Para entender mejor los sistemas de combustible de las aeronaves y su funcionamiento, se incluye la siguiente discusión de varios componentes de los sistemas de combustible de las aeronaves.

Tanques de combustible 

Existen tres tipos básicos de tanques de combustible para aeronaves: tanques rígidos extraíbles, tanques de vejiga y tanques de combustible integrales. El tipo de aeronave, su diseño y uso previsto, así como la edad de la aeronave, determinan qué tanque de combustible se instala en una aeronave. 

La mayoría de los depósitos están construidos con materiales no corrosivos. Por lo general, están hechos para ser ventilados a través de una tapa de ventilación o una línea de ventilación. Los tanques de combustible de las aeronaves tienen un área baja llamada sumidero que está diseñada como un lugar para que los contaminantes y el agua se asienten. 

El sumidero está equipado con una válvula de drenaje que se utiliza para eliminar las impurezas durante la inspección previa al vuelo. La mayoría de los depósitos de combustible de las aeronaves contienen algún tipo de deflector para evitar que el combustible se desplace rápidamente durante las maniobras de vuelo. 

También es común el uso de un imbornal construido alrededor de la abertura de llenado de combustible para drenar cualquier combustible derramado.

Depósitos de combustible rígidos y extraíbles 

Muchos aviones, especialmente los más antiguos, utilizan una opción obvia para la construcción del depósito de combustible. Un tanque rígido está hecho de varios materiales, y está atado a la estructura del fuselaje. 

Los depósitos suelen estar remachados o soldados y pueden incluir deflectores, así como las demás características del depósito de combustible descritas anteriormente. Suelen estar hechos de una aleación de aluminio 3003 o 5052 o de acero inoxidable y están remachados y soldados para evitar fugas. 

Muchos de los primeros depósitos estaban fabricados con una fina chapa de acero recubierta de una aleación de plomo y estaño denominada terneplate. Los depósitos de terneplate tienen las costuras dobladas y soldadas.

Depósitos de combustible de vejiga 

En lugar de un depósito rígido, se puede utilizar un depósito de combustible fabricado con un material flexible reforzado llamado depósito de vejiga. Un tanque de vejiga contiene la mayoría de las características y componentes de un tanque rígido, pero no requiere una abertura tan grande en la piel del avión para instalarlo. 

El depósito, o la pila de combustible, como se denomina a veces, puede enrollarse e introducirse en una bahía o cavidad estructural especialmente preparada a través de una pequeña abertura, como la de inspección. Una vez dentro, puede desplegarse hasta su tamaño completo. Los depósitos de la vejiga deben fijarse a la estructura con clips u otros dispositivos de sujeción. 

Deben quedar lisos y sin arrugas en la bahía. Es especialmente importante que no existan arrugas en la superficie del fondo para que los contaminantes del combustible no se asienten en el sumidero del tanque.

Depósitos de combustible integrales 

En muchas aeronaves, especialmente las de categoría de transporte y de alto rendimiento, parte de la estructura de las alas o del fuselaje se sella con un sellador de dos partes resistente al combustible para formar un depósito de combustible. 

La piel sellada y los miembros estructurales proporcionan el mayor volumen de espacio disponible con el menor peso. Este tipo de depósito se denomina depósito de combustible integral, ya que forma un depósito como una unidad dentro de la estructura del fuselaje.

Líneas de combustible y accesorios 

Los conductos de combustible de las aeronaves pueden ser rígidos o flexibles, dependiendo de la ubicación y la aplicación. Los conductos rígidos suelen ser de aleación de aluminio y se conectan con racores Army/Navy (AN) o Military Standard (MS). 

Sin embargo, en el compartimento del motor, en los huecos de las ruedas y en otras áreas, sujetas a daños por desechos, abrasión y calor, se suelen utilizar líneas de acero inoxidable.

