regulacion - mecanismo de helice paso …...-ambas partes utilizan el aceite a presión proveniente...
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REGULACION - MECANISMO DE HELICE PASO VARIABLE
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
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
REGULACION de Sistemas
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
Mantener los valores de ciertas magnitudes de estos, dentro de límites preestablecidos.
Desviaciones Sistema a
controlar Instrumento
ó
sensor
Organo de
comando.
Organo de
control
Perturbaciones
Señales Acción de
corrección
Corrección.
(orden)
Regulación Controlar
REGULADOR
REGULADOR MECANICO
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
1
2 1
2
Carga Máquina
Regulador Centrífugo
-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
Tipos:
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
Watt Porter Hartnell
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
O
A m m
k
l
S
a
R
.
Estudio Dinámico del REGULADOR centrífugo
Sistema de 2 GDL: (ϴ (t) ; (t) )
22
2
1
2
1
IIT
222 senlmII a
22 lmI
j
j
d
jjj
Q
q
E
q
U
q
T
q
T
dt
d
Ec.s de Movimiento
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
A
R
Vc
VA
r
A
C
22/1cos12 KlgmU
Fuerzas activas Q: momento respecto del eje de rotación Q = -·( - 0)
2
2
1AVcE
cos1cos12cos1cos1 lRrR
senlsenRVA
2
R = r = , y que R + r = l
22 cos12
1cos12 lklgmU
22
2
2
1senlcEd
Estudio Dinámico del REGULADOR centrífugo
QIsenlmIdt
d
0
2 cos22
02cos2 222
2
senlcsenlgmsenlmI
j
j
d
jjj
Q
q
E
q
U
q
T
q
T
dt
d
(t) ---------- posición del buje ϴ (t)-------------
)(t
t
Estable
Y (amplitud)
Entrada
Salida
t
Indiferente
Y (amplitud)
Salida
t
Inestable
Y (amplitud)
Entrada
Salida
Estabilidad
Si la solución correspondiente a la respuesta del sistema es: Y = A·ezt, z toma en general la forma compleja: z = + j·w, los casos que se pueden presentar son:
A·e ·t
Sistema estable
A
t
z complejos conjugados con la parte real negativa:
z complejos conjugados con parte real positiva:
j·w
A·e ·t
Sistema inestable
A
t
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 ( = = constante, = o =constante).
Ec Diferenciales --------------- Estudio de estabilidad
Seguir las perturbaciones sin entrar en Resonancia
0
= 0 + Perturbaciones
- Sist de ecuaciones en Ψ y ω - Propuesta de soluciones - Ecuación característica (Polinomio de grado 3) - Criterio de estabilidad
22200
22
0
0
0
0
2cos2cos2
22
senm
ksenIsen
senmc
Condición de
Estabilidad
t
Estable
Y (amplitud)
Entrada
Salida
t
Indiferente
Y (amplitud)
Salida
t
Inestable
Y (amplitud)
Entrada
Salida
t
Estable
Y (amplitud)
Entrada
Salida
t
Indiferente
Y (amplitud)
Salida
t
Inestable
Y (amplitud)
Entrada
Salida
0
REGULADOR DE HÉLICE DE PASO VARIABLE
HÉLICE: Empuje: Diámetro de la hélice PASO (ángulo de paso) Velocidad de giro Clasificación: Hélice de Paso Fijo Hélice de PASO VARIABLE
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
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
Hélice de PASO FIJO:
-El paso NO es modificable por el piloto -Paso único para todos los regímenes de vuelo Eficiencia limitada -Paso impuesto por el mejor criterio del diseñador -Compromiso entre pendiente de ascenso y crucero 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
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
PASO VARIABLE EN TIERRA
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)
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
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
HELICE PASO VARIABLE EN VUELO B- Controlado automáticamente por un 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
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
REGULADOR
Conversión eficiente de la potencia del motor en empuje para diferentes fases de vuelo
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
ACCIÓN DEL REGULADOR (V .Hélice= cte.)
Throttle (acelerador)
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
COMPOSICIÓN DEL SISTEMA MECANICO DE REGULACION DE HELICE DE PASO VARIABLE O VELOCIDAD CTE
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.
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
OPERACIÓN DEL SISTEMA MECANICO DE REGULACION DE HELICE DE PASO VARIABLE O VELOCIDAD CTE
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
OPERACIÓN DEL SISTEMA MECANICO DE REGULACION DE HELICE DE PASO VARIABLE O VELOCIDAD CTE
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
Operación (Secuencia) – Los cuadros indican situaciones
Overspeed
Underspeed
On speed
On speed
On Speed
On Speed
CSU UNDERSPEED condition
CSU OVERSPEED condition
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
Operación Vista e Instalación de la CSU (Governor)
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
Operación Vista e Instalación de la CSU (Governor)
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
Aeronaves con Hélice de paso variable
Beechcraft Kig Air 350 (PT6A)
Turbo Commander
ATR-72
Airbus A 400M
Mecanismos y Sistemas de Aeronaves
Diferentes implementaciones Mecanismo paso variable
HELICE PASO VARIABLE (Hamilton Standard)
HELICE PASO VARIABLE (Hamilton Standard)
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