Сработает ли это для уменьшения времени запуска газотурбинного двигателя?

Краткий ответ: нет , ничего из того, что вы описываете, невозможно с современными реактивными двигателями. Вам нужно больше топлива , потому что угол атаки вашего винта увеличивается, а не наоборот.

Давайте сначала рассмотрим некоторые (упрощенные) детали работы турбовинтового двигателя. Турбовинтовой двигатель — это, по сути, газотурбинный двигатель с пропеллером, закрепленным на оси. Гребной винт — это часть, которая преобразует крутящий момент и число оборотов вала двигателя в поступательную тягу. Величина поступательной силы определяется числом оборотов в минуту и ​​шагом лопасти. Это означает, что, даже если вы работаете на высоких оборотах, вы можете «ослабить» свой пропеллер, чтобы он не создавал тяги вперед (лопасти спущены). На тех же оборотах можно просто поставить лопасти так, чтобы они создавали большую тягу. Конечно, это происходит за счет повышенного сопротивления, поэтому двигателю приходится «работать усерднее», чтобы поддерживать обороты. Это, в свою очередь, достигается за счет впрыска большего количества топлива.

Теперь о турбореактивном. Для турбореактивного двигателя тягу создают выхлопные газы, очень быстро движущиеся назад . Достигается это сжиганием топлива, чтобы газ раскалялся и расширялся, чтобы он хотел как можно быстрее оттуда выйти. Для этого реактивному двигателю нужно много воздуха . Он всасывает этот воздух рядом компрессоров в передней части двигателя. Затем впрыскивается немного топлива, после чего идут турбины, которые обеспечивают работу компрессоров, а после этого идет сопло, которое преобразует оставшуюся энергию в обратную скорость газа. Теперь мы хотим увеличить тягу. Это означает, что газ должен выйти из спины быстрее. Так как сопло, как правило, фиксированное, это означает, что вам просто нужно получить большевоздух сзади (точно так же, как садовый шланг с полуоткрытым или полностью открытым краном). Это означает, что нам придется всосать еще немного воздуха спереди, сжечь еще немного топлива, чтобы убедиться, что двигатель продолжает вращаться, и больше воздуха выйдет сзади.

Просто увеличить расход топлива не получится. Реактивные двигатели работают на обедненной смеси (воздуха больше, чем необходимо), и лишнее топливо, которое вы внезапно впрыскиваете, сгорит вместе со всем лишним воздухом, что может привести к взрыву вашего двигателя. Если ваш двигатель не взорвется, у вас останется слишком мало воздуха, чтобы сжечь все топливо, и вы получите много неприятных вещей, таких как сажа, угарный газ и несгоревшее топливо, выходящие из вашего выхлопа. Это означает, что вы просто впрыскиваете немного дополнительного топлива, ждете, пока двигатели «раскрутятся», чтобы они всасывали больше воздуха, и таким образом постепенно увеличиваете обороты двигателя и связанную с этим скорость газа.

Остаются два вопроса: зачем использовать фиксированные сопла? Это связано с тем, что физика диктует, что для того, чтобы двигатели были эффективными, скорость выхлопа должна быть как можно выше; на практике скорость выхлопа будет максимально приближена к скорости звука в горячих дымовых газах. Использование регулируемого сопла будет означать, что ваш двигатель никогда не будет эффективно работать на половинной мощности. Кроме того, это добавляет сложности, веса и, следовательно, стоит дороже.

Другое дело: я обсуждал ТРД, а не ТРДД. Теоретически на реактивном двигателе можно было бы иметь переменный шаг лопастей. Однако помните, что вентилятор нужен не только для создания тяги (хотя двигатели с большим байпасом, как правило, более эффективны), но и для обеспечения достаточного количества воздуха, поступающего в компрессоры; их «растушевка» будет означать, что вашему двигателю может не хватать воздуха. Однако вашему двигателю потребуется много воздуха, потому что он должен работать на очень обедненной смеси, чтобы быть уверенным, что он сможет справиться с дополнительным потоком топлива, когда вы увеличиваете шаг лопастей. Кроме того, переменный шаг всех лопастей потребовал бы сложной инженерной мысли, что сделало бы двигатель намного тяжелее.

Короче говоря, можно спроектировать реактивные двигатели с изменяемым шагом, но приведенная выше стена текста — это только начало того, почему это инженерный кошмар. Без регулируемого шага лопастей и сопел.