¿Por qué la APU no es un generador diesel estándar?

¿Por qué la APU no es un generador diesel estándar? Jet-A y diesel son intercambiables (con la adición de un lubricante). Entonces, ¿por qué no usar un motor de pistón más barato en lugar de una turbina a reacción?

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La APU también proporciona aire de purga y/o presión hidráulica.
¿Y por qué los motores principales son turbinas en lugar de motores de pistón? La respuesta es la misma.
el título dice "¿Por qué la APU no es un generador diesel estándar?" pero el texto dice "Entonces, ¿por qué no usar un motor de pistón más barato en lugar de una turbina a reacción?". ¿cuál es? ya que hay una gran diferencia entre estas dos preguntas.
@JOW: La pregunta es perfectamente comprensible para mí y ha sido respondida.
@JOW Porque "motor de pistón" incluye motores diesel, mientras que "jet" o "turbina" excluyen a ambos.
Intente reiniciar un generador diesel a 30,000 pies. No hay suficiente oxígeno allí.
@Agent_L: Para ser justos, se podría construir un motor de turbina que funcionara con diésel, que luego sería un motor de turbina diésel. No un motor diésel de turbina (ya que no estaría usando el ciclo diésel), sino un motor diésel de turbina (ya que estaría quemando diésel).

Respuestas (4)

Peso.

Las APU de pistón para camiones están diseñadas para un funcionamiento frugal y silencioso. Éste produce 5,2 kW de energía eléctrica y pesa 375 libras.

La APU para el A320 y el B737 es una unidad ruidosa y chillona que produce 90 kW de energía eléctrica, 445 kW de eje. Pesa 375 libras también.

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La principal diferencia está en el peso del propio motor. El motor de turbina de la APU A320/B737 produce 445 kW de eje y pesa 145 kg. Este motor diesel también produce 450 kW de eje y pesa 1542 kg.

Relaciones potencia-peso:

  • La turbina produce 3,1 kW/kg de peso del motor.
  • El motor diésel produce 0,3 kW/kg de peso del motor, es una máquina industrial estándar y no está optimizada para el peso.
  • El Rolls Royce Merlin estaba muy optimizado para el peso, usaba combustible de aviación (gasolina) y producía 1,58 kW/kg.
La APU también es una fuente neumática para hacer funcionar los paquetes y arrancar los motores, lo que también favorece a la turbina.
..y, si se usara un motor diesel comercial, requeriría combustible diesel, en lugar de queroseno de aviación. Entonces tienes un depósito de combustible adicional y una operación de repostaje adicional. Estoy seguro de que un diésel podría diseñarse para funcionar con combustible para aviones (después de todo, tanto los diésel como las turbinas de gas son de encendido por compresión), pero los motores de producción en masa disponibles en el mercado son baratos, un 'Diesel APU especial'. ' no sería :( 'Jet-A y diesel son intercambiables' - no según mi fuente;)
@MartinJames Había un tipo en Alemania que conducía su coche diésel con aceite de cocina que recogía de las cafeterías. El auto olía a papas fritas cuando conducía, solo necesitaba filtrar algunos de los pedazos crujientes. Y existe evidencia anecdótica de empleados del aeropuerto que conducen sus autos diésel en el jet A1 sin problemas. Parece que los viejos motores diesel no eran muy particulares, aunque no sé acerca de los modernos de alto rendimiento.
¿Sería la temperatura bajo cero otra razón para evitar el diésel?
@Koyovis: no solo un tipo. Por ejemplo, en EMEA, el aceite de colza es muy popular en la gastronomía y su uso doble (y similar) como combustible se investiga seriamente: papers.sae.org/2004-01-1858 , etc.
@Hugh Diesel gelifica a unos -10 °C, el Jet A se congela a unos -40 °C, el Jet B a unos -60 °C. Alimente combustible para aviones a un motor diesel y no habrá gelificación...
Incluso si compara un generador diesel sin gabinete , obtiene 0,05 kW/lb, en comparación con los 0,25 kW/lb de la turbina.
Jet-A hará estallar un motor diesel si no puede tolerar el estrés adicional de la combustión de mayor octanaje. Esto se puede arreglar con aditivos voluminosos mezclados en la línea de combustible. Ya tiene varios miles de libras-pie de inducción forzada desde el propio vuelo, por lo que puede diseñar un sistema que absorba mucho más aire y emita mucha más potencia en vuelo, pero cualquier sistema que no esté construido para él explotará bastante rápido. Las APU listas para usar están diseñadas para usarlas en reposo, y apuntar su entrada por la ventana de un avión probablemente no sea demasiado inteligente.
@user1901982 modificaciones simples y de bajo costo a un motor diesel lo harían perfectamente capaz de funcionar con jet-A. Todavía no sería una buena APU.
Comentario tardío: todos los tanques militares modernos y la mayoría de los demás AFV diesel están diseñados para funcionar sin problemas en Jet-A, específicamente por razones de combustible común. Algunos motores diésel militares incluso pueden funcionar con gasolina. El combustible no es un problema en absoluto para los diésel. Pero siguen siendo más pesados ​​que las turbinas.
@Therac tampoco para turbinas.

