El mercado de la aviación comercial se ha vuelto muy competitivo. Las compañías aéreas buscan reducir costes y nuevas fuentes de ingresos. Las compañías aéreas suelen centrar el ahorro en un elemento clave: el consumo de combustible.
Gracias a los múltiples estudios realizados, las compañías aéreas han podido reducir su consumo de combustible durante el vuelo optimizando los trayectos de cercanía y su velocidad con aviones de última generación equipados con motores económicos.
Si ya no se puede ahorrar más combustible durante el vuelo y con un escaso margen de mejora, sí se puede no obstante reducir significativamente el consumo de combustible de los aviones en tierra, en el aeropuerto, prestando atención al uso de las APU.
Las soluciones Guinault para garantizar realmente la APU OFF, permiten ahorrar entre 150.000 y 600.000 € por año y avión en carburante, reducir el impacto de carbono, reducir las molestias sonoras y reforzar la seguridad en el aeropuerto.
L’APU OFF : un potencial de ahorro en un mercado extremadamente competitivo
Hay oportunidades de ahorros sustanciales mientras el avión se encuentra en tierra, en el aeropuerto, porque las APU de los aviones funcionan con frecuencia. La APU (por sus siglas en inglés, Auxiliary Power Unit) es una turbina auxiliar que suministra energía eléctrica, neumática y aire acondicionado a los aviones en tierra.
Los costes de consumo de queroseno y de mantenimiento de la APU son muy elevados en comparación con los costes de utilización del material de tierra (eléctrico o con motor diésel).
Además, el mercado de la aviación comercial se ha vuelto muy competitivo. Las compañías aéreas buscan reducir costes y nuevas fuentes de ingresos. Suelen centrar el ahorro en un elemento clave: el consumo de combustible. Numerosos estudios ya les han permitido reducir el gasto en combustible durante el vuelo mediante la optimización de las trayectorias de aproximación y su velocidad, o mediante el uso de aviones de última generación, equipados con motores eficientes: el ahorro de combustible en vuelo ya se ha conseguido y su margen de progresión es limitado.
La APU OFF, es decir, la parada total de la APU cuando el avión está en tierra, permite explotar un nuevo potencial de ahorro.
Entonces, ¿por qué la APU OFF no es aún una evidencia?
Tradicionalmente, los equipos suministrados por los fabricantes generalistas no remplazan realmente a la APU y obligan al piloto a arrancar la APU para asegurar el confort de los pasajeros mientras el avión está estacionado. El arranque de la APU no obliga a parar los equipos de apoyo en tierra, estos funcionan sin alimentar el avión, consumen, cuestan, mientras que la APU asegura el suministro eléctrico y de aire acondicionado necesario para el avión.
Esta combinación ( APU ON con equipos tierra conectados al avión simultáneamente) se aplica en muchas plataformas aeroportuarias.
Las muchas ventajas de las soluciones APU OFF
En términos de ahorro de combustible, las soluciones de Guinault APU OFF permiten obtener un ahorro de entre 150.000 y 600.000 € por año y avión. Los productor Guinault ofrecen también una reducción considerable del nivel de ruido (75 db en vez de los 120 db con la APU ) y de la huella de carbono (entre 6 y 10 toneladas emitidas frente a las entre 408 y 166 con la APU ). La seguridad está más garantizada en el aeropuerto y las relaciones con los alrededores son mejores.
La oferta comercial de Guinault garantiza realmente la APU OFF
Guinault, especialista en soluciones alternativas a la APU y con unos conocimientos técnicos únicos en refrigeración industrial, electrónica de potencia y electromagnetismo, garantiza la parada de la APU a sus clientes.
Guinault personaliza su oferta comercial para asegurar la parada de la APU teniendo en cuenta el tipo de avión, su configuración, los procesos de la compañía aérea, la zona geográfica...
Guinault garantiza la parada de la APU mediante una oferta completa, que incluye:
Guinault proporciona asimismo sistemas de suministro eléctrico o de ventilación que permiten distribuir la generación eléctrica o de aire acondicionado y conectarla al avión:
Qué tipo de motor es el APU
Escape de una APU en la cola de un Airbus A380.
La unidad de potencia auxiliar o APU (siglas en inglés de Auxiliary Power Unit) es un dispositivo montado en un vehículo que proporciona energía para funciones distintas a la propulsión. Se suele utilizar en grandes aviones, barcos y algunos vehículos terrestres grandes como trenes o camiones.
Aviones
APU APIC APS3200 para aviones Airbus 318/319/320/32
La APU de un avión es relativamente pequeña y consiste en un generador eléctrico que se suele emplear para proporcionar electricidad, presión hidráulica y aire acondicionado mientras los motores están apagados, y también energía para hacer girar el compresor y arrancarlos.
