polinomio. Por todas estas razones conviene tener un polinomio de grado no muy alto, uno apto donde los datos sean ajustados de la manera mas precisa, otra de las razones por las cuales no se selecciono un polinomio mayor al grado tres fue por que los coeficientes no son muy confiables, ya que el sistema en el cual se va a trabajar es muy inestable. El polinomio escogido realiza un ajuste de los puntos que se tienen, este toma en cuenta los picos máximos y mínimos donde emite la tendencia, permitiendo al usuario observar la variación de una forma delicada, es decir, sin tomar de manera abrupta los picos que se tengan permitiendo un mejor análisis de las tendencias de los parámetros a medir. 100

101 101 A continuación se expone la manera en que se trabaja el polinomio de manera interna en el programa, como primera instancia se genera la formula general del polinomio partiendo de la conformación del grado necesario (en este caso grado tres) en el polinomio para el ajuste. Siendo a n 0 se dice que el grado de P(x) es n es decir en este caso n sería igual a tres, por lo tanto, la función general del polinomio a usar es de la siguiente forma: P(x) = a 3 x 3 + a 2 x 2 + a 1 x + a 0 Por medio de esta función polinomial se realizó el procedimiento para insertar el paso a paso en el software el cual se estipula a continuación: Se realizó el diseño del código con el siguiente sistema de ecuaciones. Sistema de Ecuaciones normales a3 s = 3 ( ) = = x a x a x a x a Yi n i a 2 s = 3 ( ) = = x a x a x a x a Yi n i a1 s = 3 ( ) = = x a x a x a x a Yi n i P(x) = a n x n + a n-1 x n a 2 x 2 + a 1 x + a 0

102 102 a0 s = 3 ( ) = = n i a x a x a x a Yi Simplificación = = n i x a x a x a x a Yix = = n i x a x a x a x a Yix = = n i x a x a x a x a Yix = = n i a x a x a x a Yi Forma algebraica = Yix x a x a x a x a = Yix x a x a x a x a = Yix x a x a x a x a = Yi a x a x a x a Con este conjunto de ecuaciones el programa realiza un cuadro que se mostrará en la tabla 14 para obtener los valores del los coeficientes; para la ecuación anterior se debe tener en cuenta que el término independiente es a 0, este es el

103 número del rango que se estipula en el monitoreo de entrada es decir el número de puntos que el usuario desea ver en las gráficas. La tabla contiene los siguientes términos: (X i, Y i ) puntos de las gráficas i = Correspondiente al número de puntos que se quieren visualizar. X i = Es el punto correspondiente al eje [x] de la tabla, para este caso es la de la fecha. Y i = Es el punto delta del parámetro para una fecha en específico ubicado en la coordenada [y]. = Es la sumatoria de cada coeficiente. Este cuadro es usado para hallar los valores de los coeficientes a a a a, por medio de los valores de la sumatoria de cada una de los factores (X i, Y i, X 2 i, X 3 i, X 4 i, X 5 i, X 6 i, X i Y, X 2 i Y i, X 3 i Y i ). Después que el programa realiza estas operaciones procede a calcular un sistema de ecuaciones de cuatro por cuatro (4 x 4) (cuatro variables y cuatro incógnitas). Tabla 13. Determinación de los coeficientes del polinomio. 1 I X i Y i X i 2 X i 3 X i 4 X i 5 X i 6 X i Y i X i 2 Y i X i 3 Y i n+1 = 103

104 Por medio de la tabla 13 se determinan los diferentes valores de los coeficientes a necesarios para resolver el sistema de ecuaciones 4 x 4 que está de manera algebraica. Para resolver el polinomio de grado tres se reemplazan estos valores en la ecuación que aplica para n cantidad de puntos, puntos que el usuario predetermina mediante la necesidad que tenga. Al obtener los valores de los coeficientes y reemplazarlos en el polinomio se efectúa de manera automática la suavización o tendencia de la gráfica con una escala de 1 para que tome la mayor cantidad de puntos y de esta forma tener mayor certeza en el momento de analizar lo correspondiente a los parámetros. La suavización de la gráfica se hace con el fin único de facilitar el análisis de las tendencias; su uso en general es cuando el analista requiere eliminar los picos aislándolos de la gráfica con el objetivo de concentrarse en la tendencia general del motor. Como opciones del monitoreo de salida se tienen diferentes tipos de gráficos informativos tales como: a. Gráfica detallada de las tendencias del motor. b. Gráfica con el fin de visualizar las tendencias generales del comportamiento del motor. c. Información para el momento en que se desee ver los valores de las tendencias. d. Plot para imprimir los resultados, si no el programa los presenta en pantalla. La información del grafico se divide en el eje de las abscisas el cual corresponde a la fecha en la cual se introdujo los datos de los paramentos; el usuario puede seleccionar el número de registros que desee ver en la grafica mediante el rango de fechas que elija para el análisis o seguimiento del comportamiento del motor. La cantidad de información que se suministre al programa en el área de tendencias solo esta limitada por la capacidad del ordenador en el cual se este operando el MSPE. Se debe tener en cuenta que cuando se realiza la grafica de monitoreo de salida el operador debe seleccionar como máximo cuatro parámetros los cuales se visualizaran en la pantalla, esta grafica estará acompañada de la línea de tendencia, de la línea base de cada uno de los parámetros y de los datos de entrada al programa. 104

105 7.2.7 Línea base. La línea base es creada con el fin de usarla como una herramienta de medida de la deterioración del motor dando como referencia valores emitidos por el fabricante de los motores TIO-540-F2BD correspondiente a Textron Lycoming. Por medio de esta herramienta se puede medir la diferencia entre el valor actual y la línea base refiriéndose a esta como el valor ideal de operaciones. Un cambio significativo entre estos valores refleja la deterioración (bajo rendimiento). La línea base tiene la opción de ser cambiada cuando el motor cambia de operaciones o cuando se le realizo un mantenimiento mayor como el overhaul, esto puede ser visto por la tripulación por medio de las indicaciones en los instrumentos en los cuales se observan cambios de indicación de buenos a malos. Con esta opción lo que se pretende es que el usuario tenga presente los cambios que pueden afectar el rendimiento del motor. Una de las características de la línea base en el MSPE es que puede ser recalculada esto previendo los cambios de operación o mantenimientos que alteren la tendencia del motor. Esta opción es usada para la revisión de la línea base teniendo en cuenta deterioraciones previas. Para calcular la nueva línea base sobre la cual se analizará el comportamiento del motor por determinado lapso de tiempo, el usuario deberá incorporar unos valores tales como: [L] Un valor actual para el parámetro, tomado del formato de indicaciones de crucero por la tripulación (formato correspondiente al Anexo C). [M] El programa de manera interna toma al menos 5 valores antes de presentarse la alteración estos valores son promediados para obtener un solo dato, esto lo realiza mediante la fecha en la cual se cree que la línea base fue afectada por algún elemento. [N] El programa de manera interna toma al menos 5 valores después de presentarse la alteración estos valores son promediados para obtener un solo dato, esto lo realiza mediante la fecha en la cual se cree que la línea base fue afectada por algún elemento. Para la obtención de la nueva línea base se aplica la siguiente formula: Línea base = N (M - L) Note que (M - L) es la deterioración antes del cambio 105

106 7.3 ANALISIS DE CONFIABILIDAD DEL MSPE El software prototipo MSPE Versión 1.00 ofrece una elevada confiabilidad tanto en su algoritmo y programación como en cada una de las aplicaciones que se le ofrecen al usuario, tales como: Registros de los mantenimientos efectuados (trabajos y personal) Registros del libro de vuelo Grafica y análisis de tendencias (Cazafallas) Cada una de las aplicaciones de las cuales dispone el usuario ha tenido un elaborado estudio por parte del equipo MSPE para garantizar la confiabilidad de los resultados de cada una de sus aplicaciones Registros de los mantenimientos efectuados. Esta aplicación brinda una confiabilidad del 96% en cuanto al almacenamiento coherente y ordenado de los registros ingresados por el usuario Registros del libro de vuelo. Esta aplicación brinda una confiabilidad del 98% en cuanto al almacenamiento coherente y ordenado de los registros ingresados por el usuario. Nota: la confiabilidad de las aplicaciones de registros de mantenimiento y registros del libro de vuelo dependen únicamente de la base de datos, esta información fue suministrada por los representantes de Sybase Anywhere a nivel Colombia, dicha información no fue anexada debido a que los datos emitidos por los representantes fueron entregados por medio de una carta firmando confidencialidad absoluta Grafica y análisis de tendencias. Esta aplicación brinda una confiabilidad del 97 % en cuanto a las siguientes herramientas que la componen: A) Grafica de tendencias: Esta herramienta tiene como fin graficar los datos ingresados al sistema proveniente del libro de vuelo, y mediante un polinomio de grado tres suavizar la tendencia de los picos para dar una lectura adecuada al analista de confiabilidad. 106

107 Esta herramienta de acuerdo al modelo matemático utilizado posee una confiabilidad del 96% al cumplir con los siguientes requisitos: Grafique mínimo 70 Puntos (los puntos son correspondientes a los valores ingresados por cada uno de los parámetros) Tenga en cuenta la operación de la aeronave y tome la mayor cantidad de datos en crucero como se lo permita esa restricción. B) Análisis de Tendencias: Esta herramienta es el cazafallas del motor, el cual mediante una representación de flechas indica los posibles síntomas de un comportamiento irregular: (1) Tendencia Constante (2) Tendencia en Aumento (3) Tendencia a la Baja La confiabilidad del cazafallas es de un 98% teniendo en cuenta una adecuada interpretación por el personal encargado de realizar el análisis de la grafica de tendencias. Nota: la confiabilidad correspondiente a la grafica y análisis de tendencias es de 97% valor hallado mediante la suma de las opciones de grafica y análisis de tendencias, en lo concerniente a la grafica el porcentaje se obtuvo por medio del calculo de error de un polinomio de grado tres con mínimo 70 puntos graficados y en la pertinente al análisis de tendencia la confiabilidad se represento debido a la veracidad el cazafallas modificado por el grupo de trabajo del MSPE. 107

