Máster en Ingeniería Aeronáutica

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Fundación y dirección del equipo de aeromodelismo VANTUS. Análisis, diseño y fabricación de aeromodelos orientados a competiciones de carga
(2024) Albarrán Merchán, Antonio; Esteban Roncero, Sergio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
El presente documento constituye una memoria final sobre la fundación, gestión y dirección del equipo académico de aeromodelismo VANTUS en su primeros años, así como un análisis técnico sobre el diseño, la construcción y el vuelo de su primera aeronave, el Jaleo I. Este análisis se realiza en el marco del diseño de aeronaves orientadas a campeonatos universitarios de diseño de aeromodelismo, y pretende reflejar los progresos y conceptos tanto logísticos como puramente técnicos que son necesarios para gestionar y conducir a un equipo de personas hasta la participación en uno de estos eventos.
Estudio del movimiento del aire en las calles: caracterización de la ventilación en cañones urbanos
(2025) Ruda Sarria, Francisco; Sánchez Ramos, José; Montero Gutiérrez, Paz; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
En la actualidad, hay múltiples efectos y fenómenos que amenazan con la degradación de la calidad de vida de los habitantes de las ciudades. Entre estos efectos se encuentra la acumulación de contaminantes del aire en las calles, que representa un riesgo significativo para la salud y el medio ambiente, especialmente en ciudades densamente pobladas; y el fenómeno de la Isla de Calor Urbana, que empeora las condiciones térmicas, degradando la calidad de vida, incrementando problemas de salud y reduciendo la interacción social en espacios públicos. En este contexto, la ventilación adecuada de las calles se convierte en un elemento clave para mitigar ambos efectos adversos. Más concretamente, los cañones urbanos se clasifican por la relación de aspecto entre la altura de los edificios y el ancho de la calle y estos actúan como microambientes donde se acumulan tanto el calor como los contaminantes. Por ello, es crucial estudiar y entender cómo los flujos de aire circulan dentro de estas estructuras urbanas. Por esta razón, este estudio aborda la caracterización detallada de los flujos de aire dentro de cañones urbanos a través de simulaciones mediante Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), proporcionando indicadores cuantitativos de las tasas de renovación de aire y una comprensión cualitativa de los patrones de flujo. Para ello, se investigan calles con relaciones de aspecto que van desde calles anchas (AR = 0.75) hasta calles estrechas (AR = 4) y se evalúa cómo distintos niveles de velocidad del viento influyen en la renovación del aire. Además, se analizan los patrones de flujo complejos resaltando la formación de distinto números de vórtices, que limitan aún más la capacidad de disipación del calor y los contaminantes. Los datos obtenidos ofrecen una base científica para desarrollar estrategias innovadoras de aclimatación en espacios públicos, como refugios contra el calor, y mejorar la habitabilidad de las ciudades, siendo esencial para el desarrollo de estrategias urbanas que reduzcan la concentración de contaminantes y mitiguen el impacto del calor, contribuyendo así a la creación de entornos urbanos más saludables y sostenibles.
