无人机总体设计优化¶
NextPilot 团队提供飞行器概念设计、气动外形优化、飞行性能评估等总体设计服务，帮助客户在方案阶段快速迭代、降低设计风险。
一体化交付
气动数据与动力学模型可直接对接 PX4 飞控的 虚拟飞行仿真，实现从总体设计到飞控验证的完整闭环，避免重复建模，显著缩短研发周期。
气动数据库计算和分析（CFD）¶
OpenVSP 是一款由 NASA 开发的免费开源飞行器三维建模软件，支持 Windows、Linux 和 macOS。
OpenVSP 采用参数化建模方式，允许用户通过通用工程参数定义飞行器 3D 模型，之后可处理成适合工程分析的格式。OpenVSP 已被工业界、政府和学术界广泛采用，覆盖无人机、eVTOL、民用超音速、高超音速、太空发射和小型卫星等领域。
- 气动数据库建立：基于 CFD 方法计算飞行器全飞行包线的气动数据，为飞控系统设计提供精确的气动系数（升力系数、阻力系数、力矩系数等）。
- 气动外形优化：利用参数化建模快速迭代优势，对机翼、尾翼、机身等部件进行气动外形优化设计，平衡气动效率与结构可行性。
- 流场可视化分析：提供压力分布、流线图、涡量图等流场可视化结果，直观展示气动特性，辅助设计决策。
- 多工况计算：覆盖起飞、巡航、降落等典型工况，以及侧风、大迎角等特殊飞行状态的气动特性分析。
飞行性能评估和操稳分析¶
基于 CFD 计算所得的气动数据库，进行全面的飞行性能评估与操稳特性分析：
飞行性能¶
- 起飞性能：起飞距离、起飞时间、爬升率、越障能力等关键指标评估。
- 巡航性能：最大航程、最大航时、最佳巡航速度、燃油/电量消耗率计算。
- 着陆性能：着陆距离、下滑角、接地速度、复飞能力分析。
- 机动性能：最大平飞速度、升限、盘旋半径、滚转速率等机动能力评估。
- 载荷能力：不同载荷重量下的飞行性能变化分析，确定飞行包线边界。
操稳分析¶
- 静稳定性：纵向静稳定裕度、横航向静稳定性分析，确保飞行器具备基本的自稳能力。
- 动稳定性：短周期模态、长周期（Phugoid）模态、荷兰滚模态、螺旋模态、滚转收敛模态等典型模态特性分析。
- 操纵响应：升降舵、副翼、方向舵等舵面的操纵效率评估，以及各通道的操纵导数计算。
- 配平分析：不同飞行状态下的舵面配平角度、配平阻力计算，为飞控系统控制律设计提供输入。
非线性飞行动力学建模（6DOF）¶
建立飞行器 六自由度非线性动力学模型，为控制律设计、飞行品质评估和仿真验证提供支撑：
- 非线性动力学建模：采用标准 12 阶微分方程描述飞行器位置、姿态、速度、角速度的完整运动状态。
- 气动数据插值：基于 CFD 气动数据库，建立多维插值模型，实现任意飞行状态下的气动力/力矩实时计算。
- 环境模型集成：集成标准大气模型、风场模型（定常风/突风/紊流）、地球重力模型等，构建真实飞行环境。
- 执行机构模型：包含电机/发动机推力模型、舵机动力学模型、传感器噪声模型等，提高仿真保真度。
- Simulink 集成：支持将 6DOF 模型导出为 Simulink 模块，方便与 PX4 控制律进行模型化联仿和 MIL/SIL/HIL 验证。