108 7.3.4 Confiabilidad integral. La confiabilidad integral del software prototipo MSPE es de un 97% de acuerdo a la suma de todas sus aplicaciones y teniendo en cuenta las recomendaciones planteadas por el fabricante. 7.4 DISEÑO Y DESARROLLO DEL CAZAFALLAS PARA EL MSPE. El procedimiento de acción del cazafallas, esta sujeto a las condiciones de los parámetros obtenidos durante una etapa específica de vuelo como lo es crucero. Se ha determinado que la indicación de los parámetros deberá ser tomada en esta etapa del vuelo, ya que es aquí, donde se tiene una mayor estabilidad de todos los parámetros, y por ello el análisis resultara mucho más eficaz. Las indicaciones de los parámetros y su comportamiento, son los que determinan la productiva operación del motor TIO-540-F2BD y LTIO-540-F2BD, por ello el análisis de estos durante el crucero da una visión de las posibles causas que conllevan a una falla específica. El manejo del cazafallas del programa de monitoreo de parámetros MSPE, se ejecuta teniendo en cuenta los diferentes comportamientos de los parámetros, es decir, el piloto llena el formato correspondiente en vuelo y posterior a esto se determina que parámetros variaron (tuvieron tendencia ascendente o descendente) un ejemplo a citar puede ser cuando el EGT (Temperatura del Gas de Existo), CHT (Temperatura de la Cabeza de los Cilindros) y OP( Presión de Aceite) tienden a disminuir, es posible que la falla presentada por el motor sea una baja potencia; este por ejemplo es una de las condiciones de falla que es presentada en el cazafallas, y además en él también se especifican las posibles causas que propiciaron un mal funcionamiento con sus posibles soluciones. El analista del motor, determina la condición de los parámetros según su importancia, es por ello, que en el cazafallas se encuentran diferentes posibles causas para una sola falla, cuando esto sucede el analista debe interpretar que la primera causa es la de mayor relevancia, y por ende se realizara el respectivo mantenimiento según esta, pero si la falla no fue encontrada según esta causa se debe remitir a la siguiente. Si el juicio del analista del motor determina cambiar la relevancia de la posible causa según las condiciones de los parámetros analizados, se realiza el proceso de filtro de las causas de las fallas como el lo consideré. 108

109 Es necesario tener claro que muchos de los parámetros actúan relacionados unos con otros, por ejemplo, EGT (Temperatura de Gas de Exhosto) es directamente proporcional al CHT (Temperatura de la cabeza de los Cilindros), y a su vez se determina que el EGT es inversamente proporcional al Wf (Consumo especifico de Combustible); según estas condiciones se especifica que el parámetro EGT es el mejor indicador del consumo de combustible, ya que cuando el EGT aumente el Wf disminuye y el CHT aumentara, lo que da una condición de mezcla pobre, y este es una de las causas de la perdida de potencia en el motor. El anterior es un ejemplo de la correlación entre los diferentes parámetros, y por ello el analista del motor, debe tener presente que cuando se analiza alguna falla con el aceite, bien sea baja o alta presión o temperatura de aceite la PM (Presión Manifold), siempre se mantendrá constante. Estos son solo unas de las condiciones que en el momento del análisis proporcionan un seguimiento del cazafallas según las condiciones obtenidas por los parámetros, y el buen mantenimiento de las fallas depende de la efectividad en la búsqueda de las mimas, por ello, el fin de este Cazafallas dentro del MSPE, es disminuir el tiempo en la detección de las fallas, y por ende aportar a la determinación de las causas y de sus posibles soluciones, aumentando así la productividad del motor, y el de la aeronave. El cazafallas fue realizado en dos partes una de ellas corresponde a los síntomas que se pueden presentar por los diferentes parámetros, dichos síntomas son tomados de las graficas de tendencias. Se obtuvieron dieciséis tipos de síntomas para el diseño del cazafallas del MSPE, síntomas que pertenecen a los siguientes parámetros: EGT CHT OP OT WF FP RPM IAS OAT MP PA [Temperatura de gas de exhosto] [Temperatura de cabeza de cilindro] [Presión de aceite] [Temperatura de aceite] [Flujo de combustible] [Presión de combustible] [Velocidad del cigüeñal] [Indicador de velocidad de aire] [Temperatura de aire del exterior] [Presión Manifold] [Presión de altitud] 109

110 En el diseño se puede observar que algunos de los síntomas pueden estar repetidos esto debido a que una misma sintomatología puede presentarse obedeciendo a un mismo problema pero con diferentes causas y por ende diferentes posibles soluciones. La segunda parte de este diseño se baso en la investigación y análisis de los síntomas, esto con el fin de encontrar cada una de las problemáticas asociadas a un comportamiento especifico del motor, una vez hallados los problemas que se relacionan en la fase de crucero de la aeronave, se procedió a realizar las posibles causas para cada uno de los problemas y se encontró que para alguno de estos se vinculaban mas de una posible causa, dichas causas de igual manera tienen una relación de posible solución, con el fin único de reducción de tiempo de mantenimiento para localizar la causa del mal funcionamiento y para la ubicación de la posible causa - raíz. En la tabla 14 se muestra el cazafallas diseñado para el MSPE, donde se puede observar dieciséis problemas que obedecen a síntomas en particular. 110

111 Tabla 14. Cazafallas del motor Lycoming TIO-540 series para el MSPE 111

112 8. MANUAL DE OPERACION DEL MSPE 8.1 INTRODUCCIÓN AL MSPE El MSPE es un programa realizado para el monitoreo de tendencias de motores a pistón, puede ser instalado en cualquier tipo de Windows desde la versión Win 95, win 98, win Millenium win 2000 Family Server, win 2003 server, win Family 2000 win XP Professional. El MSPE consta esencialmente de cinco partes fundamentales las cuales corresponden a: Primera. La incorporación de la información del motor a evaluar, la cual tiene información acerca de la aeronave, componentes, mantenimiento con sus respectivos intervalos y categoría, rutas de vuelo y por último la información del personal de mantenimiento y tripulación. En esta opción se hace la creación de los ítems nombrados anteriormente estos corresponden a la información de cada empresa y se realiza según la conveniencia del usuario. Esta información se incorpora en el momento en el cual se va empezar el uso del MSPE. Segunda. Una vez incorporada la información anterior se procede a realizar la parte del histórico de confiabilidad que va soportado con el seguimiento de vuelos por medio de un logbook y un registro de mantenimiento. Tercera. La incorporación de los valores de los parámetros de vuelo que se medirán y analizaran por medio de una tendencia. La función primaria de este programa es realizar la grafica con los datos ingresados. Esta grafica es visualizada en pantalla. 1. RPM s 2. Flujo de Combustible 3. Temperatura de Cabeza de Cilindros 4. Temperatura de Aceite 5. Temperatura de los Gases de Escape 6. Temperatura exterior del aire 7. presión de combustible 8. Presión de Aceite 112

113 9. Presión Manifold 10. Presión de Altitud 11. Indicación de Velocidad de Aire Cuarta. Se hace el análisis por medio de un cazafallas, en la cual el operario introduce las tendencias observadas en la grafica y el programa de manera automática filtra dicha información y muestra según los síntomas del problema, la causa probable y por ultimo la posible solución. Quinta. Es la generación de cada uno de los reportes tanto de mantenimiento como de seguimiento de las tendencias. Este prototipo de software ha sido diseñado para que opere en computadores con Intel Pentium III o un procesador de 450 Mhz Con al menos 128 Mbytes de memoria libre. El MSPE es una herramienta informática que permite al operador monitorear el comportamiento del motor en los siguientes aspectos: Permite un seguimiento en el área de mantenimiento con reportes. Permite una detección temprana de la deterioración del motor. Reducción de los costos de mantenimiento. Reduce el tiempo de investigación o detección del problema por medio del cazafallas incorporado en el sistema. Permite la realización de un mantenimiento ON CONDITION. Aumenta la confiabilidad en el área de mantenimiento. Se debe tener en cuenta que este programa no tiene antecedentes por lo tanto es la versión 1.00 (2005) creado por los estudiantes de la Universidad de San Buenaventura Yeisson Buitrago Ortiz, Adriana Milena Ramírez Rodríguez y Jenny Paola Sánchez Cortes como trabajo de grado para optar al titulo de ingeniero aeronáutico. 8.2 INSTALACIÓN DEL PROGRAMA MSPE Y EL MOTOR DE BASE DE DATOS SYBASE ANYWHERE. Para la instalación del MSPE se debe insertar el CD con la etiqueta del MSPE, una vez leído por el computador el mostrara los archivos que se pueden observar en la figura

114 Como primer paso debe copiar la carpeta denominada MSPE del CD en la unidad C de su computador. Figura 26. Archivos de instalación del MSPE Una vez copiada esta carpeta ingrese a ella y cree el acceso directo al escritorio de la siguiente forma: haga clic derecho sobre el archivo MSPE.EXE y seleccione la opción acceso directo tal como se señala a continuación. Figura 27. Acceso directo al escritorio 114

115 Se debe tener presente que para que el software MSPE corra debe tener instalado en su computador la base de datos correspondiente a Sybase Anywhere. Pasos para instalar el motor de bases de datos Sybase AnyWhere Versión Inserte el CD que contenga el instalador de la base de datos, al ser leído aparecerá en su pantalla la siguiente ventana. Figura 28. Carpeta de archivos de la unidad de CD 2. Busque la carpeta Server y dentro de ella la sub-carpeta WINNT. Figura 29. Carpeta de archivos de Server 115

