El sistema de aire acondicionado es el encargado de suministrar un flujo de aire relativamente constante a las cabinas. El sistema de presurización es el encargado de controlar la salida de ese mismo aire hacia el exterior de la aeronave.
La presión del aire es proporcional a la temperatura y a su densidad, utilizando estos factores se puede modificar la presión del aire en un espacio cerrado, si en ese espacio suministramos un flujo de aire constante y controlamos la salida de ese aire, podemos controlar su densidad y por lo tanto su presión. Considerando que el suministro de aire es constante, pero reducimos la salida, la presión del aire se incrementará y si incrementamos su salida, entonces su presión disminuirá. La presión del aire se reduce entre más alto nos encontremos, por ejemplo, la presión del aire a nivel del mar es de 14.7 PSIA, pero a 10,000 pies de altitud es de 10.1 PSIA, a 20,000 pies es de 6.45 PSIA, a 30, 000 pies es de 4.3 PSIA. Veamos esto a la inversa, si en un espacio localizado a 7340 pies, que es la elevación de la Ciudad de México la presión del aire es de 11.2 PSIA lo cerramos herméticamente, la presión en su interior será de 11.2 PSIA porque antes de cerrarlo la presión en el interior era igual a la exterior. Si de aluna forma pudiéramos extraerle aire a ese espacio hasta reducir la presión a 10.1 PSIA estaríamos creando una atmósfera equivalente a una altitud de 10,000 pies ó al revés si incrementáramos la presión a 14.7 PSIA, entonces la atmósfera será equivalente a la del nivel del mar.
El sistema de presurización es el encargado de mantener la presión del aire dentro de la cabina, en forma adecuada para sustentar la vida y que además sea confortable para los pasajeros y tripulación, esta presión fluctúa entre la equivalente al nivel del mar (14.7 PSIA) y la equivalente a la de 8,000 pies de altitud (10.9 PSIA). Estos valores de presión-altitud dependerán del nivel de vuelo de la aeronave, si la aeronave vuela a 37,000 pies de altitud, la presión dentro de la cabina será la equivalente a 8,000 pies de altitud, pero si la aeronave va a un nivel de vuelo de 31,000 pies entonces la cabina tendrá una presión-altitud de 5,600 pies.
El sistema cuenta con tres sub-sistemas para su operación y control: Sistema de control de presión cabina
Sistema de Control de Presión Cabina
El propósito del sistema de control de presión cabina es gobernar la posición de la OUTFLOW VALVE para controlar el flujo de salida de aire de la cabina y por lo tanto controlar la presión-altitud de la cabina.
El sistema tiene tres formas diferentes de controlar la presión de la cabina: Modo AUTO
Modo STANDBY Modo MANUAL
Modo AUTO
El modo automático (AUTO) del sistema de presurización controla la presión de la cabina en las siguientes fases de vuelo:
Despegue Ascenso Crucero Descenso Aterrizaje
Para utilizar el modo AUTO se deben efectuar las siguientes selecciones en P5: Seleccionar modo AUTO
Seleccionar FLT ALT Seleccionar LAND ALT
Modo AUTO (cont.) Despegue
Antes del despegue se selecciona el interruptor FLT/GRD a la posición FLT para iniciar el proceso de presurización cabina. Con esta acción el sistema iniciará su programa fase de despegue. En esta fase el sistema presurizará la cabina a 0.1 PSID debajo de la elevación del campo. Esto previene de un incómodo BOOM de presión (incremento momentáneo de presión) en el momento de la rotación de la aeronave.
Ascenso
El programa de ascenso inicia cuando la aeronave cambia a modo vuelo, los sensores lógicos del tren de aterrizaje generan esta señal. En esta fase el sistema inicia un cambio en la presión de la cabina buscando una altitud- presión de acuerdo a la altitud a la que volará la aeronave. El sistema está programado para que el régimen de cambio de altitud-presión no sea mayor a 500 pies por minuto.
Crucero
El programa de crucero inicia cuando la presión exterior de la aeronave está a .25 PSI por debajo de la presión-altitud seleccionada (FLT ALT), los datos son obtenidos de la toma estática auxiliar.
