Aire La fuente de aire para presurizar un avión varía principalmente con el tipo de motor. Los aviones recíprocos tienen fuentes de presurización diferentes a las de los aviones con motor de turbina. Tenga en cuenta que la compresión del aire aumenta su temperatura. 

La mayoría de los sistemas de presurización llevan incorporado un medio para mantener el aire de presurización suficientemente frío. Puede ser en forma de un intercambiador de calor, utilizando el aire ambiente frío para modificar la temperatura del aire de la fuente de presurización. 

También puede utilizarse un sistema de aire acondicionado de ciclo completo con turbina de expansión. 

Este último proporciona la ventaja de controlar la temperatura en tierra y a bajas altitudes, donde la temperatura del aire ambiente puede ser más alta de lo que resulta cómodo para los pasajeros y la tripulación.

Aviones con motores recíprocos 

Hay tres fuentes típicas de aire utilizadas para presurizar los aviones recíprocos: Supercargadores, turbocompresores y compresores de motor. 

Los Supercargadores y los turbocompresores se instalan en los motores recíprocos para permitir un mejor rendimiento a gran altura al aumentar la cantidad y la presión del aire en el sistema de inducción. Parte del aire producido por cada uno de ellos puede ser conducido a la cabina para presurizarla.

Un supercargador es accionado mecánicamente por el motor. A pesar de que el rendimiento del motor aumenta debido a la mayor presión del sistema de inducción, parte de la potencia del motor es utilizada por el sobrealimentador. 

Además, los Supercargadores tienen una capacidad limitada para aumentar el rendimiento del motor. Si suministran aire tanto a la admisión como a la cabina, el techo de rendimiento del motor es menor que si el avión no estuviera presurizado. 

Los Supercargadores deben estar situados aguas arriba del suministro de combustible para ser utilizados para la presurización. Se encuentran en las aeronaves más antiguas con motores recíprocos, incluidas las que tienen motores radiales.

Los turbocompresores, a veces conocidos como turbosupercargadores, son accionados por los gases de escape del motor. Son la fuente más común de presurización en los aviones modernos con motores recíprocos. 

El eje del impulsor del turbocompresor se extiende a través de la caja de cojinetes para soportar un impulsor de compresión en una caja separada. 

Al utilizar parte del aire comprimido del turbocompresor para la presurización de la cabina, se dispone de menos cantidad para la carga de admisión, lo que da lugar a un menor rendimiento general del motor. 

No obstante, los gases de escape, que de otro modo se desperdiciarían, se ponen a trabajar en el compresor del turbocompresor, lo que permite volar a gran altura con las ventajas de una baja resistencia y evitar las inclemencias del tiempo con relativa comodidad y sin el uso de oxígeno suplementario.

Tanto los Supercargadores como los turbocompresores están lubricados con aceite. El supercargador forma parte del sistema de admisión de combustible y el turbocompresor forma parte del sistema de escape. 

Como tal, existe el riesgo de que el aire de la cabina se contamine con aceite, combustible o gases de escape en caso de que se produzca un mal funcionamiento, una deficiencia de estas fuentes de presurización.

Una tercera fuente de aire para presurizar la cabina en los aviones recíprocos es un compresor accionado por el motor. Ya sea accionado por correa o por engranaje mediante la transmisión de accesorios, un compresor independiente y dedicado a la presurización evita algunos de los posibles problemas de contaminación de los Supercargadores y los turbocompresores. 

Sin embargo, el dispositivo compresor añade un peso significativo. También consume potencia del motor, ya que es accionado por éste.

El soplador de raíces se utiliza en los aviones más antiguos con motores recíprocos de gran tamaño. Los dos lóbulos de este compresor no se tocan entre sí ni con la carcasa del compresor. Al girar, el aire entra en el espacio entre los lóbulos y se comprime y entrega a la cabina para su presurización. 

Los compresores centrífugos independientes accionados por el motor también pueden encontrarse en aviones con motores recíprocos. Se utiliza un sistema de transmisión por engranajes de relación variable para mantener una tasa constante de flujo de aire durante los cambios de rpm del motor.

Cerca de la altitud máxima de funcionamiento, el rendimiento de cualquier motor recíproco y del compresor de presurización se resiente. Esto se debe a la reducida presión del aire en altitud que suministra la admisión de cada uno. 

El resultado es la dificultad para mantener un volumen de aire suficiente en la admisión del motor para producir potencia, así como para permitir que llegue suficiente aire al fuselaje para la presurización. 

Estos son los factores limitantes para determinar el techo de diseño de la mayoría de los aviones recíprocos, que normalmente no supera los 25.000 pies. Los aviones con motor de turbina superan estas deficiencias, lo que les permite volar a altitudes mucho mayores.

Aviones con motor de turbina 

El principio principal de funcionamiento de un motor de turbina consiste en la compresión de grandes cantidades de aire que se mezclan con el combustible y se queman. El aire de purga de la sección del compresor del motor está relativamente libre de contaminantes. 

Como tal, es una gran fuente de aire para la presurización de la cabina. Sin embargo, el volumen de aire para la producción de energía del motor es reducido. La cantidad de aire purgado para la presurización en comparación con la cantidad total de aire comprimido para la combustión es relativamente pequeña, pero debe minimizarse. 

Los aviones modernos con motores turbofán de cabina grande contienen ventiladores de recirculación para reutilizar hasta el 50% del aire de la cabina, manteniendo un alto rendimiento del motor.

Hay diferentes maneras de aprovechar el aire caliente de purga a alta presión. Los aviones de turbina más pequeños, o las secciones de un avión grande, pueden utilizar un multiplicador de flujo de bomba de chorro. 

Con este dispositivo, el aire de purga se extrae de la sección del compresor del motor de turbina. Se expulsa a una bomba de chorro venturi montada en un conducto de aire que tiene un extremo abierto al aire ambiente y el otro extremo dirigido al compartimento a presurizar. 

Debido a la baja presión establecida en el venturi por el flujo de aire de purga, el aire es aspirado desde el exterior de la aeronave. Se mezcla con el aire de purga y se lleva al recipiente de presión para presurizarlo. 

Una ventaja de este tipo de presurización es la ausencia de piezas móviles. Una desventaja es que sólo se puede presurizar un volumen relativamente pequeño de espacio de esta manera.

Otro método para presurizar una aeronave utilizando el aire de purga del compresor del motor de la turbina es hacer que el aire de purga impulse un compresor separado que tenga una entrada de aire ambiente. Una turbina girada por el aire de purga hace girar el impulsor del compresor montado en el mismo eje. 

El aire exterior es aspirado y comprimido. Se mezcla con el aire de purga que sale de la turbina y se envía al recipiente de presión. Los aviones turbohélice suelen utilizar este dispositivo, conocido como turbocompresor.

El método más común para presurizar los aviones con turbina es un sistema de aire acondicionado y presurización por ciclo de aire. Se utiliza aire de purga y, mediante un elaborado sistema que incluye intercambiadores de calor, un compresor y una turbina de expansión, se controla con precisión la presurización de la cabina y la temperatura del aire de presurización.