Diseño de planta fotovoltaica en un aeropuerto
(2024) Rodríguez Santiago, Almudena; Fernández de la Cruz, Jorge; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería
El objetivo último del presente proyecto es el diseño conceptual de una planta solar fotovoltaica conectada a la red, de potencia 4.5MWp, situada en las inmediaciones del aeropuerto de Tenerife Norte-Ciudad de La Laguna. La principal intención de la instalación es servir de fuente de alimentación energética, dimensionada para ser capaz de cubrir en torno al 50% de sus necesidades actuales, contribuyendo significativamente a la reducción de la huella de carbono del aeropuerto. De las múltiples fuentes de demanda de potencia, se prioriza y analiza el sistema de iluminación del área del movimiento del aeródromo, dada su criticidad e influencia en la seguridad operacional del tráfico aéreo. Junto a la elección del emplazamiento en el que se pretende instalar la planta solar fotovoltaica (PSFV), se lleva a cabo un estudio de seguridad del entorno, con objeto de detectar si existen impactos significativos, en términos de afección a servidumbres aeronáuticas, fauna local, o interferencias con los obstáculos del aeródromo. Asimismo, se analiza el contexto climatológico, con la función de detectar la existencia de fenómenos meteorológicos adversos, entre los que para el caso de TFN destaca la presencia de niebla, cuya influencia en la radiación fotovoltaica recibida por los paneles fotovoltaicos debe ser cuantificada. En cuanto a la secuencia de diseño, se lleva a cabo un proceso iterativo, que contempla un total de 12 configuraciones de estudio, a fin de encontrar la distribución de paneles e inversor óptima. Para ello, se analiza la disposición de paneles más favorable con el conexionado del inversor, en cada caso, sin perder de vista las pérdidas y aprovechamiento energético asociados. El diseño final, ubicado en un área despejada de 76.271 m2 situada al Norteste del aeropuerto y cercana a la central eléctrica del aeropuerto, está conformada por 8.464 paneles, 24 inversores y un centro de transformación que cuenta con 2 transformadores de potencia de 2500 KVA. La instalación tendrá una alta dependencia con la red de distribución, dado que durante las horas nocturnas no se produce generación de energía, y su potencia no está dimensionada para cubrir el 100 % de las necesidades del aeropuerto, por lo que no se contempla el uso de baterías ni su independecia con la red. Seguidamente, se lleva a cabo un análisis comparativo con el software PVsyst, con el que se valida el orden de magnitud de los cálculos realizados y se extrae información relevante a tener en cuenta en futuras iteraciones de diseño del proyecto. Finalmente, junto a las conclusiones obtenidas, se describen las futuras líneas de investigación propuestas, que se encuentran fuera del alcance del presente proyecto, pero resultan necesarias para asegurar el correcto funcionamiento y seguridad de la instalación.
El gas natural en estado criogénico como combustible para la propulsión aérea
(2024) Galán Álvarez, Pablo; Jiménez-Espadafor Aguilar, Francisco José; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
En las últimas décadas, se han enfrentado grandes desafíos ambientales en el sector de la aviación debido al creciente impacto de las emisiones. Con el fin de reducir las emisiones de CO2, se ha vuelto apremiante la necesidad de buscar una alternativa al queroseno como combustible. En este contexto el metano criogénico CH4, conocido como gas natural licuado (GNL), se contempla como una de las soluciones potenciales para alcanzar un sistema de aviación más eficiente y limpio. Este combustible se almacena a temperaturas extremadamente bajas, posee alto contenido energético y produce menos emisiones de CO2 que el queroseno. Además si se habla de metano verde, obtenido de fuentes renovables, se reduce la huella del carbono en la aviación, siguiendo el flujo hacia un transporte aéreo más sostenible. En este Trabajo de Fin de Máster se hace un estudio de la viabilidad de adaptar el motor de un A380-800 para su funcionamiento con metano criogénico, adaptando el diseño y modo de operación de dicho motor. Pero los retos van más allá, ya que el cambio de combustible implica una serie de desafíos técnicos y logísticos. Por un lado la adaptación del motor conlleva la modificación de los sistemas de inyección y flujo de combustible para conseguir una combustión controlada y eficiente. Por otro lado al trabajar con metano criogénico en estado líquido se producen una serie de limitaciones en volumen y masa. A diferencia del queroseno que se puede almacenar a temperatura ambiente, el metano criogénico presenta una densidad menor en el estado líquido en que se almacena. Esto implica que el volumen necesario para su almacenamiento sea significativamente mayor. Este aumento del volumen obliga a instalar depósitos externos lo cual supone un rediseño estructural y un aumento extra de masa reduciéndose así la capacidad de almacenaje de combustible. Además, almacenar el combustible en estado líquido implica un diseño preciso del aislamiento de los tanques para reducir la evaporación del combustible debido al flujo de calor externo, tanto en tierra como en vuelo ya que el salto térmico entre el interior del tanque y las condiciones atmosféricas exteriores es muy elevado. Tras realizar el estudio se analizarán las diferentes soluciones obtenidas y se concluirá con la solución más óptima basada en los resultados.