En muchos aparatos también se utiliza para suministrar energía en vuelo, así como durante las pérdidas de potencia para mantener los sistemas críticos funcionando, como el sistema hidráulico, las luces o los instrumentos de cabina.
La primera unidad de este tipo fue una APU a gasolina montada en un Noel Pemberton Billing P.B.31 Nighthawk de 191El Boeing 727 de 1963 fue el primer reactor en incorporar una APU, permitiéndole operar en pequeños aeropuertos independientemente de las instalaciones con las que éstos contasen.
Aunque las APU se montan en diferentes lugares de los aviones tanto civiles como militares, normalmente se sitúan en la cola de los reactores comerciales modernos. La salida de gases puede verse en la mayoría de los aviones comerciales modernos como un pequeño tubo saliente en la cola.
En la mayoría de los casos la unidad es alimentada mediante una pequeña turbina de gas que proporciona aire comprimido para utilizarlo directamente o para almacenarlo en un compresor de carga.
Los diseños más recientes comienzan a explorar posibles soluciones mediante el uso del motor Wankel, ya que ofrece mayor potencia específica que los motores de pistón clásicos y mejores tasas de consumo que las turbinas.
Las APU montadas en aviones ETOPS (siglas en inglés para "Operaciones bimotor de alcance extendido") son dispositivos críticos en términos de seguridad, ya que suponen una reserva de electricidad y aire comprimido en caso de fallo motor.
Mientras que algunas APU no son utilizables en vuelo, las adaptadas para aviones ETOPS deben serlo hasta el techo de vuelo. Actualmente existen unidades utilizables hasta a una altitud máxima de 4000 pies (unos 13 000 m) y frío extremo.
Si la APU o su generador eléctrico no funcionan en estas condiciones, el avión no será certificado como ETOPS y deberá ser dedicado a rutas más cortas.
Las APU son aún más críticas en las operaciones de vuelo de los transbordadores espaciales. A diferencia de los aviones, en los transbordadores las APU proporcionan presión hidráulica y no energía eléctrica. Estas naves cuentan con tres APU redundantes alimentadas con hidracina.
Únicamente funcionan durante el ascenso propulsado y la reentrada en la atmósfera y posterior aterrizaje, proporcionando fuerza hidráulica para controlar los motores de los cohetes y las superficies de vuelo. Durante el aterrizaje además sirven para controlar los frenos, y este debe poder realizarse con una sola APU.
En la misión STS-9, dos de las APU del Columbia se incendiaron, sin embargo el vuelo terminó de forma satisfactoria.
Una APU de turbina de gas típica de un avión comercial se divide en tres secciones:
- Sección de potencia
- Compresor de carga
- Caja de cambios
La sección de potencia consiste en un generador a gas que proporciona energía a la APU. El compresor de carga suele ser un compresor que suministra presión neumática al avión, aunque algunas APU reutilizan parte del aire expelido por el compresor de la sección de potencia.
Hay dos dispositivos accionables, el regulador de entrada de aire al compresor de carga y la válvula de control que mantiene constante el trabajo de la turbina.
La tercera parte es una caja de cambios que transmite la fuerza a un generador eléctrico refrigerado mediante aceite encargado de suministrar electricidad al avión. Dentro de la caja de cambios también se transmite energía a ciertos accesorios tales como la unidad de control de combustible, el módulo de lubricación o el ventilador de refrigeración.
Además, existe un motor conectado a la caja que asegura el arranque de la APU. Algunos diseños de estas unidades combinan motor de arranque y generador para arrancar la APU y suministrar electricidad para reducir la complejidad.
El nuevo Boeing 787, al ser un avión totalmente controlado de forma eléctrica, monta una APU que funciona exclusivamente como generador eléctrico. La ausencia de sistemas neumáticos simplifica el diseño pero incrementa a cientos de kilovatios (kW) las necesidades de electricidad, requiriendo generadores más pesados y potentes.
Carros de combate
Las APU también se emplean en algunos tanques para proporcionar electricidad cuando no está en movimiento, ya que el motor principal consume grandes cantidades de combustible (más de 700 litros a los 100 kilómetros).
Esto permite la utilización del aire acondicionado, los equipos de comunicaciones y el giro de la torreta y el cañón.
Vehículos comerciales
Algunos vehículos comerciales montan unidades auxiliares de potencia.
Una APU típica de un camión consiste en un pequeño motor diésel con su propio sistema de refrigeración, generador y compresor de aire acondicionado, estando localizado bajo uno de los laterales del soporte para remolques de la cabeza tractora. Esta unidad se utiliza para alimentar la zona de descanso del conductor y el calentador del bloque motor.
