Grupo auxiliar de potencia

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APU

El grupo auxiliar de potencia (Auxiliary Power Unit), es un conjunto motriz, autónomo , que puede proporcionar hasta tres funciones básicas en el avión donde se instala:

Par de giro para puesta en marcha de los motores del avió, bien en forma de transmisión mecánica directa o en forma de energía neumática para la turbina de aire.

Energía eléctrica.

Aire comprimido para serviciodel avión cuando está en tierra, y opcionalmente en vuelo si es necesario.

Según la fase de operación del avión, estas funciones se dividen típicamente así:

En tierra:

El APU puede proporcionar aire sangrado de su propio compresor para puesta en marcha de los motores y para el sistema de acondicionamiento de aire. Además suministra energía eléctrica al sistema general del avión.

Envuelo:

El APU actúa normalmente como sistema de respaldo para otros sistemas del avión, y puede suministrar estos servicios:

Energía eléctrica.

Neumático para acondicionamiento en el aire.

Antihielo de planos principales.

En despegue:

Como modo adicional presente en algunos aviones, el APU proporciona aire a presión para el acondicionamiento en cabina. Esta función se incluye con elfin de mejorar la prestación de los motores principales durante el despegue, sin detrenimiento del empuje.

El grupo auxiliar de potencia se suele instalar en el cono de cola del avión, aislado del resto de compartimientos por un tabique cortafuegos..

La ubicación del grupo en el cono de cola ofrece ventajas singulares (Fig. 1).

Es cierto que se encuentra lejos de los receptores de energíafinales a loa que sirve, pero a favor de tal posición encontramos.

El espacio amplísimo que encuentra en el cono de cola.

Disminución del nivel de ruido.

Reducción de contaminación por al nivel del suelo por gases de escape del APU.

Disminución del riesgo general del avión en caso de incendio incontrolado en el compartimiento del APU.

Disminución del riesgo general en caso defragmentación de algún disco del rotor o turbina del turboeje del APU.

Desde el punto de vista motriz, el APU es un turboeje.

En su aplicación como grupo auxiliar de potencia, tiene requisitos funcionales y operativos mucho más estrictos que el mismo motor turboeje para aplicaciones turbohélices o helicópteros.

La Fig. 41.3 muestra la sección de un APU donde se aprecian dos compresorescentrífugos y dos turbinas axiales, más la cámara de combustión de flujo invertido.

El turboeje para APU puede ser de turbina fija o de turbina libre.

Para potencias de salida pequeñas y medias, digamos inferiores a 1.600 CV, el motor del APU suele ser tipo turbina fija. Por tanto es un turboeje de un solo árbol. Tal preferencia se explica por costes, peso y buena estabilidad de velocidad de rotaciónque tiene este tipo de motor, aunque el de dos ejes (turbina libre) tampoco tiene problemas en esta última faceta.

El turboeje de turbina fija tiene una respuesta muy rápida de cambio de las revoluciones frente a las variaciones de carga que se imponen sobre la unidad. La estabilidad de velocidad de giro es, en principio, muy apropiada para el suministro de corriente eléctrica alterna defrecuencia lo más constante posible, este tipo de turboeje tiene respuesta rápida a los cambios de carga del sistema eléctrico del avión. Además, como consideración económica, el turboeje de un solo eje es más barato que su compartida de dos ejes independiente.

El turboeje para grupos APU de potencia superior a la indicada anteriormente, que ya es de mayor tamaño, suele ser de dos ejes, esto es detipo de turbina libre.

La ventaja fundamental que aporta ahora este motor es que la puesta en marcha del propio APU es más fácil, pues posee dos turbinas que giran de forma independiente, a distinta velocidad angular. Así, para la puesta en marcha solo es preciso mover el conjunto rotatorio de alta presión. El arrastre aerodinámico (corriente de aire inducida por el compresor) que produce la...
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