本发明涉及涡扇发动机叶轮机械领域，特别涉及一种收扩式涡扇发动机分流环。
背景技术：
在涡扇发动机叶轮机领域，双涵道涡扇发动机是航空发动机的一种重要形式，由涡喷发动机发展而来。然而，与涡喷发动机相比，其主要特点是首级压缩机的面积大很多，同时被用作空气螺旋桨(风扇)。其核心部分空气经过的部分成为内涵道，仅有风扇空气经过的核心机外侧部分成为外涵道。
分流环是实现空气分别进入内涵道和外涵道的分配结构，同时也是影响发动机在不同工作状态下，进入内外涵空气流量分配的重要部件。在分流环的整体结构中，特别是其前端的结构形式影响着气流分配时的流动角度和方向。
因此，基于以上描述可知，分流环是影响双涵道涡扇发动机的涵道比和内外涵流量分配的重要组成部分，其结构形式直接影响了双涵道涡扇发动机的工作状况和性能水平。
图1为传统分流环的连接结构示意图。如图1至图3所示，分流环10包括分流环前段11和分流环后段12，分流环前段11与分流环后段12之间通过一对连接机构13、14。
在现有技术中，当双涵道涡扇发动机工作在不同的工作状态时，通过进口风扇进入其内涵道和外涵道的流量也会发生变换。这种变化直接影响着气流的流动角度和方向，最终影响发动机的工作状态和性能水平。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中双涵道涡扇发动机在工作时流量发生变换，容易影响发动机的工作状态和性能水平的缺陷，提供一种收扩式涡扇发动机分流环。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种收扩式涡扇发动 机分流环，其特点在于，所述收扩式涡扇发动机分流环包括分流环前段和分流环后段，所述分流环前段和所述分流环后段通过连接部件连接，且使得所述分流环前段通过所述连接部件相对所述分流环后段转动，所述分流环前段采用形状记忆合金制成。
较佳地，当所述分流环前段与所述分流环后段相互保持水平时，所述连接部件的垂线与所述垂线中点和所述分流环前缘点连线形成一第一夹角。
较佳地，当所述分流环前段与所述分流环后段处于收缩状态时，所述连接部件的垂线与所述垂线中点和所述分流环前缘点连线形成一第二夹角。
较佳地，所述第一夹角大于所述第二夹角，且所述第二夹角与所述第一夹角之间的差值小于等于10°。
较佳地，当所述分流环前段与所述分流环后段处于扩张状态时，所述连接部件的垂线与所述垂线中点和所述分流环前缘点连线形成一第三夹角。
较佳地，所述第三夹角大于所述第一夹角，且所述第三夹角与所述第一夹角之间的差值小于等于10°。
较佳地，所述分流环前段和所述分流环后段之间还通过一转动机构连接，在所述分流环前段和所述分流环后段之间的外涵道侧和内涵道侧均设有连接平面，用于封闭所述转动机构周围的空间。
较佳地，所述分流环后段上近外涵道侧和近内涵道侧均设有槽道，所述连接平面上设置有连接杆，所述连接杆的端部设有连接球，所述连接平面带动所述连接杆和所述连接球滑设在所述槽道内。
较佳地，所述连接杆和所述连接球之间采用关节轴承的软连接形式。
本发明的积极进步效果在于：
本发明收扩式涡扇发动机分流环无需增加分流环以外的其他导流结构，且分流环的收扩调节不影响气流流动的均匀性。在收扩调节时，不会带来气动性能的恶化。同时，其还可以满足分流环前段依据发动机工作状态的变化而相应浮动，从而实现分流环前端的收扩角度与气流方向相适应，改善进入到内外涵气流的流动状态，进而实现内外涵道更好地匹配工作、提升发动机的性能水平。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1为传统分流环的连接结构示意图。
图2为本发明收扩式涡扇发动机分流环的连接结构示意图一。
图3为本发明收扩式涡扇发动机分流环的连接结构示意图二。
图4为本发明收扩式涡扇发动机分流环的连接结构的局部放大示意图。
图5为本发明收扩式涡扇发动机分流环处于水平状态的示意图。
图6为本发明收扩式涡扇发动机分流环处于收缩状态的示意图。
图7为本发明收扩式涡扇发动机分流环处于扩张状态的示意图。
图8为分流环在涡扇发动机中的位置示意图。
图9为分流环与增压级叶片位置的示意图。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
图2为本发明收扩式涡扇发动机分流环的连接结构示意图一。图3为本发明收扩式涡扇发动机分流环的连接结构示意图二。图4为本发明收扩式涡扇发动机分流环的连接结构的局部放大示意图。图5为本发明收扩式涡扇发动机分流环处于水平状态的示意图。图6为本发明收扩式涡扇发动机分流环处于收缩状态的示意图。图7为本发明收扩式涡扇发动机分流环处于扩张状态的示意图。
