Ingeniería Aeroespacial (PFC)
https://hdl.handle.net/11441/52927
2024-03-28T10:00:53ZEstudio, diseño y simulación de topologías de potencia para arquitecturas HVDC en aeronaves
https://hdl.handle.net/11441/127658
Estudio, diseño y simulación de topologías de potencia para arquitecturas HVDC en aeronaves
Durante los últimos años, la sociedad ha incrementado considerablemente su concienciación sobre el medio
ambiente, y el sector aeronáutico no se ha quedado atrás. La acuciante necesidad de cuidar el planeta y reducir
la contaminación que genera el transporte aéreo han llevado a la creación de tendencias como More Electric
Aircraft (MEA) o All Electric Aircraft (AEA). Estas tendencias se basan en incrementar las partes eléctricas del
avión de forma que este sea más eficiente y produzca una menor huella de carbono.
Con este objetivo se han generado numerosas investigaciones que buscan mejorar el sistema eléctrico abordo de
una aeronave, pues en la actualidad sigue siendo inviable con la tecnología que se posee producir una aeronave
comercial totalmente eléctrica. Una de las tendencias más importantes que han ido surgiendo es la
implementación de arquitecturas HVDC para el sistema de distribución de potencia eléctrica, ya que esta
consigue una mayor densidad energética y por tanto una importante reducción del peso del sistema eléctrico en
la aeronave.
Esta arquitectura requiere un tipo de convertidor de potencia que hasta ahora no había sido necesario incluir
abordo de una aeronave, los convertidores DC-DC. Por este motivo estos convertidores son una tecnología que
aún requiere desarrollo y optimización para poder ser implementados en el campo de la aeronáutica. Se han
investigado y diseñado diversos convertidores para esta tarea, como el convertidor Dual Active Bridge (DAB),
que ha recibido bastante atención en este campo, o los convertidores resonantes.
A pesar de que el número de investigaciones sobre los convertidores DC-DC es alto, hay muy pocos estudios
comparativos entre las diferentes topologías para averiguar cual de ellas es más adecuada.
Este trabajo buscará contribuir en este tema diseñando, simulando y comparando diferentes topologías de
convertidores para comprobar su viabilidad como conexión entre un embarrado de continua formado por baterías
que suministran , y las cargas de aviónica que se requieren para operar.
Para ello una vez se hayan diseñado los convertidores de las distintas topologías se analizarán los parámetros
más críticos para su utilización en una aeronave, en concreto el estudio se centrará en la eficiencia ya que se trata
del factor más determinante en este campo.
Para analizar estas topologíasse realizarán simulaciones ajustando los elementos del convertidor hasta conseguir
un punto de funcionamiento con una eficiencia suficientemente alta. Tras esto se fijarán los elementos del
convertidor y se comprobará como varia su eficiencia al alejarse del punto de diseño.
Con estos análisis se espera dar luz sobre cual de los convertidores es más adecuado y realiza una mejor
actuación para su utilización en las futuras aeronaves MEA.; In the recent years, the awareness of the environment has increased exponentially, and the aeronautical sector
has not left behind. The urgent need to take care of the planet and reduce the pollution generated by air-transport
have led to the creation of new aeronautical trends such as More Electric Aircraft (MEA) or All Electric Aircraft
(AEA). These philosophies are based on increasing the electric parts on the plane, so it become more efficient
and produce a lower carbon footprint.
With this objective, numerous investigations have been generated to improve the electrical system onboard,
since it is still unfeasible to produce a fully electric commercial aircraft with the current technology. One of the
more important trends that has emerge is to employ an HVDC architecture for the electrical power distribution
system, since this kind of distribution achieves higher energy density and therefore a significant reduction in the
weight of the electrical onboard system.
This architecture requires a type of power converter that until now had not been necessary using on an aircraft.
For this reason, these converters are a technology that still requires development and optimization to be able to
be implemented on an aircraft. Various converters have been researched and designed for this task, including
the Dual Active Bridge (DAB), which has received a lot of attention in this field, or some types of resonant
converters.
Even though the number of investigations on DC-DC converters is high, there are very few studies that compare
the different topologies to find out which one is more suitable for its use on a plane.
This paper will seek to contribute to this topic by designing, simulating and comparing different converter
topologies to verify their viability as a connection between an HVDC battery, of , and the avionics
loads of the aircraft, which work at .
For this aim, once the converters of the different topologies have been design, the most critical parameter for
their use on an aircraft will be analyzed. These are mainly their efficiency and power density.
To analyze these two points, simulations will be carried out by adjusting the converter elements until a
sufficiently high efficiency is achieved. After this, the elements of the converter will be fixed, and it will be
verified how their efficiency varies when moving away from the design point.
With these analyzes, this paper is expected to shed light on which of the topologies considered is more suitable
and has a better performing for its use in future MEA aircrafts.
