REGULACION - MECANISMO DE HELICE PASO VARIABLE
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- Carmelo Revuelta Giménez
- hace 5 años
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1 Mecanismos y Sistemas de Aeronaves REGULACION - MECANISMO DE HELICE PASO VARIABLE Bibliografía: -Apunte de Cátedra: Reguladores -Principles of Mechanisms, (J. Dyson) -The theory of machines, (R. Angus) -Fundamentos de Mecanismos y Máquinas para Ingenieros, (Calero Pérez) -Manuales de partes y mantenimiento de Aeronaves Desarrollo: -Definición de Regulación -Definición del Regulador Mecánico, Descripción, Tipos -Estudio dinámico del Regulador -Ecuación de movimiento -Condición de estabilidad -Mecanismo Regulador de Hélice de Paso variable: -Concepto de Hélice: Hélice de paso fijo y de paso variable -Aeronaves -Acción del Regulador -Composición del Mecanism0 de regulación -Operación del mecanismo de regulación -Operación, Vista e Instalación -Diferentes implementaciones del Mecanismo de regulación
2 Mecanismos y Sistemas de Aeronaves REGULACION de Sistemas Mantener los valores de ciertas magnitudes de estos, dentro de límites preestablecidos. Regulación Controlar REGULADOR Perturbaciones Sistema a controlar Desviaciones Instrumento ó sensor Acción de corrección Señales Organo de comando. Corrección. (orden) Organo de control
3 Mecanismos y Sistemas de Aeronaves REGULADOR MECANICO -Dispositivo cuya función es oponerse a eventuales perturbaciones de un mov. uniforme -Gradúa automáticamente la potencia de una máquina, que varía continuamente. -Participa del movimiento de la máquina a la que pertenece -Por una variación en la carga reaccionan produciendo un cambio en la velocidad Regulador Centrífugo 1 1 Carga Máquina
4 Mecanismos y Sistemas de Aeronaves Tipos: Watt Porter Hartnell
5 Mecanismos y Sistemas de Aeronaves O A m m k l S a R. Estudio Dinámico del REGULADOR centrífugo Sistema de GDL: (ϴ (t) ; (t) ) 1 1 I I T sen l m I I a l m I j j d j j j Q q E q U q T q T dt d Ec.s de Movimiento
6 Mecanismos y Sistemas de Aeronaves A R Vc V A r A C 1/ cos 1 K l g m U Fuerzas activas Q : momento respecto del eje de rotación Q = - ( - 0 ) 1 V A c E cos 1 cos 1 cos 1 cos 1 l R r R sen l sen R V A R = r =, y que R + r = l cos 1 1 cos 1 l k l g m U 1 sen l c E d Estudio Dinámico del REGULADOR centrífugo
7 Q I sen l m I dt d 0 cos 0 cos sen l c sen l g m sen l m I j j d j j j Q q E q U q T q T dt d (t) posición del buje ϴ (t) ) (t
8 Estabilidad Y (amplitud) Y (amplitud) Salida Salida Entrada t t Estable Indiferente Y (amplitud) Salida Entrada t Inestable
9 Si la solución correspondiente a la respuesta del sistema es: Y = A e zt, z toma en general la forma compleja: z = + j w, los casos que se pueden presentar son: z complejos conjugados con la parte real negativa: A A e t t Sistema estable
10 z complejos conjugados con parte real positiva: j w A A e t t Sistema inestable
11 Estudio de estabilidad del regulador (Planteo) Pero estas ecuaciones tienen particular interés para el estudio de las pequeñas oscilaciones entorno de un movimiento de rotación de régimen ( = 0 = constante, = o =constante). Y (amplitud) Y (amplitud) Y (amplitud) Ec Diferenciales Estudio de estabilidad Entrada Salida Entrada Salida Salid Seguir las perturbaciones sin entrar en Resonancia Estable t Estable t Indife Y (amplitud) Y (amplitud) Salida Salida 0 = 0 + Perturbaciones - Sist de ecuaciones en Ψ y ω - Propuesta de soluciones - Ecuación característica (Polinomio de grado 3) - Criterio de estabilidad cm sen I sen k 0 sen 0 m cos cos 0 sen Entrada Entrada Inestable Condición de Estabilidad t Inestab
