Aeroswitch project : fidelization of the flight simulator of a Distributed Electric Propulsion airplane

The interest for electric aviation is nowadays largely diffused. The use of electric engine on aircraft has opened the doors to novel aircraft architecture, such as the Distributed Electric Propulsion (DEP). To demonstrate qualities and limits of this technology, an existing radio-commanded aircraft has been modified with the use of DEP: like this the SwitchMaster was borned. In parallel, a flight simulator of SwitchMaster, running on X-Plane through a Simulink interface, has been developed. In the present work it is taken up the baton of these existing studies, in order to improve the flight simulator. In particular, it has been updated the Simulink interface in order to send to X-Plane some custom inputs. This permitted to validate the fidelity of the simulator, not tested herein, replicating experimental flight test on it, and comparing flight data. Once the directional dynamics has been identified as the critical one, an update of the geometries of flight model has been performed through an iterative procedure, based on the minimization of the prediction error. The outcome was an aircraft characterized by a lateral dynamics closer to the real one, even if the fidelity is not fully achieved. The work will also show the advantages and limitations of the proposed procedure.

L’interesse per l’aviazione elettrica è ampiamente diffuso al giorno d’oggi. L’uso del motore elettrico sugli aeromobili ha aperto le porte a configurazioni innovative, come la propulsione elettrica distribuita. Per dimostrare i limiti e pregi di tale tecnologia, è stato modificato un aeromodello esistente tramite l’installazione di tale propulsione: è nato così lo SwitchMaster. Parallelamente, è stato sviluppato il suo simulatore di volo in ambiente X-Plane, funzionante attraverso un’interfaccia Simulink. Questa tesi raccoglie il testimone dei lavori sopraccitati per migliorare il simulatore di volo. In particolare, è stata aggiornata l’interfaccia Simulink al fine di mandare a X-Plane comandi di volo personalizzati. Questo ha permesso di validare lo stato di fidelizzazione del modello su X-plane, cosa non fatta in precedenza, replicando alcune prove in volo eseguite sul velivolo fisico. Da queste verifiche è emerso che vi era una criticità nello stato di fidelizzazione della dinamica laterale: dunque è stata sviluppata una procedura iterativa, basta sulla minimizzazione di un funzionale, per aggiornare le geometrie del modello di volo. Il risultato della procedura ha migliorato le prestazioni del modello, anche se la fidelizzazione non è del tutto completa. L’elaborato analizza anche i vantaggi e i limiti della procedura seguita.