Blade motion simulation and flight test data analysis

As part of the development and certification of the H160, the main objective of my internship within Flight Loads section (ETGLL) was to develop, validate and implement the processes and tools allowing the evaluation of the angles of the main rotor blades by means of wire potentiometers sensors. These measures in fact, are necessary for demonstrating spherical bearings flight spectrum for their successive certification. The main outcome was the development of a Matlab code solving the blade inverse kinematics problem. In particular, it allows the reconstruction of time histories related to the angles of one blade instrumented with three wire potentiometers sensors. This Matlab code has been written following Leonardo Helicopters Division’s article presented in [1], and validated with previous Airbus Helicopters existing models. In parallel, we carried out a comparative study between in-flight measurements and simulation outputs using previous flight results. The aim was to verify the predictability and robustness of simulations, to identify the most important parameters in the calibration of flight mechanics models, and to give recommendations in the processing of flight data. Using H175 database, we explored different ways for ameliorating simulation results decreasing existing offsets. Having evaluated methods reliability and strong of acquired understanding of wire potentiometers sensors technology, I was asked to draft part of H160 flight test request defining wire sensors calibration process and the best procedure for postprocessing data. I had also to intervene in another project for supporting the service day-to-day work. Collaborating with Sandrine C. and Brigitte C. I digitalized and analysed an existing database containing measurements acquired during many flight test campaigns on naval take-off and landing. The goal of this study was the identification of possible over-power conditions when applying to acquired data a different authorised wind domain corresponding to a new ship. Presented analysis demonstrates that a safe integration of the helicopter on board the ship was possible.

Nell’ambito dello sviluppo e della certificazione dell’H160, il nuovo elicottero della famiglia Airbus Helicopters, il mio tirocinio, all’interno della sezione carichi di volo (ETGLL), ha avuto come obiettivo principale quello di sviluppare, di convalidare e di implementare i processi e gli strumenti che consentono la misura degli angoli delle pale del rotore principale mediante potenziometri a filo. La stima degli angoli massimi, infatti, è fondamentale per il dimensionamento dei componenti elastomerici, per le previsioni di durata di vita nonché per la certificazione del velivolo. Il risultato principale è stato lo sviluppo di un codice Matlab capace di risolvere la cinematica inversa del rotore. In particolare, esso consente la ricostruzione delle variazioni temporali degli angoli di una pala strumentata con tre potenziometri a filo. Questo codice è stato scritto partendo dall’articolo di Leonardo - Divisione Elicotteri citato in [1] e convalidato con i precedenti modelli Airbus Helicopters esistenti. La sua successiva traduzione in Python e in Java ne ha permesso l’integrazione direttamente in SANDRA, strumento di analisi dati del dipartimento delle prove in volo, riducendo i tempi di trattamento delle registrazioni e ponendo le basi per una misura degli angoli in tempo reale a bordo del velivolo. In parallelo, è stato effettuato uno studio comparativo tra le misurazioni in volo e i risultati delle simulazioni con l’obiettivo di verificare la prevedibilità e la robustezza di queste ultime, di identificare i parametri più importanti nella calibrazione dei modelli di meccanica del volo e di fornire raccomandazioni nell’elaborazione dei dati registrati. Utilizzando il database H175, sono stati esplorati diversi modi per migliorare i risultati delle simulazioni, diminuendo gli offset esistenti. Dopo aver valutato l’affidabilità dei metodi di simulazione e aver compreso l’uso dei potenziometri a filo, è stata redatta parte della richiesta di prove di volo per l’H160, definendo il processo di calibrazione dei sensori e la migliore procedura per la post-elaborazione dei dati. Infine, durante il mio tirocinio ho avuto la possibilità di intervenire anche in un altro progetto per supportare il lavoro ordinario del dipartimento. Collaborando con Sandrine C. e Brigitte C. ho digitalizzato e analizzato un database contenente misurazioni acquisite durante molte campagne di volo su portaelicotteri. L’obiettivo di questa indagine è stato quello di identificare le possibili condizioni di sovraccarico dei motori per i decolli o gli atterraggi da una nave differente rispetto a quelle usate durante i test. Le analisi presentate hanno dimostrato che un’integrazione sicura dell’elicottero a bordo sarebbe possibile.