¶ Sistema Eléctrico
Si os ha parecido complejo el sistema hidráulico, el sistema eléctrico del B738 lo es más todavía. Cada vez las aeronaves tienden a ser más eléctricas por lo que la correcta y segura gestión de esta energía se vuelve más crucial y compleja.
Antes de nada, un breve recordatorio de conceptos básicos de electricidad. Hay dos tipos de electricidad: alterna (AC) y continua (Direct current - DC). Los generadores producen corriente alterna y las baterías producen corriente continua. No se debe mezclar corriente alterna con corriente continua en una aeronave. Los sistemas que dependen de corriente alterna no pueden funcionar con corriente continua. Los TRs (Transformer Rectifiers) convierten corriente alterna a continua. Los inversores convierten corriente continua a alterna.
¶ Esquema eléctrico
Vamos a dividir el esquema en dos secciones para que sea más sencillo. Primero vamos a ver el sistema AC (azul) y después el sistema DC (rojo). El sistema AC del 738 va a 115V y 400Hz y el sistema DC 28V.
¶ Sistema AC
El sistema AC tiene 2 fuentes primarias de alimentación que son los generadores de los motores (IDGs). Además existe el generador auxiliar de la APU (unidad de potencia auxiliar) y en tierra también existe la posibilidad de alimentar este sistema a través de la GPU (potencia suministrada externamente).
No se pueden conectar en paralelo nunca dos fuentes AC
El sistema AC lo podemos dividir en dos partes, vamos a llamar AC 1 al sistema alimentado por el GEN 1 y AC 2 al sistema alimentado por GEN 2. Ambas partes tienen: Generator Controls (GCB en la imagen), Bus Tie (BTB en la imagen), AC Transfer Bus, Main Bus y un TR asociado. Los sistemas del avión que utilizan corriente AC se alimentan de los Main Bus y de los Transfer Buses, es decir, los “consumidores” de potencia están en el Main Bus y en los Transfer Buses. Los “galley bus” alimentan la electrónica de la cabina de pasajeros/carga. Además, cada AC Transfer bus alimenta un cargador de batería que mantiene las baterías a la tensión (V) correcta. Los Bus Ties permiten aislar AC 1 de AC 2. Esto ocurre, por ejemplo, cuando ambos generadores están operativos. En ese caso, si estuvieran cerrados los Bus Ties, estarían en paralelo ambos generadores y eso no está permitido. En cambio, si los generadores no están operativos y se quiere alimentar ambos sistemas desde el generador de la APU, se deben cerrar los Bus Ties. Los GCBs conectan y desconectan eléctricamente los GEN del sistema AC. Los Bus Ties y los GCBs actúan automáticamente para que no se puedan conectar nunca dos fuentes en paralelo. Finalmente, los TRs rectifican la corriente AC a DC para alimentar los buses DC.
En caso de pérdida de uno de los generadores, el avión desconectará cargas progresivamente para que el generador restante no se vea sobrepasado. Estas cargas se recuperarán si se recupera el suministro eléctrico.
¶ Sistema DC
El sistema DC tiene 3 fuentes principales, dos TRs principales y un tercero que elije a qué sistema AC conectarse dependiendo de la disponibilidad. Al igual que el sistema AC, vamos a dividir el sistema DC en 2 partes: las partes que normalmente se alimentan de los TRs 1 y 2, llamándolos DC BUS 1 y DC BUS 2 correspondientemente. Los DC BUS alimentan sistemas eléctricos que consumen corriente continua. El sistema DC cuenta también con un Cross Bus Tie Relay para conectar el DC BUS 1 con el TR 2 y 3 en caso de fallo del TR 1.
¶ Sistema STBY
El sistema STBY es el único que permanece energizado en caso de pérdida total de generación AC y por eso alimenta los sistemas más críticos. Para ello se alimenta principalmente de dos baterías, una principal y otra auxiliar. El DC STBY BUS alimenta sistemas críticos y normalmente se alimenta del TR 1. En caso de fallo puede alimentarse del TR 2 o 3 a través del Cross Bus Tie Relay, o incluso, alimentarse directamente desde las baterías, esquivando completamente el sistema AC. Existen además tres buses más: el Hot Battery Bus que alimenta los sistemas más críticos del avión y está SIEMPRE alimentado por las baterías; el Switched Hot Battery Bus que es igual que el Hot Battery Bus excepto que sólo alimenta los sistemas cuándo el piloto “activa la batería” en el panel Overhead; y el Battery Bus que alimenta sistemas normalmente desde el TR 3, pero se alimenta de las baterías en caso de fallo. También cuenta con un inversor para alimentar el AC STBY BUS, que normalmente se alimenta del sistema AC 1 pero en caso de fallo bebe directamente del inversor conectado a las baterías. El AC STBY BUS alimenta sistemas críticos que consumen corriente AC.
