Teori penerbangan selalu berkaitan dengan ilmu aerodinamika. Istilah aerodinamika
berasal dari kombinasi dua kata Yunani “Aer” yang berarti udara dan “Dyne” yang
berarti gaya atau tenaga.Jadi bila aero digabungkan dengan dynamik menjadi
aerodinamika yang berarti pelajaran tentang benda yang bergerak diudara dan
gaya-gaya yang menghasilkan perubahan pada gerakan tersebut.
Aerodinamika adalah ilmu tentang pengaruh udara
pada sebuah benda.Selanjutnya didefinisikan sebagai cabang dari aerodinamik
yang berkaitan dengan gerakan udara dan gas-gas lain, yang menimbulkan
gaya-gaya yang terjadi pada benda yang bergerak diudara, atau pada benda yang
berada dalam udara yang bergerak. Sebagai efeknya, aerodinamik berkaitan dengan
tiga bagian yang berbeda, yaitu pesawat,
angin dan atmosfir.
Atmosfir
Udara adalah campuran gas-gas yang bagian terbesar
terdiri dari nitrogen dan oxygen dan mengikuti hukum tentang gas. Udara dapat
disamakan dengan fluida/cairan yang dapat mengalir dan berubah bentuknya bila
diberikan tekanan.Udara mempunyai berat dan barang –barang yang lebih ringan
dari udara, contohnya balon yang berisi gas helium dapat mengambang diudara.
Tekanan/Pressure
Selama udara mempunyai berat, maka setiap benda
yang berada dipermukaan bumi akan mendapatkan tekanan, semakin keatasd semakin
berkurang tekanannya.Pada permukaan laut tekanan udara adalahg 14,7 pounds/lbs
atau biasa dinyatakan dalam PSI ( pounds per square inch). Ukuran PSI bagi
udara yang ringan merupakan ukuran kasar. Biasanya tekanan atmosfir diukur
dengan istilah inchi air raksa.
Alat untuk mengukur tekanan atmosfir digambarkan
pada gambar dibawah ini :
Suatu tabung kaca sepanjang 36 inchi yang pada
sebelah ujungnya terbuka,ujung lainnya tertutup diisi dengan air raksa. Setelah
penuh untuk sementara ujung yang terbuka disumbat dan dicelupkan kedalam bak
yang berukuran panjang,lebar,tinggi masing-masing 1 inchi yang berisi air
raksa.Ketika sumbat pada ujung yang terbuka dibuka, air raksa dalam tabung akan
berkurang ketinggiannya sampai batas tertentu dan batas ini menunjukan tekanan
atmosfir ditempat tersebut. Pada permukaan laut, tinggi air raksa dalam tabung
sekitar 29,92 inchi, dan agak bervariasi sesuai kondisi setempat.
Perlu diketahui bahwa tekanan atmosfir akan sangat
terkait dengan ketinggian.Semakin tinggi suatu benda diatas permukaan laut,
tekanan terhadap benda tersebut akan semakin berkurang. Bermacam-macam kondisi
atmosfir akan sangat berpengaruh terhadap penerbangan.
KEPADATAN/DENSITY
Kepadatan/density adalah istilah yang berarti
berat per unit volume. Selama udara adalah campuran dari gas-gas, maka dapat
ditekan. Bila udara dalam suatu wadah ditekan, maka kepadatannya akan lebih
besar dari udara yang tidak ditekan.Udara yang bertekanan tinggi akan lebih
pada daripada udara yang bertekanan rendah.
Kepadatan udara dinyatakan dalam aturan berikut :
(1) Kepadatan bervariasi dan
berbanding langsung dengan tekanan.
(2) Kepadatan udara
berbanding terbalik dengan temperature
Udara ditempat yang tinggi kurang padat
dibandingkan udara ditempat yang rendah.Massa udara panas kurang p[adat dibandingkan dengan massa udara
dingin.
Pweubahan kepadatan berpengaruh terhadap kondiri
aerodinamik pesawat udara. Dengan tenaga kuda yang sama, sebuah pesawat dapat
terbang lebih cepat pada ketinggian tertentu dimana udara kurang padat
dibandingkan terbang rendah dimana kepadatan udaranya tinggi.Hal ini disebabkan
karena udara menimbulkan hambatan sedikit bila partikel udara berkurang per
unit volume.
