ES2638644T3 - Dispositivo de encendido de un motor de una aeronave - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de encendido de un motor de aeronave que comprende al menos dos bujías, incluyendo el dispositivo una alimentación, una primera vía (3) para alimentar una primera bujía y una segunda vía (4) para alimentar una segunda bujía, estando dichas vías (3, 4) unidas a la alimentación por medios de distribución (5) de la alimentación, caracterizado por que dichos medios de distribución (5) incluyen un primer circuito (6), configurado para alimentar alternativamente dicha primera vía (3) o dicha segunda vía (4), y un segundo circuito (7) para alimentar simultáneamente dichas vías primera (3) y segunda (4), estando el dispositivo configurado para utilizar, en un arranque, bien el primer circuito (6), o bien el segundo circuito (7).
Description
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DESCRIPCION
Dispositivo de encendido de un motor de una aeronave
La presente invencion se refiere a un dispositivo de encendido de motor, especialmente destinado a la alimentacion de las bujfas. El dispositivo se encamina, en particular, a los generadores de alta energfa para turbina de gas de aeronave.
En un arranque de motores, las bujfas se alimentan con electricidad a partir de una fuente de energfa electrica para producir una chispa que inflama una mezcla de aire y de combustible dentro del motor. La chispa se obtiene a partir de un condensador que produce una descarga electrica de tension elevada entre los electrodos. Generalmente, todas las bujfas se alimentan mediante la misma fuente de energfa, siendo capaz la fuente de energfa de proporcionar energfa suficiente para encender varias bujfas simultaneamente. Para una alimentacion independiente de cada bujfa, estas estan unidas a la fuente de energfa mediante una via de alimentacion independiente de aquella de las demas.
El dispositivo de encendido puede estar, ademas, controlado por un sistema de gobierno, que le envfa ordenes de encendido de una o de varias bujfas mediante una senal circulante por un enlace electrico. En aeronautica, los generadores de alta energfa estan controlados, por ejemplo, por sistemas de gobierno electronicos de tipo FADEC (por “Full Authority Digital Engine Control” en ingles). Un FadEc es un computador de varios canales, que recibe un numero limitado de informaciones de sensores, de controladores, de dispositivos de vuelo y del piloto. Analiza estos datos y envfa de vuelta ordenes de mando a los dispositivos de vuelo, acordes con procedimientos grabados en el FADEC.
Con objeto de ahorrar y evitar el desgaste de las bujfas, es ventajoso utilizar una sola bujfa en el arranque, alternando su utilizacion a cada arranque.
La patente US 7509812 describe, por ejemplo, un dispositivo que comprende un generador y un sistema de gobierno, capaz de administrar el encendido de dos bujfas de un mismo motor. En especial, esta describe un procedimiento que permite encender un motor con una primera bujfa, y luego utilizar una segunda bujfa para acelerar el motor hasta una velocidad de rotacion suficiente para mantener encendido el motor de manera autonoma. Un caso particular del procedimiento, relacionado con una avena, permite utilizar la segunda bujfa para encender el motor en caso de que la primera no funcionara.
En la patente US 6195247, la invencion se refiere a un circuito de encendido de dos bujfas con un sistema de gobierno que tiene dos canales conectados al circuito de encendido mediante dos enlaces duplicados. Asf, cada canal es capaz de administrar el encendido de las dos bujfas para asegurar el arranque contra el riesgo de fallo del otro canal.
Sin embargo, estos dispositivos utilizan el sistema de gobierno para administrar directamente la alternancia de la alimentacion de las bujfas. Necesitan, en especial, utilizar un canal del sistema de gobierno para cada una de las vfas de alimentacion de las bujfas, cosa que incide negativamente en el sistema de gobierno, el cual se ve llevado a administrar otros dispositivos de vuelo.
El objeto de la invencion es subsanar este inconveniente y proponer un dispositivo de encendido que permite utilizar tan solo un canal del sistema de gobierno.
Para ello, el dispositivo de encendido de un motor de aeronave que comprende al menos dos bujfas incluye una alimentacion, una primera via para alimentar una primera bujfa y una segunda via para alimentar una segunda bujfa, estando dichas vfas unidas a la alimentacion por medios de distribucion de la alimentacion.
El dispositivo es notable por que dichos medios de distribucion incluyen un primer circuito configurado para alimentar alternativamente dicha primera via o dicha segunda via, y un segundo circuito para alimentar simultaneamente dichas vfas primera y segunda, estando el dispositivo configurado para utilizar, en un arranque, bien el primer circuito, o bien el segundo circuito.