116 3. De doble clic sobre el archivo SETUP para visualizar la siguiente ventana. Figura 30. Archivo de SETUP Una vez cargado el archivo usted observara la siguiente ventana. Figura 31. Ventana de instalación del Sybase SQL Anywhere Al aparecer la ventana anterior usted deberá seleccionar la opción install the software, es decir la primera opción de la ventana, al seleccionarla haga clic en el botón OK. 116

117 4. En la ventana que se muestra a continuación se indicará la unidad y el directorio donde se instalará el motor de base de datos. Se recomienda no modificar los parámetros señalados por el instalador. Figura 32. Ventana de indicación del directorio 5. Presione el botón OK de la ventana anterior para realizar la instalación. Figura 33. Ventana de proceso de instalación 6. Una vez culminada la instalación observara el mensaje de la figura 34, en el cual debe hacer clic en el botón SI. 117

118 Figura 34. Ventana de aceptación de la instalación 7. En las siguientes ventanas haga clic sobre el botón OK, sin modificar ninguna opción a menos que sea un instalador con experiencia en el manejo de este tipo de base de datos. Figura 35. Ventanas de verificación a). b). 8. Haga clic en el botón de OK de la ventana que se muestra en la figura 36 para modificar las variables globales del sistema operativo. Se recomienda no modificar la opción que brinda el instalador. 118

119 Figura 36. Ventana para modificar las variables globales del sistema operativo 10. debe especificar la ruta de los archivos de licenciamiento Figura 37. Ventana de la especificación de la licencia 11. Cuando el proceso es satisfactorio aparecerá la siguiente pantalla donde debe hacer clic en el botón OK. 119

120 Figura 38. Ventanas de instalación satisfactoria a). b). 12. Cuando da clic sobre el botón aceptar usted podrá visualizar los módulos instalados tal como se muestra a continuación. Figura 39. Ventana de módulos instalados 120

121 13. Proceso de instalación del cliente: Localice la carpeta del cliente y haga doble clic sobre ella, allí vera una carpeta con nombre WINDOWS, de doble clic para abrirla y luego de doble clic en el archivo SETUP. EXE. Figura 40. Ventana de procedimiento de instalación del cliente 14. Cuando se completa este procedimiento se mostrará una ventana como la que puede observar en la figura 41 en la cual deberá hacer clic en el botón OK sin modificar las opciones que se presentan. Figura 41. Ventana de instalación del cliente 121

122 15. En la siguiente ventana debe hacer clic en el botón OK, para ubicar la carpeta donde se instalara el software. Figura 42. Ventana de ubicación de la carpeta donde se instalara el software 16. Se muestra la ventana de proceso de instalación Figura 43. Ventana de proceso de instalación del cliente 17. Haga clic sobre el botón OK de la ventana de la grafica 44 para confirmar la instalación. 122

123 Figura 44. Ventana de conformación de instalación del cliente 18. De clic sobre el botón OK para confirmar la modificación del archivo AUTOEXE.BAT. Figura 45. Ventana de conformación del archivo AUTOEXE.BAT 19. En el mensaje siguiente de clic en botón Aceptar para indicar la aceptación de la modificación del archivo. 123

124 Figura 46. Ventana de aceptación de la modificación del archivo 20. De clic sobre el botón OK para finalizar la instalación. Figura 47. Ventanas de instalación satisfactoria del cliente a). b). 21. Copie el archivo de inicialización MSPE.INI dentro de la carpeta de WINDOWS que se encuentra en la carpeta MSPE que copio en la unidad C. 22. Creación del canal de comunicación: Previa a la instalación del motor de base de datos y el cliente, seleccione la opción de ODBC Adiministrator tal como se muestra en la figura

125 Figura 48. Pasos para la ubicación del ODBC administrador 23. Usted visualizara la siguiente ventana, en esta ventana debe hacer clic en el botón Add. Figura 49. Ventana para crear el canal de comunicación 24. Seleccione la opción Sybase SQL Anywhere 5.0 y de clic sobre el botón OK. 125

126 Figura 50. Ventana de selección de la base de datos 25. Digite la información tal como se indica en la siguiente ventana. Figura 51. Ventana de configuración de ODBC 26. De clic sobre el botón Options y digite la información tal como se muestra a continuación. 126

127 Figura 52. Ventana de configuración del ODBC 1 La cadena a digitar en Start Command es: c:\sqlany50\win\dbclienw MSPE -x namedpipes. Y posterior a esto de clic sobre el botón OK. 27. Haga clic sobre el botón Select. Y seleccione la opción Sybase SQL 5.0 Translator y por ultimo de clic sobre el botón OK. 127

128 Figura 53. Ventana de configuración del ODBC Configuración del servidor de base de datos: abra la ventana de Sybase Anywhere y haga clic sobre Services y posteriormente en Add Sevices. Figura 54. Ventana de Services- Sybase central 128

129 Para la configuración del servidor de la base de datos siga los pasos, tal como se muestra en las ventanas de la figura 55. Se debe guiar por los botones que se muestran seleccionados, no deberá cambiar ninguna de las opciones para tener una configuración satisfactoria. Figura 55. Ventanas de configuración del servidor de la base de datos a). b). c). 129

130 d). e). f). g). h). 130

131 Una vez terminado el procedimiento anterior usted deberá reiniciar el equipo y verificar que el semáforo este en verde lo cual indica que hay paso para acceder a la base de datos. Figura 56. Verificación de acceso a la base de datos 29. Adaptación de la configuración regional del equipo: debe buscar el panel de control y hacer clic en configuración regional y de idioma, tal como se muestra en la ventana de la figura

132 Figura 57. Ventana de panel de control En las siguientes ventanas debe hacer clic en personalizar y ajustar con los datos tal como se muestra a continuación Figura 58. Ventana de pasos para la configuración del computador a). b). 132

133 c). d). e). Al terminar el proceso de instalación de manera satisfactoria usted podrá ingresar al software MSPE. Donde observara la ventana que se muestra en la figura 59. cuando el software MSPE carga completamente le pedirá una clave de acceso esto puede ser verificado en la figura

134 Figura 59. Presentación del MSPE La ventana de conexión le pedirá siempre información del identificador nombre del usuario y clave (la clave corresponde a mspe ), se debe tener en cuenta que la clave puede ser modificada. Figura 60. Ventana de conexión del MSPE. 134

135 8.3 GENERALIDADES DE OPERACIÓN DEL MSPE El uso de los botones correspondientes Guardar (Save), Limpiar (Clean), Borrar (Delete) Salir (Exit) y por ultimo Buscar (Search) se describen a continuación con el fin de conocer el manejo para poder ingresar información al en las ventanas. Guardar (Save): Este botón es usado en el momento en que se tiene toda la información digitada en la ventana, se puede acceder por medio del Tab, con el Mouse haciendo clic sobre él o de manera rápida con Alt. S, pueden existir momentos en los cuales esta opción no guarde debido a la ausencia de alguna información en la ventana. Cuando ocurre esto aparece un mensaje de error en el cual el usuario puede identificar que le falto. Limpiar (Clean): El uso de este botón se centra en el momento que se quiere adicionar un nuevo registro, es usado después de guardar la información, al hacer clic sobre él automáticamente se limpia la ventana y queda lista para ingresar nueva información y volver a realizar el mismo procedimiento; al igual que el botón guardar este puede ser accedido por medio del Tab, con el mouse haciendo clic sobre él o de manera rápida con Alt. C. Borrar (Delete): Para usar el botón de borrar el usuario debe pararse en la información y cuando está quede sombreada con color azul debe hacer clic en él, en algunos casos aparecerá un mensaje el cual le pregunta si esta seguro de querer borrar la información o en otros caso un mensaje diciendo que esa información no puede ser borrada porque depende de otra. Para el acceso a este botón se puede usar el Tab, con el mouse haciendo clic sobre él o de manera rápida con Alt D. Salir (Exit): este botón es para salir de la ventana que este visualizando se accede por medio del Tab, con el Mouse haciendo clic sobre él o de manera rápida con Alt. E. Buscar (Search): Este botón no esta presente en todas las ventanas es usado para buscar información específica. Se puede acceder a él con Tab, con el mouse haciendo clic sobre o de manera rápida con Alt A. 8.4 OPCIONES DEL MENÚ PRINCIPAL DEL MSPE En esta sección se muestra y describe las opciones del Menú principal del MSPE que consta de las siguientes opciones: 135

136 Definiciones (Definitions) Mantenimiento (Maintenance) Tendencias (Trends) Reportes (Reports) Figura 61. Ventana de opciones del menú del MSPE Cuando el usuario hace clic en cada una de las opciones se desglosa unas subopciones que se describirán a la lo largo de este manual de operaciones del MSPE Definiciones (Definitions). Cuando el puntero del mouse se coloca en Definiciones (Definitions) se muestran las siguientes opciones. 1. Avión (Aircraft). 136

137 2. Motor (Engine). 3. Rutas (Routes). 4. Tipo de mantenimiento (Maintenance Type). 5. Fabricante (Manufacturer). 6. Componentes (Components). 7. Cargos (Employment). 8. Terceros (Third one). 9. Parámetros (Parameters). Esta opción tiene como fin la creación de cada uno de los ítems anteriores según la necesidad de los usuarios que operaren este sistema. Figura 62. Ventana opción de definiciones Opción de avión (Aircraft). En la opción de Avión (Aircraft) el usuario podrá realizar la creación de los aviones a los cuales se les vaya a realizar el seguimiento de parámetros. Cuando se escoge esta opción se muestra una ventana con las características que pueden ser visualizadas en la figura

