Flying testbed for propellers

Suction type open circuit wind tunnel with fan array 
In this project, we design an aircraft for testing propellers in flight. 
To test various propellers on the same small aircraft  (that essentially 
is, to control the aircraft's drag), we will use split flaps.

What is ready:
- design code (full aircraft general aerodynamic design and analysis, 
as well as matching the flap deflection angle and propeller diameter)
- uncertainty propagation analysis

Next steps:
- I want to try and print this aircraft from a combination of TPU LW 
and PLA LW, and still trying to find the correct settings for printing
-3D model of the aircraft for printing
-Printing, wiring, tuning the autopilot, flight tests

The most important result so far is this relationship between the diameter of the 
propeller to be tested, the corresponding flap deflection angle, and the flight speed

In addition, we explored the uncertainty propagation to estimate the 
expected accuracy of propeller performance measurements. A Monte 
Carlo uncertainty analysis was conducted to propagate manufacturing, 
measurement, test condition, and processing errors into propeller thrust 
and power predictions. At nominal conditions (0.254 m diameter, 15° 
pitch, 6000 RPM, 15 m/s), thrust exhibited a 1σ relative uncertainty 
of 4.7%, while power uncertainty was significantly lower at 2.6%. Test 
conditions-particularly airspeed and density variationswere the dominant 
uncertainty contributors, overshadowing manufacturing and sensor errors. 
Sensitivity analysis identified blade pitch, diameter, and airspeed as the 
most critical parameters affecting thrust. A parametric sweep further 
revealed that low-speed, small - diameter test points suffer from thrust 
uncertainties as high as 12%, suggesting that higherspeed conditions yield 
more reliable performance measurements.
In addition, we explored the uncertainty propagation to 
estimate the expected accuracy of propeller performance 
measurements. A Monte Carlo uncertainty analysis was 
conducted to propagate manufacturing, measurement, 
test condition, and processing errors into propeller 
thrust and power predictions. At nominal conditions 
(0.254 m diameter, 15° pitch, 6000 RPM, 15 m/s), thrust 
exhibited a 1σ relative uncertainty of 4.7%, while 
power uncertainty was significantly lower at 2.6%. Test 
conditions—particularly airspeed and density variations
—were the dominant uncertainty contributors, 
overshadowing manufacturing and sensor errors. 
Sensitivity analysis identified blade pitch, diameter, and 
airspeed as the most critical parameters affecting thrust. 
A parametric sweep further revealed that low-speed, 
small-diameter test points suffer from thrust 
uncertainties as high as 12%, suggesting that higher-
speed conditions yield more reliable performance 
measurements.
Made on
Tilda