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Análisis del comportamiento de automóviles diversos circulando sobre badenes
(2016-08) Casqueiro Placer (advisor), Carlos; Rodríguez-Carreño Poole, Borja
Los badenes y otros elementos similares empleados en las vías urbanas como ralentizadores de velocidad son definidos según diversas normativas. En España, para vías de carácter estatal, se dispone de la ORDEN FOM/3053/2008 que define la geometría que estos dispositivos deben tener según la velocidad admitida en la vía. El empleo de estos elementos provoca principalmente dos consecuencias: la aparición de aceleración vertical sobre el vehículo y sus ocupantes y la variación de la fuerza normal de contacto entre las ruedas y el suelo. La primera de las cuestiones afecta al confort y la salud de los ocupantes. La segunda afecta a la maniobrabilidad del vehículo y por tanto a su seguridad activa. Este trabajo analiza el efecto sobre las aceleraciones verticales y la adherencia del vehículo que tiene circular sobre los badenes recogidos en la normativa citada, con diferentes tipos de vehículos y a diferentes velocidades. Para ello se realizan diferentes simulaciones empleando el software CarSim, específicamente diseñado para el análisis de la dinámica vehicular.
Cálculo y selección de sistema de propulsión para mini UAV de apoyo a pequeñas unidades de Infantería de Marina
(2015-06-04) Suárez García (advisor), Andrés; Casqueiro Placer (advisor), Carlos; Golmayo Flethes, Santiago
La función de reconocimiento táctico continúa siendo una exigencia primordial para las unidades de Infantería de Marina. Es indispensable tanto para la detección y localización de otras fuerzas a vanguardia, como para la observación y corrección del tiro artillero y de morteros. Hasta el momento, esta función es cubierta por observadores que han de acercarse lo suficiente a las posiciones enemigas, lo que acarrea un tiempo significativo de despliegue y un riesgo de detección y contacto con el enemigo. La tecnología disponible actualmente en el campo de aeronaves no tripuladas permite dotar, por un precio razonable, a estas unidades de Infantería de Marina de vehículos aéreos no tripulados. Así, se podrían cumplir una parte importante de las funciones de reconocimiento en un tiempo reducido y con un riesgo mínimo para las propias fuerzas. Este estudio se centra en un tipo particular de vehículos como son los mini-UAVs eléctricos de despegue vertical. El objetivo fundamental de este trabajo es hacer un estudio comparativo de las posibles opciones de un multicóptero eléctrico controlable. Será capaz de transportar una cámara termográfica (con capacidad para operar día y noche) que transmita video en tiempo real, orientable al menos en sentido vertical hasta poder grabar en dirección perpendicular al suelo y dotado de un localizador GPS. Su peso y volumen deberán ser lo más contenido posible para poder ser llevada por un hombre en una mochila y las especificaciones operativas deseadas son: cinco mil metros de alcance, altura de trabajo entre mil y dos mil metros sobre el terreno, tiempo de permanencia en la zona de aproximadamente treinta minutos y capacidad para operar con hasta veinte nudos de viento. A fin de cumplir todas estas especificaciones se ha estudiado la capacidad de varias disposiciones de plataforma desde el cuadricóptero, al octocóptero para obtener la mejor solución. Para calcular el sistema de propulsión necesario para alcanzar estos objetivos se han realizado cálculos comparativos entre motores de diferentes características y marcas. Una vez determinados estos datos se ha seleccionado el sistema de baterías y las hélices que dan un mayor rendimiento. Como conclusión de los resultados obtenidos a lo largo de este proyecto se selecciona un cuadricóptero por ser la plataforma capaz de cumplir con la mayor parte estos requisitos. También se explican las ventajas e inconvenientes de este sistema y las posibilidades de continuar en esta línea de investigación en años venideros.