KELEMBABAN/ HUMIDITY
Kelembaban adalah banyaknya uap air dalam udara.
Banyaknya uap air dalam udara tergantung dati temperatur/suhu.Semakin tinggi
temperatur udara, semakin banyak uap air yang diserapnya.Berat uap air
sekitar5/8 dibandingkan udara kering. Bila udara mengandung uap air tidak
seberat udara tanpa uap air.
-
3 –
PRINSIP BERNOULLI DAN ALIRAN
SUBSONIC
Prinsip Bernoulli menyatakan bahwa bila suatu
cairan/udara mengalir melalui suatu tabung dan mmenjumpai rintangan, atau suatu
penyempitan dalam tabung, kecepatan cairan akan bertambah dan tekanannya
berkurang. Bagian permukaan yang melengkung pada permukaan Airfoil (Sayap) akan
berpengaruh terhadap aliran udara seperti aliran dalam tabung yang menyempit.
Perhatikan gambar dibawah :
Pada gambar A dinyatakan pengaruh udara yang
mengalir dalam tabung yang berintangan.Pada gambar B, bagaimana udara mengalir
melaluii permukaan yang melengkung seperti halnya sebuah airfoil dan memberikan
pengaruh yang sama seperti udara yang mengalir dalam tabung berintangan.
Ketika udara mengalir diatas permukaan airfoil,
kecepatannya akan bertambah dan tekanannya berkurang.Pada bagian bawah airfoil
tekannnya lebih besar dibandingkan bagian atasnya, yang menyebabkan sayap
bergerak keatas. Perbedaan antara tekanan bagian atas dan bawah dari sayap
disebut Gaya Angkat/Lift.
¾ dari total Lift dari sebuah airfoil adalah hasil
dari pengurangan tekanan pada permukaan atas airfoil.Pengaruh udara pada bagian
bawah airfoil menhasilkan ¼ dari total Lift.
Sebuah pesawat terbang dalam penerbangan mengalami
4 gaya sebagai berikut :
(1) Gravity atau weight/gaya
berat, yaitu gaya yang menarik pesawat kembali
Kepermukaan bumi.
(2) Lift/gaya angkat, yaitu
gaya yang mendorong pesawat kearah atas.
(3) Thrust/gaya dorong, yaitu
gaya yang menggerakan pesawat maju.
(4) Drag/gaya hambat, yaitu
gaya yang menimbulkan aksi pengereman.
- 4 -
PERPINDAHAN GERAK/MOTION
Gerak pindah adalah proses perpindahan tempat atau
posisi. Suatu benda dikatakan bergerak terhadap benda lain dan tidak bergerak
terhadap benda lain. Sebagai contoh, seseorang yang duduk dalam mobil yang
berkecepatan 200 km/jam adalah tetap diam terhadap mobil tersebut, tetapi
terhadap tanah atau jalan dia bergerak.
Udara tidak mempunyai gaya atau tenaga, kecuali
tekanan, kecuali udara tersebut bergerak. Bila udara bergerak, maka akan timbul
gaya. Suatu benda yang bergerak dalam udara yang diam akan mengalami gaya
karena gerakannya.Sama halnya bila bendanya diam dan udaranya bergerak. Udara
yang bergerak baik oleh gerakan suatu obyek atau mengalir melalui benda,
disebut angin relatif.
KECEPATAN DAN PERCEPATAN
Istilah “Speed” dan “Velocity” sering dipertukarkan,
karena pengertiannya tidak sama. Speed adalah rata-rata gerak, sedangkan
Velocity adalah rata-rata gerak pada arah tertentu berhubungan dengan waktu.
Percepatan adalah perubahan rata-rata kecepatan.
HUKUM NEWTON TENTANG GERAK
Hukum-hukum dasar tentang pengaruh udara pada
sayap adalah Hukum Newton tentang gerak.
