Análisis exhaustivo del sistema de combustible de una aeronave bimotor

Abstract

Se presenta en esta tesis el análisis exhaustivo del sistema de combustible de una aeronave bimotor que se realizó en el contexto de la certificación de una modificación consistente en el reemplazo de las plantas motrices de la aeronave. Con el fin de demostrar que, el valor de presión con la que el sistema de combustible de la aeronave alimenta a los motores se encuentra dentro del rango especificado por el fabricante de los mismos, permitiendo esto condiciones de operación segura dentro de la envolvente declarada en el Manual de Operación, se utiliza un método computacional de simulación de flujo interno que permite explorar de forma sistemática todas las condiciones de operación posibles, a saber: altitudes de vuelo, condiciones de potencia y velocidad de vuelo; para los combustibles permitidos y sus temperaturas de trabajo admisibles. El método computacional utilizado consiste en una técnica que reduce el problema de flujo de fluidos en una red o circuito a la solución de un conjunto de ecuaciones que deben ser resueltas en forma iterativa. Dicha técnica permite explorar múltiples escenarios y obtener un amplio espectro de resultados útiles para lograr la certificación de la modificación. Con el fin de validar el modelo del sistema de combustible algunos resultados se comparan con datos obtenidos mediante ensayos en tierra y en vuelo. Además de demostrarse que los valores de presión a la entrada del motor se encuentran dentro del rango requerido por el fabricante del mismo para su operación segura, los resultados quedan finalmente expresados como funciones continuas de los parámetros que mayor influencia tienen sobre la respuesta.

It is presented in this thesis the exhaustive analysis of the fuel system of a twin-engine aircraft performed in the context of the certification of a modification consisting of the replacement of the aircraft power plants. In order to show that the pressure value at which the aircraft engines are fed by the fuel system, is within the boundaries specified by the engine manufacturer, allowing it safe operating conditions within the flight envelope stated in the Operational Manual; a computational internal flow simulation method is used to systematically explore every possible operating conditions, namely: flight altitudes, power conditions and flight speed; for the allowed fuels at their allowable working temperatures. The computational method used consists of a technique that reduces the fluid flow problem in a network or circuit to the solution of a set of equations that must be solved iteratively. This technique allows exploring multiple scenarios and obtain a wide spectrum of useful results to achieve the certification of the modification. In order to validate the fuel system model some results are compared with data obtained from ground and flight tests. Besides showing that the fuel pressure values at the aircraft engines inlet are within the boundaries required by the engine manufacturer for safe operation, results are finally expressed as continuous functions of the parameters which have the main influence on the response.