LA HIDRAULICA EN LA AVIACION

La Hidráulica es la ciencia que forma parte de la físicia y comprende la transmisión y regulación de fuerzas y movimientos por medio de fluidos, en general es la transformación de energía mecánica o eléctrica, en hidráulica para obtener un beneficio en términos de energía mecánica al final del proceso. 
El sistema Hidráulico juega un papel muy importante, de manera fundamental su funcionamiento en la Aviación es de gran vitalidad, más concreta mente en aeronaves de gran tamaño, muchas de ellas comerciales.
El Sistema Hidráulico al igual que otros sistemas en la aeronave, es muy importante, ya que el funcionamiento de este Sistema nos permite en la aviación mover algunas estructuras o superficies de control como flaps, slats, etc. A partir de un funcionamiento útil, aprovechando el flujo de aire.

QUE ES EL SISTEMA HIDRAULICO?

El Sistema Hidraulico es aquel que con base a un conjunto de dispositivos o componentes, mediante la utilización de un fluido (líquido o gas) a presión, permite generar un movimiento el cual puede ser aprovechado en forma de Energía Mecánica para el funcionamiento de subsistemas como: tren de aterrizaje, flaps, superficies de control de vuelo y los frenos, que dependen en gran medida de este sistema.
En la aviación se utiliza dicho sistema para el manejo de estructuras de aeronaves de grandes dimensiones, por lo cual se necesita de la generación de grandes fuerzas, las cuales sean capases de generar movimiento en estas estructuras, por ende se necesita implementar mecanismos hidráulicos capaces de accionar dichas piezas.
Utiliza componentes encargados de transmitir potencia a una determinada distancia, en base a un fluido poco compresible a baja presión.
Los sistemas hidráulicos hacen posible la transmisión de la presión y la energía en la mejor relación PESO/POTENCIA (peso por caballo de fuerza), que es una medida muy efectiva, porque permite conocer la eficacia del funcionamiento de este sistema.

SISTEMA HIDRAULICO EN LA AERONAVE

Existen diferentes aplicaciones del uso de éste sistema en la aeronave, dependiendo de la complejidad de ésta. Por ejemplo, la hidráulica se utiliza a menudo en aviones pequeños para operar los frenos de las ruedas, tren de aterrizaje retráctil, y algunas hélices de velocidad constante. En aviones grandes, la hidráulica se utiliza para superficies de control, en los flaps, spoilers, y otros sistemas.Para el mejor comprendimiento del Sistema Hidraulico en el funcionamiento de los subsitemas explicaremos los del MD-80.
La familia de aviones DC-9 tiene dos sistemas hidráulicos independientes y completamente separada como muestra la Fig. 4.' 
Los sistemas se conocen como derecho o izquierdo; cada uno recibe su alimentación primaria desde una bomba de desplazamiento variable de 8 gpm (galones por minuto) montado en el respectivo motor derecho o izquierdo. El sistema derecho también está equipado con una bomba auxiliar eléctrica con motor de 8 gpm. Cada sistema contiene una bomba de mano para el funcionamiento en tierra.

Figura 4.' Sistemas principales del DM-80

Cada sistema acciona subsistemas especificos de la aeronave:

1. Sistema Hidraulico Izquierdo

• Empuje en reversa (izquierdo)
• Spoiles interiores
• Timón de profundidad

2. Sistema Hidraulico Derecho

• Empuje en reversa (derecha)
• Tren de aterrizaje
• Escaleras del avión
• Spoiles exteriores
• Timón de dirección

3. Ambos Sistemas Hidraulicos

• Flaps
• Sistema de frenos antiderrpante (anti-skid brakes)
• Tren de nariz
• Spoiles de tierra
• Slats

IV.II) Sistema hidráulico

Todo fluido de retorno se filtra medida que entra en el depósito. El líquido de las bombas eléctricas y del motor se filtra en las líneas de drenaje de la caja y la presión. Todo fluido entrar en el sistema se filtra, si se utiliza una conexión de servicio de tierra o las bombas de mano.Cada filtro incorpora un indicador del botón visual, diferencial de presión emergente para indicar cuando un elemento debe ser reemplazado.

Figure 4.'. El PTU proporciona una interconexión mecánica reversible entre los dos sistemas hidráulicos.

IV.I) Las características de los subsistemas

• El Timón de Profundidad

Está equipado con dos válvulas de control hidráulico y dos actuadores para proporcionar un impulso de energía.
Para evitar el funcionamiento involuntario de energía, ambas válvulas de control están conectados en serie y ambos deben accionarse para conseguir el movimiento. Cuando ambas válvulas están abiertas, el fluido a presión fluye a los actuadores y el timón es impulsado hacia abajo. Cuando el timón ha alcanzado esta posición, las válvulas se cierran y el sistema se "suspende".
Los actuadores de timón están equilibrados y conectados hidráulicamente. El fluido pasa de un lado del pistón al otro para evitar bloqueo de fluido cuando las válvulas están cerradas.

