Facultad Regional Córdoba
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Item Simulación numérica de la dinámica de un micro satélite(2023) González, Gustavo J.; Cagliolo, Carlos M.; Jazni, Jorge E.El presente trabajo explica el criterio utilizado para la simulación numérica de la dinámica de un pequeño satélite a fin de facilitar el análisis de la eficiencia del sistema de control de actitud en sus distintas fases, desde el amortiguamiento de la nutación inicial hasta la adquisición.Item Sistema de amortiguamiento de la rotación inicial para el control de actitud de un micro satélite de observación terrestre(2023) Cagliolo, Carlos M.; Jazni, Jorge E.; González, Gustavo J.El presente trabajo trata el análisis teórico del sistema de control de un pequeño satélite de observación terrestre, destinado a amortiguar la velocidad angular inicial del mismo mediante la acción de campos magnéticos. En el desarrollo se obtienen expresiones analíticas que permiten la valoración cuantitativa de las magnitudes intervinientes y son por ello aplicables al diseño y cálculos de ingeniería.Item Modelo matemático del campo magnético terrestre ideal(2023) Jazni, Jorge E.; Cagliolo, Carlos M.; González, Gustavo J.El presente documento muestra el desarrollo de las formulaciones físico-matemáticas de las leyes de variación de la inducción magnética terrestre a lo largo de una trayectoria circular cuyo centro es coincidente con el de la tierra. El objeto de estudio está basado en el hecho de haber seleccionado para el amortiguamiento de los movimientos de rotación del satélite Sat un sistema activo de bobinas de a bordo las que, convenientemente energizadas, interaccionan con la inducción magnética terrestre en el punto generando cuplas mecánicas opuestas a las velocidades angulares en cada uno de sus tres ejes. Aunque este trabajo no es inherente al sistema de control en sí, una breve descripción del mismo ayudará a esclarecer sus objetivos. El servosistema será implementado con tres magnetómetros dispuestos ortogonalmente para medir las componentes de la inducción magnética terrestre en el punto. Las derivadas del valor de la inducción magnética, obtenidas mediante un cálculo a bordo, servirán para energizar adecuadamente a las bobinas de alambre de cobre, con el objeto de reproducir, en forma activa y potenciada, el comportamiento de una bobina en cortocircuito rotando inmersa en un campo magnético. Conviene destacar que un magnetómetro mide el valor instantáneo de la inducción según su eje sensible y no su derivada, motivo por el cual esta última deberá ser obtenida como dijimos, a través del cálculo.Item Dinámica de control de actitud de un pequeño satélite de observación terrestre en la fase de adquisición(2023) Cagliolo, Carlos M.; Jazni, Jorge E.; González, Gustavo J.Este trabajo trata el estudio de un Sistema de Control de Actitud para un Satélite de Observación Terrestre, destinado a posibilitar su orientación en la dirección deseada, permitiendo, por parte del sistema de cámaras de a bordo, la adquisición y consecuente visualización del área elegida.Item Introducción a la dinámica estructural(UTN, 2023) Jazni, Jorge; González, Gustavo J.En este capítulo se presenta un método de resolución de sistemas de n grados de libertad. Partiendo de uno con 1 grado de libertad, por ser el más simple, compuesto por una masa, un resorte y un amortiguador hasta llegar, en su evolución, a un sistema con 3 grados de libertad (3 masas interconectadas con resortes y amortiguadores). El estudio consiste en observar las respuestas en posición de cada una de las masas cuando se las solicita con fuerzas sinusoidales por alguna/s de ellas. La resolución se realiza mediante simulación digital partiendo de la construcción del modelo físico-matemático del sistema. En este caso se utilizará para su resolución herramientas de Matlab®.Item Diseño y cálculo de un actuador eletromecánico lineal para accionamiento de la tobera de un vehículo lanzador(2007) Salomone, Javier; Jazni, Jorge E.; Cova, Walter J.D.; González, Gustavo J.; Cagliolo, CarlosLos actuadores electromecánicos de altas prestaciones, basados en los avances tecnológicos de los materiales magnéticos y la electrónica de potencia, son una posible alternativa a los actuadores electro hidráulicos para aplicaciones de control del vector empuje. La disponibilidad de imanes