EN - Escola Naval
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A atual Escola Naval foi fundada em 1782 com a denominação de Academia Real dos Guardas Marinhas, instalando-se no Terreiro do Paço, em Lisboa. Esta academia tinha como função, formar os oficiais da Armada Real. Depois de um período no Brasil, entre 1807 e 1825, em 1845, a Academia Real dos Guardas Marinhas de Portugal, passa a denominar-se Escola Naval. A Escola Naval é um Estabelecimento de Ensino Superior Público Militar que tem por missão principal formar os alunos que a frequentam para o exercício das funções de Oficiais da Armada. Para tal, são ministrados os cursos conferentes do Grau Académico de Mestre nas especialidades de: Marinha; Engenheiro Naval - ramo de Mecânica; Engenheiro Naval - ramo Armas e Eletrónica; Administração Naval; Fuzileiros. Paralelamente, a Escola Naval é parceira de outros organismos universitários em diversos cursos pós-graduados e sede do Centro de Investigação Naval (CINAV). Estabelecimento de Ensino Superior Público Universitário Militar
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Browsing EN - Escola Naval by Field of Science and Technology (FOS) "Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática"
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- Anemómetro-veleta de fio quentePublication . Yantsur, Dmytro; VITOR MANUEL RODRIGUES VIEGAS, VITOR MANUEL RODRIGUES VIEGAS; Damas, Bruno DuarteO vento, sendo um fenómeno da natureza que não pode ser controlado, sempre despertou curiosidade nos humanos. Visto que o vento tem impacto em grande parte das atividades praticadas, sejam de lazer ou de trabalho, surgiu a necessidade de conseguir medi-lo por forma a se tirar maior partido deste fenómeno. Devido a esta necessidade surgiram os anemómetros e veletas, aparelhos capazes de medir a velocidade e direção do vento respetivamente. Desde o surgimento dos primeiros anemómetros foram introduzidas novas técnicas e métodos de medição da velocidade do vento, nomeadamente os anemómetros de fio quente, que são nos dias de hoje técnicas muito fiáveis. Os anemómetros de fio quente sendo aparelhos de reduzidas dimensões podem ser aplicados em inúmeros cenários, em particular para o presente trabalho pretende-se utilizar este tipo de anemómetro em veleiros rádio controlados. O principal objetivo do trabalho consiste na criação de um anemómetro de fio quente, para aplicação num veleiro de vela radio controlada, a partir de materiais de fácil aquisição, nomeadamente lâmpadas de uso comum, por forma a que o custo total seja tão baixo quanto possível. Para tal em primeiro lugar procedeu-se à escolha da lâmpada que apresentou melhor desempenho, dentro das três apresentadas inicialmente, sendo para esse efeito feita uma caracterização estática dos filamentos resistivos. De seguida foi efetuado um estudo relativo ao circuito que seria posteriormente utilizado para implementar o anemómetro. Por último foram feitos testes e medições, com recurso a uma montagem laboratorial especialmente construída para o efeito, de forma a comprovar a viabilidade dos materiais escolhidos.
- Antenna Array for a Passive SAR SystemPublication . Ribeiro, Miguel Dias; Felício, João Manuel de Almeida Monteiro; Peixeiro, Custódio José OliveiraIn this thesis, the design of an array of antennas for a passive radar system is presented. The need to reinforce the ability of monitoring the maritime space with a low-cost, low-profile and light-weight passive synthetic aperture radar (SAR) motivated this work to be assembled on an Unmanned Aerial Vehicle (UAV), so that it can track ships and other vessels by the coastline, thus preventing illicit activities. This study focuses on the design and assessment of low-profile planar antenna arrays for passive radars at ISM-band of 2.45 GHz. The analytical formulation of the design of a stand-alone patch antenna is performed, which is followed by the detailed formulation of uniform and Chebyshev antenna arrays, including their feeding network and guidelines to obtain proper impedance matching. It is well-known that uniform arrays suffer from high sidelobe level, which may affect the detection of targets. As an alternative, we focus on the design of Chebyshev arrays, in order to achieve lower side lobe level, in the interest of increasing the probability of ambiguous detections and better tracking of the targets. Both arrays are designed and optimized through full-wave simulations using Computer Simulation Technology (CST). Good impedance matching at 2.45 GHz is obtained for both numerical and experimental results. Regarding the radiation pattern, the experimental assessment confirmed the right sidelobe level for the uniform array, although there are differences for the Chebyshev due to limitations in the measurement setup. Future work should include the optimization of the sidelobe level of the Chebyshev array.