Hukum Newton I adalah tentang benda yang diam,
yang menyatakan bahwa suatu benda akan tetap diam kecuali ada suatu gaya yang
bekerja padanya.Bila benda ini bergerak dengan kecepatan tetap dan dalam garis
lurus, gaya harus diberikan untuk menambah atau mengurangi kecepatan.
Selama udara mempunyai massa, maka disebut benda
dalam pengertian ini. Bila pesawat berada didarat dan mesinnya mati, maka
beratnya akan tetap menyebabkan pesawat diam. Suatu pesawat akan bergerak dari
kondisi diam oleh adanya gaya dorong yang disebabkan putaran baling-baling, atau
oleh semburan gas dari pipa buang, atau keduanya. Bila pesawat terbang dengan
kecepatan yang tetap dalam garis lurus, inersia akan menyebabkan pesawat akan
tetap bergerak dalam garis lurus . Dibutuhkan adanya gaya dari luar untuk mengubah pesawat dari jalur
penerbangannya.
Hukum Newton II , menyatakan bila suatu benda
bergerak dengan kecepatan tetap diberikan gaya dari luar, perubahan gerak yang
terjadi sebanding dengan jumlah gaya yang terjadi, dan arah gerak terjadi
sesuai dengan arah gaya tersebut. Secara matematika pernyataan diatas dnyatakan
dengan rumus :
Force =
massa X percepatan ( F=ma )
- 5 -
Bila sebuah pesawat terbang melawan angin dari
depan, akan diperlambat. Bila angin datang dari samping arah pesawat, pesawat
akan terdorong menyimpang dari arahnya kecuali pilot melakukan perbaikan arah
melawan dorongan angin tersebut.
Hukum Newton III, menyatakan bila ada aksi pasti
akan terjadi reaksi. Hukum ini menyatakan bahwa untuk setiak aksi akan terjadi
reaksi yang berlawanan.
Hukum ini dapat digambarkan ketika seseorang yang
berenang dan menggunakan tangannya untuk mengayuh mendorong air kebelakang maka
badannya akan terdorong kedepan karena air yang didorong memberikan reaksi. Hal
yang sama terjadi pada pesawat, bila gaya angkat pada sayap sama dengan gaya
berat, maka pesawat akan terjaga ketinggiannya.
Ketiga hukum gerak dari Newton ini dipergunakan
dalam membahas teori penerbangan yang kadang-kadang ketiganya terjadi
bersamaan.
AIRFOIL
Suatu Airfoil adalah bidang yang dirancang untuk
menghasilkan reaksi yang diharapkan dari udara dimana bidang ini bergerak.Dapat
dikatakan bahwa setiap bagian dari pesawat terbang yang mengubah hambatan udara
menjadi gaya yang berguna untuk terbang adalah sebuah airfoil.
Daun baling-baling dirancang ketika berputar,
posisi dan bentuknya akan menyebabkan suatu tekanan tinggi dibelakangnya
dibandingkan tekanan didepannya sehingga perubahan tekanan ini akan menyebabkan
pesawat tertarik kedepan.Pada gambar dibawah ditunjukan contoh sebuah airfoil
pada sayap umumnya. Perhatikan pada bagian atas sayap arah-arah gaya melengkung
lebih besar dari lengkungan arah gaya dibawahnya.
Perbedaan bentuk lengkungan antara atas dan bawah
menghasilkan gaya angkat.
Udara yang mengalir pada permukaan atas sayap
harus mencapai tepi belakang sayap dengan waktu yang sama dengan udara yang
mengalir dibawah sayap. Untuk ini udara yang mengalir dibagian atas harus
bergerak lebih cepat dari udara dibagian bawah sayap karena jarak tempuhnya
lebih jauh. Berdasarkan Hukum Bernoulli maka pada bagian atas sayap tekanan
udara akan berkurang dibandingkan tekanan udara pada bagian bawah sehingga
sayap akan terdorong naik.
