(no subject)

[dinasty]

Ввязалась в следующий кусок учебы: на летного инструктора. Пока первая ступень - не обучение начинающих с нуля, а возобновление рейтингов, ежегодные проверки, освоение нового типа самолетов и всякое такое для разминки.
Теоретическая подготовка делится на две части: обучение тому, как вообще преподавать, и, собственно, обучение летным навыкам. Причем преподавательское обучение у нас общее с настоящими инструкторами, так что если (когда) я решу учиться дальше, эту часть уже можно будет второй раз не сдавать. А обучение летным навыкам на этом этапе минимальное, потому что я буду летать с людьми, которые уже и так пилоты и сами все умеют.
То есть, в общем, халява.
Особенно потому, что опыт преподавания у меня уже тоже есть. Мой инструктор час распинался, как важно делать хорошие презентации, уметь объяснять, структурировать информацию и так далее. По программе нужно подготовить пять уроков на разные темы: презентации минут на 10. По каждой презентации тебе дают фидбек, ты, соответственно, растешь над собой.
Сделала первый урок.
Инструктор помолчал.
Ну вообще, сказал он, мы ожидаем, что к концу курса студент достигнет как раз примерно этого уровня. Но остальные презентации сделать все равно надо, потому что программа.
Я, в общем, и не против. Практика еще никому не мешала.

***
Для второй презентации получила тему про самолетный поршневой двигатель и его отличия от автомобильного. Начиталась интересного, сейчас и вам расскажу (вам же, конечно, интересно про устройство двигателей).

