A Real-Time Synthesis Oriented Tanpura Model

Physics-based synthesis of tanpura drones requires accurate simulation of stiff, lossy string vibrations while incorporating sustained contact with the bridge and a cotton thread. Several challenges arise from this when seeking efficient and stable algorithms for real-time sound synthesis. The approach proposed here to address these combines modal expansion of the string dynamics with strategic simplifications regarding the string-bridge and string-thread contact, resulting in an efficient and provably stable time-stepping scheme with exact modal parameters. Attention is given also to the physical characterisation of the system, including string damping behaviour, body radiation characteristics, and determination of appropriate contact parameters. Simulation results are presented exemplifying the key features of the model.

Análise dos prejuízos financeiros da indústria brasileira de aviação civil : influência das forças competitivas de Porter

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016.

Operacionalização, no contexto da Força Aérea, de um Sistema Aéreo Autónomo Não-Tripulado Classe II para Vigilância Marítima e Busca e Salvamento

Os sistemas de aeronaves não-tripuladas (UAS-Unmanned Aircraft Systems) são uma realidade nos mais distintos cenários, especialmente nos militares. Atualmente, qualquer força armada credível possui sistemas de armas deste tipo ou planeia adquiri-los a curto prazo. Os militares encontram nesta nova valência do poder aéreo uma forma de ultrapassar alguns desafios colocados, essencialmente, por problemas de restrições económicas, humanas e técnicas. O aumento da mobilidade no transporte marítimo e no transporte aéreo, sobre os oceanos leva a que a zona económica exclusiva possa estar ameaçada, especialmente, a costa portuguesa, justificando-se assim, a existência dos meios necessários à sua vigilância de forma eficiente e eficaz. Para isso o país conta com o apoio Força Aérea Portuguesa, que pretende integrar no seu dispositivo nacional UAS Classe II (peso máximo à descolagem entre os 150kg e os 600kg) e desta forma levar a cabo, juntamente com as outras Unidades Aéreas já existentes, missões de Vigilância Marítima e Busca e Salvamento. Não obstante da capacidade já existente, torna-se relevante que sejam estudadas soluções que possam complementar a missão por ela levada a cabo visando, assim, uma otimização de recursos se possível. Tendo em conta esta moldura enquadradora, a presente dissertação, através de um estudo teórico, tem por objetivo geral analisar a potencial operacionalização de um UAS do tipo Classe II, no contexto das missões da Força Aérea. Para a elaboração deste estudo investigou-se e recolheu-se informações sobre a missão VIMAR e SAR. Para a recolha de dados foram elaboradas entrevistas a alguns militares experientes da organização. Os dados recolhidos possibilitaram a criação e respetiva análise de uma matriz SWOT, assim como tipificar missões, no âmbito da Vigilância Marítima e Busca e Salvamento, nas quais a integração do UAS com as aeronaves tripuladas se revelaria fulcral para o sucesso das operações aéreas. Provado o potencial, termina-se com a enumeração de diversas tarefas, sensores, equipamentos e requisitos que poderão servir de referência aos responsáveis pelo desenho e conceção do UAS.

Vehicle Routing Problems that Minimize the Completion Time: Heuristics, Worst-Case Analyses, and Computational Results

In the standard Vehicle Routing Problem (VRP), we route a fleet of vehicles to deliver the demands of all customers such that the total distance traveled by the fleet is minimized. In this dissertation, we study variants of the VRP that minimize the completion time, i.e., we minimize the distance of the longest route. We call it the min-max objective function. In applications such as disaster relief efforts and military operations, the objective is often to finish the delivery or the task as soon as possible, not to plan routes with the minimum total distance. Even in commercial package delivery nowadays, companies are investing in new technologies to speed up delivery instead of focusing merely on the min-sum objective. In this dissertation, we compare the min-max and the standard (min-sum) objective functions in a worst-case analysis to show that the optimal solution with respect to one objective function can be very poor with respect to the other. The results motivate the design of algorithms specifically for the min-max objective. We study variants of min-max VRPs including one problem from the literature (the min-max Multi-Depot VRP) and two new problems (the min-max Split Delivery Multi-Depot VRP with Minimum Service Requirement and the min-max Close-Enough VRP). We develop heuristics to solve these three problems. We compare the results produced by our heuristics to the best-known solutions in the literature and find that our algorithms are effective. In the case where benchmark instances are not available, we generate instances whose near-optimal solutions can be estimated based on geometry. We formulate the Vehicle Routing Problem with Drones and carry out a theoretical analysis to show the maximum benefit from using drones in addition to trucks to reduce delivery time. The speed-up ratio depends on the number of drones loaded onto one truck and the speed of the drone relative to the speed of the truck.

