How to optimize the use of available OCW resources?

Como optimizar el uso de los recursos disponible

Using aircraft as wind sensors for estimating accurate wind fields for air traffic management applications

A study which examines the use of aircraft as wind sensors in a terminal area for real-time wind estimation in order to improve aircraft trajectory prediction is presented in this paper. We describe not only different sources in the aircraft systems that provide the variables needed to derivate the wind velocity but the capabilities which allow us to present this information for ATM Applications. Based on wind speed samples from aircraft landing at Madrid-Barajas airport, a real-time wind field will be estimated using a data processing approach through a minimum variance method. Finally the accuracy of this procedure will be evaluated for this information to be useful to Air Traffic Control

Rediseño de la asignatura Mecánica I para su impertición en modalidad b-learning.

Esta experiencia se enmarca dentro del conjunto de Proyectos coordinados de Innovación Educativa de distintas Escuelas de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) cuyo objetivo principal es la generación y adaptación de materiales didácticos para transformar de forma progresiva la docencia a formato semi-presencial o completamente a distancia. Como recursos educativos se han utilizado los Objetos de Aprendizaje (OA). En este trabajo se describe la experiencia en la asignatura de Mecánica I y se muestran algunos de los materiales preparados. También se presenta los resultados académicos alcanzados por los alumnos y la valoración cualitativa que hacen los estudiantes respecto a disponer de objetos digitales de aprendizaje

Virtual labs: a complement for traditional laboratories

Science is mainly a practical activity, this is why, in the academic world, a laboratory becomes an essential element. For a long time, the traditional laboratory has been the only place for experimentation for both students and teachers. However, current technological advances allow the use of virtual laboratories. Both, traditional and virtual laboratories, show disadvantages, but also substantial advantages which justify its use. This study presents the work developed in the Classical Mechanics laboratory of the Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (School of Aeronautics and Space Engineering), of the Universidad Politécnica de Madrid. In it, traditional didactic materials are complemented and integrated with virtual practicals which have been completely developed in a 3D virtual environment with OpenSim

Metodologias Activas en la Asignatura de Mecánica, Resultados de Tres Años de Experiencia.

La asignatura de Mecánica I forma parte de las experiencias piloto de curso completo que la EUIT Aeronáutica viene desarrollando desde 2005 con el fin de adaptar sus enseñanzas al EEES. En todos los casos, la experiencia se ha dirigido a un colectivo de alumnos de nuevo ingreso (Grupo Piloto), pero con tamaños de grupos y notas de corte muy diferentes. La Mecánica I es una asignatura troncal de primer curso que se imparte durante el segundo semestre y, desde 2006, también se ofrece durante el primer semestre con la nueva metodología a un grupo de alumnos repetidores en la modalidad de Docencia complementaria. En este trabajo se presenta, mediante una revisión histórica, la nueva metodología basada en el aprendizaje cooperativo, la evaluación continua y la incorporación de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC). Se muestran los resultados académicos obtenidos por los alumnos del Grupo Piloto comparados mediante los indicadores ANECA con los obtenidos por el Grupo de Control constituido por los alumnos de nuevo ingreso de las mismas carreras, y los resultados alcanzados por el grupo de Docencia complementaria. También se expone la valoración cualitativa de los alumnos de disponer de objetos digitales de aprendizaje

Real-time determination of airspace wind speed field based on FDR = Determinación en tiempo real del campo de velocidad del viento basado en registradores de datos de vuelo

