Teknologi Pesawat Jumbo Jet

Teknologi

Met malem agan2 semua„ di malam yg sunyi ini. Ane bakal ngshare ttg pesawat super besar dan keren.
Ini model pesawat Super Jumbo Jet Airbus A380.

Ini adalah fto ketika pesawat airbus A380 di singapura gan, Pesawat ini pertama kali terbang untuk komesil pada tahun 2007 di Singapura. Dengan rute Singapura – Sydney. Bahkan menurut kabar bandra udara d sydney rela mengeluarkan dana untuk memperbaiki bandara, agar ni pesawat bisa landing d sydney. Soalnya ni pesawat gede baget jd jalan untuk landing harus lebar, beda sama pesawat biasanya.

Nah, kalo ini bagian interior dari pesawat ini, ini adalah untuk kelas ekomoni. Terlihat isinya lbh besar dan luas dr model2 peswat lainnya.

Kalo ini bagian cockpit gan, pesawat ini juga bisa mengkoreksi kesalahan program dr pilot so akan mengurangi human error. Misalnya nih ada di depan ada puncak gunung dan pilot memasukan program yg salah sehingga pesawat akan menabrak. Maka secara otomatis pesawat ini akan menolak program pilot, dan meminta untuk d program ulang. Ini juga jadi keuntungan untuk mengurangi biaya training pilot.


Nah apa hubungannya nih sayap pesawat sama burung elang ? Jawabannya ada di aerodinamis gan, kita tahu bahwa burung elang adalah penerbang yang baik d udara, mereka kuat, cepat dan aerodinamis. Maka sayap pesawat ini terinpirasi dari model sayap burung elang.

nah untuk lbh jelasnya seperti ini gan, hubungan aerodinamis antara sayap pesawat dengan sayap burung elang.

Pengguanaan material pesawat pun harus tepat, kita tahu bahwa di udara akan bayak sekali gangguan. seperti burung2 yg beterbangan, gangguan cuaca, layang – layang mungkin ato yang lainnya.
Dan material yang bayak di gunakan untuk pesawat yaitu komposite.
Komposite ini adalah campuran dua material yang digabung menjadi satu, sehingga kekurangan dari satu material akan di tanggulangi oleh kelebihan material satunya lagi.

Bahan komposite yang pertama yaitu alumunium. Alumunium ini adalah bahan yang ringan, mudah di dapat, mudah di bentuk, dan harganya relatif murah. Namun material ini tidak terlalu kuat jika di beri tekanan tinggi, bayangkan jika ada burung menabrak pesawat dr bahan alumunium, bisa2 bodi pesawatnya penyok2 semua. Makanya kekurangan ini bisa ditutupi oleh fiberglass.

Bahan komposite satunya lagi yaitu fiberglass. Bahan ini berasal dari gelas yang dipanaskan, lalu ditarik sehingga terbentuk benang2 dr gelas. Kemudian benang2 tersebut di tenun menjadi berupa lembaran. Lembaran2 tersebut kemudian diberi resin agar kaku.

Nah, dari kedua bahan alumunium dan fiberglass ini dibentuk menjadi satu yang dinamakan komposite. Ilustrasinya seperti gambar di atas.

Sekarang kita berbicara tentang pintu darurat. Sistem emergency exit dr pesawat ini yaitu dengan menggunakan balon, jado ketika dalam keadaan darurat para penumpang akan keluar dr pesawat menggunakan serodotan balon.

Namun, uniknya balon segede ini akan terbentuk cuma 4 detik. Nah, mompa nya gimana nih kalo cuma waktu 4 detik biar bisa bikin balon sgede ini? niup balon ulang taun aja lbh dr 4 detik kan? haha.

Ini lah jawabannya gan. Rocket
kalo di perhatika roket akan mengeluarkan gas buang kan? nah gas itu di masukan ke dalam balon gan, tapi dengan memberikan lubang. Lubang buat apa fungsinya? bocor dong? Jadi gni dengan tekanan tinggi dari gas buang roket, akan menarik udara sekitar agar masuk ke dalam roket, udara sekitar akan masuk dri roket. Pelajaran fisika wktu smp gan hehe..
Dan karena hal ini, pesawat ini bisa menyedian pintu darurat hanya dalam waktu 4 detik gan.

Sekarang kita berbicara landing gan, pesawat super jumbo ini harus bisa menahan beban yang sangat besar ketika landing. Ibaratnya agan jatuh dr ketinggian yg sangat tp pas nyampe k bawah agan gak apa.
Nah ini gan rahasianya gan.

