Estructura, motor y sistemas

Objetivos

Identificar los elementos resistentes, explicar cómo llega la potencia a la hélice y relacionar una indicación anormal con el sistema afectado. Utiliza esta lección junto al manual del avión y del motor: ni todos los ULM tienen los mismos sistemas ni todos los motores se operan igual.

Cómo se transmiten las cargas

El ala recibe una distribución de presión, no una única fuerza puntual. Los largueros soportan gran parte de la flexión; las costillas mantienen el perfil y transmiten cargas; el revestimiento puede colaborar en resistencia y torsión. Los anclajes trasladan las cargas al fuselaje. Tirantes, si existen, forman parte del sistema resistente.

En una estructura semimonocasco colaboran cuadernas, larguerillos y revestimiento. En una estructura tubular entelada, el entramado suele llevar las cargas principales y la tela conserva la forma aerodinámica. En materiales compuestos, orientación de fibras, uniones y estado del laminado son esenciales: un daño por impacto puede ser mayor de lo que muestra la superficie.

Una holgura de bisagra, una fijación ausente o una deformación no son defectos estéticos. Afectan al reparto de esfuerzos o pueden favorecer vibraciones y flutter. No improvises reparaciones ni deduzcas aeronavegabilidad por ausencia de grietas visibles.

Célula, esfuerzos y tren de aterrizaje

La célula comprende la estructura de la aeronave: alas, fuselaje, empenaje y sus uniones, entre otros elementos; el grupo motopropulsor se estudia por separado. La tracción estira, la compresión acorta, la flexión curva y la torsión retuerce. Un elemento puede soportar varios esfuerzos a la vez. Las cargas repetidas producen fatiga; corrosión, humedad, radiación solar y golpes pueden deteriorar distintos materiales aunque el avión no haya volado muchas horas.

El tren recibe y transmite las cargas de rodaje y aterrizaje. En un tren triciclo, la rueda auxiliar está delante del tren principal; en uno convencional, detrás. La dirección de esa rueda puede estar conectada a los pedales o depender de otros mecanismos. Los frenos pueden ser independientes o actuar conjuntamente: identifica su funcionamiento antes de rodar. Frenar con una rueda puede ayudar a girar en ciertas instalaciones, pero no equivale a accionar el timón de dirección en vuelo.

Una pérdida de presión del neumático, una fuga de líquido de frenos o una fijación dañada requiere resolver la discrepancia conforme a la documentación. En tren retráctil, posición del mando y posición real del tren son datos distintos; comprueba indicaciones y bloqueos según el manual. Flotadores, patines y otras configuraciones tienen comprobaciones propias.

Motor de pistón y hélice

En un ciclo de cuatro tiempos se suceden admisión, compresión, expansión tras combustión y escape. En un dos tiempos algunas funciones se combinan y la lubricación puede depender de mezcla o inyección de aceite. Debes conocer el combustible, aceite, límites y procedimientos específicos de tu instalación.

La hélice es un conjunto de perfiles en rotación. Su paso geométrico, las rpm y la velocidad de avance determinan el ángulo de ataque de cada sección. La torsión de la pala compensa parcialmente que la punta recorre más distancia por vuelta. Una hélice de paso fijo es un compromiso; una de paso variable añade controles y limitaciones.

Las rpm no miden por sí solas potencia en cualquier sistema. Con hélice de velocidad constante pueden permanecer estables mientras cambia la potencia. Revisa también presión de admisión, temperaturas y las indicaciones previstas por el fabricante.

Cómo distinguir los sistemas del motor

En el cuatro tiempos, un ciclo completo necesita dos vueltas del cigüeñal; en el dos tiempos, una. En muchos ULM hay una reductora entre motor y hélice: las rpm del cigüeñal y de la hélice no tienen por qué coincidir. Identifica qué velocidad muestra el tacómetro y qué límites corresponden a cada componente. Hipótesis matemática de una relación de transmisión, no de un motor identificado: 5.000 rpm de motor y reducción 2,5:1 dan 5.000 / 2,5 = 2.000 rpm de hélice.

Un carburador dosifica combustible mediante el flujo de aire y diferencias de presión; la inyección lo suministra por inyectores y puede tener control mecánico o electrónico. No todos los motores permiten ajustar manualmente la riqueza de mezcla. En algunos, una compensación automática o un sistema de gestión realiza esa función. Un enriquecedor de arranque tampoco es necesariamente un mando de mezcla para crucero.

La detonación es una combustión anormal de parte de la mezcla, con aumentos bruscos de presión; el preencendido inicia la combustión antes de la chispa prevista por un punto caliente. Son fenómenos distintos que pueden provocar sobretemperatura y daños. Utiliza combustible y ajustes autorizados y respeta límites; no diagnostiques su causa sólo por una cifra de RPM.

