Ingeniería Aeroespacial (PFC)

URI permanente para esta colecciónhttps://hdl.handle.net/11441/52927

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Estudio, diseño y simulación de topologías de potencia para arquitecturas HVDC en aeronaves
(2021) Álvarez Prada, Carmen; Martín Prats, María de los Ángeles; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica
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.
Desarrollo de una aerolínea en el archipiélago canario
(2021) Martín Morell, Beatriz; Castillo Granados, José María del; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales y del Transporte
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.
Definición con 3DExperience de la secuencia de montaje del cajón del ala de una aeronave
(2020) Nogales Del Valle, Rosario; Morales-Palma, Domingo; ; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación
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.
Estudio comparativo de la estimación solar en un área determinada utilizando los resultados de una red neuronal artificial no supervisada
(2020) Lérida Viso, Jesús; Núñez-Reyes, Amparo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
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.
Fabricación de piezas porosas mediante solidificación direccional a partir de polvos micrométricos de Ni metálico
(2020) Barahona Rodríguez, Juan; Sepúlveda Ferrer, Ranier Enrique; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales y del Transporte
El objetivo de este trabajo es la fabricación de piezas porosas aplicando el método de solidificación direccional y el posterior estudio de sus propiedades. En el proceso de fabricación se empleará oxido de níquel, canfeno como solvente de la suspensión y poliestireno como agente aglutinante. Para solidificar la suspensión se utilizarán moldes mixtos de silicona con base metálica y posteriormente se liofilizarán para eliminar el material orgánico de las piezas. Tras esto se aplicará un ciclo de sinterización y se reducirán las piezas, eliminándose en este proceso cualquier posible resto orgánico que pudiese quedar y pasando el óxido de níquel a níquel metálico. Tras el ciclo de sinterización se tienen las piezas en su estado final, y se procederá a su caracterización por medio de distintos ensayos (Arquímedes, capilaridad); se toman medidas de las dimensiones de las piezas y finalmente se realiza la preparación metalográfica con el objetivo de estudiar su microestructura en detalle. Todos los resultados obtenidos se recopilan y analizan, con el fin de determinar la influencia de los pasos y componentes de la fabricación en las piezas finales obtenidas. Por último se extraerán conclusiones de los resultados alcanzados.
Fabricación de materiales porosos con bajo contenido de sólidos mediante solidificación direccional
(2020) Losada Muñoz, Daniel; Sepúlveda Ferrer, Ranier Enrique; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales y del Transporte
El objetivo de este trabajo es el estudio de la viabilidad de la fabricación de materiales porosos con bajo contenido de sólidos mediante el método de la solidificación direccional. Para ello se han fabricado piezas de hematita (Fe2O3) con suspensiones que contenían un 1%, 2.5% y 5% en volumen de hematita, utilizando canfeno como líquido vehicular y ácido esteárico como dispersante. Para cada uno de estos porcentajes se ha realizado el estudio de la aplicación de gradientes extremos de temperatura, utilizando líquido refrigerante a -15 , -10 y -5 . La aplicación de estas temperaturas tan bajas permite la reducción del tiempo de solidificación de las piezas además de crear una estructura de poros interconectados de reducido tamaño. Una vez se han fabricado las piezas, se ha procedido a caracterizar sus propiedades a través de su microestructura, así como determinar la influencia de varios de los parámetros de fabricación de esta técnica.
Cálculo numérico del flujo potencial linealizado no estacionario sobre perfiles en los regímenes subsónico y supersónico
(2015) Colera Rico, Manuel; Pérez-Saborid Sánchez-Pastor, Miguel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos

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