Las baterías se mantienen cargadas a través de unos cargadores conectados a los generadores. En caso de fallo total de generación AC, las baterías deben alimentar los sistemas esenciales por lo menos durante 60 minutos. Durante este tiempo, se pierden los siguientes sistemas:
- Piloto automático (Autopilot)
- Autothrottle
- La mayor parte de las pantallas
- FMC
- Weather Radar
¶ Actuación de los sistemas
Todas las partes del sistema eléctrico se pueden configurar desde el Overhead Panel. A continuación vamos a ver cada panel en detalle.
¶ AC & DC metering panel
En este panel podemos seleccionar en la parte de la izquierda con el selector qué parte del sistema DC queremos medir. Esto saldrá en la pantalla, en los dos números de la izquierda, representando la corriente (A) y la tensión (V). Usando el selector de la derecha podemos medir el sistema AC que además de tensión (V) y corriente (A), reporta la frecuencia en Hz.
Debajo de los selectores tenemos varios switches importantes. El switch de la izquierda con Guard negro es el switch del Switched Hot Battery Bus. Al cerrarlo, alimentamos con la batería los sistemas más críticos del avión. Con los switches de la derecha CAB/UTIL y PASS SEAT (varían según el modelo exacto) podemos activar o desactivar los GALLEY BUS.
Los indicator lights alertan de varias situaciones de riesgo:
- BAT DISCHARGE: Se ilumina cuando la batería se está descargando más rápido de lo que se está cargando
- TR UNIT: Se ilumina cuándo hay un fallo en los TRs
- ELEC: Se ilumina cuándo hay algún fallo en el sistema DC o STBY PWR en tierra.
¶ Generator Drive & STBY Power Panel
En este panel podemos desactivar los generadores de los motores, pero no eléctricamente si no mecánicamente. Con los switches con Guards rojos, desengranamos físicamente los generadores de los motores. Esto solo se puede hacer una vez y después requiere de mantenimiento para restaurarlo. Con el switch de en medio de STBY PWR (guard negro) podemos elegir de donde se alimentan esos sistemas del sistema STBY que pueden alimentarse de las baterías o de los TRs/GENs. Por lo general con el guard bajado el sistema está en AUTO y cambiará según necesidad. En caso de fallo, se puede desactivar el sistema STBY al completo o cambiarlo a depender únicamente de las baterías, esquivando el sistema AC por completo.
Los indicadores de DRIVE se iluminan cuándo los generadores no están girando o cuándo tienen baja presión de aceite. El indicador de STBY PWR OFF se ilumina cuándo el sistema STBY no está alimentado (sin generadores ni baterías disponibles o cuándo el switch STBY PWR está en la posición OFF).
¶ Ground Power & Bus Switching Panel
Por último, éste panel se utiliza para alternar entre las diferentes fuentes ACs. Por lo general, los indicadores azules se iluminan cuándo el sistema está disponible para suministrar potencia eléctrica y no lo está haciendo (no ha sido seleccionado por el piloto). Los indicadores TRANSFER BUS OFF se iluminan si no están energizados los TRANSFER BUSES.
El switch BUS TRANS con guard negro se utiliza para mantener abiertas las bus ties. A continuación se detalla el funcionamiento del panel con BUS TRANS en posición AUTO:
Para seleccionar potencia de la GPU y alimentar todo el sistema eléctrico solo hay que seleccionar GRD PWR a ON. Normalmente este no se desconectará manualmente (aunque se puede hacer seleccionando la opción off), ya que el propio avión lo desconectará cuándo se seleccione una nueva fuente como los GENs o el APU GEN.
Con el APU GEN disponible, seleccionando a ON cualquiera de los dos switches se alimentarán ambos AC 1 y 2 y se desconectará la GPU. El lado que NO se haya seleccionado tendrá encendido la luz SOURCE OFF que indica que la fuente no se está alimentando de la fuente que estaba seleccionada. Para apagar la luz, seleccionar a ON el generador APU de ese lado también.
Al seleccionar un GEN, se alimentará el sistema AC correspondiente y se desconectará la APU o GPU de ese lado.
En caso de pérdida de un generador, si el switch BUS TRANS está en posición OFF, el sistema mantendrá abiertas las Bus Ties para evitar que se alimente el sistema afectado del generador contrario. Lo mismo ocurre cuándo el switch está en la posición OFF y el APU GEN está conectado. Los Bus Ties se mantienen abiertos y no se propaga la corriente al resto del sistema AC.