Reconocimiento de una plataforma para aterrizaje de UAV mediante procesamiento de imágenes

En el año 2016 se vendieron en EE.UU más de un millón de Unmanned Aerial Vehicles (UAVs, Vehículos aéreos no tripulados), casi el doble que el año anterior, país del que se dispone de información. Para el año 2020 se estima que este mercado alcance los 5.600 millones de dólares en todo el mundo, creciendo a un ritmo del 30% anual. Este crecimiento demuestra que existe un mercado en expansión con muchas y diversas oportunidades de investigación. El rango de aplicaciones en los que se utiliza este tipo de vehículos es innumerable. Desde finales del s.XX, los UAVs han estado presentes en multitud de aplicaciones, principalmente en misiones de reconocimiento. Su principal ventaja radica en que pueden ser utilizados en situaciones de alto riesgo sin suponer una amenaza para ningún tripulante. En los últimos años, la fabricación de vehículos asequibles económicamente ha permitido que su uso se extienda a otros sectores. A día de hoy uno de los campos en los que ha adquirido gran relevancia es en agricultura, contribuyendo a la automatización y monitorización de cultivos, pero también se ha extendido su uso a diferentes sistemas, tales como seguridad, cartografía o monitorización, entre otros [1]. Es en esta situación en la que se propone el proyecto SALACOM [2], que explora la posibilidad de utilizar esta tecnología en sistemas de repuesta rápida para la detección y contención de vertidos contaminantes en entornos acuáticos con el apoyo de vehículos autónomos marinos de superficie (USV, Unmanned Surface Vehicles). En el mencionado proyecto se pretende utilizar sistemas UAVs para detectar y analizar las zonas de vertido y proveer la información respecto a la localización y las técnicas de contención adecuadas a los sistemas USV. Una vez se haya realizado el análisis de la situación del vertido, los USV trabajarían conjuntamente con los UAVs para desplegar las barreras de protección seleccionadas en la zona afectada. Para esto, los UAVs o drones, términos similares en lo que respecta a este proyecto y que a lo largo de esta memoria se usarán indistintamente, deben ser capaces de despegar desde los USV y volver a aterrizar sobre ellos una vez realizada su labor. El proyecto que se describe en la presente memoria se centra en la fase de aterrizaje y, más concretamente, en la detección de la plataforma seleccionada como plantilla mediante técnicas de tratamiento de imágenes. Esto serviría como sistema de apoyo para guiar el dron hacia la plataforma para que pueda realizar el descenso correctamente y finalizar así su misión o bien para realizar operaciones de recarga de la batería. El dron está equipado con la correspondiente cámara de visión a bordo, con la que obtiene las imágenes, las procesa e identifica la plataforma para dirigirse hacia ella, si bien, dado que el sistema de procesamiento de imágenes no se encuentra totalmente operativo, este trabajo se centra en el desarrollo de una aplicación software independiente del sistema de visión a bordo del dron, basada en el desarrollo de técnicas de reconocimiento de la plataforma. La plataforma a utilizar proviene de una patente [3], consistente en una figura geométrica con formas características, de muy difícil aparición en entornos de exterior. La figura pintada en negro se halla impresa sobre un panel de fondo blanco de 1m × 1m de superficie. En este trabajo se han explorado diversas opciones disponibles para realizar la identificación de las regiones de interés. El principal objetivo es realizar la selección de una tecnología que pueda cumplir potencialmente con los criterios necesarios para llevar a cabo la tarea y seleccionar los métodos de detección adecuados para realizar la identificación de la figura contenida en la plataforma. Se ha pretendido utilizar tecnologías de fácil uso, amplío soporte y, cuando ha sido posible, de código libre. Todo ello integrado en una aplicación informática, que es la que se presenta en el presente trabajo.