La manguera de combustible flexible tiene un interior de caucho sintético con una envoltura de fibra de refuerzo cubierta por un exterior sintético. La manguera está aprobada para el combustible y no debe sustituirse por ninguna otra. 

Algunas mangueras de combustible flexibles tienen un exterior de acero inoxidable trenzado. Los diámetros de todas las mangueras y líneas de combustible están determinados por los requisitos de flujo de combustible del sistema de combustible de la aeronave. 

Las mangueras flexibles se utilizan en zonas donde existen vibraciones entre los componentes, como entre el motor y la estructura de la aeronave.

A veces, los fabricantes envuelven los conductos de combustible flexibles o rígidos para protegerlos aún más de la abrasión y, especialmente, del fuego. Una cubierta de manguito ignífugo se mantiene sobre la línea con abrazaderas de acero en los accesorios de los extremos.

Como se ha mencionado, los accesorios de las líneas de combustible de los aviones suelen ser accesorios AN o MS. Se utilizan accesorios abocardados y sin abocardar. Pueden producirse problemas de fugas en los racores. Se advierte a los técnicos que no deben apretar demasiado un racor con fugas.

Si el par de apriete adecuado no detiene la fuga, despresurice la línea, desconecte el racor e inspeccione visualmente la causa. El accesorio o la línea deben ser reemplazados si es necesario. 

Reemplace todas las líneas de combustible de la aeronave y los accesorios con piezas de repuesto aprobadas por el fabricante. Si una línea se fabrica en el taller, se deben utilizar componentes aprobados.

Existen varios procedimientos de instalación para las mangueras y líneas rígidas de combustible. Las mangueras deben instalarse sin torcerse. La escritura impresa en la parte exterior de la manguera se utiliza como línea de tendido para controlar la torsión de la manguera de combustible. 

Debe mantenerse la separación entre todas las mangueras de combustible y el cableado eléctrico. Nunca sujete los cables a una línea de combustible. Cuando la separación no sea posible, siempre se debe colocar la línea de combustible por debajo de cualquier cableado. Si se produce una fuga de combustible, ésta no gotea sobre los cables.

Las líneas de combustible metálicas y todos los componentes del sistema de combustible de la aeronave deben estar conectados eléctricamente y a tierra con la estructura de la aeronave. 

Esto es importante porque el combustible que fluye a través del sistema de combustible genera electricidad estática que debe tener un lugar para fluir a tierra en lugar de acumularse. Se utilizan abrazaderas especiales para asegurar las líneas de combustible rígidas en su lugar.

Todas las líneas de combustible deben estar apoyadas para que no haya tensión en los accesorios. Sujete las líneas de manera que los accesorios estén alineados. Nunca junte dos racores roscándolos. Deben enroscarse fácilmente, y sólo debe utilizarse una llave para apretarlos. 

Además, no se debe hacer una longitud recta de la línea de combustible rígida entre dos componentes o accesorios montados rígidamente en el fuselaje. Se necesita una pequeña curvatura para absorber cualquier tensión de la vibración o de la expansión y contracción debido a los cambios de temperatura.

Válvulas de combustible - Fuel Valves 

Hay muchos usos de las válvulas de combustible en los sistemas de combustible de las aeronaves. Se utilizan para cortar el flujo de combustible o para dirigir el combustible a un lugar deseado. 

Aparte de las válvulas de drenaje del cárter, los sistemas de combustible de las aeronaves ligeras pueden incluir sólo una válvula, la válvula selectora. Incorpora las funciones de cierre y selección en una sola válvula. 

Los sistemas de combustible de las grandes aeronaves tienen numerosas válvulas. La mayoría simplemente se abren y se cierran y se conocen con diferentes nombres relacionados con su ubicación y función en el sistema de combustible (por ejemplo, válvula de cierre, válvula de transferencia, válvula de alimentación cruzada). 

Las válvulas de combustible pueden ser accionadas manualmente, por solenoide o por motor eléctrico.