Desarrollo de plataforma para impresión remota en 3D
(2017-10) Carnicero Solanas, Alejandro; Suárez García (advisor), Andrés; Casqueiro Placer (advisor), Carlos
El mundo de la impresión 3D está en pleno crecimiento: no en vano, una parte muy importante del progreso realizado en este aspecto es gracias a una extensa comunidad de desarrolladores. En este ámbito existen tareas en constante evolución para convertir el proceso en una tarea lo más automatizada posible. El presente proyecto busca desarrollar una plataforma de impresión 3D remota que pueda ser instalada de forma sencilla en cualquier impresora 3D, empleando una placa Raspberry Pi para el control remoto de la impresora y un microcontrolador Arduino para las funciones de control y monitorización de la misma. La misión de ambos módulos, funcionando de manera integrada, es que cualquier impresora 3D doméstica pueda funcionar de manera remota y con un alto grado de autonomía de su operador, minimizando los tiempos de manipulación in situ de la impresora. A la culminación del proyecto, se ha llegado a una plataforma remota de impresión 3D que puede funcionar de manera remota y adicionalmente, incluye una serie de automatismos y medidas de seguridad pasivas que convierten a dicha plataforma en un servicio con alto grado de autonomía. Además, se proponen nuevas líneas de investigación para conseguir una plataforma lo más completa posible, en este aspecto se plantea la introducción de nuevas tecnologías.
Desarrollo de un sistema de control para UAV con capacidad ATOL entre lanchas de instrucción de la Escuela Naval Militar
(2016-08) Núñez Ortuño (advisor), José María; Casqueiro Placer (advisor), Carlos; Liaño Cuquerella, José María
El objetivo de este Trabajo de Fin de Grado es construir una plataforma “UAV” (Unmanned Aerial Vehicle) que incorpore un Sistema de Control remoto con capacidad “ATOL” (Automatic Take-Off and Landing) en las lanchas de instrucción de la Escuela Naval Militar. Para ello se ha construido un multicóptero utilizando en su mayoría hardware comercial de fácil adquisición. A este multicóptero se le ha incorporado una “Raspberry Pi” como servidor intermedio de mensajes de control, de forma que permita la inclusión del UAV en una red WIFI. Como red de control se ha utilizado la red “MANET” (Movile ad hoc Network) instalada en las lanchas de instrucción de la Escuela Naval Militar. El control se realiza desde una estación instalada en un ordenador incorporado a esta misma red. De la misma forma, la red ha permitido al Sistema de Control el acceso a la información de los sensores de las lanchas de instrucción, que se han utilizado como medio fundamental para la aproximación y el aterrizaje.
Diseño de chasis para micro cuadricóptero apto para fabricación mediante impresión 3D
(2017-10) Cruz Hernández, Carlos; Casqueiro Placer (advisor), Carlos
Hoy en día, el mundo de los vehículos aéreos no tripulados se ha convertido en un sector emergente popularizado por sus diversas aplicaciones, acercándose a un público cada vez más amplio. De forma paralela y con el mismo ritmo se ha desarrollado el campo de la impresión 3D a partir de la aparición de las impresoras 3D de bajo coste en la última década. Este Trabajo de Fin de Grado pretende fusionar estas dos tecnologías mediante el diseño de un chasis para cuadricóptero apto para ser impreso en 3D, atendiendo a los requerimientos que entraña el uso de una impresora de estas características. Para ello se recurre al uso de software de diseño asistido por ordenador tomando como referencia el análisis de modelos presentes en el mercado, tanto para la elección de los componentes electrónicos encargados del radio control y el vuelo, como para el diseño del propio chasis. El producto aspira a ser un cuadricóptero optimizado compuesto por un chasis impreso en 3D y unos componentes comerciales escogidos atendiendo a resultados de simulación. Por último, la fabricación de un prototipo permitirá evaluar las características del modelo realizado culminando de esta forma el proceso de diseño.
