Diseño e implementación de un prototipo para monitorización de consumo de gasolina para una aeronave tripulada de tipo lsa

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Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas

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Resumen

The following work addresses the design, construction, and implementation of a real-time fuel consumption monitoring system for LSA (Light-Sport Aircraft). This system was developed to meet the demands of the aeronautical sector, ensuring measurement accuracy, fuel system integrity, and cost reduction compared to commercial solutions. In addition, its compact and sealed design facilitates its integration and operation in real conditions. The system includes an ESP32 microcontroller, which combines data processing and Wi-Fi communication configured as an access point, a Floscan 201 Flow Transducer sensor to measure fuel flow, and a 240 X 320 TFT display that provides relevant information in real time as a visual tool for the crew. A web page was also designed to show fuel consumption in real time and include an approximate indicator of the remaining amount, optimizing the user experience and supporting decision-making during flight. During the design stage, various components were analyzed, considering criteria such as cost, accuracy, data capture and transmission capacity, as well as the dimensional and sealing restrictions required for the aeronautical environment. These analyses allowed decisions to be made based on the needs of the project, maintaining a balance between functionality and economic viability. To verify the accuracy of the system, a test environment was built to simulate a controlled fuel flow. The data obtained by the Floscan sensor was compared with measurements made by a precision scale, allowing the system to be adjusted when necessary and its performance to be validated before implementation in the aircraft. The developed system combines energy efficiency, accuracy, safety, and speed in data reception and transmission, essential characteristics for measurement systems in the aeronautical field. Likewise, the reduction in costs without compromising technical performance makes it a versatile solution applicable to other aircraft or sectors that require accurate fuel consumption monitoring. The system developed is positioned as a competitive alternative to commercial systems, offering an economical and high-performance tool. Its implementation not only improves fuel management in aircraft, but can also contribute to more sustainable operations by providing key data for efficient resource management in various applications.

Descripción

El siguiente trabajo aborda el diseño, construcción e implementación de un sistema de monitorización de consumo de combustible en tiempo real para aeronaves LSA (Light-Sport Aircraft). Este sistema fue desarrollado para satisfacer las exigencias del sector aeronáutico, garantizando precisión en las mediciones, integridad del sistema de combustible y reducción de costos frente a soluciones comerciales. Además, su diseño compacto y hermético facilita su integración y operación en condiciones reales. El sistema incluye un microcontrolador ESP32, que combina procesamiento de datos y comunicación por wifi configurado como Access point, un sensor Floscan 201 Flow Transducer para medir el flujo de combustible, y una pantalla TFT 240 X 320 que proporciona información relevante en tiempo real como herramienta visual para la tripulación. También se diseñó una página web que muestra el consumo de combustible en tiempo real e incluye un indicador aproximado de la cantidad restante, optimizando la experiencia del usuario y apoyando la toma de decisiones durante el vuelo. Durante la etapa de diseño, se analizaron diversos componentes, considerando criterios como costo, precisión, capacidad de captura y transmisión de datos, así como las restricciones dimensionales y de sellado requeridas para el entorno aeronáutico. Estos análisis permitieron tomar decisiones fundamentadas en las necesidades del proyecto, manteniendo un balance entre funcionalidad y viabilidad económica. Para comprobar la precisión del sistema, se construyó un entorno de pruebas que simula un flujo de combustible controlado. Los datos obtenidos por el sensor Floscan se compararon con mediciones realizadas por una balanza de precisión, lo que permitió ajustar el sistema cuando fue necesario y validar su desempeño antes de su implementación en la aeronave. El sistema desarrollado combina eficiencia energética, precisión, seguridad y velocidad en la recepción y transmisión de datos, características esenciales para los sistemas de medición en el ámbito aeronáutico. Asimismo, la reducción de costos sin comprometer el desempeño técnico lo convierte en una solución versátil y aplicable a otras aeronaves o sectores que demanden un monitoreo preciso del consumo de combustible. El sistema desarrollado se posiciona como una alternativa competitiva frente a sistemas comerciales, ofreciendo una herramienta económica y de alto desempeño. Su implementación no solo mejora la gestión del combustible en aeronaves, sino que también puede contribuir a operaciones más sostenibles al proporcionar datos clave para una administración eficiente del recurso en diversas aplicaciones.

Palabras clave

Monitorización de combustible, Instrumentación aeronáutica, Aeronaves deportivas ligeras lsa, Consumo de combustible

Materias

Ingeniería eléctrica -- Tesis y disertaciones académicas , Instrumentación aeronáutica , Sistemas de monitoreo , Consumo de combustible

Citación