本發(fā)明涉及航空發(fā)動機，具體而言，涉及一種分流環(huán)、航空發(fā)動機及分流環(huán)改型方法。

背景技術(shù)：

1、大涵道比民用航空發(fā)動機風(fēng)扇增壓級中，增壓級與風(fēng)扇同軸，其半徑與葉片尺寸都遠小于風(fēng)扇，風(fēng)扇出口尾跡寬度甚至超過增壓級進口導(dǎo)葉通道的一半，因此，風(fēng)扇與分流環(huán)、增壓級葉片之間存在強烈的大尺度轉(zhuǎn)靜干涉效應(yīng)：一方面，風(fēng)扇出口的大尺度寬尾跡會與分流環(huán)近壁面的流動、增壓級進口甚至是后面級的流動產(chǎn)生強烈的非定常流動干涉；另一方面，風(fēng)扇和增壓級葉片排之間由于壓力擾動波傳播存在的相互位勢干擾。兩方面都嚴(yán)重影響了風(fēng)扇增壓級級間匹配和氣動性能。

2、在風(fēng)扇增壓級中存在主動控制和被動控制兩類流動控制技術(shù)，被動控制技術(shù)的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)容易，比主動控制技術(shù)更廣泛的應(yīng)用于航空發(fā)動機中。目前，國內(nèi)外很少有研究人員采用流動控制技術(shù)減弱轉(zhuǎn)靜干涉效應(yīng)的有害影響。

3、發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的流動控制技術(shù)難以實現(xiàn)改善風(fēng)扇增壓級大尺度非定常轉(zhuǎn)靜干涉效應(yīng)引起的氣動性能惡化的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提供了一種分流環(huán)，其能夠改善現(xiàn)有技術(shù)中存在的風(fēng)扇增壓級大尺度非定常轉(zhuǎn)靜干涉效應(yīng)引起的氣動性能惡化的問題。

2、本發(fā)明的目的還在于，提供了一種航空發(fā)動機，其能夠改善現(xiàn)有技術(shù)中存在的風(fēng)扇增壓級大尺度非定常轉(zhuǎn)靜干涉效應(yīng)引起的氣動性能惡化的問題。

3、本發(fā)明的目的還在于，提供了一種分流環(huán)改型方法，其能夠改善現(xiàn)有技術(shù)中存在的風(fēng)扇增壓級大尺度非定常轉(zhuǎn)靜干涉效應(yīng)引起的氣動性能惡化的問題。

4、本發(fā)明的實施例可以通過以下方式實現(xiàn)：

5、一種分流環(huán)，所述分流環(huán)具有軸向、徑向和周向，且所述分流環(huán)具有環(huán)繞所述軸向設(shè)置的內(nèi)壁面和外壁面，所述內(nèi)壁面與所述外壁面的連接處形成前緣線；

6、所述前緣線為呈周期性變化的波浪型；沿所述周向，所述前緣線各處的軸向位置相同，且徑向尺寸呈波浪型變化。

7、可選地，所述前緣線為周期性正弦曲線，所述前緣線具有沿所述周向分布的多個周期段；在所述周期段內(nèi)具有沿所述周向依次設(shè)置的第一前緣點、第二前緣點和第三前緣點，所述第一前緣點為所述周期段內(nèi)徑向尺寸最大點，所述第三前緣點為所述周期段內(nèi)徑向尺寸最小點，所述第二前緣點為所述第一前緣點和所述前緣點的中點。

8、可選地，所述外壁面和所述內(nèi)壁面在過所述第一前緣點的縱截面上形成上截面型線；所述外壁面和所述內(nèi)壁面在過所述第二前緣點的縱截面上形成中截面型線，所述外壁面和所述內(nèi)壁面在過所述第三前緣點的縱截面上形成下截面型線；

9、其中，所述縱截面為所述軸向和所述徑向形成的平面；所述上截面型線、所述中截面型線以及所述下截面型線中的至少一者為三次樣條曲線。

10、可選地，所述上截面型線、所述中截面型線以及所述下截面型線在所述內(nèi)壁面上具有第一共切點；

11、所述上截面型線、所述中截面型線以及所述下截面型線在所述外壁面上具有第二共切點。

12、可選地，所述內(nèi)壁面遠離所述前緣線的一端具有端點，所述第二前緣點在所述軸向上與所述端點之間的距離為g1；所述第二前緣點在所述軸向上與所述第一共切點之間的距離為g2，g2≤g1。