En los Estados Unidos, las leyes federales del Departamento de Transportes obligan a descansar 10 horas por cada 11 que se conducen. Durante esos tiempos de descanso, los camioneros a menudo arrancan sus motores para proporcionarse calor, luz y electricidad para diferentes aparatos para su comodidad. Aunque los motores diésel son muy eficientes cuando trabajan de este modo, sigue siendo caro y bastante perjudicial para el medio ambiente. El objetivo de la APU es evitar este uso del motor. Puesto que el generador funciona gracias a la energía proporcionada por el motor principal, utiliza una parte de su combustible; algunos modelos pueden funcionan 8 horas con apenas 4 litros de gasóleo.
El generador también alimenta los calentadores del bloque motor y el sistema de combustible, permitiendo un arranque fácil del motor principal justo antes de salir si la APU ha estado funcionando con antelación. Con una APU se pueden ahorrar casi 20 litros de gasóleo al día y alargar la vida útil del motor 160.000 kilómetros al reducir tiempo de funcionamiento no productivo.
Las APU de algunos vehículos pueden utilizar una conexión externa para las funciones de calor y frío, eliminando el consumo de gasóleo durante los tiempos de descanso. Muchas áreas de descanso ya cuentan con conexiones para este fin en sus zonas de aparcamiento.
Como alternativa a las unidades diésel, hay algunas APU que utilizan un sistema auxiliar de baterías o células de combustible de hidrógeno como fuente de energía.
Es una APU un motor
The APU enhances capability by permitting the aircraft to carry out various functions requiring electric power on the ground without need for a ground-based generating unit to be available at each airport. A schematic diagram of a conventional APU is presented in Figure 16 which shows that inlet air is drawn into the APU and divided into two streams. One stream flows through a centrifugal compressor feeding high-pressure air to a combustor which burns fuel drawn from the main fuel tanks. The APU may use up to 2% of the fuel consumed during a typical flight. The hot combustion gases drive a two-stage axial flow turbine, producing shaft power and then exhausting through an exhaust nozzle typically located at the aft end of the fuselage tail cone. The other air stream passes through a second centrifugal compressor driven off the main power shaft. There the air pressure is raised to about 50 psia and then exits to power pneumatic and cabin environmental control systems. The main power shaft also drives the electric generator which feeds electric systems when the electric power from the main engine-driven generators is unavailable.
General characteristics of some modern APUs for typical airliners are described in Table Equations for estimating the weight of an installed APU system have been proposed by several investigators.
This result is based on w ̇ ba , the weight flow rate of bleed air, in lb/min, which the APU compresses and supplies to the aircraft to support onboard pneumatic systems, particularly cabin environmental control. A value of 1 lb/min per passenger is recommended and with N p denoting the number of passengers Equation (20) may be written as
Torenbeek (1982) suggests that the installed APU group weight is directly proportional to the weight of the APU itself, that is, W apug = k apug W apu where the range of the proportionality coefficient is given as 2 < k apug < The following correlation for the APU weight correlation is offered:
To form the group weight of the APU we again multiply the APU weight by the proportionality constant k apug , that is, the likely APU group weight is approximately some multiple of the actual unit weight. Then the APU group weight is
Comparing the predictions for APU weight given by Equation (22) with the actual APU weights in Table 3 shows that the original Torenbeek suggestion increasingly underestimates the APU weight as the number of passengers increases. A modified correlation of the same form which gives better results is given by
14 Relating APU group weight to aircraft gross weight
The fundamental variable for the design effort is the gross weight of the aircraft. However, Equations (23), (25), and (26) offer estimates of the APU group weight based on the number of passengers, which is related to the cabin volume and therefore to the size of the aircraft. A major job of the APU is providing air to the cabin for pressurization and environmental control making the size of the cabin a major consideration in sizing the APU group. Furthermore, because weight minimization is of paramount importance in aircraft design it may be reasonably expected that the overall density of the aircraft, weight per unit enclosed volume, is kept very close to a minimum. Therefore the gross weight of the aircraft should be a good indicator of the cabin volume, and accurate information on gross weight is usually the easiest to find. Similarly, the typical passenger capacity N p of an aircraft is usually readily available, as are the gross weight and the engine weight.
The APU dry weight for the aircraft listed in Table 3 may be found, or reasonably estimated, from information in the trade literature. The nominal value of N p for each aircraft, as taken from Table 3, may be used in the correlation Equations (25) and (26) given above to calculate estimates for the weight of the APU group. These results are plotted as open symbols on Figure 17 along with the results of an equation for the APU group weight based on gross weight given by Figure 1 APU group weight as a function of aircraft gross weight according to various correlations. Weight data with open symbols are from Torenbeek and those with closed symbols are from Kroo (2008). (27) W apug = 8 ( W g ) 0.4
The value for k apug in Equation (25) as shown in Figure 17 is taken as Also shown in the figure is the value for the APU group weight for the aircraft in Table 3 if we assume it to be three times the APU weight itself.
Qué es el APU en un camión
¿Qué APU Debería Obtener?
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