Análisis numérico de la morfología del ala para su uso en fumigación aérea

La aplicación aérea o fumigación aérea es una rama de la aeronáutica la cual nació en los inicios de la aeronáutica, para ayudar a combatir de manera rápida las enfermedades y plagas que aquejan a los cultivos, esto gracias a la velocidades de operación y tiempos de respuesta que son muchísimo mejores que otros métodos de aplicación agrícola. Pero esta gran ventaja, también es un problema para los pequeños productores agrícolas, dado que para que sea posible realizar una correcta aplicación es necesario una superficie de 25 hectáreas y en casos especiales cuando menos de 10 hectáreas, dejando así a los pequeños productores y ejidatarios sin este tipo de servicios. Dado a esto se buscó una manera para bajar las velocidades de operación de las aeronaves, para que puedan realizar una correcta aplicación en áreas de producción pequeñas, esto dado que desde mediados del siglo pasado las mejoras que se han realizado a estas aeronaves son las aéreas de navegación, potencia y aspersión, dejando casi sin mayores cambios a las estructuras y la aeronomía de la aeronave. Este trabajo se enfoca en la utilización de cambio de formas en la aeronave, denominadas morfología aérea, para mejorar la aerodinámica de la aeronave, buscando en un futuro la implementación de estos sistemas mediante el uso de materiales y estructuras inteligentes. Para lo cual se realizan distintos análisis numéricos tanto a nivel bidimensional para seleccionar el perfil aerodinámico a el cual sería necesario realizar el cambio de forma desde el perfil aerodinámico base con el cual cuenta la aeronave, como a nivel tridimensional para seleccionar la configuración que nos dé una menor velocidad de operación sin sacrificar la sustentación y la carga útil de la aeronave. Después de realizar una búsqueda entre 81 perfiles aerodinámicos y de 4 casos de forma a lo largo de la envergadura, se encuentra que es factible disminuir la velocidad de operación de la aeronave sin sacrificar capacidad alguna a la aeronave, pero la magnitud de la disminución dependerá en gran medida del perfil aerodinámico seleccionado dado que este dará en primera instancia el porcentaje de disminución ideal, el cual será menor debido a la forma con la que se lleva a cabo la morfología en el ala.

As ruturas epistemológicas na cultura aeronáutica resultantes da emergência da guerra aérea remota

A evolução tecnológica e a necessidade operacional de Unmanned Aircraft Systems (UAS) ditarão, a curto trecho, a sua expansão funcional à quase totalidade das áreas de missão tipicamente reservadas às plataformas tripuladas. Talvez a maior barreira à adoção dos UAS de forma plena, pela United States Air Force (USAF) em particular, e por extensão a outras Forças Aéreas que partilhem de valores semelhantes, será a alteração da cultura organizacional, no sentido de promover a aceitação dos sistemas não tripulados como capacidades idênticas às providenciadas pelas aeronaves tripuladas. Este artigo pretende explorar algumas das forças dissociativas que resistem à integração dos UAS na estrutura de força de uma instituição, tomando como exemplo a USAF enquanto maior utilizadora destes sistemas e influenciadora das tendências futuras do Poder Aéreo. Para melhor percebermos os desafios culturais que despontam do emprego em larga escala de UAS de combate, teremos de percorrer o processo de independência da USAF e a validação estratégica do Poder Aéreo enquanto instrumento militar preferencial

Vigilância e monitorização dos espaços marítimos sob soberania ou jurisdição portuguesa

Portugal tem uma das maiores Zonas Económicas Exclusivas a nível mundial, encerrando este espaço marítimo uma riqueza que ainda não se encontra devidamente aferida, mas que se julga ser enorme. Por ela passam anualmente milhares de navios, com os mais diversos destinos e transportando as mais variadas cargas. A posição geostratégica do país coloca-o no centro de algumas das mais movimentadas rotas marítimas, sendo por isso de extrema importância vigiar e monitorizar as águas portuguesas, por forma a garantir que as leis e regulamentos de direito internacional marítimo são cumpridos e que o interesse nacional é devidamente salvaguardado. Deste modo, a presente dissertação tem como objeto de estudo os sistemas de vigilância e monitorização marítimos, pretendendo constituir-se como um contributo para a melhoria do atual sistema de vigilância e monitorização dos espaços marítimos sob soberania ou jurisdição portuguesa, focando-se, para tal, nos sistemas aéreos e espaciais para a deteção de meios de superfície. Para tal, numa primeira parte considera-se estudar o ambiente marítimo e as ameaças que o afetam. Na segunda parte estudam-se os atuais sistemas que contribuem para o conhecimento situacional marítimo em Portugal culminando na terceira parte com o estudo dos meios e sensores que permitem melhorar a cobertura do espaço marítimo, com o objetivo final de garantir a segurança no mar. Através do estudo realizado foi possível concluir-se que as aeronaves não tripuladas afiguram-se como o futuro mais imediato para o esclarecimento do panorama marítimo, sendo que os satélites surgem numa segunda linha, pois apesar dos seus custos mais elevados, poderão também dar um enorme contributo para o conhecimento situacional marítimo ao serem capazes de cobrir maiores áreas e mais rapidamente.