138 Figura 63. Ventana de definición de aeronaves En esta ventana el operario debe brindar información como lo es la matricula (HKxxxx) una breve descripción de la aeronave, el fabricante, modelo de la aeronave, el S/N, el numero de motores y las horas de mantenimiento que la aeronave tenga en el momento de la inicialización del seguimiento por medio del MSPE. Cuando cada una de estas cajas de texto (Text box) se tienen con la información correspondiente se procede a hacer clic en el botón Guardar (Save), para crear un nuevo registro se de clic en limpiar (Clean) y se inicia de nuevo el proceso. Cuando se desea borrar alguno de los registros creados se señala el registro en la parte inferior y en el momento que queda demarcado con color azul se procede a dar borrar (Delete) y por ultimo para salir de la aplicación se da clic en el botón de Salir (Exit). Opción de motor (Engine). En esta ventana se hace la creación de la información del motor a tratar, allí se introduce información acerca del nombre o una pequeña descripción del motor en el campo de descripción (Description), se dan valores como el TSO, TSN y ultimo Overhaul en cada una de las casillas correspondientes, también se debe incorporar los datos de P/N, S/N, modelo y posición del motor. En el campo de avión (Aircraft) existe una caja de lista (Box list) en la cual se desglosa información donde se elige el avión correspondiente al motor que se esta creando. Al igual que en la opción de avión (Aircraft) la información puede ser guardada o borrada, así como también puede realizarse la creación de varios motores. 138

139 Figura 64. Ventana de definición de los motores Cuando el usuario selecciona la caja de lista (Box list) del Avión (Aircraft) se desglosa una lista de las aeronaves que han sido creadas y guardadas, de esta manera al seleccionar una de estas aeronaves el sistema de manera automática ubica el motor. Opción de rutas (Routes). En esta ventana se crean las diferentes rutas de vuelo que pueden realizar las aeronaves creadas. Aquí la información que debe ser suministrada en la caja de texto (Text box) de Nombre (Name), donde se pone el nombre de las ciudades con su respectiva sigla, posterior a esto se le da clic en el botón Guardar (Save), luego Limpiar (Clean) para crear un nuevo registro. Se debe tener en cuenta que el espacio de código se llena de manera automática y es correspondiente al número de rutas que se ingresen. 139

140 Figura 65. Ventana de definición de rutas Cuando se presenta algún error en el procedimiento aparecerá un mensaje de Error el cual indica que omitió algún paso. Un ejemplo de este tipo de errores se muestra a continuación. Figura 66. Mensaje de error Este mensaje le indica al usuario que le falto digitar la sigla de la ciudad y por lo tanto no deja que el registro sea guardado. Opción de tipo de mantenimiento (Maintenance Type). Se debe proporcionar información sobre las clases de mantenimiento existentes para componentes, aviones y motores; de esta manera se crea un registro con el fin que en ventanas subsiguientes se enlace dicha información para hacer los reportes, seguimiento de mantenimiento o simplemente llamarla en etiquetas que contengan caja de listas (Box list) de otras ventanas. La información debe ser digitada en la caja de texto (Text box) de Nombre (Name) y por cada registro salvar la información por medio del botón Guardar (Save). 140

141 Figura 67. Ventana de definición de tipos de mantenimiento Opción de fabricante (Manufacturer). En esta opción se incorpora información del tipo de fabricante de cada uno de los componentes, aviones y motores, tiene opciones de Guardar (Save), Borrar (Delete), Limpiar (Clean) y por ultimo Salir (Exit). El código es un consecutivo que se llena de manera automática y en el espacio de descripción (Description) se incorpora el nombre o alguna anotación que se identifique con la marca. Cuando se incorpora la información se hace clic en Guardar (Save) y posterior a esto se pude agregar nuevos registros. Figura 68. Ventana de definiciones de fabricante. 141

142 Opción de componentes (Components). Para esta ventana se necesita información sobre el nombre de la parte y/o componente que se llena en el espacio correspondiente a Nombre (Name), con la tecla Tab se puede desplazar de manera rápida a etiqueta de Motor (Engine) donde se hace clic en la caja de lista (Box list) y se escoge el tipo de motor, de la misma manera se selecciona la marca, información subsiguiente debe ser completada en cada uno de los espacios tal como el S/N, P/N el modelo, vida limite del componente si es que la tiene. La fecha de inicio del seguimiento y en el momento de retiro por alguna razón la fecha de retiro en las etiquetas (labels) correspondientes a Fecha de inicio (Stara Date) y Fecha de retiro (Retirement Date), también se hace necesario digitar el valor actual de tiempo de mantenimiento para el componente. Con esta información lo que se genera es un control de mantenimiento que puede ser supervisado por medio de repotes. De igual manera que para opciones anteriores se tienen los botones de guardar (Save), limpiar (Clean), borrar (Delete) y salir (Exit). Figura 69. Ventana de definición de componentes Cuando el usuario selecciona la etiqueta (label) de Motor (Engine) y Fabricante (Manufacuter) se desglosa una lista de los tipos de motores existentes y del tipo de marca que este tenga. Para que la información haga parte de la ventana se debe hacer clic sobre ella y de manera automática llena la caja de texto (Box text) correspondiente, posterior a esto el usuario puede seguir digitando la información que la ventana requiera para guardar la información de manera satisfactoria. 142

143 Opción de cargos (Type of Employee). En la ventana de cargos se debe proporcionar información sobre los tipos de empleados los cuales realizan mantenimiento o están involucrados con alguna clase de operación de la aeronave o del motor tal como la tripulación. El código se llena de manera automática y en el Nombre (Name) se pone el tipo de actividad que desempeña la persona, como ejemplo se tienen Piloto, Copiloto y Técnico. Por cada tipo de cargo que se cree se debe hacer clic en Guardar (Save), luego en Limpiar (Clean) y empezar con el otro tipo de cargo, al terminar simplemente se hace clic en Salir (Exit) para que la ventana se cierra. Figura 70. Ventana de definición de tipos de mantenimiento Opción de terceros (Third one). Se usa como complemento de la anterior con el fin de proporcionar información suficiente para el registro de confiabilidad de mantenimiento. En esta ventana la información que debe ser suministrada se hace de la siguiente manera: en el campo de CCNit se debe proporcionar la cedula o un numero de identificación individual, en Nombre (Name) se suministra el nombre de la persona que va hacer creada, en la etiqueta de tipo (Type) hay una caja de lista (Box text) en cual se escoge si es de mantenimiento o de operaciones, en 143

144 cargo se escoge el cargo correspondiente, se debe colocar el numero de documento profesional en (No. Professional document), la dirección donde se puede localizar la persona así como el numero de teléfono y fax: cuando alguno de estos requerimientos no es llenado se debe poner un carácter como (---,0, /), pero nunca se debe dejar un espacio en blanco porque el sistema no lo dejará guardar la información. Figura 71. Ventana de definición de terceros Para la opción de tipo (Type) se desprende la información en la cual se debe escoger si la persona corresponde al área de mantenimiento o a la de tripulación, de igual manera se ubica el cursor en la opción escogida para que el cuadro de texto contenga la información señalada. De manera semejante a la instrucción anterior cuando se hace clic en esta opción se muestra la información creada en la ventana cargos (Type of employee), allí se escoge el tipo de cargo y de manera automática se carga la información en el espacio correspondiente. En esta ventana hay un botón adicional el cual corresponde a Buscar (Search) cuando el usuario da clic en este botón aparece un mensaje en el cual se le pregunta si desea visualizar todas las persona o terceros creados de manera anterior (ver figura 72), al hacer clic en Si (Yes) el mostrara los que han sido creados y al llevar el cursor y seleccionar uno de ellos el monta de manera automática la información tal como aparece en la figura

145 Figura 72. Mensaje de búsqueda Figura 73. Ventana de terceros creada Opción de parámetros (Parameters). Esta tiene el fin de la creación de los parámetros a medir. El espacio de código (Code) se llena de manera automática según la cantidad de parámetros que se tengan, en Nombre (Name) se coloca el nombre del parámetros y en Sigla (Acronym) la sigla correspondiente al parámetro y por ultimo en Tipo (Type) se especifica si es un parámetro de Avión o Motor. 145

146 Figura 74. Ventana de definición de los parámetros Para cada una de las ventanas mostradas anteriormente se tienen unos mensajes de Error los cuales le permiten al usuario ubicar el problema, que generalmente es porque el procedimiento no se sigue de manera satisfactoria y falto llenar algún tipo de información, como ejemplo de estos mensajes se tienen: Figura 75. Mensajes de error 146

147 Los anteriores solo son algunos de los mensajes de error que el programa arrojará en esta aplicación de Definiciones (Definitions); en el momento que algún procedimiento sea omitido saldrá una ventana con mensaje de Error, para darle solución y poder seguir con la aplicación, simplemente se debe leer el mensaje y darle clic en aceptar (Acept) posterior a esto aplicar lo que el mensaje sugirió, de esta manera se puede ubicar de manera rápida la información faltante en cada una de las ventanas. Puede existir la posibilidad que en una misma ventana le aparezcan varios mensajes de error esto es debido a que varias casillas quedaron sin información. Se debe tener en cuenta que los mensajes salen de manera unitaria no en grupo de información faltante Mantenimiento (Maintenance). Cuando el puntero del mouse se coloca en la opción de Mantenimiento (Maintenance) se muestra las siguientes opciones. 1. Libro de Vuelo (logbook). 2. Registro de Mantenimiento (Maintenance Registration). 147

148 Esta opción tiene como fin originar un registro sobre los mantenimientos efectuados y los vuelos realizados por determinadas aeronaves. Figura 76. Ventana de opción del menú Mantenimiento Opción de libro de vuelo (Logbook). En la ventana del libro de vuelo (Logbook) el usuario debe incorporar información acerca de los vuelos que se realicen, de esta manera el sistema de forma interna y por medio de formulas creadas va sumando a cada uno de los componentes creados de manera anterior las horas voladas; con el fin de tener información de cuantas horas quedan para la realización de el mantenimiento correspondiente. 148

