Validation of a XV-15 Tilt Rotor Aerodynamic Database

Lo scopo di questo lavoro è l'implementazione e la descrizione del modello di simulazione di volo real-time per il "Bell Aircraft Corporation XV-15 Tilt-Rotor Research Aircraft". Il modello è stato sviluppato nell'ambiente Matlab/Simulink® ed è integrato con il ReDSim della ZAV (Centre for Aviation), alla ZHAW (Zurich University of Applied Sciences), Winterthur, Svizzera. Il RedSim è un simulatore di volo per ricerca e sviluppo, utilizzato sia per applicazioni didattiche che industriali. Tutte le attività sono state svolte dall'autore come parte di un programma di exchange tra la ZHAW e il Politecnico di Torino, tenutosi tra settembre e novembre 2020. La prima parte del lavoro si è focalizzata nella revisione del modello aerodinamico dell'XV-15, sia riguardo la sua formulazione matematica, descritta nel report CR-166536, "A mathematical model for real time flight simulation of a generic tilt-rotor aircraft", S. W. Ferguson, 1988, che la sua implementazione nell'ambiente Simulink. Diverse modifiche sono state apportate al modello aerodinamico esistente: le più importanto riguardano l'aerodinamica indotta del sottosistema del wing-pylon e la scia del rotore che investe l'impennaggio verticale. Inoltre, tutti i sistemi di riferimento del modello aerodinamico sono stati ripensati dall'autore, in modo da essere più semplici e adatti al modello. Dopo la revisione è stato possibile trimmare il modello di simulazione e validare i dati sia con il modello GTRS, grazie al report NASA CR-166537, "Development and validation of a simulation for a generic tilt-rotor aircraft", di Samuel W. Ferguson, 1989, sia con il modello iniziale, quindi senzale modifiche del sottosistema aerodinamico, in modo da valutare se il modello fosse migliorato. Una seconda validazione è stata fatta con diversi dati provenienti dai flight test, soprattutto in modalità aeroplano e sempre presentati nel report CR-166537. La terza parte dell'attività si è concentrata nell'implementazione di alcuni contributi, che non erano ancora presenti nel modello: ground effect, side-by-side effect, jet thrust e resistenza aerodinamica del carrello. Infine, una serie di test pilot-in-the-loop ha avuto luogo presso il RedSim, con lo scopo di valutare le prestazioni e le handling-qualities del simulatore di volo dell'XV-15.