13、可選地，所述端點在所述軸向上與所述第一共切點之間的距離為g3，0≤g3≤10％g1。

14、可選地，所述第一前緣點在徑向上與所述第二前緣點之間的距離為h；所述第二前緣點在徑向上與所述第三前緣點之間的距離為h；0<h≤50％g2。

15、可選地，所述第二共切點在軸向上與所述第二前緣點之間的距離為g4，g4＝4g2。

16、一種航空發(fā)動機，所述航空發(fā)動機包括外涵機匣、增壓級輪轂、增壓級進口導(dǎo)葉以及上述的分流環(huán)，所述分流環(huán)設(shè)置在所述外涵機匣與所述增壓級輪轂之間，且在所述分流環(huán)與所述外涵機匣之間形成外涵通道，在所述分流環(huán)與所述增壓級輪轂之間形成內(nèi)涵通道，所述增壓級進口導(dǎo)葉設(shè)置在所述內(nèi)涵通道入口處；所述分流環(huán)中前緣線的周期數(shù)量與所述增壓級進口導(dǎo)葉的數(shù)量相同。

17、一種分流環(huán)改型方法，所述分流環(huán)改型方法包括：

18、獲取原型分流環(huán)中縱截面型線，以得到中截面型線；所述中截面型線上具有第二前緣點、內(nèi)壁面型線和外壁面型線；

19、根據(jù)所述第二前緣點至所述內(nèi)壁面型線遠離所述第二前緣點一側(cè)的端點之間的軸向距離，選擇第一共切點的軸向位置；所述第一共切點位于所述內(nèi)壁面型線上；

20、根據(jù)所述第一共切點的位置在所述外壁面型線上確定第二共切點；

21、根據(jù)所述第二前緣點位置以及所述第一共切點的位置選擇第一前緣點以及第三前緣點的位置；其中，所述第一前緣點的軸向位置與所述第二前緣點的軸向位置相同，所述第一前緣點的徑向尺寸大于所述第二前緣點的徑向尺寸；所述第三前緣點的軸向位置與所述第二前緣點的軸向位置相同，所述第三前緣點的徑向尺寸小于所述第二前緣點的徑向尺寸；

22、根據(jù)所述第一共切點、所述第一前緣點和所述第二共切點構(gòu)建上截面型線；

23、根據(jù)所述第一共切點、所述第三前緣點和所述第二共切點構(gòu)建下截面型線；

24、根據(jù)分流環(huán)上前緣線一個周期對應(yīng)的周向角度確定上截面型線、所述中截面型線以及所述下截面型線之間的周向位置；其中，沿分流環(huán)的周向，所述上截面型線和所述下截面型線分別位于所述中截面型線的兩側(cè)；

25、根據(jù)所述第一前緣點位置、所述第二前緣點位置以及所述第三前緣點位置構(gòu)建前緣線，所述前緣線呈周期變化的波浪型；

26、根據(jù)所述上截面型線、所述中截面型線、所述下截面型線以及所述前緣線得到新型分流環(huán)構(gòu)型。

27、本發(fā)明的實施例提供的分流環(huán)、航空發(fā)動機及分流環(huán)改型方法的有益效果包括：

28、本發(fā)明的實施例提供了一種分流環(huán)，該分流環(huán)具有軸向、徑向和周向，且分流環(huán)具有環(huán)繞軸向設(shè)置的內(nèi)壁面和外壁面，內(nèi)壁面與外壁面的連接處形成前緣線。前緣線為呈周期性變化的波浪型，且沿周向，前緣線各處的軸向位置相同，徑向位置呈波浪型變化，如此在前緣處形成沿周向分布的凹凸形。通過對分流環(huán)的前緣線進行上述造型，一方面可以通過前緣波浪型結(jié)構(gòu)影響附近流場形成位勢擾動波，與增壓級導(dǎo)葉前存在的位勢擾動波線性疊加，產(chǎn)生相互抵消的非定常耦合效應(yīng)，減弱風(fēng)扇與增壓級之間的位勢干涉效應(yīng)，提升風(fēng)扇增壓級氣動性能；另一方面，氣流經(jīng)過分流環(huán)前緣線時通過前緣線誘導(dǎo)形成流向旋渦，與大尺寸風(fēng)扇尾跡脫落渦等二次渦發(fā)生摻混，有利于減弱風(fēng)扇與增壓級之間的尾跡干涉效應(yīng)，減小流動損失。

29、本發(fā)明的實施例還提供的了一種航空發(fā)動機，其包括上述的分流環(huán)。由于該航空發(fā)動機包括上述的分流環(huán)，因此也具有能夠有效減弱大尺度非定常轉(zhuǎn)靜干涉效應(yīng)、降低流動損失、提高航空發(fā)動機性能的有益效果。

30、本發(fā)明的實施例還提供了一種分流環(huán)改型方法，通過該分流環(huán)改型方法能夠?qū)⒃头至鳝h(huán)改型為前緣線呈波浪型變化的新型分流環(huán)，從而通過該新型分流環(huán)產(chǎn)生有效減弱大尺度非定常轉(zhuǎn)靜干涉效應(yīng)、降低流動損失、提高航空發(fā)動機性能的有益效果。