本申请涉及航空工程，尤其涉及一种固定翼无人机和基于固定翼无人机飞行供能方法。
背景技术：
1、随着无人机应用场景的不断丰富和任务复杂度的增加，能源多样性的需求增加，单一能源往往难以满足各种不同的需求。随着各种能源技术，如太阳能技术、燃料电池技术、内燃机技术以及新型电池技术等，都在不断取得突破和改进，这些技术的发展为多能量无人机提供了更多可选择和组合的能源方案。
2、现有的无人机技术中，燃油无人机通过燃烧汽油、柴油或其他燃料来产生动力。燃油在发动机内燃烧，释放出热能，推动活塞运动，进而带动曲轴旋转。曲轴的旋转运动通过传动系统传递给无人机的螺旋桨，使其产生升力和推力，驱动无人机飞行；电动无人机通常使用锂电池等可充电电池作为能源存储装置。电池储存的电能通过电线传输到电机，电机将电能转化为机械能。常见的电机类型包括无刷直流电机，其具有高效、可靠和低维护的特点。在起飞过程中，由于电机所需功率较大，故由氢电池及其附属小电池一同向电机供电以满足其所需功率；在起飞阶段完成直至降落时，氢电池持续向电机供电，而其附属小电池则向机载设备供电；太阳能板则全程给附属小电池进行充电。
3、但是，这些单一能源的无人机都无法满足特定的需求，例如，在某些需要长时间持续飞行的任务中，单纯依靠电动无人机可能无法保证足够的续航；而在一些对瞬间功率有较高要求的情况下，单纯依靠燃油无人机能源转换效率低，排放污染大、噪音大。因此，亟需一种固定翼无人机，利用多种能源实现无人机的环保、清洁以及长航时的目标。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种固定翼无人机和基于固定翼无人机飞行供能方法，用以利用多种能源实现无人机的环保、清洁以及长航时的目标。
2、具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：
3、本申请第一方面提供一种固定翼无人机，所述无人机包括飞行平台、机载设备和动力系统；其中，
4、所述动力系统设于所述无人机的中部，所述动力系统包括氢燃料电池、补能电池、电机、螺旋桨、太阳能板，所述氢燃料电池与所述电机连接，所述补能电池与所述电机连接，所述电机与所述螺旋桨连接，所述太阳能板与所述补能电池连接，所述氢燃料电池设于所述补能电池的尾部，所述电机设于所述氢燃料电池的尾部，所述螺旋桨设于所述电机的尾部，所述太阳能板安装在所述飞行平台的机翼的上表面；
5、所述动力系统用于基于所述无人机的飞行阶段切换供能电池，为所述电机提供电能，所述飞行阶段至少包括起飞阶段和巡航阶段；所述氢燃料电池用于在所述无人机的起飞阶段和巡航阶段向所述电机供电，所述补能电池用于在所述无人机的起飞阶段向所述电机供电，其中，根据所述飞行阶段对应的历史飞行曲线预测所述无人机起飞阶段至巡航阶段的电机功率变化量，根据所述飞行阶段的实时飞行环境校正所述电机功率变化量，根据校正后的电机功率变化量的变化方向和变化大小实时调整所述氢燃料电池的供电功率和所述补能电池的供电时间及供电功率。
6、本申请第二方面提供一种基于固定翼无人机飞行供能方法，所述基于固定翼无人机飞行供能方法应用于本申请第一方面提供的任一项所述的固定翼无人机，所述方法包括：
7、基于所述无人机的飞行参数匹配电机；
8、基于所述无人机的飞行阶段中电机的功率确定供能电池的容量；所述供能电池至少包括氢燃料电池；所述氢燃料电池中的氢气由储氢罐提供，所述储氢罐的容量根据所述无人机的航时确定，补能电池的容量根据所述氢燃料电池的供能能力与所述供能电池的容量的差值确定；
9、基于所述无人机的实时飞行状态匹配实时供能电池，所述实时供能电池包括氢燃料电池和补能电池供电、氢燃料电池供电；
10、基于所述实时供能电池给所述无人机供能。
