¿Cómo falla el motor de un avión de pistón?

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Los motores de avión de pistón, como otros motores alternativos, tienen innumerables modos de falla. Cientos de partes móviles tienden a generar muchas formas de fallar. Se han necesitado décadas de refinamiento para reducir la probabilidad de falla a una pequeña posibilidad. No puedo escribir una lista exhaustiva, pero aquí están algunos de los más comunes.

Con mucho, el más común es la falta de combustible . Y la forma más común de llegar es volar hasta que los tanques estén vacíos. Esta falla más prevenible sigue siendo la principal forma en que los motores dejan de producir energía en vuelo. Sin embargo, hay varias formas de terminar sin combustible en el motor que no impliquen una falla en la planificación adecuada:

• La pérdida de una tapa de combustible por olvido o falla resultará en que el combustible sea arrastrado hacia la corriente deslizante. A menudo, los otros tanques pueden cruzarse para ventear y también terminan vacíos. Las fugas de combustible, como las de un punto de drenaje atascado, también entran en esta categoría.
• La mayoría de los motores necesitan bombas de combustible . Falla de las bombas suceden. En particular, las aeronaves de ala baja deben tener bombas y, por lo general, contar con un motor de respaldo primario y eléctrico. Los motores inyectados también siempre necesitan bombas de combustible y, de nuevo, generalmente tendrán el mismo sistema. Sin embargo, la bomba eléctrica necesita que el piloto la encienda, por lo que una falla de la bomba accionada por el motor generalmente resultará en una falla del motor que puede o no recuperarse a tiempo en función de la reacción del piloto.
• El bloqueo de vapor puede suceder a los motores inyectados. Si el combustible se calienta en las líneas hasta el punto de vaporización, la bomba no puede mover el combustible ahora gaseoso. Nuevamente, la bomba eléctrica está configurada para solucionar esto, empujando el combustible desde un lugar más fresco. Al igual que con la nota anterior, esto requiere intervención piloto.
• Los contaminantes en el combustible pueden causar serios problemas. El más común con diferencia es el agua. El agua es más densa que el combustible, por lo que cualquier agua en los tanques será arrastrada hacia el motor antes del combustible en ese circuito. Como el agua no es combustible, el motor generalmente se detendrá. El agua disuelta en el combustible también puede congelarse, convirtiendo el combustible en una granizada que no fluye correctamente. El combustible de los aviones es otro problema: el mal abastecimiento de combustible dará como resultado un motor que no funcionará.
• Las fallas de ventilación pueden detener el flujo de combustible. Si los tanques de combustible no están adecuadamente ventilados, la falla común aquí es un respiradero helado, las bombas rápidamente no podrán mover el combustible debido al vacío que están creando en el tanque. A veces esto es tan malo que el tanque de combustible realmente se derrumbará bajo la presión.
• Las fallas mecánicas también ocurren. Tuberías de combustible dobladas o rotas, inyectores obstruidos o rotos o chorros de carburador. Fallo del cable de mezcla. Fallo del selector del tanque de combustible.

El siguiente en la lista es la falta de aire:

• La formación de hielo en los carburadores es la forma más común de privar a un motor de aire. El enfriamiento de la carga de aire de admisión por el combustible que se evapora en el carburador puede congelar cualquier agua en el aire. Ese hielo se acumula en el venturi de carbohidratos y eventualmente bloquea el flujo de aire. Esto se resuelve agregando calor de carbohidratos a través de un control en la cabina. Una vez más, el punto de falla aquí es a menudo el control humano, pero incluso con una aplicación adecuada, puede que no haya suficiente calor producido por el motor en ciertas condiciones para superar la formación de hielo en el carburador. (Motor frío, condiciones extremas de hielo o aplicar calor demasiado tarde).
• Los filtros de admisión pueden congelarse . El filtro de aire de admisión puede congelarse en malas condiciones. Normalmente, el calor de carbohidratos o una puerta de derivación en los motores inyectados maneja esta condición, pero estos pueden fallar o un piloto no puede invocarlos.
• Los turbocompresores pueden aprovechar . Si su motor tiene un turbocompresor, este es un punto de falla principal. Los rodamientos en los turbos no duran para siempre, y un rodamiento fallido detendrá la rotación de la unidad. Esto a menudo solo revierte el motor a un motor de aspiración natural en lugar de bloquear el flujo. Sin embargo, requiere realización e intervención del piloto para restablecer el motor a una mezcla que funcione sin el turbo.
• Por supuesto, la falla mecánica es posible, pero poco probable. Corredores de admisión fallidos a la corrosión. El sello de admisión tiene fugas. Cable del acelerador fallido.

