在无人机和eVTOL在飞机的开发和设计过程中，优化无人机电机和螺旋桨的组合可以实现无人机的最佳性能。制造商的参数数据可以帮助您初步选择满足您设计需求的电机和螺旋桨，但不能比较不同制造商的零件。
拉力测试，扭矩测试，无刷电机测试，螺旋桨测试，电调测试，实时动态测试，重复飞行测试、自由飞行测式
近年来，随着无人机产业在全球范围内的快速迭代发展，许多新兴产业诞生并重新定义了传统意义上的许多应用方向。无人机已经成为每个人工作和生活中不可或缺的一部分，无论是国防、前沿技术还是普通人生活的各个方面。
目前，我国中小型无人机动力测试主要涉及固定试验台的静态测试。如果需要进一步测试相关性能，将无人机固定在封闭的小风洞中进行进一步测试，但往往仅限于无人机局部性能的测试和优化，无法实现无人机整机系统三维真实飞行状态的全方位、高精度实时动态测试。
本文试图从无人机制造商的角度阐述新一代无人机动力测试系统，如何更全面、更准确、更高效地优化无人机的整体设计。
国外无人机开放式风洞动力测试系统tyto&windshape例如，该系统主要由全固态高精度无人机动力测试台和模块化、开放式数值风洞系统组成。基于上述硬件部分，支持上述硬件部分python脚本的自定义软件控制重新定义了无人机动力测试项目，大大提高了制造商对无人机整个生命周期的综合情况感知能力。
测试台支持测量电机和螺旋桨的推力、扭矩、转速、电流、电压、温度、空速、螺旋桨效率和电机效率，帮助您准确描述和评估其性能参数。同时，支持以下细分选择测试版本：
- 标准版：静态测试测量值标准范围下的基本特征性能测试；
- 专业版：在动态测试下为设计师提供更广泛的测量范围，支持更高的准确性和特征性能测试，支持更高的采样率和两个额外的通用模拟输入信号；
- 共轴测试台(标准版和专业版):两个动力系统的共轴测试有几种结构形式:背靠背、面对面或偏置。
- 各种能源动力系统测试版本：分布式电力推广设计(DEP)支持同时记录多达8个动力系统的性能测试。
- 实时动态测试：1万Hz采样率使真正的动态测试成为可能，支持执行频率和步进输入参数识别；
- 三维飞行再现：将您的飞行控制数据上传到软件中，并在推进系统连接到试验台后重新创建油门输入；
- 测试效率和功率特性：测量电机、螺旋桨和整个系统的效率，比较电输入与机械输出的对应关系；
- 耐久性和可靠性测试：使用自定义设计的自动测试脚本来研究无人机系统组件的耐久性。我们友好的脚本界面允许您轻松编程测试步骤、斜坡测试、飞行回放测试或任何通信协议；
- 分布式电推动动力系统(DEP)测试：支持多达8个动力系统的同时测试，帮助全面了解您的多旋翼无人机的技术性能，支持每个独立的动力系统和整个系统的单独记录和分析。
系统配备的测试台软件可用于控制测试台并记录测量数据，支持用户准确手动或自动编译测试脚本程序。如果用户想要手动控制测试台，只需在前端程序中输入相应的值；如果用户喜欢编程，可以直接在用户界面上配置脚本文件或使用Python API测试台软件完全控制。
- 手动控制试验台，实时查看记录数据；
- 使用不需要编程的脚本需要编程；
- 使用Python API控制整个系统；
- 上传飞控制中上传.CSV飞行回放回放试验的文件；
- 在软件中直接保存测试或导出.CSV格式文件；
- 在导出较小文件之前重新采样数据；
- 该软件支持多达8个多功率系统的测试，您可以命名每个功率系统，以便单独分析。测试台支持自动连接软件，允许用户定制调整传感器噪声过滤选项。
用户可以选择完全定制的风洞产品，为无人机的自由飞行测试提供无限的可能性。用户可以根据需要自由选择Windshaper风洞的尺寸、形状及相关附件。该系统专门设计用于研究电机、螺旋桨、ESCs、电池、无人机和任何电动飞机的影响。