Una característica de todas las válvulas de combustible de las aeronaves es un medio para identificar positivamente la posición de la válvula en todo momento. Las válvulas de accionamiento manual lo consiguen mediante el uso de retenes en los que se sitúa un pasador cargado por resorte o un saliente similar cuando la válvula se coloca en cada posición. 

En combinación con las etiquetas y la manija direccional, esto facilita la identificación por el tacto y la vista de que la válvula está en la posición deseada. Las válvulas accionadas por motor y solenoide utilizan luces anunciadoras de posición para indicar la posición de la válvula además de la posición del interruptor. 

Las páginas de combustible del sistema de gestión de vuelo - Flight management system (FMS) también muestran la posición de las válvulas de combustible gráficamente en diagramas que aparecen en los monitores de pantalla plana. 

Tenga en cuenta que muchas válvulas tienen una manilla de posición exterior, o palanca, que indica la posición de la válvula. Cuando el personal de mantenimiento observa directamente la válvula, ésta puede ser posicionada manualmente por el técnico utilizando esta misma palanca.

Válvulas de cono - Cone Valves 

Una válvula de cono, también llamada válvula de tapón, consiste en una carcasa de válvula mecanizada en la que se coloca un cono giratorio de latón o nailon. El cono es girado manualmente por el piloto con una manivela adjunta. 

Los pasajes están mecanizados a través del cono para que, al girarlo, el combustible pueda fluir desde la fuente seleccionada hacia el motor. Esto ocurre cuando el pasaje se alinea con el puerto de entrada de combustible deseado mecanizado en la carcasa. 

El cono también puede ser girado a una posición en la que el pasaje(s) no se alinea con ningún puerto de entrada de combustible. Esta es la posición de apagado de combustible de la válvula.

Válvulas de obturador - Poppet Valves 

Las válvulas selectoras también suelen ser del tipo de asiento. Al girar la manivela en esta válvula, una leva en el eje acoplado levanta el obturador del asiento del puerto deseado que se está seleccionando. 

Al mismo tiempo, los obturadores asistidos por resortes cierran los puertos no seleccionados. Los retenes bloquean la válvula en su posición cuando la leva empuja un obturador completamente fuera de su asiento. 

También hay un retén positivo cuando la leva no engrana ninguno de los obturadores, que es la posición OFF de la válvula. Tenga en cuenta que un mecanismo similar se utiliza en algunas válvulas selectoras, pero se utilizan bolas en lugar de vástagos.

Bombas de combustible - Fuel Pumps 

Aparte de las aeronaves con sistemas de combustible alimentados por gravedad, todas las aeronaves tienen al menos una bomba de combustible para suministrar combustible limpio bajo presión al dispositivo de medición de combustible para cada motor. 

Las bombas accionadas por el motor son el principal dispositivo de suministro. También se utilizan bombas auxiliares en muchos aviones. A veces conocidas como bombas de refuerzo o bombas de aumento de presión, las bombas auxiliares se utilizan para suministrar combustible bajo presión positiva a la bomba accionada por el motor y durante el arranque cuando la bomba accionada por el motor aún no está en condiciones de suministrar suficiente combustible. 

También se utilizan para respaldar la bomba accionada por el motor durante el despegue y a gran altura para evitar el bloqueo de vapor. En muchos aviones grandes, las bombas de refuerzo se utilizan para mover el combustible de un tanque a otro.

Hay muchos tipos diferentes de bombas de combustible auxiliares en uso. La mayoría son eléctricas, pero algunas bombas manuales se encuentran en aviones más antiguos. A continuación se analizan los distintos tipos de bombas que se encuentran en la flota de aviación.

Bombas centrífugas de refuerzo - Centrifugal Boost Pumps 

El tipo más común de bomba auxiliar de combustible utilizada en las aeronaves, especialmente en las grandes y de alto rendimiento, es la bomba centrífuga. Está accionada por un motor eléctrico y, en la mayoría de los casos, está sumergida en el depósito de combustible o situada justo fuera del fondo del depósito, con la entrada de la bomba extendiéndose hacia el interior del mismo. 

