Improvement of a coupled helicopter simulation tool-chain by multi-fidelity data filtering

The present work investigates a method to calculate the isolated contribution of 3D effects due to the main rotor on the aerodynamic loads of the fuselage. This method is embedded in a coupling procedure between a flight mechanics software called STORM, which is used to calculate the helicopter’s equilibrium condition, and a free wake panel aerodynamic code called UPM. The method was designed and developed as an integral part of the FLUCS coupling script already in use at Airbus Helicopters. It was verified by comparison with data obtained from computational fluid dynamics simulations and flight tests. The method showed an excellent ability to capture the lateral force due to flow asymmetry on the sides of the fuselage of a helicopter flying forward, while it showed the limitations of UPM due to its lack of ability to identify separate flow. Finally, the method improved the ability to calculate trim conditions compared to the previous version of the coupling.

Il presente lavoro investiga un metodo per calcolare il contributo isolato degli effetti 3D dovuti al rotore principale sui carichi aerodinamici della fusoliera. Tale metodo è inserito in una procedura di coupling tra un software di meccanica del volo chiamato STORM, usato per calcolare la condizione di equilibrio dell’elicottero, e un codice aerodinamico a pannelli con scia libera, chiamato UPM. Il metodo è stata ideato e sviluppato come parte integrante dello script di coupling FLUCS già in uso presso Airbus Helicopters. La verifica è stata effettuata tramite confronto con dati ottenuti tramite simulazioni di fluidodinamica computazionale e da test di volo. Il metodo ha mostrato un’ottima capacità di catturare la forza laterale dovuta all’asimmetria del flusso sui lati della fusoliera di un elicottero che vola in avanti, mentre ha mostrato i limiti di UPM dovuti alla sua mancanza di capacità di identificare flusso separato. Infine, il metodo ha migliorato le capacità di calcolare le condizioni di trim rispetto alla precedente versione del coupling.