Analysis and Design of Algorithms for Earth Observation Satellites
(2024) Fernández Melgosa, Manuel Francisco; Vázquez Valenzuela, Rafael; Perea Rojas-Marcos, Federico; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos; Universidad de Sevilla. Departamento de Matemática Aplicada II (ETSI)
Los satélites de observación terrestre capturan imágenes y recogen datos del planeta, permitiendo monitorear el medio ambiente, analizar el clima y gestionar desastres, entre otras aplicaciones. La planificación eficiente de su operación es clave debido a la complejidad de coordinar varios satélites en diferentes órbitas y modos de observación. Este trabajo desarrolla algoritmos que permitan planificar estas operaciones de manera automatizada. Partiendo de un modelo teórico, se buscan buenas soluciones para cubrir áreas específicas del planeta. Se proponen algoritmos exactos tipo Branch and Bound, y otros heurísticos y metaheurísticos tipo Greedy y GRASP. La calidad de tales algoritmos se compara con las soluciones obtenidas en un Modelo de Programación Lineal Entera Mixta (MILP por sus siglas en inglés). Finalmente, los experimentos evalúan la eficiencia de los algoritmos en términos de cobertura y tiempo de cálculo, logrando maximizar de manera eficiente la cobertura de las regiones prioritarias.
Detección de cambios en el terreno a partir de imágenes de UAV multitemporales
(2024) Piñero Ros, Gabriel; Torrecillas Lozano, Cristina; Pérez Romero, Antonio Miguel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Gráfica
Este proyecto desarrolla el uso de la fotogrametría para la obtención de modelos tridimensionales a partir de imágenes bidimensionales. Se centra en los usos cartográficos de esta disciplina, especialmente en la utilización de aeronaves pilotadas en remoto (RPA) para la toma de imágenes. También estudia la detección de cambios en el terreno a partir de imágenes multitemporales, aplicando algoritmos y técnicas de aprendizaje automatizado. Los datos de partida fueron las ortofotos y modelos digitales de elevaciones de 2017, junto a las imágenes aéreas tomadas mediante RPA en 2022 en el pueblo sevillano de Lebrija, en una zona donde se conoce la existencia de subsidencia en el terreno. La realización del proceso fotogramétrico hasta obtener el modelo tridimensional, incluyendo la ortofotografía y el modelo digital de elevaciones (MDE) del territorio en 2022, ha sido realizada mediante el software comercial Agisoft Metashape®. El análisis realizado para la detección de cambios en el terreno ha sido ejecutado mediante el software de Sistema de Información Geográfica, QGIS®, y han sido utilizadas secuencias de comandos en el lenguaje de programación Python y el complemento Semi Automatic Classification Plugin, que contiene algoritmos de aprendizaje automatizado, para conseguir la identificación de patrones en las variaciones que se hayan producido en el lapso temporal de 5 años entre vuelos, y poder obtener una clasificación automática de los cambios que haya habido en el terreno. En cuanto al levantamiento fotogramétrico, los resultados muestran el modelo tridimensional del terreno junto a su ortofoto y modelo digital de elevaciones, donde destacan su precisión y representación veraz del terreno en la realidad. Sobre la detección de variación en el terreno mediante la aplicación de aprendizaje automatizado, los resultados arrojan la obtención de patrones de cambio en las imágenes que pueden ser extrapolables a variaciones en el terreno, haciendo hincapié en las limitaciones del proceso si la cantidad de información espectral de las imágenes no es suficiente.