Diseño de un prototipo de USV como blanco naval de alta RCS
(2018-10) Rossi Vargas, Ignacio; Núñez Ortuño (advisor), José María; Casqueiro Placer (advisor), Carlos
El presente trabajo se realiza para hacer frente a la necesidad de adiestramiento de los pilotos de la 9º Escuadrilla de la Flotilla de Aeronaves de la Armada. Con el fin de permitir la realización de un adiestramiento sin limitaciones, se diseña un USV con alta RCS y bajo coste para su utilización como blanco naval. El primer paso para ello es el diseño de un reflector radar en esquina (corner reflector) que responda a las exigencias establecidas y, el diseño de una plataforma naval que porte dicho reflector y sea capaz de mantener una posición predefinida en condiciones de mar 2. Para ello, es necesario realizar un estudio profundo de la estabilidad del buque, el sistema de propulsión y el sistema de navegación. Finalmente, se realiza un presupuesto del proyecto, se analizan los logros obtenidos con el diseño y se determinan posibles líneas de desarrollo.
Diseño mecánico de la plataforma de un vehículo no tripulado de superficie y carácter multipropósito
(2018-10) Payo Velázquez, José Jaime; Casqueiro Placer (advisor), Carlos; Núñez Ortuño (advisor), José María
El presente proyecto tiene por finalidad la elaboración de una propuesta de diseño de una plataforma de superficie no tripulada dotada con la capacidad de ser desplegada en multitud de misiones. Esta versatilidad se logra gracias a la capacidad de alojar a bordo de la plataforma, un módulo intercambiable dotado del equipamiento necesario para el desarrollo de las diferentes misiones. Para dicho diseño se ha realizado un estudio de requisitos y características que la plataforma debe cumplir para servir tácticamente como sistema marítimo no tripulado en apoyo a los buques de la Armada Española. Una vez finalizado dicho análisis, se ha realizado un modelo 3D de los diferentes elementos que componen la plataforma usando un software de diseño asistido por ordenador. Estos modelos han permitido el estudio de esfuerzos de los elementos estructurales mediante el análisis por elementos finitos y el dimensionamiento de la planta propulsora, dejando paso al estudio de la arquitectura del sistema de gobierno implementado en la plataforma. Finalmente se ha realizado un estudio para determinar las principales misiones en las que la plataforma sería un arma de gran utilidad.
Diseño mecánico de una plataforma de despegue para UAV ́s de ala fija en la Armada
(2016-08) Casqueiro Placer (advisor), Carlos; Busto Cuiñas, Guillermo
En el presente Trabajo de Fin de Grado se puede encontrar el diseño mecánico del lanzador de UAVs “Booster-J4” de creación propia. En él, se mencionan algunos aspectos como el surgimiento de los primeros UAVs y el porqué de su incorporación en los ejércitos. Se continúa con una descripción del lanzador actualmente empleado en la Armada española y se finaliza con el desarrollo del proyecto, que incluye el diseño de todos y cada uno de los componentes necesarios para el correcto funcionamiento del lanzador que da nombre a este trabajo, los datos empíricos sobre los que basar el diseño de las mencionadas piezas y los planos de las mismas, así como las fichas técnicas de aquellos elementos comerciales que incorpora. El “Booster-J4” trata de conseguir mejorar algunos de los aspectos más críticos encontrados en otros lanzadores, como la complejidad de alguna de sus partes, los pesos, o las dimensiones, de modo que optimiza el lanzamiento del RPAS “ScanEagle” a bordo de los buques de la Armada. Su diseño es exclusivo para la citada aeronave, ya que hoy en día, es la única de ala fija que podemos encontrar de alta en la 11a Escuadrilla.