permanentes con elevado producto de energía ha hecho posible reducir la masa de los materiales magnéticos requeridos para los motores de corriente continua. La masa reducida del imán junto a un bajo momento de inercia del rotor permiten lograr una buena respuesta dinámica. Los motores brushless permiten conmutaciones a alta frecuencia y, consecuentemente, el empleo de elevadas velocidades del motor para proveer la velocidad de salida requerida en el actuador, dando por resultado motores pequeños y por ende un reducido tamaño del actuador. La utilización de imanes de altas prestaciones permite asimismo alcanzar elevados picos de cupla motriz. Los avances en el área de la conmutación electrónica de potencia posibilita construir controladores para potencias que antes no eran alcanzables. Es por ello que los actuadores electromecánicos utilizando motores brushless de corriente continua constituyen hoy alternativas viables para la realización de sistemas de actuadores en muchas aplicaciones. Se presenta el diseño de un actuador electromecánico lineal de alto rendimiento, caracterizado por un amplio ancho de banda de respuesta en frecuencia, alta resolución y elevada rigidez.Item Desarrollo de un caudalímetro para propelentes líquidos de vehículos espaciales(2012) Jazni, Jorge E.; Cova, Walter J.D.; Salomone, Javier; González, Gustavo J.Se presenta el desarrollo de un caudalímetro a turbina para medición de caudales de propelentes de vehículos espaciales a combustible líquido, realizado por requerimiento de las autoridades nacionales de desarrollo espacial. Los caudalímetros a turbina axiales logran su mejor desempeño en la medición de flujo de fluidos con bajas viscosidades cinemáticas, siendo en general lineales para regímenes subsónicos y flujos turbulentos. Bajo estas condiciones la estabilidad mecánica de este tipo de dispositivos ofrece una excelente performance en la repetibilidad. El diseño básicamente incorpora un rotor con álabes suspendido axialmente en la dirección del flujo en el interior del ducto conductor de fluido. La velocidad angular de la turbina es proporcional al caudal y medida por un sensor. Del análisis de requerimientos se establece como alcance del trabajo el diseño de un caudalímetro a turbina para medir hasta 10litro/s para propelentes MMH y NTO, y pérdida de carga máxima de 1bar a máximo caudal. La metodología aplicada sigue los clásicos lineamientos de la ingeniería de desarrollo: análisis de requerimientos, estudios de factibilidad, diseños preliminar y definitivo, cálculos, simulación, construcción de partes, integración, ensayos y evaluación. Partiendo de las leyes de conservación de masa y variación de cantidad de movimiento se deduce la formulación de cuplas activas y parásitas que se ejercen sobre el rotor, estando estas últimas representadas por la resistencia de deslizamiento del fluido en la superficie de las palas, drag producido por el cubo con el fluido y momentos originados por el sensor electromagnético y fricción de rodamientos, las que, junto con las propiedades del fluido circulante, influyen en la determinación del factor K (pulsos/litro) del instrumento para los fluidos considerados. El caudalímetro fue construido y ensayado exitosamente, presentándose los resultados obtenidos.Item Consideraciones para el desarrollo de un molinete hidrográfico de precisión de bajo costo(2012) González, Gustavo J.; Cova, Walter J.D.; Jazni, Jorge E.; Salomone, Javier; Farchetto, Sergio J.; Omedo, Sergio D.; Carrara, Sergio D.; Gutiérrez, Francisco G.; Weber, Juan F.Este trabajo contempla como objetivo presentar los conceptos utilizados para el desarrollo de un molinete hidrográfico (o correntímetro) de precisión de bajo costo con indicación digital, atendiendo las necesidades planteadas por el Laboratorio de Hidráulica de la Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Córdoba. De acuerdo al estudio de antecedentes realizado de los diferentes esquemas utilizados [1] y a la tecnología disponible, se decidió encarar una investigación de tipo aplicada consistente en el desarrollo de un instrumento mecánico-electrónico para atender a las especificaciones requeridas, especialmente en lo que refiere a aspectos técnicos de minimización de cuplas de rozamiento y a costos. Se formula un modelo físico-matemático [2], con el que se dedujeron las relaciones constructivas y operativas