Entrenamiento con medidas experimentales de una red neuronal como modelo de material para materiales hiperelásticos
(2024) Pérez Gómez, Juan; García García, Israel; Quintanas Corominas, Adrià; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
En este proyecto, se parte de un modelo de red neuronal ya existente para la creación y evaluación de un modelo de material hiperelástico, utilizando medidas experimentales para su entrenamiento. Inicialmente se profundiza en la naturaleza de los materiales hiperelásticos, sus características y los distintos modelos existentes que definen su comportamiento. También se estudiaron las bases y peculiaridades de las redes neuronales. La campaña de ensayos experimentales, en la que se sometieron probetas de material hiperelástico a diversas cargas, proporcionó los datos necesarios para entrenar la red neuronal, tratando estas simulaciones de sustituir a los ensayos reales en laboratorio. Mientras que, los resultados obtenidos se compararon con el Método de Elementos Finitos (MEF) de ABAQUS, mostrando que el modelo neuronal captura con precisión el comportamiento mecánico bajo diversas condiciones de carga. Este enfoque no solo ofrece una nueva alternativa a métodos tradicionales, sino que también reduce el tiempo y los recursos necesarios para el desarrollo de nuevos materiales, abriendo nuevas posibilidades en la modelización y diseño de materiales avanzados. En resumen, este trabajo demuestra el potencial de las redes neuronales como herramientas poderosas y versátiles para la ingeniería de materiales, sentando las bases para futuras innovaciones en el campo de los materiales.
Control de misión de UAV para transporte de vehículo
(2024) Mesta Guisasola, Diego; Rodríguez Rubio, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
El sector de los vehículos no tripulados ha tenido un gran desarrollo en los últimos años, permitiendo la automatización de tareas que no son adecuadas para el uso de la robótica tradicional y que además permiten evitar el riesgo que presentan estas tareas a los operarios encargados de realizarlas, tareas que pueden englobar desde la inspección visual de tejados evitando la necesidad de que un operario ascienda utilizando una grúa, hasta la toma y análisis de muestras en Marte sin necesidad de enviar tripulación. Para el correcto funcionamiento de estos vehículos no tripulados es necesario un extenso desarrollo de diversas tecnologías de hardware y software que aseguren que el vehículo es capaz de realizar todas las tareas para las que fue diseñado y es capaz de soportar y superar los imprevistos que ocurran durante su despliegue. Dentro de las tareas de las que se encarga el software se encuentra el control de misión, una tarea fundamental que se encarga desde el alto nivel que las tareas se realizan de forma ordenada y lógica. Este documento se encuentra enmarcado dentro del projecto SIMAR y presenta el desarrollo del control de misión de un UAV multirrotor que tiene como tarea el despliegue sobre una tubería de un instrumento motorizado controlado de forma remota por un operario que sea capaz de realizar la inspección del estado de tubería utilizando un sistema de rayos X embarcado. La metodología utilizada para el desarrollo del controlador de misión son los árboles de comportamiento, los cuales presentan una alternativa a las máquinas de estado que tiene como objetivo el permitir el desarrollo de forma más visual y jerárquica. Este tipo de enfoque es muy popular en el sector de los videojuegos para el desarrollo de las inteligencias artificiales de los personajes controlados por la consola y está ganando tracción en el sector de la robótica más tradicional debido a sus ventajas frente al enfoque más tradicional de máquinas de estado. El objetivo principal de este documento es presentar de forma clara los árboles de comportamiento que se han desarrollado para la realización de la misión y la explicación de su funcionamiento y del funcionamiento de los distintos bloques que lo componen, presentado gráficas con el comportamiento previsto del UAV durante el funcionamiento.