149 Figura 77. Ventana de libro de vuelo La información se digita de la siguiente forma: El consecutivo se origina de manera automática, posterior a esto se digita la fecha en la caja de texto correspondiente a la etiqueta llamada Fecha (Date) con formato Año/ Mes/ Día. En la casilla de Piloto (Pilot) el usuario pude dar clic en el siguiente botón el cual abrirá la ventana de terceros (Third one) como se muestra a continuación. Figura 78. Ventana de terceros 149

150 Posterior a este paso se debe hacer clic en Buscar (Search) el cual mostrará el mensaje de la figura 72, al hacer clic en Si (Yes) el programa mostrará la información que fue creada en la opción de definiciones Figura 79. Ventana de búsqueda de terceros Cuando se llega a esta ventana se procede a hacer clic con el mouse en la persona correspondiente y de manera automática se muestra la información al cerrar la ventana dicha información se coloca en la casilla correspondiente. Para la casilla de Copiloto (Co-Pilot) se realiza el mismo procedimiento descrito de manera anterior. Se hace clic en el siguiente botón el cual abrirá la ventana de terceros (Third one). En la casilla de Origen (From) se selecciona la ciudad de donde sale el avión. De la siguiente manera. 150

151 En la casilla de Destino (To) se selecciona la ciudad a la cual llega la aeronave. En la casilla de Aeronave (Aircraft) se hace el mismo procedimiento se selecciona el avión con el cursor. Para categoría se selecciona según el tipo de aeronave tal como se muestra a continuación. Para la hora de prendida del motor (Starting Engine time), la casilla se debe llenar únicamente con caracteres numéricos usando dos puntos para la separación entre la hora y los minutos. Se debe anteponer un cero con las siguientes horas: desde la 1 hasta las 9, como se muestra a continuación o usar el formato de hora militar. El formato esta en hora militar. Para la hora de despegue de la aeronave (Departure time), la casilla se debe llenar únicamente con caracteres numéricos usando dos puntos para la separación entre la hora y los minutos. Se debe anteponer un cero con las siguientes horas: desde la 1 hasta las 9, como se muestra a continuación. o usar el formato de hora militar. El formato esta en hora militar. 151

152 Para la hora de llegada de la aeronave (Arrival time), la casilla se debe llenar únicamente con caracteres numéricos usando dos puntos para la separación entre la hora y los minutos. Se debe anteponer un cero con las siguientes horas: desde la 1 hasta las 9, como se muestra a continuación. o usar el formato de hora militar. Para la hora de Apagada del motor (Shut down engine time), la casilla se debe llenar únicamente con caracteres numéricos usando dos puntos para la separación entre la hora y los minutos. Se debe anteponer un cero con las siguientes horas: desde la 1 hasta las 9, como se muestra a continuación. o usar el formato de hora militar. El tiempo de bloque y el tiempo de vuelo se llenan de manera automática por medio de formulas internas del programa. Las casillas de peso y numero de pasajeros es opcional si el dato no se tiene o no se quiere ingresar con la tecla Tab del teclado se llena de forma automática con ceros. Como se muestra a continuación. Al realizar todos los pasos anteriores de manera satisfactoria y guardar la información por medio del botón Guardar (Save) se visualizará una ventana tal como la siguiente: 152

153 Figura 80. Venta de libro de vuelo diligenciada Opción de registro de mantenimiento (Maintenance Registration). En la ventana del Registro de Mantenimiento (Maintenance Registration), el usuario debe incorporar información acerca de los mantenimientos que se hallan realizado, de esta manera el sistema de forma interna y por medio de la base de datos va guardando la información sobre el componente del motor al cual se le hizo mantenimiento, el motivo por el que se realizó y por ultimo la persona que lo hizo. Figura 81. Ventana de registro de mantenimiento 153

154 Los pasos para introducir la información son los siguientes: En el campo de Fecha (Date) se introduce la fecha con el siguiente formato Año / Mes / Día. En el campo de motor se selecciona el motor correspondiente según la lista que se muestra, esta depende de los registros creados de manera anterior. En el campo de Avión (Aircraft) se selecciona el Avión correspondiente según la lista que se muestra, esta depende de los registros creados de manera anterior. En el campo de Componentes (Component) se selecciona el componente correspondiente según la lista que se muestra, esta depende de los registros creados de manera anterior. En el campo de Mantenimiento (Maintenance) se selecciona el mantenimiento correspondiente según la lista que se muestra, esta depende de los registros creados de manera anterior. 154

155 En el campo de Concepto (Concept) se digita una breve explicación o descripción de lo que se hizo o del porque se realizo. Para el CCNit se hace clic en el siguiente botón el cual abrirá la ventana de terceros (Third one) (la ventana la puede observar en la figura 79. Posterior a este paso se debe hacer clic en Buscar (Search) el cual mostrará el mensaje 72 donde debe hacer clic en Si para observar y escoger la información necesaria. Cuando se tiene la ventana con toda la información pedida se procede a guardar por medio del botón Guardar (Save). Algunos de los mensajes que se muestran en esta aplicación son los siguientes: Figura 82. Mensajes de error de la opción del menú mantenimiento 155

156 Los anteriores solo son algunos de los mensajes de error que el programa arrojará en esta aplicación de Mantenimiento (Manitenance); en el momento que algún procedimiento sea omitido saldrá una ventana con mensaje de Error, para darle solución y poder seguir con la aplicación, simplemente se debe leer el mensaje y darle clic en aceptar (Acept); posterior a esto aplicar lo que el mensaje sugirió, de esta manera se puede ubicar de manera rápida la información faltante en cada una de las ventas. Pude existir la posibilidad que en una misma ventana le aparezcan varios mensajes de error esto es debido a que varias casillas quedaron sin información. Se debe tener en cuenta que los mensajes salen de manera unitaria no en grupo de información faltante Tendencias (Trends). Cuando el puntero del Mouse se coloca en Tendencias (Trends) se muestran las siguientes opciones. 1. Línea Base (Baseline) 2. Parámetros de vuelo (Flight Parameters) 3. Síntomas (Symptoms) 4. Relación (Relation) 5. Grafico (Plot) 6. Cazafallas (Troubleshooting) Esta opción tiene como fin la introducción de los parámetros tomados en crucero por la tripulación, para que estos sean evaluados mediante una grafica y analizados por medio del cazafallas incorporado en el sistema. 156

157 Figura 83. Ventana opción del menú tendencias. Opción de línea base (Baseline). La línea base es usada para medir la deterioración del motor desde un punto de referencia emitido por el fabricante desde nuevo, esta línea base puede variar después de un mantenimiento mayor como un Overhaul. La diferencia entre el valor actual y la línea base es el cambio y se entiende como la deterioración que se tiene en el momento por el motor. La línea base debe ser cambiada cuando el motor cambia de operación de manera drástica o cuando paso por un overhaul ya que esto crea una variación en la tendencia. Para la creación de la línea base se deben hacer los siguientes pasos: 157

158 Se selecciona el avión el cual comprende de unos motores a los que se les va a crear la línea base de operación. Esto se hace de la siguiente manera. En algunos casos aparecerá la matricula de la aeronave con fines de seleccionar de una manera mucho mas precisa, esto con el fin de diferenciar varias aeronaves de un mismo fabricante. Se debe ubicar el puntero de Mouse en la caja de lista (Box list) para escoger la aeronave correspondiente tal como se indica en el ejemplo anterior, en el momento que se selecciona la información de manera automática se ubica en el cuadro correspondiente. El siguiente paso corresponde a la selección de la fecha en la cual se crea la línea base esta en formato Año / Mes / Día. Se sigue con la selección del parámetro al cual se le va a cambiar o a crear la línea base, esta selección se hace por medio de la lista que se muestra en la caja de lista (Box list). Los valores que se ingresan en la ventan de línea base son datos emitidos por el fabricante, es la operación ideal que se debe tener en el motor. En el siguiente ejemplo se tienen los datos ideales para la Presión de Aceite (OP). 158

159 Una vez se tienen todos los valores en cada uno de las cajas de texto se procede a guardar la información por medio del botón Guardar (Save) una vez salvada la información se puede pasar a limpiar la ventana con el botón Limpiar (Clean), esto con el fin de crear una nueva línea base correspondiente a otro parámetro. Para salir de la aplicación se hace clic en Salir (Exit). Opción de Parámetros de vuelo (Flight Parameters). Esta opción fue creada con el fin de la incorporación de los parámetros de vuelo tomados por la tripulación mediante el formato GUIDE FORM FT-USB001 suministrado por el equipo de trabajo del MSPE, el usuario debe suministrar la siguiente información pedida por la ventana, el modo de ingresar la información es el siguiente: En la etiqueta (label) de Fecha se debe poner la fecha en la caja de texto (Text box) con el formato Año / Mes / Día. Tal como se muestra a continuación. La etiqueta (Label) con el nombre de Id. correspondiente a un identificador le indica al operario la cantidad de vuelos tenidos en determinada fecha por medio de un consecutivo que se tiene en ventanas anteriores. En el ejemplo siguiente se tiene que para la fecha 2005/10/01 se realizaron dos vuelos ubicados en los campos 4 y 5 en la ventana de libro de vuelo. El usuario deberá elegir uno de estos identificadores para proseguir con la información que pide la ventana. 159

160 Como paso siguiente se tiene que una vez elegido el identificador (Id) se precede a escoger el parámetro al cual se le va introducir el valor emitido por la tripulación. Al escoger el parámetro se elige la aeronave y se escribe el valor correspondiente al parámetro elegido por medio del formato GUIDE FORM FT-USB001. Figura 84. Ventana de parámetros de vuelo Al tener toda la información pedida por la ventana, esta se debe salvar por medio del botón Guardar (Save) y si se quiere proceder con otro parámetro, se le da clic en botón Limpiar (Clean) para que las cajas de texto y cajas de listas queden sin ningún tipo de información. Opción de recalculo línea base (New Baseline). Con esta opción se podrá cambiar la línea sobre la cual se analizan los parámetros, esta línea base se cambia cuando el motor cambia por algún motivo su operación, esto puede ser producto de un mantenimiento mayor o por cambio del motor en la aeronave. En esta venta usted debe suministrar información de la fecha actual y deberá escoger el avión correspondiente y seleccionar el parámetro que va a cambiar. 160