Diseño y cálculo FEM de estructura para tetracóptero nano UAV de apoyo a pequeñas unidades de Infantería de Marina
(2015-06-03) Casqueiro Placer (advisor), Carlos; Suárez García (advisor), Andrés; Delgado González, José Enrique
La tecnología de los drones es cada vez más avanzada. Muchos productos del mercado son capaces de realizar misiones reales de búsqueda y rescate de personas desaparecidas, trabajos de fotografía, video y cartografía aérea, prever y controlar incendios, misiones en los campos de la agricultura, medio ambiente, geología, construcción e inspecciones, controlar y analizar multitudes, investigar una escena de un accidente, explorar lugares de difícil acceso y realizar labores de vigilancia o control de tráfico, entre muchas otras. Además, existen también distintas aplicaciones en el campo militar. Los drones pueden reconocer espacios de tierra o mar, efectuar vigilancia sobre unidades militares o personas, investigar el interior de edificios, o ir kilómetros por delante de las tropas, suponiendo así una ventaja importante para éstas. Los ejércitos y en concreto la Infantería de Marina de los países avanzados, demanda, cada día con mayor necesidad operativa, un dron ligero para sus tropas. En este proyecto se ha procedido a diseñar la estructura de un dron del tipo tetracóptero. Para ello se ha realizado el modelado de los distintos elementos de la estructura (planchas superior e inferior, brazos, soporte motor, tubos roscados, patas y pieza en U) en un software paramétrico 3D, Siemens NX, y se han realizado ensayos por el Método del Elemento Finito (FEM) para su validación. Así, finalmente se ha logrado obtener un diseño de un tetracóptero con brazos plegables para facilitar su transporte.
Diseño y cálculo FEM de plataforma para tiro sostenido para MINIMI
(2015-06-03) Casqueiro Placer (advisor), Carlos; Suárez García (advisor), Andrés; Estarellas Perales, Antonio
En este Trabajo de Fin de Grado se lleva a cabo el diseño de una base de tiro para la ametralladora MINIMI. Se realiza una base de tiro útil para todos los modelos de MINIMI, tanto los de calibre 7,62 como los de 5,56mm. Una vez realizado el diseño de la plataforma para tiro sostenido, se lleva a cabo el cálculo de resistencia estructural mediante el método de elementos finitos. Todo el diseño se lleva a cabo por ordenador, con Siemens NX9, un software que tiene herramientas CAD a la vez que CAE, lo cual nos permite, sin necesidad de cambiar de software, el diseño y el propio cálculo estructural.
Diseño, fabricación y puesta en marcha de una Plataforma Stewart para simulación
(2016-08) Burrueco Jiménez, José Luis; Núñez Ortuño (advisor), José María; Casqueiro Placer (advisor), Carlos
El presente proyecto trata sobre el diseño, la fabricación y la puesta en marcha de un robot paralelo del tipo Stewart-Gough de 6 grados de libertad, de coste reducido y el cálculo de sus especificaciones técnicas. El diseño del proyecto pretende marcar un inicio en el desarrollo de esta plataforma, permitiendo futuras líneas de investigación y desarrollo basadas en el presente robot, así como proponer soluciones que permitan la escalabilidad del modelo. La implementación se lleva a cabo mediante el uso de servomotores como actuadores y su resolución del problema cinemático transcurre en un ordenador aparte, utilizando para ello el software informático MathWorks MATLAB 2016 y como plataforma electrónica el hardware libre Arduino. Se proporciona un método alternativo al uso de las matrices de rotación para obtener la cinemática inversa de la plataforma de manera exacta. La fabricación se siguiendo la línea del Rapid Prototyping e impresión 3D. El diseño final se compara con los ensayos realizados sobre el proyecto para validar el rendimiento del robot paralelo. Finalmente se presentan unas líneas de mejora y se abre nuevos caminos para su posterior desarrollo en el ámbito miliar.