- 6 -
Teori yang berkaitan dengan jumlah gaya angkat
dari airfoil yang bergerak dengan kecepatan 100 mph dapat ditentukan dengan
megukur tekanan diatas dan dibawah airfoil . Pada gambar diatas, tekanan pada bagian atas air adalah 14,54
lb/in persegi, dengan kecepatan aliran udara 115 mph. Pada Bagian bawah
tekanannya adalah 14,67 lb/in persegi dengan kecepatan 105 mph. Yang akan
memberikan perbedaan tekanan sekitar 0,13 psi. Dengan mengalikan 0,13 dengan
angka 144 ( suatu angka dari inchi persegi menjadi kaki persegi ) menunjukan
bahwa setiap kaki persegi dari sayap akan mengangkat 18,72 pounds. Dari
perhitungan dapat dibuktikan perbedaan tekanan yang kecil pada bagian dari
airfoil dapat menimbulkan gaya angkat yang besar. Dengan batasan tertentu, gaya angkat dapat diperbesar
dengan memperbesar sudut
serang, luas
sayap, kecepatan aliran
bebas, atau
kepadatan udara atau dengan mengubah bentuk dari airfoil.
Angle of Attack/Sudut Serang
Pengertian istilah “Chord” dan “Center of
pressure”. Chord dari airfoil pada bagian sayap adalah garis imaginer ditarik
dari leading edge sampai trailing edge. Antara chord dengan garis arah aliran
udara pada airfoil bersangkutan dinamakan angle of attack/sudut serang.
Sedangkan Angle of incidence adalah sudut yang dibentuk antara garis chord
dengan sumbu longitudinal dari pesawat terbang.
Pada setiap titik bagian dari airfoil atau sayap
selalu ada gaya yang bekerja padanya.Gaya arah dan besarnya berbeda-beda pada
setiap permukaan.Adalah mungkin untuk mengumpulkan gaya-gaya ini secara
matematik dan jumlahnya disebut Resultant force (lift). Gaya resultante ini
mempunyai besaran, arah dan tempat yang dinyatakan dengan vektor seperti
terlihat pada gambar diatas.Perpotongan garis resultante force dengan chord
dari airfoil disebut Center of Pressure. Titik center of prssure bergerak sepanjang
chord ketika angle of attack berubah. Sepanjang penerbangan center of pressure
bergerak kedepan bila angle of attack bertambah, dan bergerak kebelakang bila
angle of attack mengecil. Gambar dibawah menunjukan bagaimana perubahan Center
of Pressure/titik tekan bila angle of attack bertambah.
-7-
Apabila pesawat berubah sikapnya, sudut serang
juga berubah. Selama angle of attack sangat berpengaruh dalam menentukan Lift,
maka berapa besaran yang tepat sangat berpengaruh dalam merancang jenis
airfoil.Dalam perancangan yang baik, lift akan bertambah bila angle of attack
ditambah.
Bila angle of attack ditambah secara bertahap
kearah positif angle of attack, komponen gaya angkat bertambah dengan cepat
sampai pada titik tertentu dan kemudian secara mendadak mulai menurun. Selama
proses ini komponen gaya hambat pada awalnya bertambah perlahan-lahan kemudian
secara menjadi cepat seiring dengan menurunnya gaya angkat.
Bila angle of attack bertambah sampai pada sudut
yang menghasilkan maksimum Lift, titik pusaran tercapai. Kondisi ini dinamakan
Critical angle atau sudut kritis. Bila sudut kritis tercapai, udara berhenti
mengalir dengan lancar pada permukaan atas airfoil dan mulailah terjadi pusaran
atau eddy. Ini berarti udara mulai menjauhi camber atas dari s
- 8 –
Bila ini terjadi jumlah gaya angkat menurun tajam
dan gaya hambat menjadi besar. Gaya berat timbul dan hidung pesawat menurun.
Hal ini menandakan titik pusaran udara menjadi sudut jatuh.
Sebagaimana dijelaskan pada awal, bahwa
pendistribusian gaya tekan pada airfoil bervariasi seirama dengan perubahan
angle of attack dan titik tekan/center of pressure juga berubah-ubah. Bila angle
of attack membesar, titik tekan/center of pressure bergerak kedepan dan bila
angle of attack mengecil, titik tekan bergerak kebelakang. Ketidak stabilan
pergerakan titik tekan adalah merupakan karakteristik dari semua airfoil.
Angle of Incidence/Sudut Incidence/sudut
pasang.