De este modo, el dispositivo posee medios de distribucion propios que le permiten arrancar el motor con una sola bujfa, merced al primer circuito, o bien con las dos bujfas simultaneamente, merced al segundo circuito. El sistema de gobierno no administra directamente cada via de encendido de las bujfas.
Segun diferentes formas de realizacion de la invencion, que se podran tomar conjuntamente o por separado:
- los medios de distribucion comprenden un primer rele monoestable configurado para conectar, bien el primer circuito, o bien el segundo circuito a la alimentacion,
- el primer rele monoestable es un rele temporizado,
- los medios de distribucion comprenden un segundo rele biestable de dos bobinas configurado para conectar el primer circuito alternativamente a la primera via o a la segunda via,
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- los medios de distribucion comprenden un tercer rele biestable configurado para alternar la conexion de las dos bobinas del segundo rele biestable a la alimentacion,
- un sistema de gobierno apto para ordenar el arranque del motor por el primer circuito con un enlace electrico unico conectado a dichos medios de distribucion mediante una entrada LP,
- la entrada LP esta configurada para accionar el primer rele monoestable y el tercer rele biestable simultaneamente,
- el sistema de gobierno es de tipo FADEC,
- el gobierno del sistema de gobierno se efectua mediante una senal de baja tension,
- las bujfas son bujfas de semiconductor,
- el dispositivo de encendido es un generador de alta energfa,
- los medios de distribucion y las vfas primeras y segundas estan integrados en una envolvente de alta
energfa.
La invencion aun se refiere a una aeronave que incluye tal dispositivo de encendido de un motor.
Mediante las figuras del adjunto dibujo, se entendera perfectamente la manera en que se puede realizar la invencion. En estas figuras, referencias identicas indican elementos semejantes.
La figura 1 ilustra esquematicamente un dispositivo de encendido segun una forma particular de realizacion de la invencion.
La figura 2 es un esquema sinoptico de un procedimiento segun una forma particular de realizacion de la invencion.
En la figura 1, el dispositivo de encendido 1 representado es un generador de alta energfa de un motor de aeronave. El generador comprende una alimentacion (no representada en la figura 1), por ejemplo, una batena que proporciona una tension de 28 V a una fase 2 de la alimentacion, asf como una primera via 3 para alimentar una primera bujfa y una segunda via 4 para alimentar una segunda bujfa (las bujfas no estan representadas en la figura 1). Las bujfas pueden ser bujfas convencionales con aire entre los electrodos, o bien bujfas de semiconductor. Las bujfas convencionales precisan de una tension de descarga del orden de 20 kV, mientras que las bujfas de semiconductor precisan de una tension del orden de 3 kV.
Las vfas primera y segunda 3, 4 estan unidas a la alimentacion por unos medios de distribucion 5 de la alimentacion que incluyen un primer 6 y un segundo 7 circuito. Los medios de distribucion 5, asf como las vfas primeras 3 y segundas 4, estan integrados preferentemente en una envolvente de alta energfa del generador de alta energfa.
Con objeto de utilizar, en el arranque, tan solo una bujfa, el primer circuito 6 esta configurado para alimentar la primera via 3 o la segunda via 4. Adicionalmente, dichas vfas primera y segunda 3, 4 se alimentan alternativamente para que las bujfas sean utilizadas de igual manera a lo largo del tiempo. En cambio, el segundo circuito 7 esta configurado para alimentar simultaneamente las dos bujfas mediante las vfas primera y segunda 3, 4.
El dispositivo 1 esta configurado para utilizar, en un arranque, bien el primer circuito 6, o bien el segundo circuito 7. De este modo, en un arranque normal, el primer circuito 6 se alimenta para no utilizar mas que una sola bujfa. Existen otras situaciones, por ejemplo con muy bajas temperaturas, durante las cuales se necesitan las dos bujfas para asegurar el arranque del motor. En este caso, el dispositivo 1 utiliza el segundo circuito 7 para alimentar las dos bujfas simultaneamente y, asf, obtener el arranque del motor con mas facilidad.
Para este fin, los medios de distribucion 5 comprenden reles electricos 8, 9, 10 establecidos sobre los circuitos primero 6 y segundo 7, de modo que dirigen la corriente proporcionada por la alimentacion hacia el circuito escogido. Los reles electricos 8, 9, 10 son componentes que permiten la conmutacion de enlaces electricos. Existen, por ejemplo, reles electromecanicos, que comprenden una bobina que, cuando es accionada, desplaza un elemento mecanico, como es un contacto o un interruptor, entre dos posiciones.