- Automatic detection of castaways in SAR missions using UAVsPublication . Gonçalves, Luís Pedro Lages Vale; Damas, Bruno Duarte; Lobo, Victor José de Almeida e SousaUnmanned Aerial Vehicle (UAV) images can be an important resource when performing Search And Rescue (SAR) operations at sea. With the improving technology UAVs are becoming an accessible and fairly inexpensive resource for many applications such as SAR. In order to maximize the usefulness of these UAV, we propose a method which utilizes a state-of-the-art Object Detection network to perform real-time detection on-board the UAV. In this thesis we have selected the YOLOv4-tiny Object Detection network and trained it to detect castaways at sea. The main goal is to obtained fully trained weights that can be utilised with the YOLOv4-tiny and applied to use in SAR with several UAVs working in parallel that report back to a human operator upon detection of a possible castaway. The proposed approach has been validated on a test dataset obtained for the purpose of this thesis and the final result shows that it has good capabilities that can be further developed
- Balística externa navalPublication . Lourenço, Mark André Coelho; Gatta, Mário Alexandre Pousão da Costa; Moreira, Miguel Ângelo Pereira BentoNesta dissertação de Mestrado pretende-se explorar algumas vertentes bastante diferentes umas das outras de um mesmo problema geral, mas com muitos pontos de ligação. É de realçar, desde já, que no percurso escolar da EN (Escola Naval), aquando da transmissão de conhecimentos relacionados com esta área, mais especificamente na cadeira de Balística e Tiro, houve aproximações matemáticas que eram claramente grosseiras e em que supusemos que eram constantes grandezas obviamente variáveis. Nesta tese tencionamos explorar a resolução analítica mais ambiciosa das equações do movimento das trajetórias balísticas com atritos atmosféricos em alguns casos específicos (movimento vertical, por exemplo), e numericamente no caso geral. De facto, nas lições da cadeira de Balística e Tiro admitia-se, por razões pedagógicas, que a força de atrito era uma constante ao longo de todo o percurso para que as equações diferenciais respetivas fossem resolúveis de uma forma analítica. No entanto, vão-se explorar outras maneiras de resolver o problema, nomeadamente por simulação computacional no caso geral, admitindo o caso em que há de facto uma variação da força e também do próprio coeficiente de atrito ao longo da trajetória, sempre a depender da velocidade do projétil. Este estudo vai-se focar, na sua componente de simulação, na formulação Newtoniana do problema em que, para além do que foi referido, irão ser obtidos gráficos e valores provenientes dos diferentes tipos de força de atrito em função de potências da velocidade instantânea do projétil. Por outro lado, como base para futuros projetos, apresenta-se uma análise da formulação Lagrangeana em que neste caso, se pretende sugerir as possíveis vantagens desta formulação, para além do aspeto meramente formativo da utilização das equações de Euler-Lagrangen o tratamento do cálculo das trajetórias que incluam dissipação, neste caso por atrito atmosférico, visto que normalmente os estudos feitos são principalmente decorrentes da formulação Newtoniana, para além da suposição generalizada, mas incorreta, que a formulação Lagrangeana não pode incluir forças dissipativas. No entanto, o estudo relacionado com CD(V ), ou seja, o coeficiente de atrito a variar ao longo da trajetória consoante a velocidade instantânea do projétil foi já suficientemente extenso e mais complexo do que o esperado, tendo acabado por constituir grande parte da tese, levando a que o formalismo Lagrangeano ficasse de certa forma apenas como parte introdutória, embora a inclusão do atrito já aqui surja neste âmbito. Paralelamente a isto, irá ser demonstrado um software construído de raiz em MATLAB baseado no formalismo Newtoniano em que, utilizando dados reais de projéteis de duas peças navais de grande calibre, será feita uma análise comparativa dos resultados das trajetórias balísticas obtidas.