Estudio de las propiedades mecánicas de materiales compuestos de Grafeno en la impresión 3D. Aplicaciones en Defensa
(2017-10) Faura García del Toro, Félix; Urréjola Madriñán (advisor), Santiago; Casqueiro Placer (advisor), Carlos
Desde hace apenas una década estamos asistiendo a un crecimiento exponencial de publicaciones científicas sobre investigaciones con grafeno. Sus excepcionales propiedades y extraordinarias aplicaciones han supuesto una verdadera revolución en el ámbito de los materiales, posicionándolo posiblemente como uno de los de mayor proyección estratégica, tanto a nivel científico como industrial y en particular, en el sector de Defensa. Aunque todavía no es posible trabajar con este material a escala industrial, actualmente se pueden realizar estudios científicos y técnicos en laboratorios y talleres que están permitiendo analizar su comportamiento, prestaciones, rendimiento etc. en determinados ámbitos y circunstancias. En este sentido es posible actualmente trabajar con materiales que incorporan grafeno en su composición y que pueden ser procesados en impresoras 3D. El presente trabajo fin de grado consiste en primer lugar en realizar un estudio prospectivo sobre las características, propiedades y aplicaciones de este material con especial énfasis en todas las aplicaciones del ámbito de la Defensa. Posteriormente se ha realizado un estudio sobre la influencia de dos parámetros del proceso de impresión 3D (porcentaje de relleno y espesor de pared) sobre las propiedades mecánicas que pueden obtenerse en los ensayos de tracción, resiliencia y dureza de materiales que incorporen grafeno. Para realizar el estudio se ha empleado la impresora 3D del Centro Universitario de la Defensa y bobinas de diferentes materiales de extrusión (ácido poliláctico y ácido poliláctico con grafeno). Finalmente, se han diseñado y fabricado mediante impresión 3D dos piezas (de un vehículo autónomo no tripulado) de posible interés militar con las que se pueden ilustrar las ventajas y limitaciones de este tipo de materiales frente a los materiales convencionales en los que actualmente se fabrican dichas piezas.
Estudio para la conversión de un vehículo militar URO Vamtac con motor de combustión en uno propulsado eléctricamente por baterías
(2017-10) Duarte Gómez, José Manuel; Casqueiro Placer (advisor), Carlos; Alfonsín Pérez (advisor), Víctor
Este Trabajo de Fin de Grado propone el estudio para la viabilidad de la implantación de un motor eléctrico alimentado por baterías en sustitución del motor de combustión del vehículo militar URO Vamtac S3, con la menor pérdida de prestaciones posibles respecto al original. Para ello se han estudiado los espacios disponibles en el vehículo para albergar el motor eléctrico, así como el mayor número de baterías para hacerlo viable, incluyendo espacios como la zona de carga trasera, empleando el programa Siemens NX como medida auxiliar. Hecho esto se ha procedido al cálculo de datos necesarios para estudiar las prestaciones ofrecidas por el motor eléctrico escogido, además de determinar sus necesidades de alimentación. Para suplir esas necesidades se ha escogido un tipo de batería comercializada en el mundo de los vehículos eléctricos, determinándose un modelo concreto e implantando las baterías en los espacios disponibles ya estudiados. Finalmente se ha realizado la simulación con los datos obtenidos en el programa SIMULINK, dando como resultado una autonomía determinada para un recorrido normalizado.
Selección, dimensionamiento y estudio de adaptación de sistema POD para la propulsión de las lanchas de instrucción
(2015-06-04) Casqueiro Placer (advisor), Carlos; Torres Fernández, Raúl
Lo que se pretende con la realización de este trabajo es realizar un estudio técnico de mejora de la propulsión de las lanchas de instrucción Rodman-66 que posee actualmente la Armada en Escuela Naval Militar en Marín. Se trata de analizar la posibilidad de adaptar a la plataforma actual una propulsión del tipo Pod o acimutal, en vez de la propulsión convencional (compuesta de motor, eje, hélice y timón) con la que en este momento cuenta. Para ello, se propondrán varios tipos de propulsión y se analizarán desde diversos puntos de vista, para analizar cuál es la idóneo. Una vez determinado el sistema elegido, se estudiarán los costes del nuevo sistema propulsor con el fin de poder determinar si la remotorización, en términos de coste de la instalación, rendimiento y ahorro de combustible, es una opción viable y por consiguiente a tener en cuenta. La finalidad de este proyecto no es en ningún caso la de realizar un proyecto de diseño de la posible instalación real de estos sistemas de propulsión, si no la de hacer un análisis de todas las variables y consideraciones que se tendrían que tener en cuenta para llevar a cabo una instalación de estas características.