Un primer rele monoestable 8 conecta la alimentacion, bien al primer circuito 6, o bien al segundo circuito 7. Un rele monoestable 8 desplaza el contacto entre una primera posicion, cuando la bobina no esta alimentada, y una segunda posicion, en caso de alimentacion de la misma. El contacto en la segunda posicion unicamente se produce si la bobina esta alimentada. Tan pronto como deja de estar alimentada, el contacto regresa a la primera posicion. El primer rele 8 se halla dispuesto para ser accionado en el principio de los dos circuitos de alimentacion 6, 7.
De este modo, cuando es accionado el primer rele 8, la alimentacion de las bujfas se produce en una sola bujfa, en un modo alternativo. Y cuando deja de ser accionado el primer rele 8, se produce simultaneamente la alimentacion de las dos bujfas.
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Ventajosamente, el primer rele monoestable 8 es un rele temporizado, para dejar al primer circuito 6 el tiempo de conectarse a la v^a 3, 4 de la bujfa que haya de alimentarse y, asf, evitar el riesgo de alimentar por error la otra bujfa.
Los medios de distribucion 5 comprenden un segundo rele biestable 9 de dos bobinas configurado para conectar el primer circuito 6 alternativamente a la primera via 3 o a la segunda via 4. Un rele biestable comprende los mismos elementos que un rele monoestable, excepto que conserva la posicion cuando la bobina deja de estar alimentada. Para un rele biestable de dos bobinas, una primera bobina pone el contacto en la primera posicion cuando esta alimentada, y la segunda bobina pone el contacto en la segunda posicion cuando esta alimentada. Para poner el contacto en la posicion deseada, es necesario alimentar la bobina correspondiente.
En la figura 1, el segundo rele biestable 9 de dos bobinas tiene tres conexiones 11, 12, 13, una primera conexion 11 esta unida, por una parte, a la fase 2 de la alimentacion y, por otra, a las dos bobinas. Las otras dos conexiones 12, 13 unen a masa cada una de ellas una de las bobinas.
Los medios de distribucion comprenden un tercer rele biestable 10 que alterna la conexion de las dos bobinas del segundo rele biestable 9 a la fase 2 de la alimentacion. Para ello, el tercer rele biestable 10 tiene una primera posicion que une a masa la primera bobina del segundo rele biestable 9 y una segunda posicion que une a masa la segunda bobina del segundo rele biestable. Para las dos posiciones, solo esta alimentada una bobina, no estando conectada la otra bobina a la fase 2 de la alimentacion. En el caso de una alimentacion de una sola bujfa, el tercer rele biestable 10 sirve para efectuar automaticamente el cambio de contacto del segundo rele biestable 9 y, consecuentemente, actua sobre el cambio de la via 3, 4 que haya de alimentarse.
El dispositivo de encendido 1 comprende tambien un sistema de gobierno (no representado en la figura 1), de tipo FADEC, que esta configurado para gobernar el arranque del motor en un modo alternado mediante el primer circuito 6. El sistema de gobierno esta conectado a dichos medios de distribucion 5 por un enlace electrico unico, por intermedio de una entrada de tipo LP 14 (por “Low Power” en ingles), destinada a transportar una senal de baja tension. De este modo, solo se utiliza un canal del sistema de gobierno para unir el sistema de gobierno al generador de alta energfa.
La entrada LP 14 permite accionar el primer rele monoestable 8 y el tercer rele biestable 10 de manera sensiblemente simultanea. Cuando la entrada LP 14 recibe una senal, son accionados el primer 8 y el tercer 10 reles. El primer rele monoestable 8 conecta el primer circuito 6 a la fase 2 de la alimentacion para un arranque con una unica bujfa, y el tercer rele biestable 10 cambia la bobina del segundo rele biestable 9, que esta conectada a la alimentacion, por intermedio de las conexiones 11, 12, 13. De este modo, este cambio de alimentacion de bobina da origen a la modificacion del contacto del segundo rele biestable 9 y, consecuentemente, alterna la via de alimentacion 3, 4 de las bujfas.
Tan pronto como se transmite una senal a la entrada LP 14, se selecciona el primer circuito 6, y se alterna automaticamente la bujfa que sirve para el arranque. En cambio, si no es enviada ninguna senal a la entrada LP 14, es el segundo circuito 7, que alimenta simultaneamente las dos bobinas, el que sirve para el encendido de las bujfas.
