Abstracto

Fundamentación del diseño de colectores de combustible de aeronaves y evaluación de técnicas de fabricación aditiva mediante análisis de elementos finitos

Prasanna ND, Balasubramanya HS, Jyothilakshmi R*, J Sharana Basavaraja y Sachin Karki

Un sistema de combustible de aeronave permite a la tripulación bombear, administrar y entregar combustible de aviación o jet al sistema de propulsión y la unidad de potencia auxiliar (APU) de una aeronave. Los sistemas de combustible difieren en gran medida debido al diferente rendimiento de la aeronave en la que están instalados. El sistema de combustible está diseñado para proporcionar un flujo ininterrumpido de combustible limpio desde los tanques de combustible hasta el motor. El combustible debe estar disponible para el motor en todas las condiciones de potencia del motor, altitud, actitud y durante todas las maniobras de vuelo aprobadas. Se aplican dos clasificaciones comunes a los sistemas de combustible en aviones pequeños: sistemas de alimentación por gravedad y sistemas de bomba de combustible, y el estudio actual se centra en el último. La bomba de combustible auxiliar proporciona combustible bajo presión a la unidad de control de combustible/aire para el arranque del motor y/o uso de emergencia. Después del arranque, la bomba de combustible impulsada por el motor proporciona combustible bajo presión desde el tanque de combustible a la unidad de control de combustible/aire. Esta unidad de control mide el combustible en función de la configuración de control de la mezcla y lo envía a la válvula del colector de combustible a una velocidad controlada por el acelerador. Después de llegar a la válvula del colector de combustible, el combustible se distribuye a las boquillas de descarga de combustible individuales. Las boquillas de descarga, que se encuentran en la cabeza de cada cilindro, inyectan la mezcla de combustible y aire directamente en el puerto de admisión de cada cilindro. El sistema de combustible de una aeronave tiene un efecto más profundo en el rendimiento de la aeronave que cualquier otro sistema de fuselaje. Cualquier falla en el colector de combustible provocará un daño catastrófico a la aeronave y es muy importante considerar todos los puntos críticos de la misión de vuelo para la subestación de diseño. El trabajo del proyecto actual se centra en la justificación del diseño del sistema de colector de combustible del motor de una aeronave comercial de dos motores para que funcione satisfactoriamente en todas las condiciones, como aceleración y desaceleración, temperatura, presión y actitudes de vuelo. Este trabajo también se centra en la metodología de fabricación alternativa "Técnica de fabricación aditiva" para la optimización del diseño mediante el análisis de elementos finitos. La metodología propuesta se verificará para cumplir con los requisitos de la FAA. Por lo tanto, en la presente investigación se han realizado intentos en las siguientes secciones principales: justificación del diseño del colector de combustible para los requisitos de temperatura y presión, análisis de vibraciones, análisis de fatiga de alto y bajo ciclo, optimización del diseño mediante la técnica de fabricación aditiva. Se ha realizado un estudio comparativo entre la fabricación convencional y la fabricación aditiva. Los resultados del análisis se han correlacionado en función de los resultados calculados a mano, que indican una desviación inferior al cinco por ciento para cumplir las directrices de la FAA. El aumento del número de vehículos ha provocado muchos problemas, como la congestión del tráfico, el aumento del consumo de combustibles y el aumento de los costes de los viajes. Teniendo en cuenta todos estos problemas, hemos estudiado diferentes artículos. Este artículo presenta una aplicación de bicicletas compartidas que ayudará a las personas a viajar en una bicicleta y a compartir sus gastos, además de reducir la contaminación.