161 Figura 85. Venta de recalculo de la línea base Una vez digitada la información de la fecha en la cual la línea base cambio usted oprimirá la tecla TAB y en pantalla aparecerá un parámetro como el que se muestra anteriormente, allí se indica el promedio que obtuvo el programa, él tomara como mínimo 5 registros. Y el valor calculado lo ubicara en las casillas correspondientes. Cuando se ingresa el dato del valor actual del parámetro deberá volver a oprimir la tecla TAB y automáticamente el programa calcula la nueva línea base tal como se muestra en la siguiente ventana, en el momento de tener este valor deberá guardar la información y ella de forma automática se enlazara con la ventana de línea base tomando este valor como el valor ideal de operación. 161

162 Figura 86. Venta de recalculo de la línea base con todos los datos Opción de síntomas (Symptoms). En esta opción se suministra información procedente de la grafica de tendencias, la sintomatología esta ligada a unos caracteres correspondientes a flechas, las cuales tienen como fin la indicación de lo que pasa con cada uno de los parámetros a analizar. Para efectos del MSPE. Para efectos del programa las fechas están representadas por: Tabla 15 Tabla de representación de síntomas Representación En el cazafallas Documento Representación en el software MSPE 162

163 = Opción de grafico (Plot). Por medio de esta opción el usuario escogerá como máximo 4 parámetros y como mínimo 1 parámetro para que sean graficados y analizadas las tendencias. En la casilla de fecha inicial (Inital Date) digitará la fecha en la cual quiere empezar a ver graficados los parámetros y en la fecha final (Final Date), la fecha hasta la cual quiere que llegue la grafica. Por medio del rango de fechas se especifica el número de registros que va a graficar. Se debe tener en cuenta que en una misma fecha podrán existir mas de un vuelo. En la casilla de aeronave escogerá la matricula de la aeronave a la cual le quiere hacer el análisis de los parámetros de los motores. Fuente 87. Ventana de datos para la grafica de tendencias Usted deberá llenar la información como se muestra en los siguiente ejemplos, en este solo se escogieron dos parámetros para analizar pero no olvide que puede escoger hasta cuatro y en el orden que usted prefiera. 163

164 Figura 88. Ventana de datos para la grafica de tendencias con parámetros seleccionados Figura 89. Ventanas de grafico y de datos de grafico Cuando se selecciona menos de 4 parámetros los siguientes cuadrantes quedan en blanco. 164

165 Figura 90. Venta de gráficos Figura 91. Venta de gráficos 1 165

166 Figura 92. Ventana de gráficos 2 Los colores de las graficas corresponden a: Verde: es la línea de tendencia de los parámetros Azul celeste: es la línea base del parámetro Azul Oscuro: línea de ingreso de los parámetros Se debe tener en cuenta que el análisis de la tendencia de los parámetros se hace por medio de la línea verde teniendo en cuenta la separación de esta con respecto a la línea azul celeste. Opción de cazafallas. Esta opción se opera una vez se conoce la sintomatología de los parámetros, esto por medio de las graficas anteriores. De estas graficas se obtiene información tal como un alza o baja analizada desde la línea base reconocida por los colores descritos anteriormente. 166

167 Figura 93. Venta cazafallas del MSPE En esta venta se selecciona el parámetro de haciendo clic sobre la lista que se despliega. Después de seleccionar el parámetro se escoge el síntoma que se vio representado en las graficas, se debe utilizar la conversión de flechas a los signos que se muestran a continuación. 167

168 Por cada parámetro se selecciona el síntoma y se guarda la información, una vez seleccionados todos los parámetros se hace clic en el botón llamado Analizar (Analize) y el mostrara en la pantalla la información pertinente. Esto lo pude observar en el siguiente ejemplo. Figura 94. Ventana del cazafallas con información filtrada En la parte inferior izquierda se visualizan los síntomas y en la derecha ya se ve la información filtrada por el sistema Reportes. Cuando el puntero del Mouse se coloca en Reportes (Reports) se muestran las siguientes opciones. 1. Libro de Vuelo (Loogbook) 2. Reporte detallados de los componentes (Detail of use of the parts) 3. parámetros de Vuelo (Flight Parameters) Esta opción tiene como fin la impresión de reportes para tener de manera física los registros y datos introducidos en el programa. 168

169 Figura 95. Ventana de opción del menú reportes Fuente. Diseño de los autores de la tesis MSPE Ejemplo de reportes emitidos por el programa. En esta ventana se escribe el rango de datos donde se quiere visualizar la información para este caso correspondiente al libro de vuelo. Figura 96. Ventana de reportes de libro de vuelo 169

170 Al dar el rango de datos se debe dar clic en reporte. Figura 97. Ventana de reporte de libro de vuelo diligenciada Al oprimir el botón Reporte (Report) aparece el siguiente mensaje, allí se selecciona lo que se desea hacer como visualizar en pantalla la información, después se procede a da clic en Ejecutar (Execute). Figura 98. Ventana para seleccionar la forma de visualización del reporte 170

171 Figura 99. Ventana de reporte Allí se puede desplazar la información por medio de las fechas que se observan en la parte superior de la pantalla. Otra de las opciones es de impresión. En esta se configura la impresora que usted tenga instalada en su computador, por lo tanto la ventana de configuración variará según la impresora que posea. Figura 100. Ventana de configuración de impresora y de visualización de reportes a). 171

172 b). Y por ultimo se tiene la opción de guardar el archivo. Como anexos se podrán observar tanto los reportes como las graficas. 172

173 9. ANÁLISIS DE COSTOS En el principio el costo del software constituía un pequeño porcentaje del costo total de los sistemas basados en Computadoras. Hoy en día el Software es el elemento más caro de la mayoría de sistemas informáticos. Un gran error en la estimación del costo puede ser lo que marque la diferencia entre beneficios y pérdidas, la estimación del costo y del esfuerzo del software nunca será una ciencia exacta, son demasiadas las variables: humanas, técnicas, de entorno, políticas, que pueden afectar el costo final del software y el esfuerzo aplicado para el desarrollo. Para realizar estimaciones seguras de costos y esfuerzos se tienen algunas opciones tales como: Basar las estimaciones en proyectos similares ya realizados. Utilizar técnicas de descomposición relativamente sencillas para generar las estimaciones de costos y esfuerzo del proyecto. Desarrollar un modelo empírico para el cálculo de costos y esfuerzos del software. La primera opción puede funcionar razonablemente bien si el proyecto actual es bastante similar a los esfuerzos pasados y si otras influencias del proyecto son similares; para este caso no se tiene ninguno con gran similitud. Las opciones restantes son métodos viables para la estimación del proyecto de software. Según lo anterior se hizo un modelo de costos, donde se involucra el precio de cada uno de los implementos necesarios para la realización y venta del MSPE. 173

174 Tabla 16. Estimado de precio de venta del MSPE ESTIMADO DE PRECIO DE VENTA DEL MSPE Base de datos Sybase Anywhere $ Instalación y Capacitación $ Materiales y manuales $ Subtotal $ Administración $ Imprevistos $ Utilidad $ Subtotal $ Valor IVA $ TOTAL $ En el precio total estimado del MSPE se involucran los siguientes aspectos: se relaciona el precio de la base de datos Sybase Anywhere, con el fin que el servidor tenga una licencia de operación; para la parte de instalación y capacitación se incluye un entrenamiento con una duración de cinco días en una jornada de seis horas conteniendo la auditoria del MSPE para la empresa que lo va a operar, junto con el MSPE se hace entrega de materiales y manuales y el precio se encuentra relacionado en la tabla 16. De igual manera se dan precios de administración e imprevistos y como último de la utilidad del proyecto, rigiéndose según las políticas colombianas se incluye el valor del IVA sobre la sumatoria de cada uno de los ítems nombrados anteriormente para obtener como medio final el valor del MSPE. Por medio de lo anterior se ofrecen las siguientes condiciones: Licencia a perpetuidad del software. Licencia de la base de datos correspondiente a Sybase Anywhere. Soporte y actualizaciones. 174

175 Capacitación, con jornadas de seis horas durante cinco días en los mese estipulados mediante un contrato. Capacitación y pruebas del Software MSPE con información real. Manuales e instrucción de los mismos. 175

176 10. CONCLUSIONES El estudio preliminar del presente trabajo de grado fue una base de información obtenida a lo largo de la carrera y centralizada por medio de encuestas realizadas a empresas aeronáuticas colombianas. Este tema fue una idea de acuerdo a las necesidades de poseer una herramienta sistemática de evaluación, seguimiento y análisis que brindara un mejor rendimiento y confiabilidad en el área de mantenimiento de los motores a pistón. Como primera instancia se analizó cada una de las necesidades expuestas por la industria aeronáutica, donde se enfocó el estudio en la invención y desarrollo de un software que brindara el mejoramiento del mantenimiento por medio de características de monitoreo de tendencias de parámetros de los motores a pistón, con el fin de obtener un mantenimiento tanto predictivo como preventivo; como se observó a lo largo del desarrollo del software, el lenguaje escogido corresponde a Visual Basic 3.0 el cual ofreció las herramientas necesarias para el desarrollo de éste, pudiéndose comprobar por medio de la ejecución de cada uno de los procesos correspondientes al software MSPE. Por otro lado la base de datos elegida llamada Sybase Anywhere se relaciona de manera apropiada con el MSPE brindando una seguridad elevada en el manejo de la información generada. Teniendo en cuenta lo anterior se obtuvo el diseño de un programa de simulación computacional de tendencias de motores a pistón por medio de la integración de los dos factores que hacen relación al lenguaje de programación y al motor de base de datos. La definición de los parámetros de monitoreo, fue realizada teniendo en cuenta las condiciones dadas en el manual para el motor TIO-540 series, y así mismo enfocando las consideraciones de indicación en cabina para cada uno de los parámetros relevantes en la operación del motor. Específicamente los parámetros están relacionados para obtener el análisis del comportamiento del motor en pro del comportamiento de la aeronave, es por ello que se analizan factores como el IAS, P alt y el OAT, ya que éstos, tienen relación con parámetros específicos para el motor como lo son: Rpm s, EGT (Temperatura de los gases de exhosto), CHT (Temperatura en cabeza de los pistones), OP (presión de aceite), OT (Temperatura de aceite), MP (Presión manifold), FP (presión de combustible), Wf (Consumo especifico de combustible). 176