Los circuitos 6, 7 incluyen, ademas, diodos 15, 16 que impiden que la corriente que circula por uno de los circuitos 6, 7 pase al otro circuito en sentido inverso. Los circuitos primero y segundo 6, 7 estan unidos en correspondencia con las dos vfas de alimentacion 3, 4 de las bujfas.
El procedimiento 19, representado en la figura 2 y relacionado con la utilizacion del dispositivo de encendido 1 para un motor que comprende dos bujfas, comprende las siguientes etapas:
a) gobernar el arranque del motor 20,
b) comprobar que se solicita un modo de pilotaje alternado 21,
c) si se verifica la condicion b), seleccionar una primera bujfa 22, seleccionar la bujfa que no se utilizo en el
anterior arranque alternado,
d) hacer oscilar la conexion de la alimentacion a la via de la bujfa escogida en la etapa c) 23, 24,
e) si no se verifica la condicion b), hacer oscilar la conexion de la alimentacion a las vfas de las dos bujfas 25,
f) alimentar la o las bujfas conectadas a la alimentacion 26.
Asf, este procedimiento 19 permite pasar automaticamente de un modo de arranque alternado de las bujfas de un motor a un modo de arranque simultaneo de las bujfas, e inversamente. Basta, ademas, con tener una sola informacion acerca del gobierno de uno de los modos, en el presente caso el modo simultaneo, para definir el modo de arranque del motor.
Claims (12)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1. Dispositivo de encendido de un motor de aeronave que comprende al menos dos bupas, incluyendo el dispositivo una alimentacion, una primera via (3) para alimentar una primera bupa y una segunda via (4) para alimentar una segunda bupa, estando dichas v^as (3, 4) unidas a la alimentacion por medios de distribucion (5) de la alimentacion, caracterizado por que dichos medios de distribucion (5) incluyen un primer circuito (6), configurado para alimentar alternativamente dicha primera via (3) o dicha segunda via (4), y un segundo circuito (7) para alimentar simultaneamente dichas vfas primera (3) y segunda (4), estando el dispositivo configurado para utilizar, en un arranque, bien el primer circuito (6), o bien el segundo circuito (7).
- 2. Dispositivo de encendido de un motor de aeronave segun la reivindicacion 1, en el que los medios de distribucion (5) comprenden un primer rele monoestable (8) configurado para conectar, bien el primer circuito (6), o bien el segundo circuito (7) a la alimentacion.
- 3. Dispositivo de encendido de un motor de aeronave segun la reivindicacion 2, en el que el primer rele monoestable (8) es un rele temporizado.
- 4. Dispositivo de encendido de un motor de aeronave segun una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que los medios de distribucion (5) comprenden un segundo rele biestable (9) de dos bobinas configurado para conectar el primer circuito (6) alternativamente a la primera via (3) o a la segunda via (4).
- 5. Dispositivo de encendido de un motor de aeronave segun la reivindicacion 4, en el que los medios de distribucion (5) comprenden un tercer rele biestable (10) configurado para alternar la conexion de las dos bobinas del segundo rele biestable (9) a la alimentacion.
- 6. Dispositivo de encendido de un motor de aeronave segun la reivindicacion 5, que comprende un sistema de gobierno apto para ordenar el arranque del motor por el primer circuito (6) con un enlace electrico unico conectado a dichos medios de distribucion (5) mediante una entrada (14) destinada a transportar una senal de baja tension.
- 7. Dispositivo de encendido de un motor de aeronave segun la reivindicacion 6, en el que la entrada (14) esta configurada para accionar el primer rele monoestable (8) y el tercer rele biestable (10) simultaneamente.
- 8. Dispositivo de encendido de un motor de aeronave segun la reivindicacion 7, en el que el sistema de gobierno es un computador de varios canales.
- 9. Dispositivo de encendido de un motor de aeronave segun una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que las bupas son bupas de semiconductor.
- 10. Dispositivo de encendido de un motor de aeronave segun una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que el dispositivo de encendido es un generador de alta energfa.
- 11. Dispositivo de encendido de un motor de aeronave segun la reivindicacion 10, en el que los medios de distribucion (5) y las vfas primeras y segundas (3, 4) estan integrados en una envolvente de alta energfa.
- 12. Aeronave que comprende un dispositivo de encendido (1) de un motor de aeronave segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
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