Development of five-hole Pitot probe calibration system for ULM flight testing

The Mnemosine project is the data acquisition system for ultralight aircraft flight testing developed by the DAST of the Politecnico di Milano. One of main strengths of this Flight Testing Instrumentation is the continuous evolution to improve performances and to keep it updated with new technology. To upgrade the air data compartment of Mnemosine, it was considered to insert a multi-hole Pitot probe. Therefore, a preliminary stage is required to deepen the knowledge about this kind of probes. Specifically, the purpose of the thesis job is to develop a calibration system for multi-hole Pitot probes. The starting point is the theoretical analysis of the data processing strategies proposed by the literature. Furtherly, it is discussed the used calibration setup, that is thought starting from the ultralight flight testing conditions. Particular attention is assigned to the design of the probe holder Thoth and its control system. The obtained data from the calibration experience are graphically reported. In conclusion there is an evaluation of the proposed system and the calibration data. Summarizing in few words, the target to develop a multi-hole Pitot probe calibration system is achieved, and improvements to the system are brought.

Il progetto Mnemosine è il sistema d'acquisizione dati per la sperimentazione in volo di velivoli ultraleggeri sviluppato dal Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali del Politecnico di Milano. Uno dei punti di forza di questo Flight Testing Instrumentation è la continua evoluzione che punta a migliorare le prestazioni e mantenersi al passo con le nuove tecnologie. Per aggiornare il comparto dati aria di Mnemosine, è stato proposto di inserire una sonda di Pitot multi-foro. Si è resa quindi necessaria una fase preliminare in cui approfondire le conoscenze relative a questa tipologia di sonde. Nello specifico, lo scopo della tesi è lo sviluppo di un sistema di calibrazione per sonde di Pitot multi-foro. Punto di partenza è l'analisi teorica delle strategie per l'elaborazione dei dati proposte in letteratura. Segue una discussione sulla configurazione di calibrazione utilizzata, definita partendo da requisiti coerenti con il flight testing degli ultraleggeri. Particolare attenzione è riservata al progetto del supporto sonda Thoth e del relativo sistema di controllo. Sono riportati graficamente i dati ottenuti dall'esperienza di calibrazione seguiti da una valutazione sia del sistema proposto che dei dati stessi. In conclusione, si mostra come l'obiettivo di sviluppare un sistema di calibrazione per sonde di Pitot multi-foro è stato raggiunto, pur accennando alle migliorie ancora implementabili.