Tres palabras: Son mucho más pesados. Las turbinas de gas tienen una relación potencia/peso muy alta en comparación con los motores diésel alternativos. Entonces, para las necesidades de un avión que requiere grandes cantidades de energía eléctrica e hidráulica para operar, una turbina de gas tiene mucho sentido para usar como APU.

Son cuatro palabras.

Tienes que mirar el panorama general. Sí, un diésel es más barato, pero pesará más y será menos fiable. Además, el tiempo de funcionamiento de una APU es más bien una pequeña fracción del tiempo de funcionamiento total del fuselaje, por lo que en su mayoría será un peso muerto.

Para llegar a un número representativo del costo total, agregue al costo de adquisición todo el mantenimiento y todo el combustible necesario, no solo para la operación, sino también para transportar la APU. Si necesita manejar la cantidad de combustible inducida por el peso, use la ecuación de Breguet. Aquí hay una respuesta donde se usa para calcular el combustible adicional necesario para tener ventanas en el fuselaje, y aquí se usa para un A320 parcialmente cargado .

Una razón principal, además de las consideraciones de peso, es que una APU de turbina de gas tiene un compresor de aire incorporado, la etapa del compresor de la turbina. Como tal, puede suministrar aire a presión o purgar aire, al igual que los motores principales.

El aire sangrado se usa para varios propósitos en un avión comercial. Se utiliza no solo para presurizar la cabina durante el vuelo, sino que también sirve como aire acondicionado o calefacción, según lo dicte el clima. La APU puede operar el sistema de control de clima en el avión comercial cuando los motores principales no están funcionando.

El aire sangrado también se utiliza para arrancar los motores principales. Un motor en marcha puede poner en marcha a todos los demás: los motores principales tienen una pequeña turbina que utiliza el aire de purga presurizado para hacer girar la turbina principal hasta la velocidad de arranque. O... la APU también puede suministrar ese aire sangrado. No es poco común usar aire de purga de la APU para arrancar los motores principales, como cuando un avión ha apagado sus motores mientras esperaba en la calle de rodaje debido a demoras prolongadas.

En algunos casos, el aire de purga de APU puede ser la única opción: el vuelo 9 de BA usó aire de purga de APU para reiniciar sus motores, cuando los cuatro habían sido desactivados por cenizas volcánicas.

Entonces, una de las razones por las que las APU de turbinas de gas se usan en aviones comerciales es que pueden suministrar el aire sangrado que se usa para varios propósitos en el avión comercial, cuando los motores principales no están funcionando.

Un generador diesel tendría que alimentar un compresor de aire separado para hacer lo mismo, y eso es más peso, y otra cosa que se rompe o necesita servicio.

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