Helicopter sensorized inceptors for pilot workload evaluation

Enabling the assessment of pilot workload during flight could have very important consequences in enhancing flight safety, especially in rotorcraft, providing the tools for preventive actions against loss of situational awareness and indicating the possible insurgence of adverse coupling interactions between the pilot and the vehicle. The realization of purposely-designed helicopter control inceptors is presented in the this thesis work. They are equipped with optical sensors which permit to have an objective measurement of the loads introduced by the pilot in the control inceptors and of the pressure applied by the hand. As opposed to classical subjective pilot workload assessment methods, the sensors presented allow to have a measure independent from the pilot subjective feedback. Since the measurement devices included in the inceptors do not modify the ergonomics of the input devices, they could be used in a real flight environment. To make the sensors on the cyclic stick usable in the motion platform available at Politecnico di Milano Department of Aerospace Science and Technology (DAER), a calibration procedure is carried out. The sensor of the collective grip is tested on the motion platform during missions of different difficulty, obtaining the corresponding level of the pilot workload.

Permettere la valutazione del carico di lavoro del pilota durante il volo potrebbe avere conseguenze molto importanti nel migliorare la sicurezza del volo, in particolare negli elicotteri, fornendo gli strumenti per mettere in atto azioni preventive contro la perdita della situational awareness e indicando la possibile insorgenza di un accoppiamento avverso tra pilota e velivolo. In questo lavoro di tesi viene presentata la realizzazione di comandi di elicottero appositamente progettati. Essi sono dotati di sensori ottici che permettono di avere una misurazione oggettiva dei carichi introdotti dal pilota nei comandi e della pressione esercitata dalla mano. In opposizione ai metodi classici soggettivi per la valutazione del carico di lavoro del pilota, i sensori presentati permettono di avere una misura indipendente dal giudizio soggettivo del pilota. Dato che i dispositivi di misurazione contenuti nei comandi non modificano l'ergonomia degli stessi, essi potrebbero essere utilizzati in un contesto di volo reale. Una procedura di calibrazione è svolta per rendere i sensori della leva del ciclico utilizzabili nella piattaforma mobile disponibile al Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali del Politecnico di Milano (DAER). Il sensore nell'impugnatura del collettivo è testato nella piattaforma durante missioni di diversa difficoltà, ottenendo il corrispondente livello del carico di lavoro del pilota.