风洞设备的主要设施是Windshaper风墙是根据用户需求定制的。Windshaper由可堆叠模块组成，每个模块有9个网格风扇单元。每个网格风扇单元配备两个反向旋转风扇，可产生最高至16个m/s的风速（借助收风装置风速最高至45m/s）。就像电视显示屏的像素越高，视图越清晰，Windshaper数百个网格风扇单元的风墙使用户能够超精确地控制气流。可供用户使用WindControl通过简单的命令，软件可以管理风洞，准确控制风洞产生的风。
- 自由飞行测试
- 着陆阶段优化
- 确定湍流极限
- 优化固定翼外观设计
- 研究不同风廓线下的性能
- 垂直起降过渡
- 防水性能评估
- 无人机故障的影响（GPS信号缺失、功率故障、传感器故障)
Windshapers独特之处在于它们创造动态风廓线的能力，传统风洞只能提供均匀的气流，而Windshapers通过3D输入(u=?(x, y, t)能创造风切变、湍流、时变风等特定条件的风况。
1）均匀层流
该设置可用于模拟无人机以给定速度在静态空气中飞行的场景。这是通过设置的Windshaper流动风速(单位:m/s）使无人机以在测试区域的空气中静止飞行。在这种情况下，气流和无人机的相对风速相当于无人机可以起飞的风速。
2）湍流
由于天气和自身拓扑结构，模拟无人机在其工作环境中可能遇到的场景非常合适。在测试环境中，通过控制网格风扇单元的风速来模拟湍流水平。湍流水平可以在网格风扇单元之间或在不同的测试区域呈现不同的水平。
3）风切变
“风切变”一词描述的是风廓线中的相邻气流层以不同的速度彼此平行的流动,它会在墙体、树叶或是有明显热效应的区域产生不稳定的气流。风切变的模拟可以先通过在一个网格风扇单元阵列设定一个较低的风速，然后再在相邻的另一个网格风扇单元阵列中设置一个较高风速来实现。
4）时变风
用户可以改变网格风扇单元的风速随时间变化来创造独特的时变风廓线，例如将其中一个网格风扇单元的初始风速设定为2m/s，然后不断上升至10m/s，随后再调整下降至2m/s等操作，用户将得到像下图正弦波一样的风速变化曲线。
5）阵风
阵风风速的突然变化对无人机的导航性能极具挑战性，我们可以通过不断控制网格风扇单元风速的急剧变化来真实的模拟阵风，这有助于帮助用户研究无人机阵风条件下的偏移或抗风阻能力，同时也可以有效的检验飞控的灵敏度。
6）垂直风
无人机着陆时会直接受到机体本身引发湍流（下降气流）的不稳定影响，我们可以将Windshaper水平放置去生成相对于无人机湍流的真实模拟场景。
风洞系统通过WindControl软件实现管理，只需简单的命令即可让用户完全精准的控制风力。
您也可以手动选择希望激活的网格风扇单元，或者输入一个数学函数来再现任何稳定的或时变的风廓线。另外你还可以使用WindShape Python 3.x的Python脚本通过控制API来直接控制风洞。
- 风廓线的动态控制u=ƒ(x, y, t)
- 超短时长动态控制，步进0.1s
- 单个网格风扇单元涡流控制
- 升级版WindControl 2.2版本软件
- 多平台兼容性(操作系统)
- 用户通过以太网连接风洞实现网络通信
- Python 3.x API自定义脚本接口
- 基于Web的图形用户界面
随着越来越多的国家致力于支持无人机创新和基础设施建设，tyto&windshape的全固态高精度无人机动力测试台和模块化、开放式风洞测试系统的最佳组合测试解决方案，使得无人机全生命周期的可控、可重复的3D自由飞行测试、验证和认证成为可能，从而帮助生产商对无人机实现持续的商业化运营；另外将无人机在高速动态的3D风况中连续精准地控制飞行测试，也将帮助研究机构人员对无人机相关理论技术进行细致深入地研究，进而更加地促进无人机行业地健康有序发展。