This master thesis project was developed at UMS Skeldar, a company that develops, manufactures and tests Unmanned Aircraft. The work was carried out during the flight testing phase of the V-150C, the latest UA prototype of the company. The analysed aircraft is a classically configured rotary-wing, with a main rotor and a tail rotor design. Flight testing activities are carried out to verify the assumptions and the predictions that were made at design level, and prove the capabilities of the aircraft. For this reason, the main target of this project was to obtain a performance overview of the V-150C, basing the analysis on the milestones that were achieved so far. To do so, a flight test data analysis method was developed, from the data collection to the implementation of the tools necessary to perform the study. This method will be thoroughly analysed and explained in the following report. As will be noticeable, the results were achieved with a combination of classical methods and innovative solutions. The most important feature of this study is the high level of adaptability. Even if the base on which the method was developed are conditions that have been tested, none of the proposed solutions is limited by the addition of new test points. Every single newly recorded information could indeed be added to the analysis, enhancing the degree of precision previously achieved. One important statement has to be made before the presentation of the study. The UA sector is a highly competitive market, and given that the V-150C is still being developed, any part of the analysis that could reveal confidential information about the product had to be modified for NDA reasons. On the practical side, this agreement meant that any sensible value had to be randomly modified, both in figures and written paragraphs. All the modifications were made in a way that would not invalidate the comprehensibility of the analysis. Moreover, scaling every sensible value by a random factor made the analysis more general, and more suitable for an academic environment.

Questo progetto di tesi di laurea magistrale è stato sviluppato in UMS Skeldar, una azienda che sviluppa produce e testa, velivoli autonomi a pilotaggio remoto. Questo lavoro è stato sviluppato durante campagna di prove di volo del V-150C, l’ultimo prototipo dell’azienda. Il velivolo analizzato è un classico ala rotante composto da rotore principale e rotore di coda. Le attività di prove di volo sono sviluppate per verificare le previsioni fatte in fase di progettazione, e provare le capacità del velivolo. Per questa ragione, l’obiettivo principale di questo progetto era di ottenere una analisi di prestazioni complessiva del V-150C, basando l’analisi sugli obiettivi raggiunti fino ad ora. Per fare questo, è stato sviluppato un metodo di analisi dati di volo, a partire dalla raccolta dati, fino all’implementazione degli strumenti necessari per effettuare lo studio. Questo metodo sarà dettagliatamente spiegato ed analizzato nel seguente documento. Come si potrà notare, i risultati sono stati raggiunti con una combinazione di metodi classici e soluzioni innovative. La caratteristica principale di questo studio è l’alto grado di adattabilità. Nonostante sia costruito sulla base delle condizioni testate, nessuna delle soluzioni proposte è limitata dall’aggiunta di nuovi punti di prova. Ogni nuova informazione registrata potrebbe infatti essere aggiunta all’analisi, aumentato il grado di precisione precedentemente raggiunto. Una importante dichiarazione deve essere fatta prima della presentazione dello studio. Il settore dei velivoli a pilotaggio remoto è un mercato altamente competitivo, ed essendo il V-150C ancora in via di sviluppo, ogni parte dell’analisi che poteva rivelare informazioni confidenziali sul prodotto è stata modificata per ragioni di NDA. Dal punto di vista pratico, questo accordo ha comportato la modifica di ogni dato sensibile, sia nelle figure che nella parte scritta. Tutte le modifiche sono state fatte in modo da non inficiare la comprensibilità dell’analisi. Inoltre, la modifica di ogni valore sensibile ad un numero casuale ha contribuito a rendere l’analisi più generale, e più adatta ad un ambiente accademico.

Innovative flight test data based, adaptive performance model for unmanned aircraft

ONGARO, MARCO
2020/2021

Abstract

This master thesis project was developed at UMS Skeldar, a company that develops, manufactures and tests Unmanned Aircraft. The work was carried out during the flight testing phase of the V-150C, the latest UA prototype of the company. The analysed aircraft is a classically configured rotary-wing, with a main rotor and a tail rotor design. Flight testing activities are carried out to verify the assumptions and the predictions that were made at design level, and prove the capabilities of the aircraft. For this reason, the main target of this project was to obtain a performance overview of the V-150C, basing the analysis on the milestones that were achieved so far. To do so, a flight test data analysis method was developed, from the data collection to the implementation of the tools necessary to perform the study. This method will be thoroughly analysed and explained in the following report. As will be noticeable, the results were achieved with a combination of classical methods and innovative solutions. The most important feature of this study is the high level of adaptability. Even if the base on which the method was developed are conditions that have been tested, none of the proposed solutions is limited by the addition of new test points. Every single newly recorded information could indeed be added to the analysis, enhancing the degree of precision previously achieved. One important statement has to be made before the presentation of the study. The UA sector is a highly competitive market, and given that the V-150C is still being developed, any part of the analysis that could reveal confidential information about the product had to be modified for NDA reasons. On the practical side, this agreement meant that any sensible value had to be randomly modified, both in figures and written paragraphs. All the modifications were made in a way that would not invalidate the comprehensibility of the analysis. Moreover, scaling every sensible value by a random factor made the analysis more general, and more suitable for an academic environment.
ONORATO, VALENTINA
OLDANI, SAVERIO
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
7-ott-2021
2020/2021
Questo progetto di tesi di laurea magistrale è stato sviluppato in UMS Skeldar, una azienda che sviluppa produce e testa, velivoli autonomi a pilotaggio remoto. Questo lavoro è stato sviluppato durante campagna di prove di volo del V-150C, l’ultimo prototipo dell’azienda. Il velivolo analizzato è un classico ala rotante composto da rotore principale e rotore di coda. Le attività di prove di volo sono sviluppate per verificare le previsioni fatte in fase di progettazione, e provare le capacità del velivolo. Per questa ragione, l’obiettivo principale di questo progetto era di ottenere una analisi di prestazioni complessiva del V-150C, basando l’analisi sugli obiettivi raggiunti fino ad ora. Per fare questo, è stato sviluppato un metodo di analisi dati di volo, a partire dalla raccolta dati, fino all’implementazione degli strumenti necessari per effettuare lo studio. Questo metodo sarà dettagliatamente spiegato ed analizzato nel seguente documento. Come si potrà notare, i risultati sono stati raggiunti con una combinazione di metodi classici e soluzioni innovative. La caratteristica principale di questo studio è l’alto grado di adattabilità. Nonostante sia costruito sulla base delle condizioni testate, nessuna delle soluzioni proposte è limitata dall’aggiunta di nuovi punti di prova. Ogni nuova informazione registrata potrebbe infatti essere aggiunta all’analisi, aumentato il grado di precisione precedentemente raggiunto. Una importante dichiarazione deve essere fatta prima della presentazione dello studio. Il settore dei velivoli a pilotaggio remoto è un mercato altamente competitivo, ed essendo il V-150C ancora in via di sviluppo, ogni parte dell’analisi che poteva rivelare informazioni confidenziali sul prodotto è stata modificata per ragioni di NDA. Dal punto di vista pratico, questo accordo ha comportato la modifica di ogni dato sensibile, sia nelle figure che nella parte scritta. Tutte le modifiche sono state fatte in modo da non inficiare la comprensibilità dell’analisi. Inoltre, la modifica di ogni valore sensibile ad un numero casuale ha contribuito a rendere l’analisi più generale, e più adatta ad un ambiente accademico.
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