¿Qué tan comunes son las fallas del motor en aviones de propulsión de un solo motor?

Si la aeronave se mantiene y no se abusa de ella, las probabilidades de una falla del motor son bastante remotas. Pero sucede. La mayoría de las aeronaves de aviación general (GA) son motores de 4 y 6 cilindros horizontales opuestos, refrigerados por aire, fabricados en aluminio y varían en potencia que van desde 100 hasta 400 hp. La mayoría de los modelos tienen aproximadamente 200-300 hp. Estos motores están bien construidos y diseñados. La arquitectura general no ha cambiado mucho en los últimos 50 años. La calidad de las aleaciones utilizadas y el mecanizado / ensamblaje han mejorado dramáticamente desde su introducción. El diseño y el tipo de inyector de combustible (mecánico a electrónico) ha mejorado desde la década de 1970.

El clima durante el vuelo puede ser un factor en el rendimiento del motor. En particular, condiciones de formación de hielo conocidas. Evite a toda costa, por supuesto, a menos que la aeronave y los motores estén certificados para volar en condiciones de formación de hielo conocidas. Muchos aviones GA no lo son. Incluso con los kits de Certificado de tipo suplementario (STC) flotando, no son perfectos y tienen limitaciones.

Pero como todo, se trata de cómo se mantiene el avión y con qué frecuencia se vuela. Cuanto más se siente el avión afuera sin volar, más probable es que ocurra un graznido y se requiera una reparación. Cuanto más frecuente sea el ejercicio y uso de un avión, más fácil será mantener y controlar su salud. Si se vuela diariamente, debe haber indicios de que el motor comienza a necesitar algo de TLC mucho antes de una falla catastrófica. Las temperaturas del motor de escape (EGT) y la presión y temperatura del aceite son señales de qué tan bien está funcionando el motor. Las aeronaves GA requieren un mantenimiento regular cada 25 a 50 horas y durante este tiempo se debe realizar una inspección minuciosa del motor. Fugas de aceite del motor, grietas en la culata y la carcasa principal, etc. Su libro de registro de la aeronave debe mantenerse actualizado con esta información detallada. Si un cilindro está experimentando un aumento constante de 100 grados EGT, es una clara indicación de que algo debe verse tan pronto como aterrice. Si la presión de aceite comienza a disminuir desde su lectura regular, es probable que tenga fugas o queme aceite, lo que indica un anillo de pistón, grieta en la culata o desgaste de la guía de la válvula, además del desgaste del cigüeñal o del cojinete de la biela. Parte del consumo de petróleo en vuelos largos es un hecho normal, siempre que esté dentro de los límites especificados. Depende de usted asegurarse de que no sea excesivo y hacer que lo revisen.

El fracaso no es una opción

Hay fórmulas matemáticas que pueden determinar cuál es la tasa de falla o la tasa de riesgo de “x”. Los motores de los aviones no son diferentes. Se llama una curva de campana. Existen todos los tipos de curvas de Bell utilizadas en los mercados financieros para comprender los riesgos. No se aplican aquí. Pero hay una curva de Bell que es una buena línea de base teórica, llamada curva de Bell de confiabilidad. El problema es que todavía se basa en un análisis de riesgo financiero. Pero aquí está la cosa: un pistón de aluminio no le dice cuándo podría fallar, a menos que desgarre el motor con mucha frecuencia. Pero hay un caso legítimo para usar una curva de confiabilidad de Bell para un motor de pistón de aviación.

Para que funcione una curva de Confiabilidad de Bell, en lugar de incluir números financieros en la fórmula, debe usar las verificaciones del ciclo de mantenimiento y las señales de advertencia (como se describió anteriormente) como sus fuentes de datos. Aquí hay un modelo financiero que podría usar datos transpuestos del motor de su avión. El siguiente texto está parafraseado del autor Trent Ham de The Simple Dollar .

Esto representa la fiabilidad de una hipotética lavadora de gama baja a lo largo del tiempo. Tiene una vida útil promedio de diez años, y la mayoría de esos modelos fallan alrededor de los diez años.

Pero hay excepciones a esa tendencia general, por supuesto. Algunos de ellos fallan bastante rápido, y esto, al ser una máquina barata, no tiene un buen soporte de garantía. Otros duran mucho tiempo, incluso hasta veinte años o más.

Cuando compra una máquina, terminará en algún punto de esta curva. Lo más probable es que sea uno de los que se encuentran en esa gran joroba en el medio, con una duración de aproximadamente diez años, como la máquina promedio. Sin embargo, existe la posibilidad de que se deseche en tres años, o que te dure veinte años.

Ahora, ¿qué pasa con una máquina más confiable? Si elige gastar un poco más y comprar una máquina más confiable, obtendría una curva que se parece más a esto:

Viene con una buena garantía, por lo que no hay fallas en los primeros cinco años. En general, la falla promedio llega aproximadamente a los catorce años, y algunos durarán veinticinco años o más.