Una hélice ajustable en tierra permite cambiar su paso antes del vuelo, por el procedimiento de mantenimiento correspondiente; no se convierte por ello en una hélice controlable en vuelo. En una de velocidad constante, el regulador modifica el paso para mantener las rpm seleccionadas mientras conserve su margen de actuación. Paso geométrico y ángulo de ataque no son lo mismo: este último depende también del flujo resultante.

Combustible y alimentación

Sigue físicamente el recorrido: depósito, respiradero, selector, filtros, bombas, carburador o inyección. Un respiradero obstruido puede impedir la alimentación; una bomba funcionando no garantiza que el depósito seleccionado tenga combustible.

Distingue capacidad total y combustible utilizable. Comprueba cantidad por el método aprobado y reconcilia lo cargado, lo consumido y lo indicado. El agua, un combustible incorrecto o una selección errónea pueden parar un motor mecánicamente sano.

En un carburador, la caída de presión y la evaporación del combustible enfrían la mezcla. Puede formarse hielo sin que la temperatura exterior sea negativa. Los síntomas y el uso de calefacción o sistema anti-hielo dependen de la instalación; no todos los motores disponen de ese mando.

Contaminación y bloqueo por vapor

El agua es más densa que la gasolina y puede acumularse en puntos bajos. Usa los puntos de drenaje y la secuencia de comprobación previstos; una muestra limpia en un punto no demuestra que todo el sistema esté libre de agua. Identifica también combustible autorizado, partículas y aspecto de la muestra. Un color por sí solo no confirma que el combustible sea el correcto.

El bloqueo por vapor puede aparecer cuando el combustible se vaporiza en una zona caliente o de baja presión del circuito y dificulta el suministro líquido. No es hielo de carburador: son mecanismos diferentes. Combustible, temperatura, trazado de tuberías, bombas y procedimiento de la instalación condicionan el riesgo. La prevención y actuación corresponden al manual.

Lubricación, refrigeración y electricidad

El aceite reduce fricción, transporta calor y protege superficies. La presión y la temperatura del aceite aportan información distinta y complementaria. Si la presión baja mientras la temperatura sube, el conjunto puede señalar una anomalía del sistema de lubricación. La causa concreta requiere comprobaciones adicionales. Esa combinación exige atención inmediata conforme al procedimiento publicado para el modelo.

La refrigeración puede usar aire, líquido o ambos. El rodaje prolongado, un ascenso lento o una fuga afectan al equilibrio térmico. El alternador alimenta cargas y recarga la batería; una avería de generación limita la autonomía eléctrica. Según el diseño, el encendido puede ser independiente o depender del sistema eléctrico. No supongas que cortar el máster detiene el motor ni que la batería mantiene cualquier motor en marcha.

Aceite, encendido y autonomía eléctrica

En un sistema de cárter húmedo, la reserva principal de aceite está en el cárter; en uno de cárter seco, en un depósito separado. Ambos necesitan circulación y control de nivel adecuados. El método de lectura del nivel y la preparación previa pueden ser diferentes: no apliques al motor de escuela una técnica tomada de otro. En motores de dos tiempos con aceite mezclado en el combustible, cambiar la proporción sin autorización altera la lubricación.

Una magneto genera energía para el encendido sin depender de la batería. Los encendidos electrónicos pueden alimentarse por bobinas propias o por la red eléctrica de la aeronave. La existencia de dos circuitos proporciona redundancia, pero no demuestra que ambos sean independientes de toda alimentación común. Comprueba circuitos, caída de RPM y funcionamiento por el procedimiento específico. Una hélice puede mover un motor capaz de encender aunque el máster esté desconectado: sigue las medidas de seguridad de la escuela.

La red eléctrica se organiza en fuentes, regulador, barras de distribución, protecciones y consumidores. La batería almacena energía; el alternador o generador la produce cuando funciona en sus condiciones previstas. Un amperímetro puede medir carga/descarga de batería o salida del alternador según su conexión; no atribuyas el mismo significado a cualquier lectura de cero. El voltímetro mide tensión, no directamente autonomía restante.

Fusibles y disyuntores protegen circuitos frente a sobrecorriente. Un disyuntor disparado señala una anomalía: no lo rearmes repetidamente ni desconectes protecciones para mantener un equipo funcionando. Actúa según la lista del modelo. Si falla la generación, aplica el procedimiento y reduce los consumidores previstos, considerando instrumentos, comunicaciones, bombas y encendido que dependan de electricidad.

Para relacionar estas anomalías con decisiones de vuelo, consulta Fallos de sistemas y Inspección prevuelo.

