Coupling of the medium fidelity solver Dust with a helicopter simulator

The following document describes experimental coupling of a helicopter training simulator with a medium fidelity solver to model the rotor inflow. The scope is to develop a model based on the vortex particle method (VPM), to substitute the existing Peters-Ha model. The rotor model of the medium fidelity solver DUST has been in the first place validated in trim conditions, comparing the loads obtained with those expected from the simulator. Subsequently, a manoeuvre of interest has been reconstructed in DUST to obtain the inflow states and the loads requested to model the inflow. The new system has been identified through Levenberg-Marquardt method and introduced in the simulator in place of the old. The compatibility of the obtained results with the expected proves the potential of the application of VPM, but also underlines how a practical implementation is currently hindered by technology limitation. The vastity of the scenarios performed in simulations and the real-time requirements are the main hurdles that would be leaped over with more powerful hardware and more efficient implementations of VPM.

Il seguente documento descrive l'accoppiamento sperimentale di un simulatore di addestramento per elicotteri con un risolutore di media fedeltà per modellare il flusso indotto del rotore. Lo scopo è sviluppare un modello basato sul metodo delle particelle vorticose (VPM) per sostituire l'esistente modello Peters-Ha. Il modello del rotore del risolutore di media fedeltà DUST è stato inizialmente convalidato in condizioni di assetto, confrontando i carichi ottenuti con quelli attesi dal simulatore. Successivamente, è stata ricostruita una manovra di interesse in DUST per ottenere gli stati del flusso indotto e i carichi necessari per modellarlo. Il nuovo sistema è stato identificato attraverso il metodo Levenberg-Marquardt e introdotto nel simulatore in sostituzione dell’esistente. La compatibilità dei risultati ottenuti con quelli attesi dimostra il potenziale dell'applicazione del VPM, ma sottolinea anche come un'implementazione pratica sia attualmente ostacolata dalle limitazioni tecnologiche. La vastità degli scenari rappresentabili nelle simulazioni e il requisito di tempo reale sono le principali sfide che verranno superate con l’avvento di hardware più potenti ed implementazioni più efficienti del VPM.