que constituyeron hipótesis de funcionamiento que fueron contrastadas una vez construido el modelo de laboratorio del instrumento. El dispositivo consiste de un molinete de dos palas planas opuestas y caladas según un ángulo determinado con respecto al eje de rotación y fijas a un cuerpo fusiforme. El conjunto, completamente metálico, se estabiliza vía dos bujes de acero inoxidable que absorben cargas radiales y un cojinete del tipo pivote - rubí que soporta las cargas axiales. Las cargas radiales se minimizan al estar el conjunto diseñado de manera de conseguir un equilibrio colineal del empuje arquimediano. El sistema de adquisición electrónico de mediciones está formado por un dispositivo portátil, con una memoria no volátil donde se almacenan los datos de las mediciones realizadas; permitiendo el mismo mediante un enlace RS232, descargar la información en una PC. Finalmente se presentan y analizan los resultados de la calibración donde se corrobora que el molinete cubre adecuadamente las necesidades de trabajo planteadas. mostrando un desempeño de calidad, contemplando alcanzar una transferencia de los conocimientos al medio industrial.Item Desarrollo de motor monopropelente de 1,5N para control de actitud y órbita de satélites(2007) Salomone, Javier; Jazni, Jorge E.; Lagier, Santiago; Cova, Walter; González, Gustavo J.; Yasielski, RobertoLos motores monopropelentes basan su funcionamiento en la descomposición catalítica del combustible, la que genera calor y gasificación del mismo; conduciéndose convenientemente los gases a través de una tobera con el fin de generar su apropiada expansión y su consecuente acción. Se presenta el diseño de un conjunto de motores monopropelentes, donde cada motor cuenta con electroválvulas solenoide para el control de flujo, un lecho catalítico y una tobera de expansión. Las válvulas de control de flujo son redundantes (para reducir el riesgo de pérdidas) estando conformadas por dos arrollamientos de comando y dos sellos blandos en serie. Cada motor cuenta con los elementos necesarios para realizar el control térmico adecuado para mantener las condiciones básicas de funcionamiento a lo largo de su vida útil.Item Modelado, optimización termoestructural y ensayos funcionales de un motor monopropelente de 1.5N para uso espacial(2011) Salomone, Javier; Giusti, Sebastián; Manavella, Luciano; Sanna, Alexis David; Micheloud, Pablo D.; González, Gustavo J.; Jazni, Jorge E.; Cova, Walter J.D.El diseño de un motor de hidracina de bajo empuje para aplicaciones espaciales, se analiza en su comportamiento térmico, incluyéndose la op-timización termoestructural de la interface entre la cámara de combustión y la válvula de control de flu-jo; los resultados obtenidos son corroborados sobre prototipos de ingeniería sometidos a una evaluación experimental (firing-test). La primera parte barca el estudio del comporta-miento térmico del motor empleando una modeliza-ción discreta basada en la analogía flujo de calor – intensidad de corriente. Si bien tal modelización no alcanza la precisión que puede obtenerse aplicando elementos finitos, los resultados obtenidos brindan un excelente punto de partida para conocer la distri-bución de temperaturas en diferentes elementos del motor. Aplicando técnicas avanzadas de simulación numérica puede predecirse el comportamiento es-tructural de elementos geométricamente complejos y fuertemente comprometidos por solicitaciones mecá-nicas. En la segunda parte, se presentan los resulta-dos obtenidos mediante técnicas de Optimización Topológica aplicadas al diseño de la interface entre la cámara de combustión y la válvula de control de flujo. Esta interface resulta de importancia: de su capacidad de disipación depende la duración de los sellos blandos de la válvula de control y consecuen-temente la vida útil del motor. En la tercera parte, se presentan los ensayos fun-cionales de caracterización de la performance del prototipo, evaluando: nivel de empuje del motor, tiempo de respuesta, temperaturas del lecho catalíti-co, de salida de gases, del asiento de válvula de con-trol de flujo, etc. Paralelamente se describen las fa-cilidades especiales desarrolladas por la peligrosidad del combustible (hidracina), y los requerimientos de instrumentación de ensayo. Finalmente, se presentan conclusiones y se reali-zan consideraciones sobre futuros desarrollos.