El hidrógeno como combustible para la propulsión aérea: cambio de fase del combustible
(2024) Martín Quirós, Alejandro; Jiménez-Espadafor Aguilar, Francisco José; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
En las últimas décadas, se han enfrentado grandes desafíos ambientales en el sector de la aviación debido al creciente impacto de las emisiones. Con el fin de reducir las emisiones de CO2, se ha vuelto apremiante la necesidad de buscar una alternativa al queroseno como combustible. En este contexto el hidrógeno criogénico H2, se contempla como una de las soluciones potenciales para alcanzar un sistema de aviación más eficiente y limpio. Este combustible se almacena a temperaturas extremadamente bajas y posee alto contenido energético y no produce emisiones de CO2 al no contener carbono. Además, si se habla de hidrógeno verde, obtenido de fuentes renovables, se reduce la huella del carbono en la aviación, siguiendo el flujo hacia un transporte aéreo más sostenible. En este Trabajo de Fin de Máster se hace un estudio de la viabilidad de adaptar el motor de un A380-800 para su funcionamiento con hidrógeno criogénico, adaptando el diseño y modo de operación de dicho motor. A diferencia del queroseno, que se puede almacenar a temperatura ambiente, el hidrógeno criogénico presenta una densidad menor en el estado líquido en que se almacena. Esto implica que el volumen necesario para su almacenamiento sea significativamente mayor. Este aumento del volumen obliga a instalar depósitos externos lo cual supone un rediseño estructural y un aumento extra de masa reduciéndose así la capacidad de almacenaje de combustible. Además, almacenar el combustible en estado líquido implica un diseño preciso del aislamiento de los tanques para reducir la evaporación del combustible debido al flujo de calor externo, tanto en tierra como en vuelo ya que el salto térmico entre el interior del tanque y las condiciones atmosféricas exteriores es muy elevado. Tras realizar el estudio se analizarán las diferentes soluciones obtenidas y se concluirá con la solución más óptima basada en los resultados.
Simulación dinámica tridimensional de un monociclo eléctrico con conductor
(2024) González-Santiago López, Luis; García-Agúndez Blanco, Alfonso; García Vallejo, Daniel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación
En este estudio se ha desarrollado el modelado matemático que dicta la cinemática y dinámica del movimiento tridimensional de una persona montando en un monociclo eléctrico, con el fin de mejorar la estabilidad de este. Para ello, se ha considerado el sistema multicuerpo formado por cuatro subsistemas, siendo estos: el vehículo, el pie, la pierna y el tronco del usuario. Para obtener las ecuaciones no lineales que rigen el movimiento a estudiar se seguirá el procedimiento de Euler-Lagrange, obteniéndose un sistema de ecuaciones diferenciales algebraicas de primer orden. Como la naturaleza del sistema es inherentemente inestable, es necesario diseñar un controlador para aumentar la estabilidad. Este modelo será linealizado respecto a un punto de equilibrio que identifica una trayectoria de referencia a velocidad de crucero, a partir de una expansión en serie de Taylor dinámica, para posteriormente diseñar un controlador LQR que será implementado fuera del entorno lineal para poner a prueba sus prestaciones.
Estudio, Propuesta y Aplicación de la Ampliación de la Pista del Aeropuerto de Melilla
(2024) González Sánchez, Cristian Alberto; Ortas Luceño, Alberto; Cerrato Casado, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería
Enlapresente memoria se encuentra la propuesta de ampliación de la pista del aeropuerto de Melilla tras su aprobación de cambio de categoría 2C a 3C, lo que permitirá operar aviones con carreras de despegue y aterrizaje mayores. Con la longitud actual de la pista, se tendrían ciertas limitaciones por cuestión de peso y de combustible en ciertas aeronaves de mayor tamaño que se reflejarían en problemas para las compañías aéreas. Por ello se presenta una propuesta de aumento de longitud de pista y por tanto, de distancias declaradas, comenzando con una descripción sobre la situación actual del aeropuerto, seguido del estudio sobre las ventajas que supondría llevar a cabo este proyecto, evaluando aspectos importantes para la decisión de la propuesta que más se adecue a las solicitaciones aeroportuarias de hoy día. Se estudian modificaciones no sólo de pista, sino también de todo a lo que esto afectaría, tal como calles de rodaje, señales, iluminación, etc. Además del espacio áereo y servidumbres ligadas a estos elementos. Para finalizar se proporcionan los planos finales junto con las conclusiones adquiridas a lo largo del trabajo realizado.
