¿Qué impide que compañías como Cessna y Piper conecten múltiples alternadores a un solo motor?

En primer lugar, ni siquiera estoy seguro de si solo hay un alternador conectado al motor en un avión tipo C172. Pero si eso es cierto, ¿por qué los fabricantes no conectan varios alternadores a uno solo? ¿Cuáles son los inconvenientes de hacerlo, además de un desperdicio de energía generada?

Solo quiero saber si es posible, y preferiblemente sin mayores inconvenientes.

Sin aumentar demasiado el peso y la complejidad, un alternador más podría producir el doble de electricidad ; en realidad, esto podría ser principalmente útil para grandes aviones de línea que dependen más de la electricidad que del sistema hidráulico, como el A380 y el 787 Dreamliner. Así que, de nuevo, ¿por qué no?

@mins: supongamos que hay dos alternadores de 14 V. ¿No se pueden conectar individualmente a la batería y cargar la batería simultáneamente sin ningún tipo de conexión entre ellos?
Nada les impide hacerlo, el SR-20 y el SR-22 tienen alternadores duales, al igual que muchos diseños que tienen grandes requisitos eléctricos.
@GdD, eso es exactamente lo que quería saber, ¡muchas gracias! Pero, ¿agregar un alternador más crea más fricción parasitaria? ¿Esto hace que el motor sea más lento? Si es así, ¿cuánto?
Utiliza energía mecánica del motor @AnandS, no hay forma de evitarlo. Cuánto no podría decir.
@GdD: como dijiste, hay un consumo de energía mecánico, pero me gustaría cuánto. Solo una estimación... ¿Insignificante? ¿Tangible? ¿Significativo? ¿Drástico? ¡Gracias! :)
Sería un valor tangible, pero parecería un mayor consumo de combustible en lugar de un motor que gira más lentamente, ya que podemos ajustar la velocidad del motor a través del paso de la hélice o la posición del acelerador. Para encontrar el consumo de energía mecánica, miraría la potencia de salida del alternador dividida por la eficiencia de producción del alternador. En general, probablemente no notará una gran disminución en el rendimiento de la aeronave, pero habrá una caída medible en el rendimiento del motor.
@ANDY-S Hablando como ingeniero eléctrico: los alternadores se pueden hacer altamente eficientes en una variedad de clasificaciones de potencia. Y la eficiencia es solo un parámetro de diseño. No hay ninguna razón por la que un pequeño alternador no pueda ser más eficiente que uno grande, por lo que dos pequeños también pueden ser más eficientes que uno grande.

Respuestas (4)

Casi respondes la pregunta tú mismo.

Tener más de un alternador introduciría más complejidad no solo mecánicamente sino también en el sistema eléctrico (incluso si funcionan correctamente). Los alternadores escalan muy bien, de modo que un alternador más grande genera más energía eléctrica que dos más pequeños del mismo peso.

Entonces, la única razón para hacer eso en un avión más pequeño es tener una copia de seguridad si uno de ellos falla.

Esto plantea dos preguntas:

  1. ¿Con qué frecuencia fallan los alternadores?
  2. ¿Cuáles son las consecuencias de un alternador averiado?

Para la primera pregunta, tengo una experiencia (no representativa): en mi aeródromo están publicados 6 aviones SEP. En 25 años que estoy volando allí, tuvimos 1 alternador fallado.

Para la segunda pregunta tenemos que buscar en las instrucciones de vuelo y en los manuales de los aviones. Para aviones más pequeños como los que mencionaste, indican que debes apagar algunos dispositivos eléctricos y aterrizar en el siguiente aeródromo accesible. Eso significa que no hay riesgo inmediato cuando falla un alternador.

La conclusión es que simplemente no necesitamos más de un alternador en un avión SEP.