Для разминки о двигателях вообще. Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из цилиндров, внутри цилиндров ходят туда-сюда поршни, за счет их движения вращается коленчатый вал, а уже на этот вал насаживают всякие полезные штуки. В самолете, например, пропеллер.
Принцип действия двигателя вы тоже, возможно, помните из школы. Внутрь цилиндра подается горючая смесь, поршень ее сжимает, специально обученная свеча подает искру, смесь воспламеняется, энергия взрыва толкает поршень. Процесс называется четырехтактным, потому что происходит в четыре шага: подача смеси, сжатие, воспламенение, выпуск отработанной смеси. Полезная работа, несложно заметить, происходит только на одном шаге из четырех, остальное время поршнем двигает кто-то извне.
Поэтому в двигателе обычно несколько цилиндров, которые действуют не синхронно, а вразбивку, так что в каждый момент времени хотя бы один цилиндр производит полезную работу, пока остальные доходят до кондиции.
Кроме того, когда в каждый момент времени хотя бы в одном цилиндре что-то воспламеняется, это держит общий уровень вибрации двигателя примерно постоянным, что тоже приятно.
Когда вся эта разработка двигателей только начиналась, никто не придумывал отдельные двигатели для машин и отдельные для самолетов - тем более, что ни машин, ни самолетов тогда все равно еще не было. Просто придумали двигатель, потом придумали поставить его на тележку с колесиками, потом придумали тележку с крыльями и взгромоздили двигатель и туда тоже.
А вот потом началось расхождение. Потому что условия эксплуатации автомобиля и самолета отличаются, и, следовательно, решения по оптимизации работы двигателя принимаются в каждом случае разные.
Автомобилей быстро стало много, оптимизация пошла в сторону удешевления и массового производства. Самолетов сравнительно очень мало, и для них важнее возможность этот двигатель отремонтировать, поэтому у самолетного двигателя можно заменить, например, только один цилиндр из четырех, если поломался именно он, а в машине вам, скорее всего, предложат поменять весь двигатель целиком.
Для автомобиля отказ двигателя не настолько критичен, как для самолета - в большинстве случаев водитель может просто съехать на обочину и позвонить в аварийку, а самолет, бывает, летает в таких местах, где ни сесть, ни позвонить. Поэтому в самолетах все задублировано, чтобы вообще ничего не было в единственном экземпляре. Например, в авиационных двигателях используют по две свечи на цилиндр, а в автомобильных по одной. Или, например, вся система зажигания - я уже где-то про нее рассказывала, она называется магнето, и их два. И они независимы от всех других систем самолета, потому что так надо.
Другая серия важных отличий вытекает из ограничения по весу. На машине тяжелый двигатель может быть и плюсом - делает машину стабильнее на дороге. В самолете тяжелый двигатель означает, что мы не сможем взять дополнительный груз или топливо, потому что вес приходится считать весь в сумме. Поэтому мы не только очень внимательно смотрим на материалы и конструкции, но и, например, отказываемся от жидкостного охлаждения, которое машины успешно используют. А если не охлаждать мотор жидкостью, то чем? Правильно, в самолете у нас вокруг очень много воздуха, можно использовать воздушный поток. Это если мы летим. А если мы еще едем по земле, то воздушного потока у нас не очень много, и двигатель можно перегреть. А если мы, наоборот, очень быстро снижаемся на минимальных оборотах двигателя, то воздушного потока даже больше, чем нужно, и мы рискуем двигатель переохладить.
Но даже если мы просто летим - воздушный поток охлаждает хуже, чем жидкость. Поэтому, например, в старых самолетах цилиндры двигателя располагались по кругу вокруг вращающегося вала, так они все равномерно попадали в поток и лучше охлаждались. С другой стороны, так диаметр носа самолета выходил за рамки разумного и ухудшал обтекаемость. Для цилиндров делают специальные ребристые внешние рубашки, чтобы тоже лучше охлаждалось, но все равно, в среднем, авиационный двигатель в работе горячее, чем автомобильный. А из этого вытекает еще одна неприятная особенность - горючая смесь, которая должна воспламеняться только от искры, может начать воспламеняться просто от стенок цилиндра, вне очереди и вообще невпопад (например, в противоход поршня). Поэтому в авиационное топливо добавляют специальные антидетонационные вещества на основе свинца, который свинец потом оседает копотью на свечах, которые потом приходится регулярно чистить. В отличие от автомобильных, которые могут и всю жизнь проездить без чисток.
Третья серия - условия эксплуатации. С большой вероятностью, машина, купленная в городке, расположенном на высоте трехсот метров над уровнем моря, большую часть своей жизни проведет именно на этой высоте. Поэтому местный механик один раз настраивает подачу топлива в нужной пропорции, и потом никому ничего не надо делать.
У самолетов, с другой стороны, есть неприятная привычка постоянно менять высоту, летать через разные климатические зоны, меняющуюся температуру, плотность воздуха, и всякое такое. Поэтому если настроить пропорции топлива к воздуху в горючей смеси один раз, они немедленно окажутся неправильными - при разной плотности воздуха в одном и том же объеме будет разное количество кислорода, а нам нужно одинаковое, чтобы топливо хорошо горело. Поэтому нам нужна возможность подкручивать пропорции по ходу полета - в основном, вручную, хотя новые маленькие самолеты уже бывают с электронной настройкой (но электронику в маленьких самолетах никто не любит, потому что см. выше про отказоустойчивость).
Или, например, такая банальная штука, как, собственно, обороты двигателя, то есть, количество вращений коленчатого вала в минуту. Напомню, что в самолетах на вал насажен непосредственно пропеллер. В машинах там коробка передач, они вращение вала передают иначе, а у нас напрямую. И, хотя пропеллер тянет тем лучше, чем быстрее крутится, у всего есть предел. Предел пропеллера - когда его скорость на кончиках лопастей превышает скорость звука. Потому что это, во-первых, очень громко, а во-вторых, совершенно неэффективно с точки зрения производства полезной тянущей силы. Поэтому максимальную скорость вращения нужно ограничивать, а вращение коленвала зависит от количества движений поршня. При этом скорость поршня регулировать довольно сложно - его толкает энергия взрыва, ее не попросишь взрываться помедленнее. Так что приходится увеличивать длину цилиндра - поршень будет идти с той же скоростью, но большее расстояние, то есть, какое-то время мы выигрываем.
И вот такая вот ерунда там повсюду.
Поэтому хотя в экспериментальные самолеты иногда ставят автомобильные двигатели - популярен двигатель от Фольксвагена из 1960х - это все делается на страх и риск владельца, такие самолеты не сертифицированы ни одной летной ассоциацией, и на них много чего нельзя. В общем, почти ничего нельзя, только самому кататься.