177 Los parámetros relevantes en la operación del motor, se refieren a las temperaturas, presiones y consumos de los principales componentes del motor, ya que cada uno de ellos permiten la indicación del comportamiento del motor, bajo diferentes condiciones de operación. Los parámetros de funcionamiento y operación de los motores TIO-540-F2BD y LTIO-540-F2BD definen cada una de las áreas de análisis e implementación que debieron ser incorporados en el diseño del MSPE. Para el correcto desarrollo del MSPE, se implementó una base de datos, en la cual se determinaron las condiciones de los parámetros dentro de un rango específico de operación, lo cual es evidenciado mediante los gráficos de tendencias; ésto conlleva a que los valores ideales corresponden a una variable dependiente del diseño de los motores ingresados al lenguaje de programación, por lo tanto la búsqueda del proceso ideal de funcionamiento del motor para el análisis de tendencias radica en implementación de la línea base en el sistema informático. Un aspecto importante desarrollado fue la implementación de un histórico el cual proporciona al operador una herramienta para analizar el comportamiento de los componentes de los motores, teniendo en cuenta los antecedentes de cada uno. Esto generó una mayor confiabilidad en los procedimientos llevados a cabo, debido a que se implementó una regulación informática en el mantenimiento válido en el momento de analizar posibles deterioraciones en los motores. Teniendo en cuenta que el MSPE está enfocado para el funcionamiento en empresas del sector aeronáutico se realizó con marco legal, el cual generó la integración de la normatividad dentro del desarrollo del software permitiendo enfocar cada uno de los procedimientos a realizar por medio del seguimiento de las normas, y recomendaciones emitidas por las autoridades aeronáuticas. Es así que se plantearon e implementaron las normas emitidas por las autoridades aeronáuticas para Colombia (RAC) bajo la Circular Informativa 101-E-15, y las estadounidenses (FAA) bajo la FAR 23, determinaron algunas recomendaciones y clasificaciones a tener en cuenta dentro del desarrollo del prototipo de software MSPE que se diseñó, enfocado básicamente al tipo del motor que va a ser monitoreado, es decir, las especificaciones de los motores a pistón, y el manejo de los programas de mantenimiento diseñados para ellos. 177

178 Para la parte correspondiente a la elección del lenguaje de programación mas adecuado según las necesidades expuestas en la propuesta del MSPE, se llegó a la conclusión de realizarlo bajo Visual Basic 3.0 porque es un lenguaje de fácil manejo orientado en sus primeras versiones para no programadores, sin ser éste uno de los últimos; no produjo limitaciones en lo planteado en el análisis preliminar del desarrollo del software; por medio de él se desarrolló el MSPE de una manera sencilla empleando un lenguaje similar al usado de manera cotidiana. Según lo anterior se logró obtener por medio de Visual Basic una herramienta de diseño de aplicaciones para Windows, en la que se desarrolló una gran parte a partir del diseño de una interfase gráfica. Es por tanto, un término medio entre la programación tradicional, formada por una sucesión lineal de código estructurado y la programación orientada a objetos. Combina ambas tendencias. Por lo tanto se puede decir que el MSPE pertenece a una programación visual. Otro hecho relevante del lenguaje de programación fue lograr el enlazamiento de manera eficaz de la información con los gráficos y de los gráficos con el cazafallas. Con base en el lenguaje de programación elegido se diseñó el algoritmo de programación el cual se puede percibir en el medio de ejecución de cada uno de los procesos, almacenamiento y mandos realizados en el software MSPE., éste puede ser observado y verificado mediante los diagramas de flujo, los cuales arrojaron los enlaces correctos en el orden de la información necesaria para ejecutar cada uno de los comandos emitidos por el usuario. Con el diseño del algoritmo se estableció el proceso de flujo de la información acorde con lo requerido, es necesario anotar que el algoritmo se realizó mediante diagramas de flujo. Por medio de la creación del manual de operación del MSPE se garantizó que los usuarios tengan una mayor capacitación al brindar al operario conocimientos generales y específicos en el modo de operación, esto reflejado en la reducción de errores causados por mala manipulación del sistema informático. Para el análisis de las tendencias de cada uno de los parámetros, el diseño del algoritmo ejerció una gran relevancia debido a que por medio de un código creado se formó la línea de tendencias, que es parte primordial en el desempeño del 178

179 analista al momento de las definiciones de sintomatología y el direccionamiento de éstas al cazafallas creado en el MSPE. Por medio de la utilización del MSPE, se desarrolla un mantenimiento preventivo mas seguro y confiable, ya que se analizan cada uno de los parámetros operacionales del motor, durante la etapa de crucero, sin olvidar el historial del motor que se está analizando. Usando el MSPE para el mantenimiento preventivo de los motores a pistón, se garantiza un camino más rápido, seguro, confiable y eficaz durante la detección de fallas en el motor, ya que es un programa en el cual se analizan las condiciones de los parámetros mas relevantes de la operación del motor para obtener así un filtro de todas las posibles causas que pudieron generar una falla generando así beneficios como: Disminución del tiempo de la aeronave en tierra Disminución en el tiempo de búsqueda de la falla Análisis de la causa de la falla con relación al historial del motor. Análisis de diferentes parámetros bajo una misma condición. Seguimiento continuo de los componentes relacionados a los parámetros analizados. Beneficios económicos para el mantenimiento preventivo de la aeronave Los ítems anteriores garantizan una mayor productividad en el comportamiento del motor y por ende en la aeronave. 179

180 11. RECOMENDACIONES Las siguientes recomendaciones tienen como fin garantizar que el usuario del software tenga una experiencia exitosa y satisfactoria en el manejo de esta herramienta. Se debe ingresar de manera ordenada y coherente cada uno de los registros que se suministren al Software MSPE. Se debe revisar la veracidad de los datos ingresados para evitar errores en la lectura de los reportes y en el análisis de los mismos. Garantizar que el personal que use el prototipo de software MSPE posea la capacitación y entrenamiento que se requiere para una lectura efectiva de los gráficos y el diagnóstico adecuado de las tendencias y del manejo del programa de manera general. Cuando tenga dudas del manejo operativo del programa debe acudir al manual de operaciones del MSPE y si la duda persiste consulte al personal autorizado y con experiencia en el manejo de dicho software (proveedores). Para obtener la confiabilidad adecuada de los gráficos de las tendencias, ingrese mínimo 70 Puntos (datos), ésto con el fin de garantizar una lectura óptima de las tendencias a través del tiempo. Teniendo en cuenta la operación de la aeronave tome la mayor cantidad de lecturas en vuelo como le permita su rutina operacional por medio del formato FT-USB001 (obsérvelo en el anexo C). Diligencie de manera completa todos los campos del formato FT-USB001 con la información adecuada, teniendo en cuenta las sugerencias del formato correspondiente, dichas sugerencias hacen relación a: tome las indicaciones de cinco a diez minutos después de haber llegado a la altura de crucero, escriba la fecha en la cual tomó los parámetros, llene todas las casillas de parámetros con los valores emitidos por los instrumentos de vuelo de la 180

181 aeronave, escriba comentarios o notas correspondientes a alguna situación anormal ocurrida en la fase de crucero y por último firme el reporte. Imprima periódicamente (mensualmente) los records del software con el fin de llevar un backup físico de la información pertinente a sus aeronaves, y para controlar el acceso a los mismos. Deben sacar una copia de seguridad semanal del sistema para evitar pérdida de información por agentes externos al programa MSPE; como ejemplo de esto se tienen los virus, cambios de voltaje, hurtos, fenómenos ambientales entre otros. La copia de seguridad puede ser almacenada en un medio magnético externo al computador (CDs, memorias de almacenamiento masivo, Cintas Magnéticas, Zip externo u otros medio magnéticos que se posean). El MSPE es una herramienta que le permite controlar su trabajo y monitorear el comportamiento de sus motores, teniendo en cuenta que debe seguir plenamente las recomendaciones del fabricante y legislación aeronáutica que lo rige. Tenga en cuenta que la confiabilidad integral del software puede ser afectada por malas prácticas del operador o analista de confiabilidad. Al seguir estas recomendaciones podrá obtener un mayor rendimiento y aprovechamiento de las bondades que ofrece esta herramienta. De igual forma obtendrá mayor confiabilidad en la información de toda la aplicación del MSPE garantizada por el fabricante, lo que se reflejará en mejores prácticas de mantenimiento para su aeronave y específicamente sus motores y un mayor rendimiento operacional que se reflejará en la relación costo & operación de su empresa. 181