En esta fase, el sistema mantiene una presión-altitud constante en la cabina. Ésta será la altitud del campo de aterrizaje cuando: el nivel de vuelo de la aeronave sea igual ó menor a 18,500 pies; ó cuando la elevación del campo de aterrizaje se mayor que la elevación de cabina pre-programada. Cuando se realicen vuelos a niveles superiores a 18,500 pies, la altitud- presión de la cabina se incrementará tanto como la presión diferencial límite de la aeronave esté dentro de un rango seguro.
Descenso
El programa de descenso inicia cuando la presión exterior se incrementa 0.25 PSI de la presión seleccionada (FLT ALT). En esta fase el sistema modificará la presión de la cabina para igualarla a 0.15 PSI debajo de la elevación de aterrizaje seleccionada. El régimen de cambio de presión- altitud de la cabina no será mayor a 500 pies por minuto.
Aterrizaje
En el momento que la aeronave toca tierra, los circuitos lógicos AIR/GRD del tren de aterrizaje generan una señal para iniciar la fase de aterrizaje, en esta fase el sistema modificará la presión de la cabina para mantenerla a 0.1 PSI debajo de la elevación del campo.
Cuando el interruptor FLT/GRD es movido a la posición GRD, el sistema mandará a totalmente abierto la OUTFLOW VALVE.
Modo AUTO (cont.) AUTO FAIL
El propósito del programa AUTO FAIL es generar una señal para informar a la tripulación que el modo AUTO tuvo una falla, además de cambiar el sistema de presurización a modo STANDBY en forma automática.
Existen tres causas por las cuales se genera la señal de AUTO FAIL Bajo voltaje en los circuitos del modo AUTO
Excesivos cambios de régimen de altitud cabina
La altitud-presión de la cabina sea igual o mayor a 13,875 pies
Bajo voltaje en los circuitos del modo AUTO
Cuando existe una condición de bajo voltaje, la luz ámbar AUTO FAIL en el tablero P5 se iluminará y la AFT OUTFLOW VALVE se asegurará en su última posición. Si el voltaje no se restaura en 14.9 segundos, el sistema de control de presurización se transferirá al modo STANDBY y la luz verde STANDBY se iluminará.
Excesivos cambios de régimen de altitud cabina
Cuando existe una condición de excesivos cambios de régimen de altitud cabina el sistema de control de presurización se transferirá al modo STANDBY y la luz verde STANDBY se iluminará.
La altitud-presión de la cabina sea igual o mayor a 13,875 pies
Cuando existe una condición de altitud-presión de la cabina igual o mayor a 13,875 pies el sistema de control de presurización se transferirá al modo STANDBY y la luz verde STANDBY se iluminará.
Para apagar la luz AUTO FAIL, únicamente se debe girar la perilla de selección de modos a modo STANDBY.
Modo AUTO (cont.)
Descenso Fuera de Programa
Si es necesario efectuar un regreso de la aeronave al campo de donde se despegó, antes de que la aeronave llegue a su nivel de vuelo seleccionado, en el momento que la aeronave inicie su descenso (incremento de presión exterior), se iniciara el programa OFF SCHED DESCENT. Este programa regresará la altitud- presión de la cabina a un valor equivalente al del campo de donde despegó, y se iluminará la luz ámbar OFF SCHED DESCENT para informarle a la tripulación que el programa se inició.
Si no ocurrió un regreso, sino que únicamente la tripulación decidió volar a un nivel abajo del seleccionado, para restaurar el sistema ó evitar que se genere el programa OFF SCHED DESCENT, simplemente seleccione en FLT ALT el nuevo nivel de vuelo.
Modo STANDBY
Existen dos programas de control de presurización en el modo STANDBY: Des-presurización en tierra
Selección de altitud-presión de la cabina
Los dos programas generan una señal para abrir, cerrar o mover (tanto como sea necesario para mantener la presión en la cabina) a la AFT OUTFLOW VALVE. Se debe utilizar la escala localizada en la parte inferior del panel de control de presurización, esta escala muestra los niveles de altitud de vuelo/cabina para mantener una presión diferencial de 7.5 PSID hasta niveles de vuelo de 28,000 pies y 7.8 PSID para niveles de vuelo superiores a 28,000 pies.
