Hackathon Femenina Costa Rica 2018 Sulá...

Universidad Autónoma de Nuevo León

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Centro de Investigación e innovación en Ingeniería Aeronáutica

Sistemas Satelitales

Dra. Bárbara Bermúdez Reyes

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Hackathon Femenina Costa Rica 2018Sulá Batsú

Contenido

ObjetivoIntroducciónDiversos OrganigramasNPR7120.5Documentos de control

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Objetivo

Breve introducción a los sistemas de ingeniería aplicados a

los sistemas aeroespaciales

Ingeniería de sistemas

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Introducción

Definiciones:

Sistemas Aeroespaciales: es el estudio y diseño de aeronaves, misiles, cohetes, satélites y sistemas de comunicación aeroespacial.

Sistemas de ingeniería : grupo y equipo interdisciplinario y multidisciplinario, para desarrollar un producto.

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Introducción

¿?

5

6

Tipos de Satélites

Requerimientos Mecánico-espaciales

Cargas estáticas, sinusoidales y aleatorias

Ruido generado durante el vuelo

Vibraciones de choque generadas por la separación de las partes del cohete en las diferentes etapas de lanzamiento

Proteger carga útil

Sistemas de Ingeniería

Control de proceso y del producto a obtener

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NPR 7120.5NASA Space Flight Program and Project Management Requirements

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Sistemas de Ingeniería Aplicado a Sistemas Aeroespaciales

NPR 7120.5, NASA Space Flight Program and Project Management Requirements

Pre-fase: Estudio del ConceptoFase A: Desarrollo tecnológico del conceptoFase B: diseño preliminar y competencia tecnológicaFase C: Diseño final y fabricación Fase D: Ensamble, pruebas e integración del sistema y lanzamiento.Fase E: Operación y mantenimientoFase F: Cierre (transferencia)

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Pre-fase: Estudio del Concepto

Definición de la misión

Misión

Fotografía Si

Esfuerzos Tal vez

Temperatura si

Resistencia al impacto Tal vez

velocidad si

Presión Tal vez

Aceleración Tal vez

Medición de gases si

Movimiento Tal vez

Prioridad 1 Prioridad 2

fotografía Esfuerzo

Temperatura Resistencia al impacto

Presión velocidad

Medición de gases Aceleración

movimiento

Misión Ventajas Desventajas

Fotografía Obtención de fotografías a cierta altura

Tal vez no se obtenganbuenas fotografías durantela caída por la oscilación.

Presión Posibilidad de medición de presióna cualquier altura

¿Cómo medir la presión en las pruebas de integración?

Temperatura Posibilidad de medirtemperatura a diferentes alturas

Tal vez se registrenmediones erroneas debido a la velocidad de caída

Medición de gases

Posibilidad de medir la concentración de O2 y CO2 de la atmósfera

Dificultad de obtención de mediciones, debido a la altura del experimento.

Definición de SucesosMáximoNormalmínimo

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Etapa de concepto Etapa de desarrollo Etapa de producción Etapa de operación

Misión: definición dela misión

Misión: medición de presión y temperatura Misión: sistema cansat

• Línea base para cansat (componentes)

• Definición de la

misión

• Revisión de la fact ibilidad de compra o

adquisición de componentes

• Disponibilidad de componentes en

t iendas de electrónica

• Diseño del sistema

• Estructura base delcansat.

• Compra de componentes

• Pruebas del sistema

• Cronograma de actividades y horario

• Diseño de la arquitectura (subsistemas)

• Pruebas individuales (cámara, sensores de presión, temperatura, GPS, etc.)

• Comparación de datos experimentales y teóricos

• Investigación a cerca de las plataformas de lanzamiento.