Sudut tajam/runcing dimana wing chord berpotongan
dengan sumbu longitudinal pesawat, dinamakan sudut incidence/sudut pasang. Atau
sudut pemasangan sayap pada badan pesawat.Sudut ini bersifat tetap dan telah dirancang dari awal.Bila bagian
sisi depan sayap lebih tinggi letaknya dari pada sis belakang, maka dikatakan
sudut pasang positif, dan bila bagian belakang lebih tinggi dari bagian depan
maka dikatakan sudut pasang negatif.
CENTER OF GRAVITY/TITIK BERAT
Gravity/gaya tarik adalah gaya yang cenderung
menarik sesuatu benda ketitik pusat bumi. Titik Berat pada pesawat terbang
adalah titik dimana semua berat pesawat terpusat. Bila pada titik ini pesawat
ditopang, maka pesawat dalam kondisi seimbang.
Pada pesawat terbang, titik ini sangat penting
karena mengarah pada kestabilan pesawat.
Titik berat ditentukan pada saat merancang pesawat
terbang. Pabrik/perancang menentukan batasan pergerakan titik berat, kemudian
titik ini ditentukan letaknya didepan titik tekan disesuaikan dengan kecepatan
terbang agar didapatkan keseimbangan terbang.
-
9 –
THRUST DAN DRAG/GAYA DORONG DAN
GAYA HAMBAT.
Ketika pesawat sedang terbang, terjadi perpaduan
gaya-gaya yang saling mengatasi.hal ini merupakan kunci untuk semua gerakan dan
sikap pesawat diudara. Arah dari gaya-gaya ini dapat dihitung dan pesawat
dirancang untuk mendapatkan keuntungan dari setiap perubahan gaya. Dalam setiap
penerbangan, perhitungan terbang didasarkan pada besarnya dan arah dari keempat
gaya-gaya ini, yaitu weight, lift, drag dan thrust.
Weight adalah gaya yang mengarah kebawah bagi
semua yang ada dalam pesawat seperti pesawat itu sendiri, awak pesawat, bahan
bakar dan muatan.
Lift, adalah gaya yang mengarah keatas yang
berlawanan dengan weight.
Drag adalah gaya yang mengarah kebelakang
disebabkan gangguian aliran udara oleh sayap, badan pesawat dan obyek-obyek
yang mencuat.
Thrust, dihasilkan oleh tenaga penggerak kearah
depan yang mengatasi gaya hambat.
Gaya-gaya ini dalam kondisi seimbang bila pesawat
terbang lurus dan datar tanpa percepatan.
Gaya Lift dan Drag adalah berhubungan dengan pesawat dan angin yang terjadi.Gaya angkat
selalu tegak lurus terhadap angin relative sedangkan gaya drag selalu parallel
dengan angin relative tetapi pada arah yang sama. Gaya-gaya ini adalah komponen
yang menghasilkan gaya resultante lift pada sayap seperti telihat pada gambar
dibawah ini :
-
10 –
Weight mempunyai hubungan yang pasti dengan lift,
demikian pula antara thrust dengan drag.Kesemuanya harus diatur agar pesawat
terbang dengan sikap yang diinginkan.Jumlah drag pada pesawat terdiri dari
macam-macam gaya yang menimbulkan drag. Untuk tujuan ini , akan dibahas 3 jenis drag ,yaitu ; Parasite drag, profile drag dan induced drag
Parasite drag ditimbulkan oleh kombinasi dari
beberapa gaya drag yang berbeda. Setiap benda yang menonjol pada pesawat akan
menyebabkan hambatan terhadap udara.Semakin banyak benda-benda yang menonjol,
semakin besar hambatan yang ditimbulkan.Sehingga dalam pemasangan peralatan
dipesawat dihindari adanya benda-benda yang mencuat dan pesawt dibuat dalam
bentuk stream line/segaris dengan arus udara. Gesekan terhadap kulit pesawat
adalah merupakan parasite drag yang sulit dihindari, karena tidak ada bidang
yang benar-benar mulus dan licin. Kulit pesawat dipasang dengan menggunakan
paku keling, kemudian dicat dengan cat khusus agar aliran udara sedikit sekali
mengalami hambatan.