Obviamente, cuando mira Consumer Reports u otra investigación similar, esta segunda lavadora tendría un grado de confiabilidad más alto que la primera. Las personas (como yo) están dispuestas a pagar un poco más para obtener una curva de confiabilidad similar a la primera.

Vamos a superponerlos

Observe los tres espacios de colores? Cada uno cuenta una historia diferente, y sus tamaños relativos son realmente importantes.

El área azul muestra la probabilidad de que la máquina barata falle antes que la máquina costosa.

El área rosa muestra algo muy similar: qué tan probable es que la máquina costosa dure más que la máquina barata.

En pocas palabras, puede combinar las áreas azul y rosa: combinadas, muestran la probabilidad de que la máquina más costosa y confiable dure más que la máquina más barata y menos confiable. Hay alrededor de un 70% de posibilidades de eso.

Por supuesto, está esa zona naranja. Eso representa la posibilidad de que la máquina barata realmente dure más que la máquina cara. En este ejemplo, hay aproximadamente un 30% de posibilidades de que eso suceda.

Comprender la curva de fiabilidad de Bell

Pagar más por confiabilidad significa que el área naranja es el peor de los casos; comprar la máquina barata significa que el área naranja es su mejor escenario.

Digámoslo en términos de comentarios sobre lavadoras de gama baja. Sí, de vez en cuando escuchará a una persona que compró una máquina de $ 200 en 1987 que todavía funciona hoy. Esa persona tuvo suerte: compraron una máquina barata, pero resultó que terminó en esa zona naranja.

Sin embargo, la mayoría de las veces, la máquina será azul. Fallará antes de que una máquina de mayor confiabilidad lo haga.

Del mismo modo, alguien podría quejarse de la máquina “supuestamente altamente confiable” que compraron en 2001 que ya falló. De nuevo, es una caja naranja. La mayoría de las veces, esa máquina será rosa.

En mi opinión, es posible determinar las probabilidades si realmente quieres analizarlo. Pero realmente no me molestaría. Si se asegura de mantener el avión de acuerdo con las recomendaciones del fabricante y, cuando sea necesario, aumente los ciclos de mantenimiento en entornos únicos (como clima frío, si el avión está colgado, vuela regularmente, cuál es la calidad de las piezas utilizadas durante las revisiones de mantenimiento) e inspecciones) y tiene una muy buena comprensión de cómo funciona y funciona el motor de un avión, las posibilidades de que experimente una falla en el motor en vuelo se reducen drásticamente hasta el punto de que probablemente nunca tenga una.

La gestión del motor es un componente crítico para la vida útil del motor GA. Si bien es cierto que puede seguir la gestión de vuelo del motor recomendada por el fabricante y adaptar la mezcla a la mejor economía de combustible utilizando las configuraciones x, y y z, recuerde que ahora está ejecutando el motor a los límites de potencia máxima. Elija una configuración de potencia más baja, aumente la mezcla de combustible a pesar de un ligero aumento en el consumo de combustible. Aumentará la fiabilidad del motor, reducirá los EGT del motor y prolongará la vida útil del motor.

Nunca exceda los límites de TBO del motor. Si son 2,000 horas, son 2,000. No es 2040 o 2,100, son 2,000. Siga el manual de mantenimiento del motor religiosamente y no tendrá un problema catastrófico en la mayoría de los casos.

Y usted, como piloto y propietario de la aeronave, tiene control total sobre estos elementos, mucho antes de que ocurra una falla del motor.

Son bastante seguros y confiables, pero la conclusión es que nadie lo sabe realmente, ya que para los operadores no comerciales, no existe el requisito de informar una falla catastrófica del motor en un motor alternativo. Como resultado, no hay una respuesta real a la pregunta de qué tan comunes son estas fallas. En el mejor de los casos, hay un límite inferior (calculado a partir de la cantidad de incidentes reportados), pero no hay un número real.

Esta es una ocurrencia muy rara, debido a fallas mecánicas, la mayoría son por agotamiento de combustible. Las centrales eléctricas son extremadamente confiables con sistemas de encendido redundantes, es solo un ejemplo de cuán bien diseñados están para la tarea en cuestión

Hay una diferencia bastante grande entre el pistón de un solo motor y la turbina de un solo motor, y las fallas del motor de pistón son más comunes. Es por eso que las pequeñas aerolíneas comerciales en los EE. UU. No pueden usar un pistón de un solo motor, sino que pueden usar una turbina de un solo motor.

Pero, por regla general, las fallas completas del motor siguen siendo muy raras, incluso en aviones con motor de un solo pistón.

En un avión bien mantenido, no muy común en absoluto. Nunca tuve un solo incidente con mi motor único Stearman.

Boeing Stearman.

En pocas palabras: son poco frecuentes, pero es mejor que esté planeando esa ocurrencia infrecuente y esté preparado para que ocurra. Tu vida puede depender de ello.