Si la bomba está montada fuera del depósito, se suele instalar una válvula de extracción de la bomba para poder retirarla sin vaciar el depósito de combustible.

Bombas eyectoras - Ejector Pumps 

Los depósitos de combustible con bombas de combustible dentro del depósito, como las bombas centrífugas, están construidos para mantener un suministro de combustible a la entrada de la bomba en todo momento. Esto asegura que la bomba no cavite y que la bomba sea refrigerada por el combustible.

La sección del depósito de combustible dedicada a la instalación de la bomba puede estar dividida con deflectores que contienen válvulas de retención, también conocidas como válvulas de clapeta. Éstas permiten que el combustible fluya hacia el interior de la bomba durante las maniobras, pero no permiten que fluya hacia el exterior.

Algunas aeronaves utilizan bombas eyectoras para garantizar que el combustible líquido esté siempre en la entrada de la bomba. Una línea de diámetro relativamente pequeño hace circular el flujo de salida de la bomba de vuelta a la sección del depósito donde se encuentra la bomba. 

El combustible se dirige a través de un venturi que forma parte del eyector. A medida que el combustible se precipita a través del venturi, se forma una baja presión. Una entrada, o línea que se origina fuera del área de la bomba del tanque, permite que el combustible sea atraído hacia el conjunto del eyector donde es bombeado hacia la sección del tanque de la bomba de combustible. 

Junto con las válvulas de retención del deflector, las bombas eyectoras mantienen una cabeza positiva de combustible en la entrada de la bomba.

Bombas eléctricas pulsantes - Pulsating Electric Pumps 

Los aviones de aviación general suelen utilizar bombas de combustible auxiliares más pequeñas y menos costosas. La bomba eléctrica pulsante, o bomba de combustible de émbolo, es común. 

Normalmente se utiliza de la misma manera que una bomba de combustible centrífuga en aviones más grandes, excepto que se encuentra aguas abajo de las salidas del tanque de combustible. La bomba de combustible eléctrica pulsante está conectada en paralelo con la bomba accionada por el motor. 

Durante el arranque, proporciona combustible antes de que la bomba de combustible accionada por el motor alcance su velocidad, y puede utilizarse durante el despegue como reserva. También se puede utilizar en altitudes elevadas para evitar el bloqueo de vapor.

La bomba eléctrica pulsante utiliza un émbolo para aspirar y expulsar el combustible de la bomba. Es alimentada por un solenoide que alterna entre ser energizado y desenergizado, lo que mueve el émbolo hacia adelante y hacia atrás en un movimiento pulsante. 

Todo el combustible que se encuentra en la cámara C es forzado a pasar por la pequeña válvula de retención situada en el centro del émbolo y a la cámara D. 

Cuando se coloca entre el solenoide, el émbolo está lo suficientemente alejado del imán como para dejar de atraerlo, y el pivote permite que los contactos se abran. Esto interrumpe la corriente hacia el solenoide.

El muelle calibrado que se muestra bajo el émbolo es entonces lo suficientemente fuerte como para empujar el émbolo hacia arriba de entre las bobinas del solenoide. A medida que el émbolo sube, empuja el combustible de la cámara D hacia el puerto de salida de la bomba. 

Además, a medida que el émbolo sube, atrae el combustible hacia la cámara C y a través de la válvula de retención hacia la cámara C. A medida que el émbolo sube, el imán es atraído hacia él y el movimiento ascendente cierra los puntos. 

Esto permite el flujo de corriente a las bobinas del solenoide, y el proceso comienza de nuevo con el émbolo tirado hacia abajo entre las bobinas, el imán se libera y los puntos se abren.