Ejercicio en tierra

Dibuja el sistema de combustible del avión de escuela y señala qué alimenta al motor con cada posición del selector. Después identifica qué instrumentos o avisos perderías por una avería del alternador. Contrasta ambos dibujos con el instructor antes del vuelo.

Variantes de alimentación, refrigeración y electricidad

En alimentación, sigue el camino depósito → selección/llaves → filtros → bomba si existe → carburador o inyección → motor, con retornos, respiraderos y separación de agua según instalación. Un sistema por gravedad depende de altura y conductos; uno bombeado añade dependencia de bomba mecánica o eléctrica. El carburador dosifica mediante diferencias de presión; la inyección dosifica y entrega combustible por su sistema propio. Que no haya carburador no elimina averías de combustible ni dependencias eléctricas.

Gasolina de automoción, AVGAS y mezclas permitidas dependen del fabricante y de componentes: no basta con que «el motor arranque». Comprueba octanaje, composición admitida, limpieza, agua y almacenamiento; una muestra visual limpia no identifica todo contaminante. El drenaje y manipulación se realizan por el procedimiento del avión, evitando ignición y vertidos.

La refrigeración por aire utiliza aletas y conducción de flujo; carenados y deflectores importan tanto como temperatura exterior. La líquida añade circuito, bomba, radiador, fluido y posibles fugas; un radiador de aceite ayuda a controlar otra temperatura. Algunos aparatos regulan el flujo con compuertas; otros no. CHT, aceite y refrigerante miden lugares distintos: una lectura normal no demuestra que todos estén dentro de límites.

En electricidad distingue tensión, intensidad y capacidad. Batería almacena energía y generador/alternador la repone; amperímetro y voltímetro no indican lo mismo. El interruptor general puede separar batería y generación; fusibles/disyuntores protegen circuitos concretos. Reiniciar repetidamente una protección sin resolver la causa puede agravar un fallo. Identifica si bomba, encendido, pantallas y comunicaciones dependen de batería, generador o fuentes independientes. Luces de navegación, estrobos y aterrizaje tienen funciones y consumos diferentes.

Hipótesis matemática de carga constante: quedan 10 Ah utilizables y los equipos esenciales consumen 5 A. La división ideal da 2 h, pero no garantiza autonomía: capacidad real, tensión mínima, temperatura, estado y cargas variables reducen lo utilizable. Si la instalación necesita una bomba eléctrica para funcionar, apagar «todo» puede detener el motor. Dibuja el esquema real y consulta su procedimiento antes de proponer desconexiones.

Hélice, construcción y tren: identificar antes de operar

Una pala es un perfil en rotación: combina velocidad tangencial y avance. Paso geométrico y ángulo de ataque de la pala no son lo mismo. Materiales —madera, metal o compuestos— cambian inspección, protección y reparación; más palas modifican cargas y compromisos, no garantizan más velocidad. La lluvia y partículas pueden erosionar el borde de ataque: revisa protección, daños y límites publicados.

Paso fijo: no se ajusta en vuelo. Ajustable en tierra: cambia por procedimiento en tierra. Paso variable en vuelo: el piloto o sistema modifica el ángulo; paso corto favorece determinados regímenes de despegue/ascenso y paso largo otros de crucero. Velocidad constante: un regulador cambia paso para mantener las RPM seleccionadas dentro de su capacidad. Potencia, presión de admisión, RPM y paso deben coordinarse según límites y secuencia del manual; no enseñamos un orden universal de palancas para motores distintos. En fallo de regulación, las RPM pueden dejar de obedecer la selección.

La construcción reticulada lleva cargas por barras; una monocasco usa la envolvente resistente y una semimonocasco comparte con largueros y cuadernas. Alas, fuselaje y cola pueden combinar materiales y soluciones. Cola convencional, en T, cruciforme o en V tienen acoplamientos y exigencias propias; el aspecto no demuestra que los mandos o recuperación sean equivalentes.

Tren triciclo y convencional cambian estabilidad direccional y técnica de tierra. El tren fijo no elimina inspección; el retráctil añade accionamiento, bloqueos e indicaciones. Flotadores añaden condiciones de operación sobre agua y habilitación pertinente; patines y esquís requieren técnicas y superficies específicas. Verifica estado, presión cuando proceda, amortiguación, frenos y sistemas sin intentar un ciclo de retracción en tierra salvo procedimiento de mantenimiento autorizado.

Actividad: en fotografías o documentación del modelo identifica tipo de estructura, tren y hélice, tres límites de su operación y la referencia del procedimiento. Si no puedes localizar los límites de una hélice instalada, no los sustituyas por los de otra del mismo material.