Development of a virtual reality real time helicopter flight simulator

Since the beginning of the history of flight, flight simulation have gained increasing importance in all the life stages of a rotorcraft project. Modern flight simulation systems can be used, among other activities, to study the possible occurrence of adverse rotorcraft pilot couplings originating from the interaction between pilot's biodynamics, automatic control systems and rotorcraft dynamics, to replace or complement real flight testing for what concerns machine certification requirements in those situations where testing itself presents high risks of damage for people and things and as powerful conceptual design tools to explore both conventional and non conventional configurations. The present work describes how it is possible to build a real time flight simulator designed to investigate these research fields, that is based on open-source software, cost effective with respect to the solutions actually available in the aerospace industry and which uses virtual reality to give the pilot full involvement in the testing environment. The experimental campaigns carried out have demonstrated the fulfillment of all the requirements, especially concerning real time performances of the system.

Fin dagli albori della storia del volo, la simulazione ha guadagnato importanza sempre crescente in tutte le fasi della vita del progetto di un velivolo ad ala rotante. I moderni simulatori possono essere utilizzati, tra le altre cose, per studiare i possibili eventi di accoppiamento indesiderato tra pilota e velivolo che hanno origine dall'interazione tra biomeccanica del pilota, sistemi di controllo automatici e dinamica del volo, per sostituire o fornire da complemento alle prove di volo reali quando si tratta di soddisfare i requisiti di certificazione di una macchina in quelle situazioni dove le prove stesse presentano alto rischio di danni a persone e cose, e come potenti strumenti di progettazione concettuale per esplorare configurazioni sia convenzionali che non convenzionali. Il presente lavoro spiega come sia possibile costruire un simulatore di volo che funzioni in tempo reale progettato per indagare su questi campi di ricerca, che sia basato su software open-source, relativamente economico rispetto alle soluzioni disponibil attualmente nell'industria aerospaziale e che sfrutti la realtà virtuale per dare pieno coinvolgimento al pilota nell'ambiente di test. Le campagne sperimentali effettuate hanno dimostrato la possibilità di soddisfare tutti i requisiti richiesti, specialmente per quanto riguarda le prestazioni di tempo reale del sistema.