• Paracaídas: física, aerodinámica y características

• Lanzamiento

• Cansat terminado

• Estación terrena

• Estructura de la Arquitectura

• Sistema de ingeniería

• Escenario de la misión

Ciclo de vida de la misión


Planteamiento de la misión

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Pre-fase

Definición de SucesosMáximoNormalmínimo


Confirmación o replanteamiento12

Pre-fase


Documentos y control

Revisión del concepto de misión (MCR)Revisión informal del propósito

Actividades

Identificación de misión y arquitecturaIdentificación de usuarios Identificación de entregables Identificación de requerimientosDefinición de medicionesEvaluación preliminar (justificación de objetivos y conceptos de operación)Desglose de la estructura de trabajoCostos, riesgos, cronogramaPreparación del primer reporte preliminar

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Fase A: idea de la misión

Arquitectura de la misiónIdentificación de requerimientos (misión, experimento )Definición de medicionesPreparación de documento de controlMedidas de seguridad

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Fase A


Revisión de requerimientos del sistema (SRR)Definición de la misión robótica (sólo si hay sistemas robóticos, MDR)Definición del sistema (sólo para vuelos espaciales tripulados con humanos, SDR)

ActividadesPreparación e inicio del proyectoDesarrollo de requerimientos y restriccionesDefinición y documentación de requerimientos del sistema (software y hardware)Asignación recursos para obtención requerimientos.Definición del software requeridoDefinición de documentos de trabajo internos y externos Identificación de requerimientos logísticos Desarrollo de los la métrica y criterios de evaluaciónDocumentos de conceptos de operaciónLínea base de la misión (concepción del reporte)Demostración que el diseño es posibleRecopilación de casos de estudioDesarrollo de la arquitectura de la misiónEvaluación ambientalConsulta de fuentes técnicasDefinición del ciclo de vida, costo, Definición de la estructura de trabajoLínea base del plan de manufacturaDesarrollo de análisis de riesgoPreparación de planes espaciales (control, contaminación, etc.)Preparación de requerimientos de seguridadDefinición de la validación y verificación

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Fase B: Diseño Preliminar y competencia tecnológica

Diseño preliminarRevisión de las medidas de seguridad

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Fase B

Revisión preliminar de diseñoRevisión de seguridad (usuario)

ActividadesLínea base del proyectoRevisión y actualización de documentos de la fase ADesarrollo de las operaciones de ciencia/exploración de acuerdo a los conceptos de operaciónActualización de planes (contaminantes, interferencia, clima, calidad, etc.)Actualización de planeación de manufacturaReporte de resultados de desarrollo tecnológicoActualización de riesgosActualización de costos y ajusto de cronogramaFinalización y aprobación de requerimientoEstablecimiento de la línea base de diseño y especificaciones, diagramas, planes de validación y verificación.Archivo de resultados y casos de estudioLínea base del primer reporte formalDefinición de soluciones internas y externas (previsión de posibles problemas y contingencias que conduzcan a un atraso) Definición del sistema de operación Desarrollo de sistemas de seguridadDesarrollo de evaluación preliminar de partículas en la órbita

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Fase C: Diseño final y fabricación

Revisión del diseñoRevisión de la fabricación (manual de operación)Revisión del sistema de integración (pruebas)Revisión de la seguridad

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Fase C


Revisión del diseño (CDR)Revisión de inicial de la producción (PRR)Revisión de la integración del sistema Revisión de la seguridad

ActividadesActualización de documentos de la fase BActualización de la misión de acuerdo a los conceptos de operacionesActualización de planeación (control, clima, campo electromagnético, electrónica, etc.)Incremento de documentos de la línea baseEspecificaciones de la arquitecturaMantenimiento de documentosMantenimiento de planes de validación y verificaciónMonitoreo del progreso del proyectoDesarrollo del software y hardware necesarioDesarrollo detallado de la información que se obtendráDesarrollo de sistema de integración y sistema de operaciónDesarrollo de la telemetríaPreparación del sitio de lanzamientoPreparación de las operaciones de activaciónPreparación de sistemas desactivación, transición de capital humano para usarse en la etapa FDesarrollo preliminar de manual de operacionesRealización de pruebas de los componentes del sistemaIdentificación de mejoras para siguiente o próximo producto

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Fase D: Ensamble, pruebas, integración del sistema y lanzamiento

Revisión de documentos de pruebasRevisión de la aceptación del sistemaRevisión del manual de operaciónRevisión del sistema de vuelo (paracaídas, aeroplano, cohete, etc.)Configuración de sistemasRevisión de la seguridad

Paracaídas 20

Pruebas de aceptación del sistema o pruebas de integración

vibración

Impacto secundario Impacto directo

Fuerza centrifuga

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Revisión del sistema de vuelo