La falta de chispa también es un culpable principal. Tenga en cuenta que las principales causas de falla primaria están todas en el triángulo de fuego: combustible, oxígeno, calor.

• Las bujías fallan. La razón más común es la contaminación por plomo. Como avgas todavía tiene plomo, el funcionamiento en frío o rico puede provocar que se deposite plomo metálico en la bujía. Esto puede provocar que no haya chispa o una chispa débil. Aunque hay dos bujías en cada cilindro, si no se prueba si un juego está en mal estado, puede dejarlo en una posición donde solo tiene una bujía.
• Los magnetos fallan. La falla más común es el viaje al magneto. Las piezas de plástico en el acoplamiento de impulso se rompen, dejándolo con un magneto que no gira. Los puntos se desgastan. El tiempo interno puede estar apagado. Cizalla de ejes de transmisión. Los devanados fallan.
• Los cables de las bujías pueden fallar. Viven en un ambiente muy caluroso y pueden romperse. Nuevamente, hay dos para cada cilindro, pero ese no es un seto perfecto.

Por último, la falla mecánica es posible. Tenga en cuenta que dejé esto para el final a pesar de que probablemente era lo que estaba pensando cuando hizo la pregunta. Eso es porque en realidad es muy raro. Los otros tres modos de falla ocurren mucho más a menudo. La mayoría de las fallas mecánicas se reducen a una de tres cosas: sobrecalentamiento, corrosión o falta de lubricación.

• La falla de la bomba de aceite es un camino rápido hacia un motor muerto. Esto generalmente resultará en un pistón incautado, deteniendo el motor.
• Cilindros agrietados suceden. Aunque a veces se debe a la corrosión, generalmente se debe al sobrecalentamiento. A temperatura máxima, los cilindros de aluminio tienen menos de la mitad de su fuerza que cuando están fríos. La mala gestión del motor por parte del piloto o los deflectores de refrigeración fallidos son razones comunes para el sobrecalentamiento. También son posibles aletas de enfriamiento rotas o contaminadas.
• Las válvulas rotas pueden suceder. El sobrecalentamiento es nuevamente el culpable habitual, pero las galeras de aceite tapadas también pueden causar esto. Las válvulas rotas (generalmente las válvulas de escape) pueden causar fallas en el pistón y la biela.
• Los cojinetes girados en el cigüeñal son causados ​​por fallas de lubricación o contaminantes en el aceite. A menudo, algo más comienza a fallar, lo que resulta en metal en el aceite, que luego destruye los cojinetes lisos del cigüeñal.
• Las bandejas de aceite o las líneas de aceite defectuosas son causadas por la corrosión. Pueden ser los sellos, puede ser el metal mismo. De cualquier manera, el aceite se va rápidamente y el motor fallará rápidamente.
• Las hélices rotas también destruirán rápidamente un motor a través de vibraciones extremas. A menudo, son los soportes del motor los que fallan aquí y el motor saldrá del avión.

Esta no es una lista exhaustiva. Hay innumerables formas de fallar. Una ingeniería cuidadosa ha dado como resultado motores que casi nunca fallan de esta manera, aunque sean posibles. Casi todas las fallas de los motores terminan teniendo un factor humano primario para ellos porque los motores de los aviones están diseñados con cajas de seguridad y respaldos. ¿El piloto manejó las acciones de recuperación correctas? Las copias de seguridad a menudo necesitan que el piloto las active. ¿Se realizaron las inspecciones adecuadas en el momento adecuado? La corrosión y el desgaste no ocurren instantáneamente, y existen inspecciones programadas y mantenimiento para evitar estos problemas. Vuela bien y el riesgo es extremadamente bajo. Vuela mal y estás tirando los dados cada vez.