Profile Drag adalah parasite drag dari airfoil.
Induced drag diakibatkan oleh airfoil yang
menimbulkan gaya angkat karena terjadinya perubahan-perubahan sifat udara
ketika pesawat terbang.Ujung sayap menyebabkan pusaran udara atau vortex yang
menyebabkan induced drag. Ketika lift bertambah karena bertambahnya angle of
attack, induced drag juga bertambah.Karena perbedaan tekanan juga menjadi
bertambah yang menyebabkan ujung-ujung sayap bergetar menambah vortex.
-
11 –
SUMBU-SUMBU PESAWAT TERBANG/AXES
OF AN AIRCRAFT
Bila pesawat berubah sikap atau posisi dalam
penerbangan, harus berputar pada satu atau lebih dari ketiga sumbu.
Untuk berguling/ rolling, pesawat bergerak pada
sumbu longitudinal yaitu garis imaginer yang memanjang dari depan hingga belakang
badan pesawat.
Untuk membelok keiri/kekanan ( Yawing), pesawat
bergerak pada sumbu vertikal.
Untuk naik/turun/pitching, pesawat bergerak pada
sumbu lateral, yaitu garis imaginer yang menghubungkan ujung-ujung sayap.
-
12 –
Stability and control/ kestabilan dan pengendalian
Sebuah pesawat harus memiliki kestabilan agar
jalur penerbangan selalu terarah dan dapat kembali pada arah semula bila
terjadi gaya-gaya yang merubahnya. Juga agar mencapai kerja yang baik pesawat
harus memiliki respon yang baik terhadap kemudi.
Ada 3 istilah yang muncul bila membahas tentang
kestabilan dan pengendalian, yaitu :
(1) Kestabilan
(2) Kemampuan bermaneuver
(3) Dapat dikontrol
Kestabilan adalah karakteristik dari pesawat yang
cenderung untuk dapat terbang tanpa dikendalikan tangan dalam arah yang lurus
dan jalur penerbangan yang dipilih.
Kemampuan bermaneuver adalah kemampuan pesawat
untuk diarahkan pada arah yang dikehendaki dan dapat menahan tekanan-
tekanan/stress yang terjadi.
Dapat dikontrol/Control ability adalah kwalitas
dari respon pesawat sesuai perintah penerbang sementara pesawat
bermaneuver/melakukan gerakan.
Static Stability
Pesawat dalam keadaan seimbang bila jumlah semua
gaya yang bekerja pada pesawat dan
jumlah momentnya sama dengan nol.Pesawat dalam keadaan seimbang tidak mempunyai
percepatan dan terbang dengan tetap. Hembusan angin atau penyimpangan kemudi
akan mengganggu keseimbangan, dan pesawat mendapatkan percepatan karena ketidak
keseimbangan moment atau gaya.
Tiga jenis static stability ditegaskan oleh karakter gerakan yang mengikuti
gangguian pada keseimbangan. Positive static stability terjadi bila obyek yang
terganggu cenderung kembali kekeadaan
seimbang. Negative static stability atau ketidak keseimbangan static bila obyek
yang terganggu cenderung untuk tetap pada arah
gangguan. Neutral static stability terjadi bila obyek yang terganggu
tidak kembali seimbang dan tidak juga pada arah yang menyimpang, tetapi tetap
seimbang pada arah gangguan.Lihat gambar dibawah :
-
13 -
Dynamic Stability
Bila static stability berkaitan dengan
kecenderungan obyek yang mengalami gangguan untuk kembali seimbang, maka
dynamic stability berkaitan dengan gerakan berdasarkan waktu.
Bila suatu obyek terganggu keseimbangannya, maka
perjalanan waktu gerak dari obyek dinyatakan sebagai dynamic stability dari
obyek. Secara umum suatu obyek menunjukan positive dynamic stability bila
amplituda gerakan berkurang seiring waktu. Bila amplituda gerakan bertambah
seiring waktu, obyek menunjukan ketidak kestabilan dynamic.