Adaptación e implementación en Matlab del método de Ghosh y Mount para el cálculo del grafo de visibilidad
(2024) Vallejo Soto, Guillermo; Franco Espín, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
El grafo de visibilidad de un dominio es un grafo no direccionado cuyos vértices son los vértices del dominio y cuyas aristas son las líneas de visión directa entre los vértices no interrumpidas por los obstáculos del dominio, es por ello que su cálculo es crítico a la hora de resolver problemas de trazado óptimo de trayectorias. A lo largo del siguiente documento se hará una presentación acerca de las motivaciones que pudieran llevar a querer resolver este problema y una concisa revisión acerca del estado del arte. Se desarrollará una implementación en Matlab™ realizada en base al algoritmo propuesto por Ghosh & Mount y se establecerán una serie de metodologías para ponerlo a prueba y comprobar su eficacia y efectividad.
Estudio numérico del proceso de estampación/estirado de chapa metálica
(2024) Massucci Ortiz, Miriam; Morales-Palma, Domingo; Rosa-Sainz, Ana; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
Este proyecto tiene como objetivo principal el análisis numérico de los procesos de estirado y estampación de chapa metálica, dado su interés en diversas aplicaciones de la industria aeronáutica. Se ha realizado el modelado y simulación del proceso de estampación/estirado de chapa metálica mediante el software de elementos finitos Abaqus. Se han realizado modelos 2D y 3D para simular el proceso de estirado con un punzón con curvatura, comparando los resultados con las soluciones de modelos analíticos. Los modelos se han automatizado mediante scripts en Python para facilitar la modificación de diferentes elementos del modelo y el análisis de las simulaciones. Se analizan distintos factores que influyen en el proceso, como la geometría del punzón, los radios de redondeo, la acción y fuerza del prensachapas, y el uso de tetones en el sistema de sujeción de la pieza. Las principales variables analizadas son las distribuciones a lo largo de la chapa de la fuerza longitudinal, la deformación principal máxima y el espesor. Los modelos permiten valorar diversos aspectos que generalmente se desprecian en el estudio del proceso de estirado/estampación mediante modelos matemáticos sencillos, como el efecto de la mayor flexión de la chapa en el contacto con las aristas redondeadas de la matriz y el prensachapas y el uso de tetones en el sistema de sujeción de la chapa.
Design of a VOR-based navigation application
(2024) Castro Castro, Francisco; Granado Romero, Joaquín; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica
Este trabajo presenta el desarrollo de una aplicación basada en Python que integra dos sistemas de ayuda a la navegación, VOR (Very High Frequency Omnidirectional Range) y GPS, para estimar el ángulo de rumbo del usuario o aeronave con respecto a cualquier estación VOR en España, según lo registrado en la Publicación de Información Aeronáutica (AIP). Aunque los sistemas VOR han sido fundamentales para la navegación aérea durante décadas, proporcionando información radial confiable con respecto a estaciones en tierra, el GPS se ha convertido en la tecnología predominante para la precisión posicional debido a su cobertura global y precisión. La aplicación desarrollada utiliza una interfaz gráfica construida con Tkinter, diseñada para ser fácil de usar, permitiendo a los usuarios ingresar parámetros, seleccionar la fuente de datos de navegación (VOR o GPS), y visualizar estimaciones del rumbo en tiempo real. La aplicación soporta varios modos, incluyendo un modo de depuración para verificar el procesamiento de señales y un modo en tiempo real para su uso en entornos operacionales. El algoritmo de procesamiento de señales VOR, previamente desarrollado en el proyecto "Procesado y Análisis de Señales de Navegación VOR", ha sido integrado en esta aplicación y mejorado para aumentar su precisión. Además, se ha implementado un nuevo algoritmo para la estimación del rumbo basado en GPS. Para optimizar la fusión de datos de ambos sistemas, se ha introducido un filtro de Kalman, que refina las estimaciones del rumbo al reducir el efecto del ruido y priorizar los datos más confiables del GPS, manteniendo los beneficios del VOR como redundancia. Las pruebas de campo de la aplicación demostraron que los resultados basados en GPS lograron una alta precisión, con errores angulares alrededor de décimas de grado, superando incluso los valores cartográficos de referencia utilizados para la validación. En contraste, el rendimiento en el modo sólo VOR o en tiempo real sin el filtro de Kalman fue menos confiable, particularmente debido a las limitaciones del dispositivo RTL-SDR utilizado para la captura de señales. A pesar de estas limitaciones, el uso del VOR sigue siendo relevante como respaldo en caso de interferencias o interrupciones de la señal GPS, ofreciendo un nivel de precisión aceptable. Este trabajo resalta la importancia de combinar la tecnología moderna de GPS con los sistemas tradicionales de VOR y presenta una herramienta versátil para futuras aplicaciones de navegación aeronáutica.