- Comunicação entre veículos robóticos de sub-superfíciePublication . Gambôa, Darso António Adão; Damas, Bruno Duarte; Viegas, Vitor Manuel RodriguesA forte atenuação dos sinais eletromagnéticos na água é a principal razão pela qual a exploração subaquática, a vigilância marítima e outras aplicações, atualmente dependem de cabos submarinos para enviar ou receber dados de um terminal de comunicação. Embora a comunicação acústica se tenha tornado o método de comunicação sem fios padrão para as aplicações subaquáticas devido ao seu longo alcance, elas incorrem em alto custo e têm baixas taxas de dados. A necessidade por comunicações de alto débito binário e largura de banda estimulou a exploração de métodos não acústicos que antes eram negligenciados devido às limitações de distância. Contrariamente aos sistemas acústicos e de radiofrequência, que apresentam limitações como custo, velocidade de propagação das ondas e largura de banda disponível, o que se traduz na taxa de transmissão de dados, a comunicação ótica sem fios é apresentada como solução alternativa para ultrapassar as limitações mencionadas. À vista disso, a solução proposta nesta dissertação baseia-se num sistema de comunicação ótica de baixo custo, viável para as comunicações sem fio subaquática à curta distância entre veículos não tripulados. Assim sendo, um sistema transmissor baseado em LED de alto brilho de 3𝑊 com uma faixa de comprimento de onda entre 460 – 470 𝑛𝑚 e um sistema recetor baseado em fotodíodo com uma sensibilidade espectral entre 400 – 1100 𝑛𝑚, foram desenvolvidos e testados em diferentes canais de comunicação, ao ar livre, num tanque de água doce e por fim na água do mar. O resultado das experiências com o protótipo mostrou com sucesso que, na presença da luz ambiente, a distância de transmissão - receção dos dados chega a 4,5 𝑚 e, na ausência da luz ambiente 5,50 𝑚 ambos com uma taxa de transmissão de 300 𝑏𝑝𝑠. Por fim, o trabalho apresenta sugestões para trabalhos futuros de modo a melhorar o desempenho, a eficiência e a robustez do sistema.
- Controlo de um Veículo Autónomo Submarino BiomiméticoPublication . Nunes, Ricardo Maia; Damas, Duarte BrunoO papel dos Unmanned Underwater Vehicles (UUVs) tem vindo a ganhar, progressivamente, um maior destaque nos últimos anos. A sua constante evolução capacitaos da possibilidade de serem utilizados nas mais variadas missões, seja para fins militares ou civis. Apesar das suas capacidades, este tipo de veículos, por recorrerem a uma propulsão através de hélices, faz com que possuam algumas desvantagens, tais como: baixa eficiência energética, baixa manobrabilidade em espaços confinados e altos valores de ruído. Em resposta a estes problemas foram criados um novo tipo de veículos chamados Biomimetics Underwater Vehicles (BUVs), que têm como objetivo o uso de sistemas que repliquem o movimento de animais, colmatando as falhas acima mencionadas. A presente dissertação inclui-se no projeto internacional SABUVIS em parceria com a Escola Naval Polaca, Universidade de Tecnologia da Cracóvia entre outros, e a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto e a Oceanscan como parceiros portugueses. Este projeto tem como objetivo a construção e desenvolvimento de um veículo biomimético capaz de executar operações de Intelligence, Surveillance and Reconnaissance (ISR) através de uma cauda inspirada em peixes com duas secções ou uma cauda inspirada na foca. Assim, o trabalho desenvolvido na presente dissertação visa o desenvolvimento de um controlador para a locomoção do veículo biomimético, usando uma cauda de imitação de um peixe com uma secção e duas barbatanas laterais. Este controlador segue uma arquitetura hierárquica de dois níveis, no controlador de alto nível são implementadas diversas funções, como o veículo ser capaz de se movimentar para um dado ponto ou seguir o movimento de outro veículo. No controlador de baixo nível são calculados os parâmetros de oscilação da cauda principal e das barbatanas laterias tendo em conta os comandos recebidos dos controladores de alto nível. Toda a validação do controlador desenvolvido foi baseada na implementação dos controlos num simulador desenvolvido para um veículo semelhante ao estudado.