La señal necesaria de presión cabina es monitoreada por un circuito de límite de máxima presión diferencial. El circuito recibe señales de la presión de la cabina y de la presión exterior para limitar la presión diferencial a un máximo de 7.9 PSID. La señal necesaria de presión cabina es comparada con la presión real de la cabina por medio de un transductor, si existiera una diferencia entre las dos señales un amplificador generará una señal a la AFT OUTFLOW VALVE para que opere hasta igualar las dos señales.
Programa de des-presurización en tierra
Este programa es utilizado cuando la aeronave está en tierra y des- presurizada. Los relevadores lógicos AIR/GRD generan una señal al controlador, si el interruptor AIR/GRD del panel de control está seleccionado en GRD y se tiene una selección de altitud cabina de 1000 pies o inferior al campo la válvula se moverá a totalmente abierta para evitar que la aeronave se presurice.
Selección de altitud-presión de la cabina
Este programa controla la presión de la cabina cuando la aeronave está en tierra ó en vuelo. Para iniciar este programa, el interruptor AIR/GRD del panel de control deberá ser seleccionado a FLT, en este momento el programa controlara a la AFT OUTFLOW VALVE para modificar la altitud- presión de la cabina de acuerdo a la selección CAB ALT.
Control de Presión Cabina
Módulo de control de presión cabina
El módulo de control de presión cabina y el panel de altitud cabina se localizan en el tablero P5 y proveen monitoreo y control del sistema de presurización.
El módulo de control tiene las siguientes indicaciones y controles: Selector de modos
Interruptor FLT/GRD
Selector con pantalla de LAND ALT (Altitud de aterrizaje) Selector con pantalla de FLT ALT (Altitud de nivel de vuelo) Selector de régimen de cabina
Selector con pantalla de CAB ALT (Altitud cabina) Interruptor tipo TOGGLE para modo manual
Indicador de posición de la AFT OUTFLOW VALVE
El selector de modos tiene 5 posiciones:
Selecciona los modos de control de presión cabina o CHECK
o AUTO o STANDBY o MANUAL AC o MANUAL DC
La posición CHECK es únicamente para efectuar una prueba de falla del modo AUTO
Interruptor FLT/GRD
Es utilizado para iniciar ó terminar el programa de presurización en modo AUTO y STANDBY
Módulo de control de presión cabina (continuación) Selector con pantalla de FLT ALT (Altitud de nivel de vuelo)
Es utilizado en modo AUTO para informarle al sistema la altitud de vuelo que tendrá la aeronave, tiene un rango de selección de 0 a 40,000 pies en incrementos de 100 pies. Es necesario oprimirlo y girarlo para realizar la selección de nivel de vuelo. Al seleccionar la FLT ALT se arma el programa de presión diferencial. Este programa presurizará la cabina para alcanzar 7.5 PSID cuando el nivel de vuelo sea hasta 28,00 pies ó a 7.8 PSID cuando el nivel de vuelo sea superior de 28,000 pies.
Selector con pantalla de LAND ALT (Altitud de aterrizaje)
Es utilizado en modo AUTO para informarle al sistema la elevación del campo de aterrizaje, tiene un rango de selección de -990 a 13,990 pies, cuando se seleccionan niveles inferiores al nmm aparece un signo de menos (-) en la pantalla al mover la perilla grande.
Al girar la perilla grande los incrementos serán de 1000 pies y al girar la perilla más pequeña los incrementos serán de 10 pies.
Selector de régimen de cabina
Este selector es utilizado en el modo STANDBY y su propósito es modificar el régimen de ascenso o descenso de la altitud-presión de la cabina. Al girar la perilla hasta totalmente DECR el régimen de la cabina será de 50 pies por minuto, cuando se selecciona hasta totalmente INCR el régimen de la cabina será de 2000 pies por minuto, si se selecciona la perilla en la marca INDEX (►) el régimen será de 300 pies por minuto.
