Migration of a flight management system from a helicopter to a fixed-wing: the real case of a trainer

This thesis investigates the adaptation of a civil Flight Management System originally developed for the Leonardo AW189 helicopter to the high-performance operational environment of the Aermacchi M-345 military jet trainer. The migration required analysing the key differences between a medium-speed rotorcraft and a fast fixed-wing platform, focusing on mission profiles, performance envelope, terminal-area operations, and the higher tempo of navigation decisions typical of training flights. These factors exposed limitations in the legacy system regarding flight-plan flexibility, sequencing behaviour, and the management of repetitive manoeuvres used for instructional purposes. The work addresses these gaps through the design, integration, and preliminary validation of two functional extensions explicitly requested by the customer. The first is the Sequenced interface, a modification of the LEGS page designed to retain previously flown waypoints, improve situational awareness during rapid transitions, and support repeated execution of specific route segments. The second is the Drop-In function, a training-oriented feature that inserts a short manoeuvre loop within the active procedure, enabling instructors to replicate approach-like patterns without altering the underlying ARINC 424 structure. Both evolutions extend existing navigation and procedure-management modules while preserving the certified foundations of the original \gls{fms}. The work maintains compatibility with ARINC 424 path and termination rules, ensures consistency with IFR requirements, and integrates the new capabilities with the performance characteristics of the M-345. The study combines operational analysis, navigation logic, software design, and human factors evaluation, with particular emphasis on the HMI update introduced by the Sequenced interface. The resulting system enhances usability, reduces pilot workload, and improves the training value of the platform while maintaining architectural integrity.

Questa tesi analizza l’adattamento di un Flight Management System sviluppato per l’elicottero Leonardo AW189 all’ambiente operativo del velivolo da addestramento a getto Aermacchi M-345. Il processo di migrazione ha richiesto l’analisi delle principali differenze tra una piattaforma rotante a velocità moderata e un velivolo ad alte prestazioni, con particolare attenzione ai profili di missione, all’inviluppo di volo, alle operazioni nelle aree terminali e al ritmo decisionale più elevato tipico dei voli addestrativi. Questi fattori hanno evidenziato alcune limitazioni del sistema legacy in termini di flessibilità del piano di volo, comportamento di sequenziamento e gestione delle manovre ripetitive utilizzate a fini didattici. Il lavoro affronta tali limiti attraverso la progettazione, l’integrazione e la validazione preliminare di due estensioni funzionali richieste dal cliente. La prima è l’interfaccia Sequenced, una modifica della pagina LEGS progettata per mantenere in memoria i waypoint già volati, migliorare la consapevolezza situazionale durante transizioni rapide e consentire la ripetizione di segmenti specifici della rotta. La seconda è la funzione Drop-In, una capacità orientata all’addestramento che inserisce un breve loop di manovra all’interno della procedura attiva, permettendo di replicare pattern simili ad avvicinamenti senza alterare la struttura ARINC 424 sottostante. Entrambe le evoluzioni estendono i moduli esistenti di gestione della navigazione e delle procedure, preservando i fondamenti certificati del FMS originale. Il lavoro mantiene la compatibilità con le regole ARINC 424, assicura coerenza con i requisiti IFR e integra le nuove funzionalità con le prestazioni del M-345. L’analisi combina aspetti operativi, logiche di navigazione, progettazione software e fattori umani, con particolare attenzione all’aggiornamento HMI introdotto dall’interfaccia Sequenced. Il sistema risultante migliora la fruibilità, riduce il carico di lavoro del pilota e aumenta il valore addestrativo della piattaforma, mantenendo l’integrità architetturale.