Rediseño del Aeropuerto de Casarrubios del Monte
(2024) Parra García, Ángel; Ortas Luceño, Alberto; Cerrato Casado, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería
En mitad de un panorama de constante aumento del tráfico aéreo es imprescindible mantener un buen servicio aeroportuario. España es uno de los países europeos para los que se prevé un mayor crecimiento de operaciones en los próximos años y su principal aeropuerto, el aeropuerto Adolfo Suárez Madrid - Barajas, se encuentra actualmente al borde de su límite de capacidad. Con el fin de tratar de evitar el colapso del servicio aeroportuario en Barajas existen varias propuestas para aumentar el margen de capacidad del principal aeropuerto español tales como planes de mejora de las infraestructuras, ampliaciones de las mismas o incluso la creación de otro aeropuerto capaz de darle soporte. En este sentido se plantea el proyecto de remodelación del actual aeródromo de Casarrubios del Monte (Toledo) para tratar de constituir un aeropuerto alternativo que pueda cubrir parte de la demanda futura del aeropuerto de Barajas y mejorar el servicio aeroportuario en la zona. El proyecto de esta memoria plantea el diseño preliminar del lado aire del aeródromo remodelado ajustándose a las necesidades actuales del entorno aeroportuario.
Continuación de órbitas periódicas asimétricas en sistemas lineales a trozos tridimensionales
(2024) Lavado García, Miguel Ángel; Ros Padilla, Francisco Javier; Universidad de Sevilla. Departamento de Matemática Aplicada II (ETSI)
Este Trabajo Fin de Máster tiene como objetivo la continuación numérica de órbitas periódicas y curvas de bifurcación en sistemas diferenciales lineales a trozos. A partir de una solución de las ecuaciones de cierre de dichos sistemas, se comprueba que esta solución cumple las condiciones necesarias para corresponder a una órbita periódica del sistema original y se realiza la continuación del ciclo límite. En esta continuación se ha incorporado un procedimiento de detección de bifurcaciones silla-nodo, duplicación de periodo y toro, para así obtener el diagrama de bifurcación asociado a un sistema. Para la continuación se ha empleado el método de pseudo-longitud de arco de Keller, programado en Matlab. En el primer capítulo, se proporciona una introducción a los sistemas dinámicos, su estabilidad y bifurcaciones. En el segundo capítulo, se definen los sistemas diferenciales lineales a trozos y se aplica el método de las ecuaciones de cierre, tanto para ciclos límites trizonales como para bizonales. Posteriormente se aplican los resultados a un sistema lineal a trozos concreto, el oscilador electrónico de Bonhoeffer-Van der Pol. En el tercer capítulo, se describe el método de continuación de Keller y su programación en Matlab. En el cuarto capítulo, se presentan las simulaciones y resultados que hemos llevado a cabo empleando los códigos programados en Matlab, que se encuentran en el ANEXO B.
Modeling and Optimization of Flight Trajectories for Electric Propulsion Aircraft
(2024) San Millán Huang, Ramón; Franco Espín, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
Estrategias de Gestión de Energía en Aerona ves Cero Emisiones con Pilas de Combustible de Hidrógeno
(2024) Quintana Hernández, Javier Alejandro; Bordons Alba, Carlos; Esteban Roncero, Sergio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
Estedocumento aborda el desarrollo del sistema de generación de energía de una aeronave de cero emisiones, impulsada por baterías y pilas de combustible de hidrógeno. Se exploran, diseñan e implementan estrategias avanzadas de control, como la lógica difusa y el control predictivo basado en modelos (MPC). Para ello, se desarrollan modelos de degradación, modelos de consumo de hidrógeno y modelos de eficiencia de pilas de combustible. Además, se crean herramientas de código abierto en Python para la recopilación de datos, el entrenamiento de modelos de inteligencia artificial (IA) y el desarrollo de gemelos digitales.