Simulación y análisis de prestaciones de un vehículo militar híbrido en serie
(2018-09) Cabezudo Carrascal, Jesús; Casqueiro Placer (advisor), Carlos; Alfonsín Pérez (advisor), Víctor
En este Trabajo de Fin de Grado se estudiarán las prestaciones de un vehículo militar híbrido en serie a través de simulaciones para posteriormente poder analizarlas y compararlas con las prestaciones del mismo vehículo original. Para ello se realizará un modelo matemático sobre el software de modelado y simulación Matlab®/Simulink® que será válido para distintos tipos de configuración permitiendo hacer comparaciones entre ellos. Antes de realizar el modelo, se han definido los conceptos teóricos y las ecuaciones que posteriormente se han modelado sobre diagramas de bloques tales como las fuerzas que actúan sobre la dinámica del vehículo, el motor eléctrico, las baterías o el motor de combustión. Finalmente, se han puesto en común todos estos bloques en uno único capaz de realizar simulaciones para cualquiera de las posibles configuraciones del vehículo. Por último y tras realizar diferentes simulaciones para cada una de estas configuraciones y con diferentes ciclos de conducción, entre los cuales se ha empleado un ciclo real, se han analizado los datos obtenidos y se han comparado con los datos del vehículo original de partida.
Sistema de medición de diagramas de radiación de antenas embarcadas basado en dron
(2017-10) García Domínguez, Julián; Núñez Ortuño (advisor), José María; Casqueiro Placer (advisor), Carlos
El presente Trabajo de Fin de Grado consiste en el desarrollo de un sistema de media de diagramas de radiación de antenas embarcadas basado en un UAV. Este sistema está basado en un hexacóptero con un receptor SDR embarcado que realiza un vuelo circular alrededor de la antena bajo prueba tomando medidas con una determinada tasa y que son procesadas en un ordenador personal para la obtención del diagrama de radiación de la antena.
Uso de técnicas de impresión 3D para sustitución de piezas en el FUSA HK G36-E
(2016-08) Casqueiro Placer (advisor), Carlos; Martínez Truchaud, Pablo
La impresión 3D es el futuro, y debido a que el enemigo al que se enfrentan las Fuerzas Armadas modernas es cambiante, las tecnologías de Defensa también deben mirar hacia el futuro. El presente Trabajo de Fin de Grado pretende ayudar a mirar hacia ese futuro y con ello ahorrar costes logísticos y hacer de las Fuerzas Armadas unas más eficaces. El objeto de estudio es la fabricación aditiva aplicada a armamento, en concreto al fusil de dotación de las Fuerzas Armadas Españolas, el G 36 modelo E, de la casa H&K. El TFG se ha centrado en analizar las posibles vías para obtener modelos tridimensionales de piezas mediante ingeniería inversa y tras esto proceder a su impresión, realizando múltiples pruebas y tratando de comprobar la viabilidad de estas técnicas como una alternativa razonable en zonas donde las Fuerzas Armadas operan lejos de sus bases y cuya logística puede suponer un alto coste en dinero y tiempo. No sólo ha servido para analizar la viabilidad del proyecto, si no que sirve de punto de partida para seguir investigando en esta línea que pretende reforzar la operatividad de las Fuerzas Armadas desplegadas fuera de sus bases.

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