182 BIBLIOGRAFÍA Http: // www. Faa.gov/certification/aircraft INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS. Normas colombianas para la presentación de tesis y otros trabajos de grado. Quinta actualización. Bogotá D.C JEPPESEN, Sanderson training products. Aircraft Reciprocating Engines KROES J Michael, WATKINS A. William. Aircraft Maintenance & Repair. NORMAS FAA, Parte 33, sección 33.7 Sub-parte A General, numeral b) NORMAS FAA, Parte 23 sección Motores. OBERT F. Edward. Motores de Combustión Interna. PIPER NAVAJO, Manual de vuelo de la aeronave PA PATERG, Amken. Visual Basic, Manual completo de programación PRATT & WITHNEY CANADA, Customer trainer, ECTM Training Manual for PT6A, JT15D, PW100, PW300 PW500 & ST18 series Engine, febrero de 2000 REGLAMENTACIÓN RAC, Circular informativa 101-E-15, Sección 6.1 y subsección 6.1.1, 15 de enero de TEXTRON Lycoming. Manual del Operador, Lycoming series TIO-540. TEXTRON Lycoming. Catalogo de partes ilustrado IPC, Lycoming series TIO

183 WILLARD W, PULKRABE K, Engineering Fundamentals of internal combustion engine 183

184 ANEXOS Anexo A. Especificaciones técnicas de los motores TIO-540-F2BD y LTIO-540- F2BD. a). Especificaciones generales. ESPECIFICACIONES Certificado tipo FAA E14EA Rata de caballos de potencia 325 Rata de Velocidad [RPM] 2575 Diámetro interior del cilindro (BORE) [in] Carrera del Embolo (STROKE) [in] Desplazamiento Cúbico [in] Relación de compresión 7.3:1 Orden de encendido del motor Grados de la bujía [BTC] 20 Relación de manejo de la hélice '1:1 Relación de rotación de la hélice CLOCKWISE Peso seco [Lbs] 542 Fuente. Manual del Operador, Lycoming series TIO-540. b). Condiciones de operación del motor. Presión de Combustible. CONDICIONES DE OPERACIÓN MIN MAX IDLE MIN [Psi] [Psi] [Psi] Entrada para la bomba de combustible Entrada para el inyector de combustible Fuente: Manual del Operador, Lycoming series TIO

185 c). Condiciones de Operación del Motor. Comportamiento en crucero CONDICIONES DE OPERACIÓN Máximo Máxima Máximo consumo temperatura de RPM HP consumo de aceite De combustible cabeza de cilindro [Qts/hr] [gal/hr] [T ] Rata Normal F /246.1 C Comportamiento en crucero F /246.1 C (75% Rata) Crucero Económico (60% Rata) F /246.1 C Fuente: Manual del Operador, Lycoming series TIO-540. Anexo B. Lista de componentes del las partes del motor. a). Componentes del cilindro pistón y válvula REF. FIGURA 13. PARTE NUMERO TIO-540 Cantidad Por Ensamble LTIO-540 DESCRIPCION F2BD F2BD 1 LW Ensamble de cabeza y cilindro, nitrided 6 6 LW Ensamble de cabeza y cilindro, nitrided 2 LW SEAT, Válvula de entrada SEAT, Válvula de entrada 3 16T19455 SEAT, Válvula de exhosto (salida) SEAT, Válvula de exhosto (salida) GUIDE, Válvula de entrada GUIDE, Válvula de entrada GUIDE, Válvula de exhosto GUIDE, Válvula de exhosto INSERT, Bujías de ignición MM 7 STD-1872 INSERT, 1/8-27 bobina helicoidal tubo de rosca cónica INSERT, Bobina helicoidal 1/4-20 NC x 3/8 longitud seguro C-10 STUD, 5/16-18 x 1-1/4 longitud C-12 STUD, 5/16-18 x 1-1/2 longitud 11 25C-9 STUD, ¼-20 x 1-1/18 longitud Cojinete, eje de balancín

186 D Cojinete, eje de balancín MS D Codo, 3/8 tubo acampanado Estabilizador, cabeza de cilindro (11 dientes) Estabilizador, cabeza de cilindro (8 dientes) Estabilizador, cabeza de cilindro (13 dientes) 18 STD-1353 INSERT, bobina helicoidal 10/24 x 3/8 longitud Bujía 1/8-27 NPT 6 6 Fuente. Catálogo de partes ilustrado IPC, Lycoming series TIO, LTIO-540. b). componentes cilindro, pistón válvula y sistemas de engranajes. REF. FIGURA 15. PARTE NUMERO cantidad por ensamble TIO- 540 LTIO- 540 DESCRIPCION F2BD F2BD 1 1F20022-S3 Ensamble del Carter del motor 11E20000-S1 Ensamble del Carter del motor 11F20022-D3 Ensamble del Carter del motor F20022-D3 Ensamble del Carter del motor 11F20022-D5 Ensamble del Carter del motor 2 LW STUD, x 1.00 longitude, left idler pad * STUD, x 1-5/8 longitud, frente izquierdo, compresor pad 4 31C-12 STUD, x 1-1/2 longitud, ignición pad trasera C-13 STUD, x 1-5/8 longitud, ignición pad delantera STUD, 3/8-16 x 1-5/8 longitud cilindro pad STUD, 3/8-20 x 1-7/8 longitud cilindro pad STUD, 3/8-16 x 2-3/4 longitud nariz de la carcasa D-17 STUD, 3/8-16 x 2-1/8 longitud trasera encima de la leva STUD, 3/8-16 x 2.00 longitud montante del 8 186

187 motor DOWEL, cigüeñal rodamiento frontal 2 12 STD-514 DOWEL 5/16 x ½ Longitud cara accesorios 2 13 STD-557 DOWEL 1/2 x 11/16 Longitud entre halves Arandela, manejo de gobernador de eje en marcha mínimas ** RETAINER, anillo de refuerzo tubo sello STD-1339 Bujía 1/16-27 tubo, gobernador pad Bujía 1/8 tubo x 3/8 longitud, presión de aceite C-14* STUD, 5/16-18 x 3/4 LONGITUD, GOBERNADOR PAD (96-1) manejado ALTURA C-16- STUD, 5/16-18 x 2.00 LONGITUD, GOBERNADOR PAD ( ) manejado ALTURA 31C-24$ STUD, 5/16-18 x 3.00 LONGITUD, GOBERNADOR PAD ( ) manejado ALTURA Ensamble de boquilla, refrigeración del pistón 6 20 LW-10647[ DOWEL, cigüeñal rodamiento 6 6 Fuente. Catálogo de partes ilustrado IPC, Lycoming series TIO, LTIO-540. c). componentes del grupo del carter de potencia y cigüeñal. Cantidad por ensamble TIO-540 LTIO-540 REFERENCIA PARTE FIGURA 5. NUMERO DESCRIPCION F2BD FBD 1 13E Ensamble de cigüeñal y contrapesas 13F17776 Ensamble de cigüeñal y contrapesas 13F17784 Ensamble de cigüeñal y contrapesas 13F1785 Ensamble de cigüeñal y contrapesas F1786 Ensamble de cigüeñal y contrapesas 13F1787 Ensamble de cigüeñal y contrapesas 2 13E Ensamble de cigüeñal y bujías 13F17751 Ensamble de cigüeñal y bujías 13F17759 Ensamble de cigüeñal y bujías 13F17760 Ensamble de cigüeñal y bujías F17761 Ensamble de cigüeñal y bujías 13F17762 Ensamble de cigüeñal y bujías 1 3 STD-1211 Bujía diámetro 2.00 de expansión * Cojinete, contrapesas dinámicas de 187

188 Cigüeñal /5 diámetro /4 diámetro Cojinete, flanche de la hélice, largo Cojinete, flanche de la hélice, corto Cojinete, flanche de la hélice, indeaxing Cojinete, flanche de la hélice, largo Cojinete, flanche de la hélice, corto Cojinete, flanche de la hélice, 1 1 indeaxing 12 STD-1065 DOWEL, escalonado 5/16 y 1/4 de diámetro x 35,154 diámetro STD-2078 DOWEL, escalonado 3/4 OD x 1/2 longitud LW-19227** Ensamble contrapesas LW-19210** Ensamble contrapesas * Cojinete, contrapesas dinámicas ** Rodillo, contrapesas dinámicas 63 order 76788** Rodillo, contrapesas dinámicas 63 order ** Rodillo, contrapesas dinámicas 63 order Rodillo, contrapesas dinámicas 63 order LW Anillo, retenedor interno Arandela, contrapesa dinámica S Transmisión, cigüeñal 13S Transmisión, cigüeñal LW Seguro de plato, transmisión del cigüeñal LW Seguro de plato, transmisión del 1 1 cigüeñal 21 STD-2209 Perno, 5/16-24 x 1-3/4 longitud ANB-14ª Perno 1/2-20 x 1-19/32 longitud 1 1 Fuente. Catálogo de partes ilustrado IPC, Lycoming series TIO, LTIO-540. d). Componentes de pistón válvulas y sistemas de engranaje 1. Cantidad por ensamble TIO-540 LTIO-540 REFERENCIA PARTE FIGURA 6. NUMERO DESCRIPCION F2BD F2BD 1 LW Ensamble de bielas LW Ensamble de bielas LW Cojinete, bielas superiores 6 188

189 Perno, bielas LW-1296 Perno, bielas LW Rosca, perno de biela 12 5 LW Rodamiento, biela LW Rodamiento, biela (alterna) LW Rodamiento, biela (alterna) Rodamiento, biela N19391 Rodamiento, biela (alterna) Pistón, relación de presión 7.00:1 LW Pistón, relación de presión 7.30: LW Tornillo, pistón 6 LW-14077* Tornillo, pistón Bujía, eje de pie de biela 12 LW Bujía, eje de pie de biela (pilotado) Anillo, pistón de compresión Anillo, pistón, regulador de aceite 6 Fuente. Catálogo de partes ilustrado IPC, Lycoming series TIO, LTIO

190 Anexo C. Formato FT-USB001 INGENIERIA AERONAUTICA X SEMESTRE PROYECTO DE GRADO YEISSON BUITRAGO ORTIZ ADRIANA MILENA RAMIREZ RODRIGUEZ JENNY PAOLA SANCHEZ CORTEZ 190