Setiap pesawat harus mendemontrasikan kebutuhan
derajat dari kestabilan static dan dynamic. Bila suatu pesawat dirancang dengan
ketidak kestabilan statc dan tingkat
- 14 -
perubahan
yang cepat dari ketidak kestabilan dynamic, pesawat akan sulit untuk
terbang.Biasanya kestabilan dynamic positive dibutuhkan pada pesawat yang
dirancang untuk mencegah oscillasi yang berlanjut pada pesawat.
Longitudinal Stability
Bila pesawat mempunyai kecenderungan untuk tetap
pada sudut serang yang konstan mengacu pada angin relative, yaitu bila tidak
cenderung mengarahkan hidungnya kebawah dan menukik atau mengangkat hidungnya
keatas dan stall, maka dikatakan bahwa pesawat tersebut memiliki longitudinal
stability. Kestabilan longitudinal berkaitan dengan gerakan dalam menukik.
Horizontal stabilizer adalah bidang utama untuk mengontrol kestabilan
longitudinal. Kerja stabilizer tergantung pada kecepatan dan sudut serang
pesawat. Gambar dibawah menjelaskan pengaruh tail lift terhadap kestabilan.
Bila pesawat mengubah sudut serang, perubahan gaya angkat terjadi pada titik
tekan dari horizontal stabilizer.
Pada kondisi kecepatan , beban dan sudut serang
tertentu aliran udara pada horizontal stabilizer menghasilkan gaya yang
mendorong ekor keatas atau kebawah. Bila kondisi aliran udara tersebut
menghasilkan gaya kebawah dan keatas yang sama, maka gaya-gaya tersebut
dikatakan seimbang/equilibrium. Kondisi ini biasanya terjadi pada kondisi terbang
datar dalam udara yang tenang.
Directional Stability
Kestabilan pada sumbu vertikal dikatakan sebagi
kestabilan directional. Pesawat harus dirancang sehingga bila terbang lurus dan
datar harus selalu pada arah yang telah diatur walau pilot melepaskan tangannya
dan melepaskan kemudi. Bila pesawat kembali seara otomatis dari suatu skid,
maka telah dirancang dengan baik dan memiliki keseimbangan arah yang baik.
Vertikal stabilizer adalah kemudi utama yang mengontrol kestabilan directional.
-
15 –
Pada gambar dibawah ditunjukan, bila pesawat
mengarah kesamping atau yawing, vertikal tail/ekor tegak akan merubah sudut
serangnya yang berakibat merubah lift (jangan keliru dengan lift yang
dihasilkan oleh sayap). Perubahan lift, atau gaya menyamping, pada ekor tegak
menghasilkan/menyebabkan yawing moment pada titik berat yang cenderung mengembalikan
pesawat pada jalur terbangnya.
Sayap yang condong kebelakang/sweptback wings,
membantu kestabilan directional. Bila pesawat yaws dari arah terbangnya, sayap
yang berada didepan akan menghasilkan lebih drag dibandingkan dengan sayap yang
berada dibelakang. Efek dari drag akan menghambat sayap yang ada didepan dan
sayap lainnya terjaga.
Kestabilan directional didapatkan juga dengan
menggunakan sirip lebar dibelakang dan fuselage yang panjang.
Penerbangan supersonic dengan mach number yang
tinggi mengurangi peran ekor tegak terhadap kestabilan directional. Untuk
menghasilkan kestabilan directional yang dibutuhkan pada mach number yang
tinggi diperlukan ekor tegak yang besar. Ventral (belly) fin/sirip ventral
boleh ditambahkan sebagai tambahan untuk kestabilan directional.
Kestabilan Lateral/Lateral
stability
Pitching adalah gerakan pesawat pada sumbu lateral
dan yawing pada sumbu vertikal. Gerakan sekitar sumbu longitudinal depan dan
belakang adalah gerak lateral atau rolling. nKecenderungan untuk kembali
kesikap semula dari gerakan ini disebut Kestabilan Lateral.
Kestabilan Lateral dari pesawat melibatkan
terjadinya rolling moment karena penyimpangan menyamping. Penyimpangan
kesamping cenderung menghasilkan gerakan yawing dan rolling. Bila pesawat
memiliki rolling moment yang baik, penyimpangan kesamping/sideslip akan
cenderung mengembalikan pesawat pada sikap terbang datar.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar