Research of Accuracy of Aircraft Cessna 172 Avionics Devices

Abstract

Airspeed measurement accuracy is critical for safe and efficient flight operations. Crosswind circumstances, on the other hand, can create mistakes in airspeed readings acquired by standard pitot tube systems mounted on aircraft. The purpose of this research is to examine the effect of crosswind circumstances on the accuracy of airspeed readings on a Cessna-172 aircraft utilizing a mix of SkyDemon, Carly, and ANSYS software tools. Real-time airspeed data is provided by SkyDemon, a popular flight navigation and planning program. Carly, a diagnostic program, provides access to a variety of aircraft systems and information. The advanced computational fluid dynamics (CFD) program ANSYS allows for thorough investigation of fluid flow and related phenomena. The research includes a series of flying experiments in diverse crosswind scenarios with varying wind velocities and angles. Airspeed readings from the pitot tube system were compared to reference airspeed values determined from GPS-based measurements throughout each test. The data acquired during the flight testing was then evaluated statistically to determine the magnitude of pitot tube errors in crosswind circumstances. CFD simulations were also run using ANSYS to examine the fluid flow around the aircraft and evaluate the influence of crosswind on the functioning of the pitot tube system. In crosswind situations, the investigation revealed considerable differences between the recorded airspeed values from the pitot tube system and the reference airspeed values. The observed inaccuracies were discovered to be wind velocity, wind angle, and other aerodynamic variables dependent. This research gives a full knowledge of pitot tube errors in crosswind circumstances by combining the capabilities of SkyDemon, Carly, and ANSYS. The findings help to increase airspeed measurement accuracy and may be used to design better pitot tube systems or to apply appropriate error correction methods.

Skrydžio greičio matavimo tikslumas yra labai svarbus saugiam ir efektyviam skrydžiui. Kita vertus, skersvėjo aplinkybės gali sukelti klaidų oro greičio rodmenyse, gaunamuose naudojant standartines orlaivyje sumontuotas pitot vamzdžių sistemas. Šio tyrimo tikslas – ištirti šoninio vėjo aplinkybių poveikį Cessna-172 orlaivio oro greičio rodmenų tikslumui, naudojant SkyDemon, Carly ir ANSYS programinės įrangos įrankių derinį. Realaus laiko oro greičio duomenis teikia populiari skrydžių navigacijos ir planavimo programa „SkyDemon“. Carly, diagnostikos programa, suteikia prieigą prie įvairių orlaivių sistemų ir informacijos. Pažangi skaičiavimo skysčių dinamikos (CFD) programa ANSYS leidžia nuodugniai ištirti skysčio srautą ir susijusius reiškinius. Tyrimas apima daugybę skraidymo eksperimentų įvairiais šoninio vėjo scenarijais, kai vėjo greitis ir kampai skiriasi. Oro greičio rodmenys iš Pitot vamzdžių sistemos buvo lyginami su etaloninėmis oro greičio vertėmis, nustatytomis pagal GPS matavimus kiekvieno bandymo metu. Duomenys, gauti skrydžio bandymo metu, buvo įvertinti statistiškai, siekiant nustatyti Pito vamzdžio klaidų dydį šoninio vėjo sąlygomis. CFD modeliavimas taip pat buvo atliktas naudojant ANSYS, siekiant ištirti skysčio srautą aplink orlaivį ir įvertinti šoninio vėjo įtaką Pito vamzdžių sistemos veikimui. Esant šoniniam vėjui, tyrimas atskleidė didelius skirtumus tarp Pito vamzdžių sistemos užfiksuotų oro greičio verčių ir etaloninių oro greičio verčių. Nustatyta, kad pastebėti netikslumai priklauso nuo vėjo greičio, vėjo kampo ir kitų aerodinaminių kintamųjų. Šis tyrimas suteikia išsamių žinių apie Pitot vamzdžių klaidas šoninio vėjo sąlygomis, derinant SkyDemon, Carly ir ANSYS galimybes. Rezultatai padeda padidinti oro greičio matavimo tikslumą ir gali būti naudojami kuriant geresnes Pito vamzdžių sistemas arba taikant tinkamus klaidų taisymo metodus.