2021-01-01T00:00:00ZDesarrollo de una aerolínea en el archipiélago canario
https://hdl.handle.net/11441/127088
Desarrollo de una aerolínea en el archipiélago canario
En el presente texto se persiguen alcanzar dos objetivos. El primero de ellos es la realización de un análisis del
sector del transporte aéreo de pasajeros centrado en las particularidades de la Comunidad Autónoma de Canarias
para el posterior estudio de la viabilidad de una compañía aérea que opere de forma regular en el archipiélago
canario. El timing de este proyecto viene fuertemente marcado por una situación de crisis mundial provocada
por la pandemia de la COVID-19.
Con el objetivo de obtener resultados lo más reales y fiables posibles, se lleva a cabo un exhaustivo estudio del
entorno. Por un lado, se analiza el sector del transporte aéreo, la baja rentabilidad de las aerolíneas y cómo
plantean estratégica y económicamente el modelo de negocio las empresas pertenecientes a esta industria. El
segundo elemento que se analiza es el entorno, concretamente las particularidades geográficas y fiscales de las
Islas Canarias, así como las principales características de aerolíneas que ya operan en la zona. Por último, se
examina la situación post-pandémica, cómo ha afectado a estas aerolíneas, al tráfico de pasajeros y el cambio
que ha sufrido el perfil del viajero en esta nueva realidad.
Seguidamente se presenta un modelo estadístico capaz de estimar la futura demanda de pasajeros con unas
variables seleccionadas. Se analizarán el tráfico de personas por aeropuerto desde el año 2011 hasta el 2030,
teniendo en cuenta la peculiaridad del drástico descenso de pasajeros debido al confinamiento y a las limitaciones
de movilidad en el presente año.
En los siguientes apartados, se presenta la aerolínea en cuestión, Wawafly. Gracias a los datos del modelo, será
posible establecer las rutas aéreas más interesantes desde el punto de vista económico, elegir y asignar flotas y
tripulación, determinando los días de vuelo y las operaciones en tierra que se requieran.
Por último, se expone la estructura de la aerolínea, estimación de costes, ingresos y situación financiera durante
los primeros tres años de vida de la compañía en tres escenarios distintos. Verificando así que un proyecto con
estas características es viable y rentable económicamente.; The present text seeks to achieve two objectives. The first of these is to carry out an analysis of the passenger air
transport sector focused on the particularities of the Autonomous Community of the Canary Islands for the
subsequent study of the viability of an airline that operates regularly in the Canary Islands. The timing of this
project is strongly marked by a global crisis situation caused by the COVID-19 pandemic.
In order to obtain the most realistic and reliable results possible, an exhaustive study of the environment is carried
out. On the one hand, the air transport sector, the low profitability of the airlines and how the companies
belonging to this industry pose the business model strategically and economically. The second element that is
analyzed is the environment, specifically the geographical and fiscal characteristics of the Canary Islands, as
well as the main characteristics of airlines that already operate in the area. Finally, the post-pandemic situation
is examined, how it has affected these airlines, passenger traffic and the change that the profile of the traveler
has undergone in this new reality.
Next, a statistical model capable of estimating future passenger demand with selected variables is presented. The
traffic of people by airport will be analyzed from 2011 to 2030, taking into account the peculiarity of the drastic
decrease in passengers due to confinement and mobility limitations in this year.
In the following sections, the airline in question, Wawafly, is presented. Thanks to the data of the model, it will
be possible to establish the most interesting air routes from the economic point of view, to choose and assign
fleets and crews, determining the flight days and ground operations that are required.
Finally, the airline's structure, cost estimate, incomes and financial situation during the first three years of the
company's life are exposed in three different scenarios. Thus, verifying that a project with these characteristics
is viable and economically profitable.
2021-01-01T00:00:00ZDefinición con 3DExperience de la secuencia de montaje del cajón del ala de una aeronave
https://hdl.handle.net/11441/106066
Definición con 3DExperience de la secuencia de montaje del cajón del ala de una aeronave
Debido a la gran demanda industrial de la gestión del ciclo de vida de producto, este trabajo hace uso de la
herramienta de gestión 3Dexperience, desarrollada por la empresa Dassault Systèmes, como formación
profesional.
El proyecto tiene como objetivo el aprendizaje, análisis y demostración de la utilidad de este software
colaborativo en el sector aeronáutico, en concreto, para procesos de montaje. Se han usado los modelos
tridimensionales de un conjunto formado por el cajón del ala de una aeronave y los medios industriales
requeridos para su ensamblaje como caso práctico con el que analizar la plataforma colaborativa.
Ha sido elegido el cajón del ala de una aeronave debido al gran número de piezas involucradas en su producción,
el cual ofrece la posibilidad de profundizar bastante en el mundo del utillaje necesario para su ensamblaje.
Además, el sistema productivo basado en una línea de montaje a pulsos, ofrece la posibilidad del desglose de la
información y centrar el desarrollo en gran medida en una sola de las fases de montaje.
La metodología seguida para el caso práctico parte de la descripción y modificación de la lista de materiales o
BOM del cajón del ala. En segundo lugar, se presenta el modo más usual de ensamblaje de un cajón de torsión
como punto de partida para la definición de la MBOM o lista de materiales según el orden de montaje. Con la
estructuración del montaje se consiguen dos hipótesis distintas y relacionadas: en primer lugar se propone el
orden de montaje definido en estaciones de montaje de una aeronave real similar y, en segundo lugar, se
desarrolla el utillaje necesario para las operaciones requeridas.