Preparación de paracaídas

Prueba de apertura del paracaídas22

Fase D

Documentos y controlRevisión de los preparativos de las pruebas (TRR)Revisión del sistema de aceptación (sólo para vuelos tripulados, SAR)Revisión de los sistemas de operación (ORR)Revisión de la preparación del vuelo (FRR)Auditoria de la configuración física y funcional del sistemarevisión de la seguridad

ActividadesActualización integración y verificación de los productos a entregar de acuerdo a la verificación y validación planeadasMonitoreo del progreso del proyecto de acuerdo a la planeación y cronogramaRedefinición de los procedimientos de verificación y validación del sistema en todos los nivelesRealización de la verificación y calificación del sistema Aceptación de las verificaciones y validaciones del sistemaRealización de pruebas ambientales al sistemaEvaluación y aprobación de resultados de las pruebas de validación y verificaciónResolución de discrepancias entre pruebas validación y verificación Archivo de resultados de pruebas de validación y verificaciónPreparación de la documentación de la línea baseDocumentación de la línea base del software y hardwareActualización del plan de logísticaInicio de la etapa de mantenimiento y operaciónInicio de los planes de contingenciaFinalización e implementación de planes alternosConfirmación de funcionamiento de la telemetría y estación terrena, así como sistema de comunicaciónIntegración del vehículo y plataforma de lanzamientoRealización de pruebas de operación y funcionamiento preliminares de validación y verificación 23

Fase E: Operación y Mantenimiento

Revisión de aseguramiento de lanzamiento post-lanzamientoRevisión del evento (sucesos)Revisión de post-vuelo (sólo para tripulación)Revisión del sistema para mejoraRevisión de la seguridad

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1. Preparación del cansat2. Sujeción del pin de seguridad a

dispositivo de lanzamiento o Gondora

3. Elevación del globo/ vuelo del aeroplano

4. Lanzamiento5. Apertura del dispositivo de

lanzamiento6. Separación7. Caída y apertura del paracaídas8. Comunicación con estación

terrena, medición de presión, temperatura, lectura del GPS, toma de fotografías

9. Aterrizaje

Secuencia

Globo atmosférico, aeroplano y multirotor

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Cohete

Secuencia

1. Preparación del cansat2. Sujeción del pin de seguridad a

dispositivo de lanzamiento o Gondora

3. Lanzamiento del cohete4. Lanzamiento5. Apertura del dispositivo de

lanzamiento6. Separación7. Caída y apertura del paracaídas8. Comunicación con estación

terrena, medición de presión, temperatura, lectura del GPS, toma de fotografías

9. Aterrizaje

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Revisión del sistema de Ingeniería para mejora

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Fase E

Documentos y controlRevisión de la evaluación de post-lanzamiento (PLAR)Revisión de la evaluación de eventos (CERR)Revisión Evaluación de post-vuelo (solo vuelos tripulados, PFAR)Revisión de la actualización del sistemaRevisión de la seguridad

ActividadesEvaluación del vehículo de lanzamientoVerificación del comportamiento en órbitaInstrumentos de activación de la comisión de cienciaComportamiento de la misiónRecolección de datos obtenidos durante la misiónReemplazos de operarios y mantenimientoFases del equipo de vuelo (para futuras misiones)Mantenimiento de la operaciónMantenimiento del equipoReportes de problemas o fallasProceso y análisis de los datos de la misiónAplicación de extensiones o garantías de la misión (en caso de ser requeridas)Preparación para la desactivación, cierre y transferencia de la misiónReporte completo de la evaluación post-vueloReporte completo de la misión

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Fase F: cierre (transferencia)

Revisión de documentos (desmantelamiento)

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Fase F


Revisión de la etapa de desactivación (DR)

ActividadesDisposición del proceso y apoyo del sistemaDocumento de lecciones aprendidasReporte final de la línea base Archivo de datosComienzo de la transición de capital humano (sólo si aplica)Revisión de todos los criteriosCierre y/o transición

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Si hay alguna posibilidad de que las cosas salgan mal, saldrán mal.

Es por esto, que todo debe ser meticulosamente planeado, y no dejar

nada a la suerte o para “el momento”

Leyes de Murphy: Científico que diseñaba cohetes en 1949 para la fuerza aérea de Estados Unidos

Conclusión

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