- Desenvolvimento de rádio definido por software para sistema de radar passivoPublication . Albuquerque, Miguel Ramos Gonçalves Stattmiller; Felício, João Manuel de Almeida Monteiro; Marques, Paulo Alexandre CarapinhaOs radares de abertura sintética passivos têm a utilidade de ser indetetáveis, visto que não requerem a transmissão de sinais. De facto, contrariamente aos radares ativos, os radares passivos utilizam os sinais difundidos por iluminadores de oportunidade. Estes sinais refletem nos alvos e, através de processamento de sinal adequado, é possível estimar a posição dos mesmos. Esta característica é uma vantagem significativa do ponto de vista militar. Esta tecnologia está atualmente no estado de maturação para radares terrestres no âmbito de controlo de tráfego aéreo e vigilância. Foi demonstrado que os radares passivos podem ser bem sucedidos a obter imagens terrestres, detetar vários tipos de alvos como drones, aeronaves, embarcações e obter imagem dos mesmos. No entanto, apesar dos desenvolvimentos mais recentes desta tecnologia, a mesma encontra várias dificuldades, dados os desafios envolvidos. Para além disso, é uma área que se encontra pouco desenvolvida em Portugal. Estes motivos, aliados à necessidade de conceção de um rádio definido por software para um radar de abertura sintética passivo, motivaram esta proposta da dissertação de Mestrado. O objetivo da seguinte tese é desenvolver um sistema de radar passivo de baixo custo. Para tal, foi desenvolvido um simulador 2D de radar de abertura sintética passivo, o qual, utilizado para testar o processamento de sinal. Além disso, foi igualmente testado, experimentalmente, um radar passivo para detetar aeronaves. Para a realização do recetor rádio será necessário a utilização de um recetor GNU radio, que possibilite a deteção dos sinais e do software MATLAB que viabilize o processamento dos sinais recebidos. No final, com a junção destas duas componentes, espera-se que seja possível a deteção de alvos, de forma passiva. Para tal, serão correlacionados os sinais de referência, transmitido do iluminador de oportunidade, e o sinal medido, refletido pelo alvo. Os resultados demonstram que é possível detetar a presença das aeronaves, de forma passiva, através da comparação dos valores de correlação, ainda que, com pouca congruência nos resultados do desvio de doppler.
- Desenvolvimento do módulo de planeamento, de bordo, da manutenção dos navios da MarinhaPublication . Marques, Ana Beatriz Pedro; Sampaio, Rui Pedro Chedas; Pires, David MonteiroUma das principais funções do oficial Engenheiro Naval do ramo de Armas e Eletrónica, embarcado, é a gestão da Manutenção dos sistemas e equipamentos a seu cargo. O planeamento sempre fez parte das instituições militares. Num navio da Marinha Portuguesa o mesmo não pode ser descurado. Num meio tão adverso e exigente como é o mar, com a constante necessidade de disponibilidade operacional, o Planeamento da Manutenção assume um papel primordial para enfrentar a redução de pessoal e as restrições orçamentais cada vez maiores. O planeamento deve otimizar os recursos disponíveis, produzir e simplificar a informação que auxilie da melhor forma a tomada de decisão. A complexidade desta tarefa impõe a necessidade da sua informatização. Surgiu a necessidade de criar um módulo de planeamento, de bordo, da Manutenção dos navios da Marinha, que dentro do possível facilitará as dificuldades anteriormente referidas. Assim, o objetivo da presente dissertação de mestrado consiste na prova de conceito de um módulo de planeamento a integrar no SICALN (Sistema de Informação de Configuração e Apoio Logístico dos Navios) para futura utilização a bordo dos navios da Marinha. A ferramenta informática selecionada, e utilizada, nesta prova de conceito foi o Microsoft Access.