Módulo de control de presión cabina (continuación) Selector con pantalla de CAB ALT (Altitud cabina)
Es utilizado por el modo STANBY y su propósito es seleccionar la altitud de cabina de acuerdo con la tabla localizada abajo del panel de control de presurización.
Tiene un rango de selección de -990 a 13,990 pies, cuando se seleccionan niveles inferiores al nmm aparece un signo de menos (-) en la pantalla al mover la perilla grande.
Al girar la perilla grande los incrementos serán de 1000 pies y al girar la perilla más pequeña los incrementos serán de 10 pies.
Interruptor tipo TOGGLE para modo manual
Es un interruptor de tres posiciones con carga de resorte al centro y es utilizado en los modos MANUAL AC y MANUAL DC. Al mover el interruptor hacia la derecha la AFT OTUFLOW VALVE eléctricamente se moverá hacia abierto y al mover el interruptor a la izquierda la válvula cerrará.
Panel de altitud cabina
El panel de altitud cabina tiene las siguientes indicaciones y controles Indicación de altitud cabina/presión diferencial
Indicador de régimen de la cabina
Interruptor de corte de la alarma de altitud cabina
Indicación de altitud cabina/presión diferencial
Panel de altitud cabina (continuación)
Indicador de régimen de la cabina
El indicador de régimen de la cabina muestra la velocidad de los cambios de altitud-presión de la cabina y los detecta desde un puerto localizado en la parte trasera del indicador.
Interruptor de corte de alarma de altitud cabina
Cuando la altitud-presión de la cabina está fuera de su límite de seguridad (10,000 pies) la unidad de alertas audibles generará una señal en forma intermitente (BEEP – BEEP – BEEP…). El interruptor de corte de alarma de altitud cabina (ALT HORN CUTOUT) es utilizado para silenciar a la alarma audible intermitente.
Controlador de Presión Cabina
El propósito del controlador de presión cabina es gobernar la presurización cuando se tiene seleccionado el modo AUTO ó STANDBY.
Existen dos sistemas de control de presión independientes. El modo AUTO opera en función de la selección de altitud de aterrizaje y altitud de vuelo, y el modo STANDBY opera en función de la selección de altitud cabina y al régimen que se desea utilizar.
El controlador se localiza en la repisa E1, en el compartimiento E/E e integra los siguientes componentes:
Conector de prueba
Conexión neumática (conectado al sistema estático auxiliar) Un puerto para sentir la presión de cabina (AUTO)
Un puerto para sentir la presión de cabina (STANDBY) Un puerto para sentir altitudes excesivamente altas
Adyacente al controlador se localiza el módulo DELTA P, este módulo es el encargado de comandar una presión diferencial máxima de 7.45 PSID cuando se seleccionan niveles de altitud de vuelo inferiores a 28,000 pies y realiza el cambio para comandar 7.8 PSID cuando se seleccionan niveles de vuelo mayores a 28,000 pies en el modo AUTO.
Válvula de Presurización Trasera (AFT OUTFLOW VALVE)
El propósito de la AFT OUTFLOU VALVE es controlar el flujo de aire que es expulsado hacia el exterior de la aeronave. Se localiza en la sección trasera del fuselaje, atrás de la pared trasera del compartimiento de carga trasero del lado derecho inferior del fuselaje.
La válvula es actuada por dos motores eléctricos, uno que trabaja con 115 VAC y otro que trabaja con 28 VDC. Estos motores controlan la posición de la compuerta de la válvula que es de tipo giratoria. El modo de presurización AUTO controla al motor de AC y el modo STANDBY controla al motor de DC.
En el modo MANUAL, cada modo controla a su respectivo actuador (MANUAL AC, MANUAL DC).
La válvula integra un freno actuado por un embrague, cuando se comanda la operación de cualquiera de los motores, al mismo tiempo se genera una señal que libera al embrague para que la compuerta de la válvula pueda moverse.
Cuando la compuerta de la AFT OUTFLOW VALVE se localiza aproximadamente a ¼ de pulgada de completamente cerrada, un interruptor genera una señal para cerrar a la FWD OUTFLOW VALVE.