La bomba eléctrica de combustible de acción simple responde a la presión del combustible en su salida. Cuando se necesita combustible, la bomba realiza un ciclo rápido con poca presión en la salida de la bomba. 

A medida que aumenta la presión del combustible, la bomba se ralentiza porque el muelle calibrado encuentra esta resistencia al intentar forzar el pistón hacia arriba. 

Un muelle en el centro del émbolo amortigua su movimiento. Un diafragma entre la cámara D de combustible y un espacio de aire en la parte superior de la bomba amortigua los impulsos de combustible de salida.

Bombas de combustible tipo Vane - Vane-Type Fuel Pumps 

Las bombas de combustible de paletas son los tipos más comunes de bombas de combustible que se encuentran en las aeronaves con motores recíprocos. Se utilizan como bombas de combustible primarias accionadas por el motor y como bombas auxiliares o de refuerzo. 

En cualquier caso, la bomba de paletas es una bomba de desplazamiento constante que mueve un volumen constante de combustible con cada revolución de la bomba. Cuando se utiliza como bomba auxiliar, un motor eléctrico hace girar el eje de la bomba. 

En las aplicaciones con motor, la bomba de paletas suele ser accionada por la caja de engranajes accesoria.

Como en todas las bombas de paletas, un rotor excéntrico es accionado dentro de un cilindro. Las ranuras del rotor permiten que las paletas se deslicen hacia dentro y hacia fuera y se mantengan contra la pared del cilindro mediante un pasador espaciador flotante central. 

A medida que los álabes giran con el rotor excéntrico, el espacio de volumen creado por la pared del cilindro, el rotor y los álabes aumenta y luego disminuye. En el lugar donde los álabes crean un espacio de volumen creciente se encuentra un orificio de entrada y el combustible se introduce en la bomba. 

Más adelante en la rotación, el espacio creado se hace más pequeño. Un puerto de salida situado allí hace que el combustible sea forzado a salir del cilindro.

Filtros de combustible - Fuel Filters 

En los aviones se utilizan dos tipos principales de dispositivos de limpieza de combustible. Los filtros de combustible suelen estar construidos con una malla metálica relativamente gruesa. Están diseñados para atrapar grandes trozos de residuos e impedir su paso por el sistema de combustible. 

Los filtros de combustible no impiden el flujo de agua. Los filtros de combustible suelen ser de malla fina. En varias aplicaciones, pueden atrapar sedimentos finos que pueden tener sólo miles de pulgadas de diámetro y también ayudan a atrapar el agua. El técnico debe ser consciente de que los términos "colador" y "filtro" se utilizan a veces indistintamente. 

Los filtros micrónicos se utilizan habitualmente en los aviones con turbina. Se trata de un tipo de filtro que captura partículas extremadamente finas en el rango de 10-25 micras. Una micra es 1/1.000 de un milímetro.

Todos los sistemas de combustible de las aeronaves tienen filtros y coladores para garantizar que el combustible suministrado a los motores esté libre de contaminantes. El primero de ellos se encuentra en la salida del depósito de combustible. Se utiliza un sumidero para favorecer la recogida de residuos en la parte más baja del depósito, que puede drenarse antes del vuelo. 

La salida real del tanque para el combustible se sitúa por encima de este sumidero. Se utiliza algún tipo de pantalla para atrapar los contaminantes que intentan fluir fuera del tanque hacia el sistema de combustible. 

Las pantallas de dedos son comunes en los aviones ligeros. Aumentan efectivamente el área de la salida del tanque de combustible, permitiendo que una gran cantidad de desechos sean atrapados mientras se permite el flujo de combustible.

Las rejillas de salida del depósito de combustible en aviones con sistemas de combustible más complejos tienen un diseño similar. La gran superficie de la rejilla permite capturar los residuos y, al mismo tiempo, permitir un flujo de combustible suficiente para el funcionamiento. Se requiere una inspección y limpieza periódica de estos filtros.

