Pesawat
dapat terbang disebabkan adanya momentum dari dorongan horizontal mesin pesawat
(engine), di mana dorongan engine ini akan menimbulkan perbedaan kecepatan
aliran udara di bawah dan di atas sayap pesawat. Kecepatan udara di atas sayap
akan lebih besar ketimbang di bawah sayap sebab jarak tempuh lapisan udara yang
mengalir di atas sayap lebih besar ketimbang jarak tempuh di bawah sayap
pesawat. Waktu tempuh lapisan udara yang melalui atas sayap dan di bawah sayap
adalah sama besarnya.
Menurut
hukum Bernoully, kecepatan udara besar menimbulkan tekanan udara yang kecil. Sehingga
tekanan udara di bawah sayap menjadi lebih besar dibanding sayap pesawat bagian
atas. Hal ini menimbulkan gaya angkat (lift) yang menyebabkan pesawat mampu
terbang.
Ada beberapa bagian utama pesawat yang membuat pesawat itu bisa terbang secara sempurna, diantaranya sebagai berikut:
(1). Badan pesawat (fuselage). Di dalam fuselage terdapat; ruang kemudi (cockpit) dan ruang penumpang (passenger).
(2). Sayap (wing). Di dalam wing terdapat aileron yang berfungsi untuk memutar miring pesawat ke kiri-kanan dan flap untuk menambah luas area sayap (coefficient lift) yang berguna untuk menambah gaya angkat pesawat.
(3). Ekor sayap (horizontal stabilazer). Di ekor sayap terdapat elevator yang berfungsi untuk ”pitching” nose naik-turun.
(4). Sirip
tegak (vertical stabilizer), terdapat rudder yang berfungsi untuk ”yawing”
belok kiri dan kanan.
(5). Mesin (engine), berfungsi sebagai thrust atau gaya dorong yang menghasilkan kecepatan pesawat.
(6). Roda pesawat (landing gear), berfungsi untuk mendarat/landing atau tinggal landas/take-off.
Nah, pada
dasarnya jika pesawat tengah terbang maka selalu menggabungkan fungsi-fungsi kontrol
seperti di atas. Misalnya, saat pesawat belok ke kanan atau kiri, maka yang
digerakkan adalah aileron dan rudder, jadi sembari membelok, pesawat
dimiringkan agar lintasan belok lebih pendek, hal ini dapat menghemat waktu
serta menghemat pemakaian bahan bakar.
Hukum
Bernoulli tentang aliran dan tekanan udara
Pesawat
terbang dapat terangkat ke udara karena kelajuan udara yang melalui sayap
pesawat tersebut, berbeda dengan roket yang terangkat ke atas karena aksi-reaksi
antara gas yang disemburkan roket dengan roket itu sendiri. Roket menyemburkan
gas ke belakang (ke bawah), sebagai reaksinya gas mendorong roket ke atas. Jadi
roket tetap dapat terangkat ke atas meski tidak ada udara, pesawat terbang
tidak dapat terangkat jika tidak ada udara.
Penampang
sayap pesawat terbang mempunyai bagian belakang yang lebih tajam ketimbang
bagian depan, dan sisi bagian atas yang lebih melengkung daripada sisi bagian
bawahnya. Gambar di bawah adalah bentuk penampang sayap yang disebut dengan
aerofoil.
Garis arus pada sisi bagaian atas lebih rapat daripada sisi bagian bawah, yang berarti laju aliran udara pada sisi bagian atas pesawat (v2) lebih besar daripada sisi bagian bawah sayap (v1). Sesuai dengan asas Bernoulli:
Tekanan pada sisi bagian atas pesawat (p2) lebih kecil daripada sisi bagian bawah pesawat (p1) karena laju udara lebih besar. Beda tekanan p1 – p2 menghasilkan gaya angkat sebesar: F1-F2 = (p1-p2)A, dengan A merupakan luas penampang total sayap jika nilai p1 – p2 dari persamaan gaya angkat diperoleh:
Dengan ρ
adalah massa jenis udara. Pesawat dapat terangkat keatas jika gaya angkat lebih
besar daripada berat pesawat, jadi apakah suatu pesawat dapat atau tidak
tergantung pada berat pesawat, kelajuan pesawat dan ukuran sayapnya. Makin
besar kecepatan pesawat, makin besar kecepatan udara dan ini berarti bertambah besar sehingga gaya angkat
( F1-F2 > mg ), Jika pesawat telah berada pada ketinggian tertentu dan pilot
ingin mempertahankan ketinggiannya (melayang di udara), maka kelajuan pesawat
harus diatur sedemikian rupa sehingga gaya angkat sama dengan berat pesawat ( F1-F2
= mg ).
Penerapan
Hukum Bernoulli untuk mendesain pesawat terbang
Pesawat
terbang dirancang sedemikian rupa sehingga hambatan udaranya sekecil mungkin.
Pesawat pada saat terbang akan menghadapi beberapa hambatan, diantaranya
hambatan udara, hambatan karena berat badan pesawat itu sendiri, dan hambatan
pada saat menabrak awan. Setelah dilakukan perhitungan dan rancangan yang
akurat dan teliti, langkah selanjutnya adalah pemilihan mesin penggerak pesawat
yang mampu mengangkat dan mendorong badan pesawat. Pada dasarnya, ada empat
buah gaya yang bekerja pada sebuah pesawat terbang yang sedang mengangkasa.
(1). Berat pesawat yang disebabkan oleh gaya gravitasi bumi.
(2). Gaya angkat yang disebabkan oleh bentuk pesawat.
(3). Gaya ke depan yang disebabkan oleh dorongan mesin/engine
(3). Gaya hambatan yang disebabkan oleh gesekan udara
Jika pesawat hendak bergerak mendatar dengan suatu percepatan, maka gaya ke depan harus lebih besar daripada gaya hambatan dan gaya angkat harus sama dengan berat pesawat. Jika pesawat hendak menambah ketinggian yang tetap, maka resultan gaya mendatar dan gaya vertical harus sama dengan nol. Ini berarti bahwa gaya ke depan sama dengan gaya hambatan dan gaya angkat sama dengan berat pesawat.
Sistem kemudi pesawat terbang
Sistem kemudi pesawat terbang dipergunakan untuk melakukan manuver. Pada saat pesawat akan berbelok ke arah kanan maka daun kemudi digerakkan ke arah kiri, begitu juga saat pesawat akan bermanuver ke kiri, maka daun kemudi digerakkan ke arah kiri. Bagian belakang pesawat terdapat kemudi yang dirancang secara horizontal dan vertical.
Ekor Pesawat
terbang untuk Manuver
Pesawat bisa terbang ke segala arah, menanti gerak kemudi pilot. Kalau kemudi diputar ke kiri, pesawat akan banking ke kiri. Demikian pula sebaliknya. Gerakan ini ditentukan bilah aileron di kedua ujung sayap utama. Lalu, jika pedal kiri atau kanan diinjak, pesawat akan bergerak maju ke kiri atau ke kanan. Dalam hal ini yang bergerak adalah bilah rudder. Posisinya di belakang sayap tegak (Vertical stabilizer).
Berbeda jika gagang kemudi di tarik atau didorong. Pesawat akan menanjak atau menukik. Penentu gerakan ini adalah bilah kemudi elevator yang terletak di kedua bilah sayap ekor horizontal.
Fungsi foil adalah untuk mempermudah pesawat saat melakukan manuver.
Postingan
0 komentar:
Posting Komentar