12 Mecanismos y Sistemas de Aeronaves REGULADOR DE HÉLICE DE PASO VARIABLE HÉLICE: Elemento configurado por una secuencia de perfiles aerodinámicos con el objeto de transformar la potencia del movimiento de rotación del motor en potencia asociada al empuje Empuje: Diámetro de la hélice PASO (ángulo de paso) Velocidad de giro Clasificación: Hélice de Paso Fijo Hélice de PASO VARIABLE
13 Mecanismos y Sistemas de Aeronaves Hélice de PASO FIJO: -El paso NO es modificable por el piloto -Paso único para todos los regímenes de vuelo -Paso impuesto por el mejor criterio del diseñador -Compromiso entre pendiente de ascenso y crucero Eficiencia limitada Hélice de PASO VARIABLE: - Se puede modificar el paso en vuelo - Gira a la misma velocidad en todas las fases del vuelo (Despegue - Ascenso Crucero Descenso) - Se modifican los parámetros para hacer un mejor uso de la potencia del motor en cada fase del vuelo. PASO VARIABLE EN TIERRA PASO VARIABLE EN VUELO
14 PASO VARIABLE EN TIERRA Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
15 Mecanismos y Sistemas de Aeronaves HELICE PASO VARIABLE EN VUELO A- Controlado por el piloto en las diferentes fases del vuelo (Palanca de ajuste de paso) Throttle (Acelerador) Control pitch lever (Palanca de control de paso) Paso bajo: -Menor ángulo de ataque -Maniobras de máxima potencia -Despegue y Ascenso (Velocidad del avión baja) -Menor resistencia de la pala Paso alto: -Mayor ángulo de ataque -Fase de crucero: (Veloc alta del avión Mayor eficiencia) -Bajan las rpm -Mayor resistencia de la pala -Mueve gran cantidad masa de aire
16 Mecanismos y Sistemas de Aeronaves HELICE PASO VARIABLE EN VUELO B- Controlado automáticamente por un REGULADOR HELICE VELOCIDAD CONSTANTE (1930) REGULADOR Mecánico Paso variable ajust. autom. Hélice de V = cte - Velocidad seleccionada x el piloto - Independientemente de los cambios de potencia del motor Conversión eficiente de la potencia del motor en empuje para diferentes fases de vuelo
17 Mecanismos y Sistemas de Aeronaves ACCIÓN DEL REGULADOR (V.Hélice= cte.) Throttle (acelerador)
18 COMPOSICIÓN DEL SISTEMA MECANICO DE REGULACION DE HELICE DE PASO VARIABLE O VELOCIDAD CTE Mecanismos y Sistemas de Aeronaves Composición: -Mecanismo de cambio de paso de la hélice -Regulador (Governor) o Unidad de Velocidad Constante (CSU)(Governor) -Ambas partes utilizan el aceite a presión proveniente del motor para modificar el ángulo de paso de las palas. -A mayor ángulo de ataque, las revoluciones del motor se reducirían y a ángulos bajos la velocidad del motor se incrementaría.
19 OPERACIÓN DEL SISTEMA MECANICO DE REGULACION DE HELICE DE PASO VARIABLE O VELOCIDAD CTE Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
20 OPERACIÓN DEL SISTEMA MECANICO DE REGULACION DE HELICE DE PASO VARIABLE O VELOCIDAD CTE Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
21 Mecanismos y Sistemas de Aeronaves Operación (Secuencia) Los cuadros indican situaciones On speed Overspeed On speed Underspeed
22 On Speed
23 CSU OVERSPEED condition On Speed CSU UNDERSPEED condition
24 Operación Vista e Instalación de la CSU (Governor) Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
25 Operación Vista e Instalación de la CSU (Governor) Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
26 Mecanismos y Sistemas de Aeronaves Aeronaves con Hélice de paso variable Beechcraft Kig Air 350 (PT6A) Airbus A 400M ATR-7 Turbo Commander
27 Mecanismos y Sistemas de Aeronaves Diferentes implementaciones Mecanismo paso variable
28 HELICE PASO VARIABLE (Hamilton Standard)
29 HELICE PASO VARIABLE (Hamilton Standard)
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