如图2至图7所示，本发明公开了一种收扩式涡扇发动机分流环100，其包括分流环前段110和分流环后段120，将分流环前段110和分流环后段120通过连接部件150连接，且使得分流环前段110通过连接部件150相对分流环后段120转动。特别地，此处的分流环前段110采用形状记忆合金制成，这样可以实现分流环的收扩式调节，并具有水平状态、收缩状态和扩张状态三种工作形式。
此处，采用的形状记忆合金是智能材料的一种，利用材料的晶体结构的相互转变来使其具有形状变化和记忆的功能。当形状记忆合金感受到外界应力等条件变化后，内部晶体发生应力诱发马氏体(sim)相变，宏观表现为合金的可逆弹性形变。不同的应力条件会使得合金发生不同的形状改变；且当应力消失后，合金恢复到原始形状。
优选地，在分流环前段110和分流环后段120之间还通过一转动机构130连接，同时在分流环前段110和分流环后段120之间的外涵道侧和内涵道侧均设有连接平面140，主要用于封闭所述转动机构周围的空间。内涵道侧采用相同的结构设计，实现相同的功能。
进一步优选地，在分流环后段120上近外涵道侧和近内涵道侧均设有槽道121，相应地在连接平面140上设置有连接杆141，连接杆141的端部设有连接球142，这样使得连接平面140可以带动连接杆141和连接球142滑设在槽道121内。连接杆141和连接球142之间可以优选地采用关节轴承的软连接形式。内涵道侧采用相同的结构设计，实现相同的功能。
如图5所示，当分流环前段110与分流环后段120相互保持水平时，连接部件150的垂线与所述垂线中点和分流环100前缘点连线形成一第一夹角α。
如图6所示，当分流环前段110与分流环后段120处于收缩状态时，连接部件150的垂线与所述垂线中点和分流环100前缘点连线形成一第二夹角β。
具体地说，当风扇出口气流由图5中箭头方向变为图6中箭头方向时，对应进入内涵道的气体流量减少，分流环前段110感受来流压力条件的变化，应力诱发马氏体相变使其发生可逆弹性形变，转动机构130绕垂直于剖面的轴转动实现分流环前段110自身的收缩性变截面调节。这样内涵道和外涵道进口面积的比值减小，此时第一夹角α减小至第二角度β。第一夹角α大于第二夹角β，且第二夹角β与第一夹角α之间的差值小于等于10°，即α-β≤10°。
如图7所示，当分流环前段110与分流环后段120处于扩张状态时，连接部件150的垂线与所述垂线中点和分流环100前缘点连线形成一第三夹角θ。
具体地说，当风扇出口气流由图5中箭头方向变为图7方向时，对应进入内涵道的气体流量增大，分流环前段110感受来流压力条件的变化，应力诱发马氏体相变使其发生和图6中反方向的可逆弹性形变，转动机构130绕垂直于剖面的轴转动实现分流环前段110自身的扩张性变截面调节，内涵道和外涵道的进口面积的比值增大。此时，第一夹角α增大至第三夹角θ，增大后的第三 夹角θ与第一夹角α之间的差值小于等于10°，即θ-α≤10°。
在上述图5至图7所述的调节过程中，分流环100的连接平面140具有封闭转动机构130周围空间的作用，这样可以有效地保证转动机构130表面的连续不间断，避免了气流紊乱、流动性能恶化等影响。分流环100的内涵道一侧的连接和调节过程和分流环100的外涵道一侧相同，进而实现分流环100的自适应收扩调节。当来流压力条件恢复至原始条件后，合金材料内部发生逆向弹性形变，分流环前段110即可恢复到如图5所示的初始构形式。
图8为分流环在涡扇发动机中的位置示意图。图9为分流环与增压级叶片位置的示意图。
如图8和图9所示，本发明收扩式涡扇发动机分流环主要用于涡扇发动机。涡扇发动机包括涡扇发动机风扇200、风扇外涵机匣300、风扇和增压级轮毂400、分流环100、外涵道导流叶片500及内涵道增压级叶片600。分流环100安装在外涵道导流叶片500和内涵道增压级叶片600之间，且分流环100与内涵道增压级叶片600的前缘形成交点160。分流环前段110的水平长度一般不超过其前缘点与交点160水平距离的三分之一。
根据上述结构，本发明采用新型形状记忆合金，可以实现分流环前端结构的收扩式调节。其结构不影响气流流动的均匀性，在收扩调节时不会带来气动性能的恶化。
综上所述，本发明收扩式涡扇发动机分流环无需增加分流环以外的其他导流结构，且分流环的收扩调节不影响气流流动的均匀性。在收扩调节时，不会带来气动性能的恶化。同时，其还可以满足分流环前段依据发动机工作状态的变化而相应浮动，从而实现分流环前端的收扩角度与气流方向相适应，改善进入到内外涵气流的流动状态，进而实现内外涵道更好地匹配工作、提升发动机的性能水平。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。