Se requiere un filtro principal adicional para el sistema de combustible de la aeronave entre la salida del tanque de combustible y el dispositivo de medición de combustible (en un carburador o sistema de inyección de combustible). 

Normalmente está situado entre el depósito de combustible y la bomba de combustible accionada por el motor en el punto más bajo del sistema de combustible y está equipado con un drenaje para la toma de muestras y el drenaje antes del combate. En las aeronaves ligeras, el filtro principal puede tener la forma de un gascolador. Un gascolator es un colador de combustible, o filtro, que también incorpora un recipiente de recogida de sedimentos. 

El recipiente es tradicionalmente de vidrio para permitir un rápido control visual de los contaminantes; sin embargo, muchos gascoladores también tienen recipientes opacos. Un gascolador tiene un desagüe, o la cubeta puede extraerse para inspeccionar y desechar los residuos y el agua atrapados.

El colador principal de combustible suele estar montado en un punto bajo del cortafuegos del motor. El drenaje es accesible a través de un panel de fácil acceso, o simplemente se extiende a través del capó inferior del motor. 

Como en la mayoría de los filtros o coladores, el combustible puede entrar en la unidad, pero debe subir a través del elemento filtrante para salir. El agua, que es más pesada que el combustible, queda atrapada y se acumula en el fondo de la cubeta. 

Otros residuos demasiado grandes para pasar a través del elemento también se depositan en la cubeta del filtro.

Las aeronaves ligeras de mayor rendimiento pueden tener un filtro/colador principal. En los aviones bimotores, hay un filtro principal para cada motor. Al igual que en las aeronaves de un solo motor, el filtro suele estar montado en la parte baja del cortafuegos del motor en cada góndola.

Otros filtros de combustible más grandes tienen una construcción de doble pantalla. Una pantalla estructural cilíndrica está envuelta con un material de malla fina a través del cual debe pasar el combustible de entrada. Dentro del cilindro hay una pantalla adicional en forma de cono. 

El combustible debe pasar a través del cono para llegar a la salida del filtro. La malla utilizada en este conjunto de filtros impide que el agua y las partículas salgan de la cubeta del filtro. Los contaminantes se acumulan en el fondo para ser drenados a través de una válvula de drenaje.

Las unidades de control de combustible de los motores de turbina son dispositivos de tolerancia extremadamente estrecha. Es imperativo que el combustible que se les suministra esté limpio y libre de contaminantes. 

El uso de filtros micrónicos lo hace posible. El pequeño tamaño de la malla aumenta la posibilidad de que el filtro se bloquee con residuos o agua. Por lo tanto, se incluye una válvula de alivio en el conjunto del filtro que desvía el combustible a través de la unidad en caso de que la presión se acumule por la obstrucción.

Los filtros de combustible se utilizan a menudo entre la bomba de combustible accionada por el motor y el dispositivo de medición de combustible en las aeronaves con motores recíprocos y de turbina. 

Aunque técnicamente forman parte del sistema de combustible del motor, aquí se analiza un tipo común utilizado en los motores de turbina. También se trata de un filtro micrónico. Utiliza discos u obleas de malla fina apilados en un núcleo central. 

Estos filtros son capaces de soportar la presión más alta que se encuentra en el sistema de combustible del motor aguas abajo de la bomba accionada por el motor.

La indicación de una obstrucción del filtro también puede aparecer en la cabina mediante el uso de un interruptor activado por derivación o un interruptor de presión diferencial. La válvula de derivación activa físicamente un interruptor que cierra el circuito al anunciador del primer tipo. 

El indicador del tipo de presión diferencial compara la presión de entrada del filtro de combustible con la presión de salida. El circuito se completa cuando se produce una diferencia preestablecida. Así, un indicador se ilumina si una obstrucción hace que se abra el bypass o que las presiones de entrada y salida varíen significativamente. 

También se puede controlar la temperatura del combustible para detectar la posibilidad de un bloqueo causado por agua congelada.