Ese es un buen punto: entiendo que no hay necesidad de múltiples alternadores, pero ¿es posible? Supongamos que existe la necesidad...
@AnandS Sí, sería físicamente posible hacer que un motor funcione con varios alternadores.
¿Se reduce la potencia de salida del motor si giran varios alternadores? ¿La reducción de potencia es insignificante o drástica?
@AnandS esto depende en gran medida de cómo falla el alternador. Si simplemente se apaga eléctricamente, la potencia de salida del motor es (ligeramente) mejor que con el alternador. Si se bloquea mecánicamente, se reduce la potencia de los motores.
Los alternadores se pueden hacer altamente eficientes en una variedad de clasificaciones de potencia. Y la eficiencia es solo un parámetro de diseño. No hay ninguna razón por la que un pequeño alternador no pueda ser más eficiente que uno grande, por lo que dos pequeños también pueden ser más eficientes que uno grande.
@RussellMcMahon Eso podría ser cierto para los alternadores individuales. Pero tener más de un alternador en el sistema lo hace más complejo tanto mecánica como eléctricamente. Es por eso que dos alternadores en el sistema no pueden ser más eficientes que uno.
@TimothyTruckle "No puedo" es una palabra tan fuerte :-). Estoy de acuerdo en que puede no tener sentido desde muchos puntos de vista, PERO si tiene un alternador de la marca X, casi siempre será posible reemplazarlo con dos superespeciales de la marca Y de igual o mayor rendimiento + una GANANCIA neta en eficiencia. . Posible y habitual no son lo mismo, por supuesto. Puede hacer esto, por ejemplo, para un intento de récord de largo alcance sobre el océano o un terreno inhóspito donde se evalúa por cualquier razón que se puede mejorar la confiabilidad y no se necesita una disminución de la eficiencia. Nuevamente, probablemente solo sea relevante en casos muy especiales.

Es posible y lo he hecho, con cargas útiles que extraen más de lo que puede proporcionar el avión.

Necesito un STC, y en mi caso alrededor de $12K costos de ingeniería, para un Cessna 210.

También coloqué arrancadores/generadores adicionales en aviones como el Caravan 208B, y en ese caso había cierta preocupación con el torque en la unidad de accesorios para el 300A SG con un segundo 200A SG.

La energía adicional era necesaria para las cargas útiles que eran sensores activos y tenían necesidades de energía bastante altas tanto para los sensores como para el equipo de selección y procesamiento.

Punto para agregar, se requieren alternadores de respaldo (unidades más pequeñas) en los aviones cirrus para proporcionar energía de respaldo a los sistemas de visualización, ya que las indicaciones del motor en el avión de última generación están solo en pantallas electrónicas (aunque las pantallas tienen vistas compactas en las unidades restantes en caso de falla de la pantalla), lo que significa que no constituye una emergencia extrema si el alternador principal se estropea (raro pero aún sucede).

Definitivamente posible. Aquí hay uno que se ofrece

http://www.bandc.aero/pdfs/quickfacts_bc410-h.pdf

Con unas medidas de 4,6" de ancho y 6" de profundidad, y un peso de solo 5,75 libras, la BC410-H limpiará el cable del tacómetro y el filtro de aceite en los motores Lycoming de serie.

http://www.bandc.aero/alternator20ampshomebuilt1-1-1.aspx

La parte inferior de la página explica cómo se impulsa por estrías (frente a una correa) y se ajusta a una ventosa.

Solo lo veo en la lista para aeronaves experimentales/construidas en casa, por lo que podría ser un problema obtener la aprobación para un C-172 certificado.

Algunos de nosotros hemos sacado todo su sistema de vacío y hemos optado por un indicador de actitud/girocompás de dirección electrónico respaldado por batería, como un par de Garmin G5; 4 horas deberían ser tiempo suficiente para despejarse de las nubes y hacer un aterrizaje VFR en algún lugar.

¿Qué impide que compañías como Cessna y Piper conecten múltiples alternadores a un solo motor?
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