Design and architecture of a UAM flight simulator and implementation of its comunication framework

Urban Air Mobility (UAM) is a new mobility concept that is based on the use of aircraft, mainly eVTOL, for short to medium-range urban transportation. It expands on several fronts, starting from the development of the aircraft itself to the construction and regulation of all necessary infrastructure with the aim of solving the problem of transportation and traffic generated within cities, which has significant economic and environmental repercussions. The purpose of this thesis is therefore to start from the study of the entire ecosystem that is emerging under the name of UAM to thoroughly understand it, in order to then be able to design and define the high-level architecture of a flight simulator specifically designed for UAM aircraft, analyzing its requirements and defining the hardware and software structure, and then delving into more detail regarding two of its main modules, namely the IG and the communication framework on which the entire simulator structure is based. Since the simulator is, in fact, a real-time distributed system, it requires a lower layer that can transmit data and information from one module to another in a solid and reliable manner.

Urban Air Mobility (UAM) è un nuovo concetto di mobilità che si basa sull’uso di velivoli, principalmente eVTOL, per gli spostamenti a medio-corto raggio in ambito urbano e si espande quindi su più fronti a partire dallo sviluppo dei velivoli stesso fino alla costruzione e regolamentazione di tutte le infrastrutture necessarie con lo scopo di risolvere il problema dei trasporti e del traffico da essi generati all’interno delle città che ha importanti ripercussioni sia economiche che ambientali. Lo scopo di questa tesi è quindi quello di partire dallo studio dell’intero ecosistema che sta nascendo sotto il nome di UAM per comprenderlo a fondo in modo da essere poi in grado progettare e di definire l’architettura di alto livello di un simulatore di volo pensato specificatamente per velivoli UAM, analizzandone i requisiti e definendone la struttura sia hardware che software per poi scendere più nel dettaglio per quanto riguarda due dei suoi principali moduli, ovvero l’IG e il framework di comunicazione su cui si basa l’intera struttura del simulatore, il quale, essendo di fatto un sistema real-time distribuito, necessita di un layer sottostante che in modo solido e affidabile sia in grado di trasmettere dati e informazioni da un modulo all’altro.