01). Explique los fundamentos de la generación y distribución de energía eléctrica en la aeronáutica.
Todos los sistemas eléctricos aeroespaciales contienen componentes que pueden generar energía. Dependiendo de la aeronave, se utilizan generadores o alternadores para generar energía. Estos suelen ser alimentados por un motor, aunque también pueden ser generados por una APU, un motor hidráulico o una Turbina de Aire de Ram (RAT).
02). Describa las diferencias entre los sistemas eléctricos automotrices y aeroespaciales.
Categoría |
Automotriz |
Aeroespacial |
Generación de electricidad |
Los sistemas automotrices emplean un solo alternador. |
Los sistemas aeroespaciales utilizan muchos generadores. |
Consumo de energía |
Los sistemas automotrices requieren menos potencia. |
Los sistemas aeroespaciales requieren más potencia. |
Fiabilidad y redundancia |
Los sistemas automotrices proporcionan menor redundancia y confiabilidad. |
Los sistemas aeroespaciales proporcionan mayor redundancia y confiabilidad. |
Consideraciones ambientales |
Los sistemas automotrices no pueden tolerar condiciones climáticas más duras. |
Los sistemas aeroespaciales pueden tolerar condiciones climáticas más duras. |
Costo |
Los sistemas automotrices son menos costosos. |
Los sistemas aeroespaciales son más costosos. |
03). ¿Qué función cumple la compatibilidad electromagnética (EMC) en el diseño de electrónica aeroespacial y automotriz?
La capacidad del equipo electrónico para funcionar en su entorno previsto sin generar ni verse afectado por interferencias electromagnéticas (EMI) se conoce como compatibilidad electromagnética (EMC). Para garantizar la seguridad y confiabilidad de los sistemas, la EMC es esencial en el diseño de electrónica para aeronáutica y automoción.
La siguiente lista de factores ilustra la importancia de la EMC en el diseño de electrónica automotriz y aeroespacial:
Para evitar que los sistemas esenciales, como los sistemas de control de vuelo y gestión del motor, se vean negativamente afectados por EMI.
para evitar que los sistemas emitan EMI que pueda interferir con el equipo electrónico cercano.
Es esencial que los sistemas puedan funcionar bien en condiciones difíciles, como cuando hay otras fuentes de EMI presentes o cuando hace mucho calor o frío.
Las pruebas de EMC son un proceso importante en el diseño de electrónica tanto para aeronáutica como para automóviles. Las pruebas de EMC se utilizan tanto para confirmar que los sistemas cumplen con los requisitos de EMC necesarios como para detectar posibles problemas que necesiten ser resueltos.
04). Describa la función de los sensores en los sistemas automotrices y aeroespaciales.
Los sensores miden valores físicos en los sistemas automotrices y aeroespaciales. Los sensores miden las revoluciones del motor, la velocidad del vehículo, el nivel de combustible, la temperatura del aire y la presión de los neumáticos en los sistemas automotrices. Los sensores evalúan la altitud, la velocidad aérea, la actitud y la temperatura del motor en los sistemas aeroespaciales.
Las unidades de control electrónico (ECU) controlan los sistemas del vehículo o la aeronave utilizando datos de los sensores. La ECU controla la inyección de combustible e ignición utilizando los datos del sensor de RPM del motor. La ECU controla la transmisión y el frenado con los datos del sensor de velocidad del vehículo.
Los sistemas automotrices y aeroespaciales necesitan sensores para la seguridad y eficiencia. Los sensores miden cantidades físicas e informan a las ECU para mantener los sistemas dentro de los límites de diseño.
Sensor de RPM del motor: Mide la velocidad del cigüeñal. Esta información controla la inyección de combustible e ignición para la ECU.
Sensor de velocidad del vehículo: Mide la velocidad del vehículo. Esta información controla los sistemas de transmisión y frenado de la ECU.
Sensor de nivel de combustible: Mide el combustible en el tanque. Estos datos se utilizan por la ECU para calcular el consumo de combustible y advertir al conductor de un bajo nivel de combustible.
Sensor de temperatura del aire: Mide la temperatura del aire del motor. Esta información controla la mezcla de combustible y el tiempo de encendido por la ECU.
Sensor de presión de los neumáticos: Mide la presión de los neumáticos. Esta información alerta al conductor de baja presión de los neumáticos por la ECU.
05). ¿Cuáles son las diferencias en la distribución de energía entre los sistemas eléctricos automotrices y aeroespaciales?
Características |
Automotriz |
Aeroespacial |
Alambres |
Se utiliza un calibre de alambre más grande en los sistemas automotrices. |
Se utiliza un calibre de alambre más pequeño en los sistemas aeroespaciales, generalmente se usan fibras ópticas. |
Frecuencia |
Los sistemas automotrices utilizan comúnmente 12V (o) 24V DC. |
Los sistemas aeroespaciales utilizan 400Hz AC. |
Redundancia |
Tienen menos redundancia. |
Tienen más redundancia. |
Protección |
Los sistemas automotrices utilizan fusibles y disyuntores para prevenir sobrecargas. |
Se utilizan medidas de seguridad más avanzadas, como relés de estado sólido, en los sistemas aeroespaciales. |
Peso y tamaño |
Utilizan componentes más ligeros y compactos. |
Los sistemas aeroespaciales son más pesados y grandes en tamaño. |
06). Discuta las dificultades y factores que deben tenerse en cuenta al diseñar sistemas eléctricos para aplicaciones aeroespaciales de alta altitud.
Dificultades y factores al desarrollar sistemas eléctricos aeroespaciales de alta altitud:
Baja presión atmosférica: La presión atmosférica en altitudes elevadas es considerablemente menor que a nivel del mar. Esto puede dañar el aislamiento de los componentes eléctricos, haciéndolos menos resistentes a arcos eléctricos y otros fallos.
Alta humedad: En altitudes elevadas, la humedad es mayor que a nivel del mar. El aislamiento eléctrico y la corrosión de los metales también pueden verse afectados.
Radiación: A altitudes elevadas, las aeronaves están expuestas a radiación cósmica y solar. La radiación puede dañar los componentes electrónicos y eléctricos.
Vibración: El vuelo genera mucha vibración. Esta vibración puede aflojar las conexiones eléctricas y causar otros problemas.
Restricciones de tamaño y peso: Debido a las restricciones de peso y dimensiones, los sistemas eléctricos aeroespaciales deben ser ligeros y pequeños.
Redundancia: Los sistemas eléctricos de aeronaves deben ser extremadamente redundantes para continuar operando después de un fallo. Se necesitan múltiples generadores, baterías y barras de distribución de energía.