本发明属于无人机总体综合设计，具体涉及一种分布式动力定点起降便携式太阳能无人机。
背景技术：
1、青藏高原地广人稀、空气稀薄、低压缺氧，野护人员的活动区域和工作效率多有受限，无人机技术为减轻野护人员的工作负担提供了一种可能。现有的四旋翼无人机研究较为成熟，但其航时与航程较短，很难满足野护、科考等工作的需求，因此需要固定翼太阳能无人机的协助。
2、目前，应用于高原生态监测的太阳能无人机多采取大展弦比设计，尺寸较大，不易携带，且需要组装，无法满足单人使用的要求。此外，现有太阳能无人机大多为滑跑起降，而在野外寻找合适的起降场地较为困难。受起降条件限制，需要设计具备定点起降能力的便携式太阳能无人机。
3、按照总体构型及动力形式的不同，可以将目前主流定点起降固定翼无人机划分为升推复合式、倾转动力式、尾座式三种构型形式。升推复合构型无人机用于提供垂直升力的旋翼在升空后的巡航阶段即失去作用，成为飞机飞行的负担，不满足便携性的要求；倾转动力构型无人机的倾转机构占据了较大的重量额度，使得整机的重量增加；尾座式构型小巧轻便、操控灵活，现有技术中公开的尾座式太阳能无人机采用大展弦比飞翼布局，通过副翼和带有自动倾斜器的对转变距桨进行运行模式的切换。但其存在单一类型螺旋桨造成巡航阶段效率较低、航时较短的问题，且其仍采用大展弦比设计，并未解决现有太阳能无人机便携性较差以及受阵风影响较大的问题，分布式动力系统以及串列翼构型为解决上述问题提供了思路。
4、现有高原生态监测太阳能无人机存在的问题如下：
5、(1)现有高原生态监测太阳能无人机尺寸较大，需要拆卸组装，便携性差，不能满足单人使用的要求。
6、(2)现有高原生态监测太阳能无人机多为滑跑起降，对场地及辅助设备较为依赖。
7、(3)现有能够定点起降的高原生态监测太阳能无人机具有升推复合式、倾转动力式、尾座式构型所带来的固有缺点。
8、(4)现有能够定点起降的高原生态监测太阳能无人机多为垂直起降，垂直起飞方式仅能够为无人机提供垂直方向的加速度，造成一定的能量浪费。
技术实现思路
1、要解决的技术问题：
2、为了避免现有技术的不足之处，本发明提供一种分布式动力定点起降便携式太阳能无人机，采用串列翼布局，前、后翼通过折叠组件能够叠放，通过多旋翼布局设计构成固定翼模式和四旋翼模式相结合的分布式动力系统，解决了尾座式构型机单一类型螺旋桨耗能多，巡航阶段效率较低，造成航时较短等问题；且通过串列翼布局重心分布在前后两翼之间，有助于在起降阶段受阵风影响时维持无人机平衡的特点，改善了尾座式构型机受阵风影响较大的问题。
3、本发明的技术方案是：一种分布式动力定点起降便携式太阳能无人机，包括以串列翼形式布置的前翼、后翼及连接于两者之间的折叠组件，所述前翼和后翼的前缘均沿展向设置有多个旋翼，位于前翼和后翼展向中间的四个旋翼分别在四边形的四个顶点位置，构成无人机的四旋翼动力系统，其余旋翼构成无人机的固定翼动力系统；所述折叠组件将前翼、后翼连接为具有空间高度差的串列翼，且通过变形能够使前翼、后翼呈叠放状态。
4、本发明的进一步技术方案是：所述前翼、后翼的空间高度差为0.32米-0.38米；所述前翼的展弦比为3.9-4.2；所述后翼的展弦比为3.8-4.0。
5、本发明的进一步技术方案是：所述前翼和后翼作为主升力面，其上表面均匀铺设有太阳能电池板，其前缘沿展向各设置4个旋翼，8个旋翼分别位于内外两个四边形的顶点上，位于内环的四个旋翼沿无人机中间对称面对称安装于无人机前、后翼中部前缘，用于在起降阶段提供升力，并通过动力差动的方式对无人机的飞行姿态进行控制；位于外环的四个旋翼沿无人机中间对称面对称安装于无人机前、后翼翼梢前缘，用于在固定翼巡航阶段提供推力，并在起降阶段通过动力差动的方式抗风。