El resultado del análisis permite obtener un listado de operaciones sincronizadas de movimientos y aporte de
piezas y utillaje a la grada de montaje en cuestión. Junto con el cumplimiento de la propuesta de uso de la
plataforma colaborativa, el cual permite el aporte de una opinión práctica y del que se originan distintas líneas
de trabajos futuros.; Due to the high industrial demand for product lifecycle management, this work uses 3Dexperience management
tool, developed by the company Dassault Systèmes, as professional training.
The project aims to learn, analyze and demonstrate the usefulness of this collaborative software in the
aeronautical sector, specifically for assembly processes. The three-dimensional models of an assembly formed
by the wing box of an aircraft and the industrial means required for its assembly have been used as a practical
case to analyse with the collaborative platform.
The aircraft wing box has been chosen due to the large number of parts involved in its production, which offers
the possibility to go deep into the world of the tools needed for its assembly. In addition, the production system,
based on a pulsed assembly line, offers the possibility of breaking down the information and focusing
development largely on a single assembly phase.
The methodology followed for the practical case starts from the description and modification of the bill of
materials or BOM of the wing box. Second, the most common way of assembly a torsion box is presented as a
starting point for the definition of the MBOM or bill of materials according to the assembly order. By structuring
the assembly, two different and related hypotheses are achieved: firstly, the assembly order defined in assembly
stations of a similar real aircraft is proposed and, secondly, the necessary tooling for the required operations is
developed.
The result of the analysis allows obtaining a list of synchronized operations of movements and contribution of
parts and tools to the assembly stand in question. Together with the fulfillment of the proposed use of the
collaborative platform, which allows the contribution of a practical opinion and from which different lines of
future work originate.
2020-01-01T00:00:00ZEstudio comparativo de la estimación solar en un área determinada utilizando los resultados de una red neuronal artificial no supervisada
https://hdl.handle.net/11441/104618
Estudio comparativo de la estimación solar en un área determinada utilizando los resultados de una red neuronal artificial no supervisada
Desde el Protocolo de Kyoto en el año 1997 hasta nuestros días, se han realizado diferentes estrategias, tanto
legales como obligatorias, para hacer frente al cambio climático y minimizar sus impactos en la naturaleza y en
la sociedad. Las energías renovables y diferentes tecnologías de mayor eficiencia energética nacen para hacer
frente a este fenómeno.
Este trabajo se enmarca en el universo de la energía solar. En grandes campos o plantas solares, es fundamental
conocer los valores de la radiación solar en el área completa de estudio para así optimizar el futuro control
distribuido de la planta solar.
Por ello, en el presente trabajo se han llevado a cabo investigaciones para el análisis y estimación de la radiación
solar utilizando el método de interpolación IDW, de sus siglas en inglés Inverse Distance Weighting. Para este
estudio, se ha simulado una red de sensores distribuidos en una hipótetica planta solar ubicada en el entorno de
las Tablas de Daimiel (Ciudad Real). Partiendo del escenario anterior y conocida la radiación solar en cada
sensor a través de los datos provenientes de satélites de la Unión Europea, dentro del programa Copernicus,
obtenemos nuevos escenarios con sensores distribuidos. Estos escenarios se obtienen mediante una red neuronal
artificial no supervisada conocida como mapa autoorganizativo SOM, de sus siglas en inglés Self-Organizing
Map. El procedimiento que seguirá la red es, de manera autoorganizada, agrupar o mapear rasgos comunes e
incorporarlos a su estructura interna de conexiones.
La comparativa realizada de la estimación de la radiación solar entre los escenarios propuestos, permite
comprobar que el uso de la red neuronal es una buena alternativa aplicable en la interpolación espacial de
variables en áreas extensas.; From the Kyoto Protocol in 1997 to the present day, different strategies, both legal and mandatory, have been
carried out to face climate change and minimize its impacts on nature and society. Renewable energies and
different technologies with greater energy efficiency are born to face this phenomenon.
This work is framed in the universe of solar energy. In large fields or solar plants, it is essencial to know the
values of solar radiation in the entire study area to optimize future distributed control of the solar plant.
Therefore, in the present work, investigations have been carried out for the analysis, optimization and estimation
of solar radiation using the IDW (Inverse Distance Weighting) method. For this study, a network of sensors
distributed in a hypothetical solar plant located in Tablas de Daimiel (Ciudad Real) has been simulated. Starting
from the previous scenario and known the solar radiation in each sensor through the data from satellites of the
European Union, within the Copernicus program, we obtain new scenarios with distributed sensors. These
scenarios are the outputs of an unsupervised competitive artificial neural network known as a Self-Organizing
Map (SOM).
The obtjetive of the work is to compare the estimation of solar radiation between the proposed scenarios and to
check if the use of the neuronal network is optimal.
2020-01-01T00:00:00Z