Modelado y recreación virtual del avión North American P-51 Mustang, utilizando el software Catia V.5 y análisis aerodinámico con SolidWorks
(2024) Muñoz-Polanco Morón, Alejandro; Morato-Moreno, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Gráfica
En el presente documento se describe todo el proceso de recreación virtual del avión de la Segunda Guerra Mundial "North American P-51B Mustang" usando el software CATIA V5 comoentorno de trabajo. Se ha elegido trabajar con este software debido a los conocimientos previos adquiridos en el grado, además del afán por seguir aprendiendo a usar dicha herramienta. En cuanto a la elección de la aeronave, se decidió diseñar un avión de la Segunda Guerra Mundial debido a la accesibilidad de los planos, siendo éstos más fáciles de obtener que de cualquier avión ac tual. El proceso de la documentación para el modelado conlleva una labor de investigación que es de los primeros temas que se tratan en este documento. Posteriormente, se aborda el diseño en sí mismo. Con el objetivo final de ensayar el avión en vuelo, se ha detallado en distintas secciones el proceso de diseño de cada uno de los componentes del avión. Dicho diseño está enfocado en recrear exclusivamente la geometría de la superficie del avión, dejando para un posible trabajo futuro el diseño de la estructura interna del mismo. Es importante tener en cuenta que, aun disponiendo de planos que facilitan el diseño, éstos no contienen toda la información necesaria para su total recreación, por lo que a lo largo del documento se irá comentando la toma de decisiones elegidas para llegar a una solución, intentando respetar al máximo la geometría del avión y teniendo en cuenta la funcionalidad que éste debe tener para realizarle el posterior estudio aerodinámico. Unavezeldiseño del avión está completo, dicho modelo es exportado a otro software, SolidWorks, para realizarle el mencionado análisis aerodinámico. Con esto se pretende adquirir destreza en un software que no se ha usado anteriormente, a la vez que se prueba la validez del diseño realizado en CATIA V5. Llegada esta parte del documento, se presenta un problema que se puede resolver mediante el estudio de las características aerodinámicas del avión en distintas condiciones de vuelo. Una vez alcanzada la solución, se profundiza en las características del flujo de aire alrededor del avión en esta condición de vuelo. Con ello, se ilustran algunos de los aspectos más característicos de la aerodinámica y se discute la validez de los resultados obtenidos. Para finalizar con el trabajo, se presentan una serie de conclusiones obtenidas tras todo el proceso de diseño y análisis del avión, junto con los aspectos más importantes tratados a lo largo del presente proyecto. Además, se proponen una serie de posibles líneas de trabajo futuras que amplían el alcance de dicho proyecto y ayudarían a conseguir que el modelo fuera más realista y/o estuviera más completo o fuese más funcional.
Estudio de la Instalación de una Planta de Producción de Hidrógeno en el Aeropuerto de Sevilla
(2024) López Moreno, Manuel; Iranzo Paricio, José Alfredo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
En este trabajo se estudia la instalación de una planta de producción de hidrógeno en el aeropuerto de Sevilla, para abastecer a futuros aviones que funcionen con este combustible. Puesto que la descarbonización del transporte es un objetivo a nivel global, comenzar a estudiar este tipo de proyectos cuanto antes podría acelerar la adopción de este tipo de tecnología. Se hará en primer lugar un repaso por el estado del arte de este tipo de infraestructuras y otras similares, seguido de un repaso de las diferentes técnicas actuales de producción de hidrógeno. Posteriormente, se estudiará el marco legal actual que afectaría a la instalación, así como el equipamiento y los suministros necesarios para el funcionamiento de la misma. Por último, se hará un análisis económico para evaluar la viabilidad del proyecto.

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