• Spoilers

Consisten en dos segmentos con bisagras en la parte superior de cada ala. Un solo conjunto hidráulico de válvula y cilindro controla cada segmento.

Cada uno de los sistemas hidráulicos funciona a 1500 psi, la presión del fluido entregado a estos dos sistemas se reduce automáticamente a este valor durante el vuelo limpio. Esta característica fue elegido para evitar cualquier cambio en la respuesta del spoiler. La reducción depresión también se traduce en una instalación más fiable porque es la fuerza diseñada para alta presión pero opera a baja presión.

La presión de 1500 psi en la válvula de reducción de cada sistema también actúa como una válvula de alivio, para limitar las cargas del cilindro a un nivel seguro.
Las válvulas de cierre en el suministro de presión se operan solamente en el tierra y sirven para tres propósitos. 

1. En la primera posición (normal), dirigen fluido a presión al sistema de alerón.
2. En la segunda posición, la línea de presión del spolier está bloqueado. Esta posición puede ser utilizado para la resolución de problemas, mantenimiento, o para despachar la aeronave, incluso si el sistema no funciona.
3. En la tercera posición se bloquea el fluido a presión al spoiler y al sistema general de bypass para regresar. Esta posiciónpuedeutilizarse para volcarla presión del sistemaypara llenar el depósito.

• Flaps

Consiste en dos segmentos grandes con bisagras a cada larguero posterior del ala; cada segmento es accionado por dos cilindros hidráulicos, uno accionado por cada sistema. Para simplificar el suministro y mantenimiento, los cilindros son idénticos. El fluido a presión desde ambos sistemas desemboca en una válvula de control del tándem.
Una válvula reductora de dos velocidades en cada sistema de flaps limita la velocidad de la retracción por las condiciones atmosfericas y el aire o condiciones inadvertidas. Los segmentos del flap en cada ala están conectados al ala opuesta por un sistema de cable mecánico de alta resistencia para evitar la operación asimétrica.

• Empuje en reversa

Cada uno de los dos inversores de empuje (reversa) es accionado por dos cilindros hidráulicos conectados en paralelo, con cada potencia de recepción de su propio sistema hidráulico. Durante el vuelo, con los inversores desplegados, cada inversor del subsitema se aísla automáticamente del sistema principal de avión por una válvula de cierre.Tres fuentes de energía están disponibles para operar cada inversor. Durante un aterrizaje, la bomba accionada por el motor es la fuente normal de energía; la bomba accionada por motor eléctrico es de emergencia. En el caso de un fallo general del sistema hidráulico, la marcha atrás se puede realizar utilizando la energía almacenada en el acumulador de inversor.

• Frenos

La energía para el freno de la rueda principal es suministrada por los dos sistemas hidráulicos. Cada freno tiene dos conjuntos separados de pistones de potencia y caminos de paso; cada uno puede operar por separado. El frenado adecuado es proporcionado por cada uno de los dos sistemas hidráulicos para detener el avión en el caso de un fallo del sistema hidráulico a traves de los acumuladores de frenado.

Figure 4.'. El fluido a presión almacenado en los acumuladores de freno respalda a los sistemas hidráulicos.

• Tren de nariz

Se compone de dos cilindros montados en la parte superior de la rueda del morro sobre el amortiguador. Cada cilindro recibe fluido a presión procedente de un sistema hidráulico independiente y está controlada por su propia válvula de dirección. Cada cilindro puede dirigir la aeronave en el caso de un fallo del sistema hidráulico.

• Timón de direccion

El sistema incorpora una válvula de cierre y de derivación controlada manualmente, controlado por la acción piloto. Esta válvula también se apagará automáticamente si la presión del sistema cae por debajo de un nivel predeterminado, revirtiendo así el control del timón manualmente, esto con el fin de asegurar la operación ininterrumpida del timón.

• Escaleras

La escalera es accionado hidráulicamente por un simple cilindro y una válvula de control manual que recibe energía del Sitema Hidraulico Derecho. La escalera puede ser desenganchada manualmente y ser extendida por la gravedad en el caso de la energía hidráulica no está disponible. Su válvula de control está cargada por resorte a la posición neutral para proporcionar aislamiento del sistema cuando la escalera no está en uso.

En esta imagen, podemos observar algunos mecanismos accionados por el sistema hidráulico en la aeronave DC9