6、本发明的进一步技术方案是：所述无人机在垂直着陆状态下，内环四个旋翼在俯视图形成一个正方形，无人机的重心位于该正方形的中心位置。
7、本发明的进一步技术方案是：所述后翼的两端端部分别安装有垂直尾翼，两个垂直尾翼沿无人机中间对称面对称分布；后翼的两端后缘对称铰接有升降副翼。
8、本发明的进一步技术方案是：所述折叠组件包括以无人机中间对称面对称分布的两根前后翼连接杆，所述前后翼连接杆的一端与前翼连接，另一端与后翼连接，中段设置两个中心对称安装的铝合金横向折叠件，使得前后翼连接杆的两端能够反向折叠，折叠后前后翼连接杆呈z字形。
9、本发明的进一步技术方案是：所述两根前后翼连接杆之间垂直安装有横向连接杆，无人机重心位于所述横向连接杆的中部，并在其中心位置安装电池舱，电池舱内安装有蓄电池，为无人机的飞行提供能量。
10、本发明的进一步技术方案是：所述旋翼包括电机及安装于其输出端的螺旋桨，通过电子调速器控制电机的转速，进而驱动螺旋桨旋转。
11、本发明的进一步技术方案是：所述无人机还包括导航系统、飞控系统、测控系统、机载线缆及载荷舱；所述载荷舱位于前翼的前缘中部，其内安装有导航系统、飞控系统、测控系统，机载线缆分布于前、后翼内部以及各连接杆的表面。
12、一种分布式动力定点起降便携式太阳能无人机的起飞支撑架，包括前部可倾倒支撑件和后部固定支撑件，将无人机的起飞角度确定为45°；所述可倾倒支撑件用于支撑无人机的前翼，起飞瞬间可倾倒支撑件向前倾倒；所述后部固定支撑件用于支撑无人机的后翼。
13、有益效果
14、本发明的有益效果在于：
15、(1)本发明能够实现定点起降与固定翼巡航。现有的太阳能无人机多为滑跑起降，无法实现垂直起降和空中悬停，使用时受到环境的限制。本发明采用分布式动力系统，将全机动力装置分为主要负责定点起降的内环、主要负责固定翼巡航的外环，实现了固定翼飞机的大角度定点起飞与四旋翼模式着陆，很大程度地降低了对起降环境的要求，相较于能够垂直起降的四旋翼无人机，本发明又增加了无人机的航时与航程。
16、(2)本发明具有较好的便携性，能够满足单人控制与使用。采用串列翼布局，保证足够机翼面积来铺设太阳能板的同时减小了机翼的展弦比；将无人机连接前后两翼的连接杆设计为可折叠形式，通过安装在连接杆上的铝合金横向折叠件实现折叠功能，保证无人机结构一体化的同时进一步减小无人机的尺寸。将串列翼布局形式以及可折叠方式结合，大大缩小了无人机的尺寸，其折叠后的尺寸能够满足单人携带的要求；同时，本发明采取折叠一体化设计，无需拆装，使用方便，使用成本较低。
17、(3)本发明推进效率较高，无推力冗余。通过采取内、外两环的分布式动力系统，使得各飞行阶段无人机的主要动力装置均在其具有较高工作效率的范围中，提高了推进效率；各飞行阶段无人机的次要动力装置通过差动控制的方式增加操纵量，并起到了抗风等作用，各动力装置均得到了充分使用。同时避免了升推复合式、倾转动力式所带来的额外重量增加，并且通过串列翼布局重心分布在前后两翼之间，有助于在起降阶段受阵风影响时维持无人机平衡的特点，改善了尾座式构型机受阵风影响较大的问题。
18、(4)本发明采取四旋翼模式无人机自主视觉导引着陆的着陆方式，提高了着陆的精确性。下达着陆指令后，无人机由固定翼巡航模式转换为四旋翼模式，保证垂直着陆过程中的稳定性，结合无人机自主视觉导引的方式，实现在目标点精准着陆。
19、(5)本发明采用大角度定点起飞方式，为无人机提供升力的同时也提供一定的水平方向推力，使得机翼提供的有效升力能够尽早满足飞行要求，减少起飞阶段的能量消耗。