El estudio del comportamiento de la atmósfera ha resultado de especial importancia tanto en el programa SESAR como en NextGen, en los que la gestión actual del tránsito aéreo (ATM) está experimentando una profunda transformación hacia nuevos paradigmas tanto en Europa como en los EE.UU., respectivamente, para el guiado y seguimiento de las aeronaves en la realización de rutas más eficientes y con mayor precisión. La incertidumbre es una característica fundamental de los fenómenos meteorológicos que se transfiere a la separación de las aeronaves, las trayectorias de vuelo libres de conflictos y a la planificación de vuelos. En este sentido, el viento es un factor clave en cuanto a la predicción de la futura posición de la aeronave, por lo que tener un conocimiento más profundo y preciso de campo de viento reducirá las incertidumbres del ATC. El objetivo de esta tesis es el desarrollo de una nueva técnica operativa y útil destinada a proporcionar de forma adecuada y directa el campo de viento atmosférico en tiempo real, basada en datos de a bordo de la aeronave, con el fin de mejorar la predicción de las trayectorias de las aeronaves. Para lograr este objetivo se ha realizado el siguiente trabajo. Se han descrito y analizado los diferentes sistemas de la aeronave que proporcionan las variables necesarias para obtener la velocidad del viento, así como de las capacidades que permiten la presentación de esta información para sus aplicaciones en la gestión del tráfico aéreo. Se ha explorado el uso de aeronaves como los sensores de viento en un área terminal para la estimación del viento en tiempo real con el fin de mejorar la predicción de las trayectorias de aeronaves. Se han desarrollado métodos computacionalmente eficientes para estimar las componentes horizontales de la velocidad del viento a partir de las velocidades de las aeronaves (VGS, VCAS/VTAS), la presión y datos de temperatura. Estos datos de viento se han utilizado para estimar el campo de viento en tiempo real utilizando un sistema de procesamiento de datos a través de un método de mínima varianza. Por último, se ha evaluado la exactitud de este procedimiento para que esta información sea útil para el control del tráfico aéreo. La información inicial proviene de una muestra de datos de Registradores de Datos de Vuelo (FDR) de aviones que aterrizaron en el aeropuerto Madrid-Barajas. Se dispuso de datos de ciertas aeronaves durante un periodo de más de tres meses que se emplearon para calcular el vector viento en cada punto del espacio aéreo. Se utilizó un modelo matemático basado en diferentes métodos de interpolación para obtener los vectores de viento en áreas sin datos disponibles. Se han utilizado tres escenarios concretos para validar dos métodos de interpolación: uno de dos dimensiones que trabaja con ambas componentes horizontales de forma independiente, y otro basado en el uso de una variable compleja que relaciona ambas componentes. Esos métodos se han probado en diferentes escenarios con resultados dispares. Esta metodología se ha aplicado en un prototipo de herramienta en MATLAB © para analizar automáticamente los datos de FDR y determinar el campo vectorial del viento que encuentra la aeronave al volar en el espacio aéreo en estudio. Finalmente se han obtenido las condiciones requeridas y la precisión de los resultados para este modelo. El método desarrollado podría utilizar los datos de los aviones comerciales como inputs utilizando los datos actualmente disponibles y la capacidad computacional, para proporcionárselos a los sistemas ATM donde se podría ejecutar el método propuesto. Estas velocidades del viento calculadas, o bien la velocidad respecto al suelo y la velocidad verdadera, se podrían difundir, por ejemplo, a través del sistema de direccionamiento e informe para comunicaciones de aeronaves (ACARS), mensajes de ADS-B o Modo S. Esta nueva fuente ayudaría a actualizar la información del viento suministrada en los productos aeronáuticos meteorológicos (PAM), informes meteorológicos de aeródromos (AIRMET), e información meteorológica significativa (SIGMET). ABSTRACT The study of the atmosphere behaviour is been of particular importance both in SESAR and NextGen programs, where the current air traffic management (ATM) system is undergoing a profound transformation to the new paradigms both in Europe and the USA, respectively, to guide and track aircraft more precisely on more efficient routes. Uncertainty is a fundamental characteristic of weather phenomena which is transferred to separation assurance, flight path de-confliction and flight planning applications. In this respect, the wind is a key factor regarding the prediction of the future position of the aircraft, so that having a deeper and accurate knowledge of wind field will reduce ATC uncertainties. The purpose of this thesis is to develop a new and operationally useful technique intended to provide adequate and direct real-time atmospheric winds fields based on on-board aircraft data, in order to improve aircraft trajectory prediction. In order to achieve this objective the following work has been accomplished. The different sources in the aircraft systems that provide the variables needed to derivate the wind velocity have been described and analysed, as well as the capabilities which allow presenting this information for air traffic management applications. The use of aircraft as wind sensors in a terminal area for real-time wind estimation in order to improve aircraft trajectory prediction has been explored. Computationally efficient methods have been developed to estimate horizontal wind components from aircraft velocities (VGS, VCAS/VTAS), pressure, and temperature data. These wind data were utilized to estimate a real-time wind field using a data processing approach through a minimum variance method. Finally, the accuracy of this procedure has been evaluated for this information to be useful to air traffic control. The initial information comes from a Flight Data Recorder (FDR) sample of aircraft landing in Madrid-Barajas Airport. Data available for more than three months were exploited in order to derive the wind vector field in each point of the airspace. Mathematical model based on different interpolation methods were used in order to obtain wind vectors in void areas. Three particular scenarios were employed to test two interpolation methods: a two-dimensional one that works with both horizontal components in an independent way, and also a complex variable formulation that links both components. Those methods were tested using various scenarios with dissimilar results. This methodology has been implemented in a prototype tool in MATLAB © in order to automatically analyse FDR and determine the wind vector field that aircraft encounter when flying in the studied airspace. Required conditions and accuracy of the results were derived for this model. The method developed could be fed by commercial aircraft utilizing their currently available data sources and computational capabilities, and providing them to ATM system where the proposed method could be run. Computed wind velocities, or ground and true airspeeds, would then be broadcasted, for example, via the Aircraft Communication Addressing and Reporting System (ACARS), ADS-B out messages, or Mode S. This new source would help updating the wind information furnished in meteorological aeronautical products (PAM), meteorological aerodrome reports (AIRMET), and significant meteorological information (SIGMET)

Science for everybody: A proposal for fostering learning from OCW

Knowledge is an essential condition for social development and well-being. It is a basic human right and enables people to exercise other rights, allowing them to enhance their skills and improve their environment. Fortunately, due to the Internet, educational initiatives become more accessible and efficient for training. Nevertheless, it is important to distinguish between information and knowledge. As a result of technological improvements, we live in a world surrounded by information, which is the cornerstone of knowledge. To be able to access this knowledge also requires the use of more advanced aspects such as understanding and critical analysis. In this brief communication, we present our experience developing a course at the Technical University of Madrid published on OpenCourseWare (OCW) a novelty of which lies in the incorporation of Learning Guides for Students. These guidelines are at the beginning of each thematic unit and its purpose is to guide and accompany the students in their learning. They foster course engagement and also concepts and skills acquisition. The results provided by Google Analytics regarding the students use over several academic years confirm the benefits of this proposal