11、本申请提供的固定翼无人机和基于固定翼无人机飞行供能方法，第一方面，动力系统基于无人机的飞行阶段切换供能电池，基于与飞行阶段相匹配的供能电池为电机供电，从而驱动无人机飞行，保证了无论是在无人机的起飞阶段还是巡航阶段，供电电池都可以满足无人机的起飞要求，并且不会浪费能源，实现了无人机的稳定运行，提高了飞行效率；在二者同时供电的过程中，本发明提供的方法相较于传统的混合动能机械切换的方式，首先在离线状态下对需求的动能进行预测，随后又通过实时在线的方式调整获得准确的预测情况，从而在无人机动能需求发生变化之前就改变动能的提供功率和方式，即事前改变，确保无人机在飞行过程中具有充足的动能，供能过程平滑，使得无人机能够实现平稳的预定航线的飞行，提高了飞行的稳定性，基于一次预测和实时修正的方式综合实现预测，提高了需求预测的效率和准确度，从而提高了供能切换的效率。第二方面，通过氢燃料电池和补能电池同时对电机进行供电，由于氢能和太阳能均为绿色环保能源，并且，氢燃料电池较传统的燃油发电机的能效大大提高，有效增加了无人机的航时，相较于以往的燃油无人机和电动无人机，本申请既能保证在长时间持续飞行任务中的高续航，又能保证在对瞬间功率有较高要求情况下不产生污染，环保节能。
1.一种固定翼无人机，其特征在于，所述无人机包括飞行平台、机载设备和动力系统；其中，
2.根据权利要求1所述的固定翼无人机，其特征在于，所述动力系统还包括储氢罐，所述太阳能板的数量与所述机翼的表面积成正比；所述储氢罐与所述氢燃料电池通过管路连接，所述储氢罐用于在所述无人机的起飞阶段和巡航阶段给所述氢燃料电池提供氢气，所述储氢罐的容量与所述无人机的航时成正比；所述补能电池与所述机载设备连接，所述补能电池还用于在所述无人机的巡航阶段向所述机载设备供电。
3.根据权利要求1所述的固定翼无人机，其特征在于，所述机翼为所述无人机的升力面，所述机翼包括中翼段和外翼段，所述中翼段的平面形状为矩形，所述外翼段的平面形状为梯形；垂尾为所述无人机的安定面，所述垂尾的平面形状为梯形；所述太阳能板安装在所述机翼的中翼段，用于在所述无人机的巡航阶段给所述补能电池充电。
4.根据权利要求1所述的固定翼无人机，其特征在于，所述无人机的机体结构采用碳纤维复合材料，所述机翼的形状为流线型，所述机翼的翼型为对称翼型，所述机翼的面积大于第一预设阈值，所述机翼的厚度小于第二预设阈值，所述机翼的翼展大于第三预设阈值，所述机翼的翼弦大于第四预设阈值，所述补能电池的重量小于第五预设阈值。
5.根据权利要求1所述的固定翼无人机，其特征在于，所述飞行平台包括机身、机翼、垂尾，所述机身与所述机载设备、所述动力系统连接，所述机身与所述机翼连接，所述垂尾安装在所述机身的尾部，通过加强梁与所述机翼连接，所述垂尾的方向舵与所述机载设备连接；所述飞行平台用于为所述机载设备、所述动力系统提供结构支撑；
6.一种基于固定翼无人机飞行供能方法，其特征在于，所述基于固定翼无人机飞行供能方法应用于权利要求1-5任一项所述的固定翼无人机，所述方法包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述无人机的飞行阶段中电机的功率确定供能电池的容量，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述无人机的实时飞行状态匹配实时供能电池，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述确定实时供能电池包括氢燃料电池供电之后，所述方法还包括：
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述无人机的实时飞行状态匹配实时供能电池，包括：