- Deteção de Alvos em Sistemas de Radares PassivosPublication . Sénica, Afonso Lobo; Marques, Paulo Alexandre Carapinha; Neves, João Luís Reis FidalgoDesde o inicio da utilização de radares pelos militares que é conhecido o facto da vulnerabilidade da localização do transmissor quando se encontra a transmitir. Não só por este caso, mas também pelo pelo custo elevado de um transmissor, o radar passivo apresenta-se como uma solução ideal a todos estes problemas. No entanto, como tudo, tem as suas desvantagens, realçando não se controlar o sinal que é transmitido pelo iluminador de oportunidade e este não estar otimizado para sistemas de radar, o que no final, implica um processamento mais complexo. Este conceito de radares passivos não é uma ideia recente. A primeira experiência realizada remonta ao ano de 1935, quando Robert Watson-Watt usara um iluminador de oportunidade de onda curta radiada do BBC Empire transmitter em Daventry para detetar um bombardeiro Heyford a uma distância de 8 km. Porém, o primeiro radar passivo foi desenvolvido uns anos depois pelos alemães, denominado Klein Heidelberg. A presente dissertação objetiva analisar e ampliar o conhecimento existente na literatura através do estudo de sistemas de radar passivo para a deteção de alvos, usando como iluminador de oportunidade, a televisão digital terrestre, Digital Video Broadcasting - Terrestrial (DVB-T) e, simultaneamente, elaborar um trabalho de desenvolvimento sobre radares passivos, processamento de sinal nos mesmos, teoria de antenas e formação de imagem utilizando radares passivos. Esta dissertação tem ainda como objetivo o desenvolvimento de um sistema de radar passivo que permita a deteção de alvos utilizando DVB-T. Em jeito de conclusão e em função dos resultados obtidos pretende-se discutir possíveis cenários de implementação na Marinha Portuguesa.
- Gerador elétrico portátilPublication . Vitorino, João Paulo Amaro; Viegas, Vítor Manuel Rodrigues; Damas, Bruno DuarteAtualmente tem-se verificado uma crescente dependência em equipamentos elétricos e eletrónicos, em todos os setores da economia, na investigação científica e até no cidadão comum. O mundo militar não é exceção, recorrendo cada vez mais a estes equipamentos para aumentar a eficiência e eficácia de operações militares. O principal problema destes equipamentos é a sua autonomia, dependente de uma fonte de energia elétrica: ainda que os equipamentos possuam baterias ou outras formas de armazenamento de energia, estas precisam de ser carregadas, tendo uma capacidade de armazenamento geralmente proporcional ao seu peso. Por sua vez, o peso das baterias transportadas por um militar apeado pode afetar de forma negativa a sua agilidade, diminuindo a sua capacidade operacional. Têm vindo a ser desenvolvidas várias fontes de energia elétrica portáteis, visando o seu transporte e utilização por parte de um indivíduo apeado. Os geradores piezoelétricos transformam energia mecânica em energia elétrica, o que permite o aproveitamento de energia cinética dissipada para a produção de energia elétrica. Nesta dissertação foi desenvolvido um protótipo de um gerador piezoelétrico integrado numa bota, passível de ser utilizado por um militar apeado para carregamento dos seus equipamentos elétricos e eletrónicos através do caminhar. Num ritmo de caminhada de um passo por segundo, o protótipo gerou 800.90 µJ de energia por passo, significando que são necessários aproximadamente sete milhões de passos para carregar totalmente uma pilha do tipo AAA. Apesar de o protótipo isolado não se apresentar como uma fonte de energia elétrica eficaz para alimentar os equipamentos de um militar apeado, este pode ser utilizado juntamente com outras fontes de energia elétrica para o mesmo efeito, ou para aumentar a autonomia de sistemas de emergência de localização de indivíduos, tais como sistemas de deteção de Homem ao Mar.
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