Comando e Controlo na Artilharia Antiaérea

O presente trabalho, subordinado à temática “Comando e Controlo na Artilharia Antiaérea”, pretende problematizar algumas das questões mais recentes relativas a matérias de segurança e defesa, fruto dos mais recentes acontecimentos. Por exemplo, refira-se o abate do voo comercial na Ucrânia, entre outros inúmeros casos que se constituem como fatores que levam a questionar a capacidade de defesa dos Estados face ao fácil acesso e baixo custo destes meios, à mercê de pessoas/organizações criminosas e terroristas. Assim, é premente a necessidade de aquisição, por parte dos Estados, nomeadamente de Portugal, de uma Artilharia mais robusta e com um sistema de Comando e Controlo automático capaz de combater as potenciais e prováveis ameaças aéreas. Esta investigação pretende, então, analisar o atual sistema de Comando e Controlo da Artilharia Antiaérea nacional, por forma a identificar as suas capacidades e, em paralelo, as suas vulnerabilidades. Concomitantemente pretende-se analisar o sistema perante as ameaças aéreas e as operações que deverá executar no âmbito dos compromissos internacionais, com o objetivo fulcral de identificar prováveis potencialidades que deverão integrar o referido sistema. Pretende-se, deste modo, propor uma revisão do atual sistema no sentido de colmatar as suas prováveis lacunas e capacitando-o para uma resposta eficaz e efetiva perante eventuais ameaças, na esteira dos compromissos internacionais. No início apresentamos uma ‘revisão de literatura’ para que o leitor se familiarize com os conceitos e nomenclatura em uso nesta reflexão. Subsequentemente, expõe-se a metodologia empregue e são abordados os sistemas de Defesa Aérea e de Artilharia Antiaérea e, posteriormente, o Comando e Controlo. De seguida, apresenta-se uma análise possível dos dados provenientes das entrevistas executadas. Baseando-nos na investigação realizada, conclui-se que a Artilharia Antiaérea corre o risco sério de não dispor de capacidade de defesa, a baixa e muito baixa altitude, se não forem adquiridos rapidamente os materiais imprescindíveis para que os sistemas possam cabalmente atuar.

Sistema drone para monitoreo de ganado bovino por reconocimiento de imágenes

61 p.

A practical MEMS gravimeter

The ability to measure tiny variations in the local gravitational acceleration allows – amongst other applications – the detection of hidden hydrocarbon reserves, magma build-up before volcanic eruptions, and subterranean tunnels. Several technologies are available that achieve the sensitivities required (tens of μGal/√Hz), and stabilities required (periods of days to weeks) for such applications: free-fall gravimeters, spring-based gravimeters, superconducting gravimeters, and atom interferometers. All of these devices can observe the Earth tides; the elastic deformation of the Earth’s crust as a result of tidal forces. This is a universally predictable gravitational signal that requires both high sensitivity and high stability over timescales of several days to measure. All present gravimeters, however, have limitations of excessive cost (£70 k) and high mass (<8 kg). In this thesis, the building of a microelectromechanical system (MEMS) gravimeter with a sensitivity of 40 μGal/√Hz in a package size of only a few cubic centimetres is discussed. MEMS accelerometers – found in most smart phones – can be mass-produced remarkably cheaply, but most are not sensitive enough, and none have been stable enough to be called a ‘gravimeter’. The remarkable stability and sensitivity of the device is demonstrated with a measurement of the Earth tides. Such a measurement has never been undertaken with a MEMS device, and proves the long term stability of the instrument compared to any other MEMS device, making it the first MEMS accelerometer that can be classed as a gravimeter. This heralds a transformative step in MEMS accelerometer technology. Due to their small size and low cost, MEMS gravimeters could create a new paradigm in gravity mapping: exploration surveys could be carried out with drones instead of low-flying aircraft; they could be used for distributed land surveys in exploration settings, for the monitoring of volcanoes; or built into multi-pixel density contrast imaging arrays.

La transformación operativa de las fuerzas militares en el conflicto armado colombiano (1998-2010)

El presente trabajo tiene como objetivo mostrar como se dio la modernización de las Fuerzas Militares de Colombia a través del Plan Colombia y como la implementación de este, fue determinante para el desarrollo operativo-estratégico y táctico adelantado en la Política de Seguridad Democrática de tres maneras: la primera hubo una gran inversión adelantada por el gobierno colombiano en colaboración con el gobierno estadounidense. En segunda instancia, una vez realizado el desembolso previsto se procedió a la compra a gran escala de armamento, aeronaves y vehículos de combate pesados. En tercera y ultima instancia se aumento el pie de fuerza y se invirtió en entrenamiento militar contraguerrilla, que consolidaron la presencia del Estado en zonas de conflicto interno y prolongado, supliendo las necesidades de los colombianos en situación de vulnerabilidad.