Pompa sepedah?? yoaaa gan.
Jadi mereka cuma butuh silinder dan piston seperti pompa sepedah itu, Dalem silinder akan diisi oleh cairan, maka ketika landing piston akan menekan k cairan dari silinder ini yang akan menghambat tekanan dr piston, sehingga pesawat akan landing dengan perlahan.


Yaa„ mungkin segitu aja gan share ane.. Lumayan cape juga nilis ky gni hehe… Semoga bisa bermanfaat buat agan2 sekalian.
Sumber : http://www.kaskus.co.id/thread/52ab1d510e8b46722a000001/kecanggihan-pesawat-super-jumbo-jet-airbus-a38/

Aerodynamic pada Wing

Mengapa pesawat dapat terbang? dan bagaimana udara dapat mengangkat pesawat ke udara?

Dalam dunia mechanical pertanyaan ini menyinggung aerodynamic, desain yang dikondisikan pada aliran udara. Aliran udara pada permukaan sayap pesawat terbang didasarkan pada :
1. Hukum Bernoulli
2. Hukum Newton

Hukum Bernoulli menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut.
Seperti yang digambarkan pada gambar dibawah ;


Pada gambar aliran udara diatas, udara pada permukaan airfoil mengalir lebih cepat dibandingkan aliran udara pada bagian bawah airfoil. Hal ini menimbulkan perbedaan tekanan, tekanan pada permukaan sayap akan lebih rendah dibandingkan pada bagian bawah sayap pesawat dan hal ini menyebabkan daya angkat pada sayap pesawat.Hukum Newton III berbunyi Apabila sebuah benda memberikan gaya kepada benda lain, maka benda kedua memberikan gaya kepada benda yang pertama. Kedua gaya tersebut memiliki besar yang sama tetapi berlawanan arah.



Dengan membentuk sudut AoA ( angle of attack ) maka airfoil sayap pesawat akan mengalami gaya angkat pada bagian bawah sayap pesawat secara menyeluruh. Proses pembentukan Angle of attack dapat kita perhatikan ketika pesawat bergerak dengan kecepatan v, kemudian sedikit membentuk sudut pada sayap sebesar alpha hingga menimbulkan gaya angkat dan menyebabkan aksi aliran udara pada sayap pesawat dan menghasilkan reaksi gaya angkat.

Gambar diagram benda bebasnya dapat digambarkan seperti gambar berikut ;


Besar gaya-gaya yang diterima airfoil dalam berbagai AoA ;

Untuk lebih sederhananya pengaruh kedua hukum ini dijelaskan pada gambar berikut :

Gaya angkat ( L ) dapat dihitung dengan persamaan berikut :

Sistem Refrigasi

Hal yang sering dijumpai pada dunia mechanical khususnya yang bergerak dibidang konversi adalah sistem pendingin yang dimiliki suatu mesin industri.

Ketika dihadapkan dengan dunia industri saya betul-betul kebingungan ketika ditanya tentang sistem pendingin. Saya betul-betul tidak mengerti dengan siklus sistem refrigasi ini. Hal ini melandasi saya untuk berbagi informasi tentang sistem refrigasi dalam sebuah mesin. setelah saya mempelajari tentang TEKNIK PENDINGIN. Berharap rekan-rekan tidak mengalami hal yang sama dengan apa yang saya alami.

Bagaimana cara kerja sistem refrigasi ini?

Siklus yang terjadi dalam sistem refrigasi pada industri besar tidak jauh berbeda dengan siklus pendingin pada AC ( Air Conditioner ). Coba perhatikan gambar berikut :

Sebetulnya terdapat 4 perangkat dasar dalam sistem refrigasi ;
1. Evaporator
2. Compresor
3. Condenser
4. Turbin

1. Evaporator
Evaporator berfungsi untuk menerima kalor ( QE ) sehingga entalpy refrigant mengalami peningkatan. Dengan kata lain refrigant mengalami perubahan suhu.

2. Compresor
Compresor berfungsi untuk merubah tekanan pada refrigant yang berasal dari evaporator dari tekanan rendah ke tekanan tinggi.

3. Condenser
Condenser berfungsi untuk melepas kalor ( Q ) sehingga refrigant mengembun dan berubah kembali menjadi fluida cair.

4. Turbin
Turbin berfungsi merubah tekanan dari tekanan tinggi ke tekanan rendah dan mengalirkan refrigant ke evaporator.


Coba perhatikan siklus dibawah :


Siklus refrigasi diatas biasanya diterapkan dalam sistem pendingin ruangan, Air Conditioner. Lalu dimana pompa ditempatkan ?
Turbin jarang digunakan karena efek dari sistem ini, karena menggunakan fluida cair dan uap-uap fluida maka sudu-sudu turbin akan mudah mengalami kerusakan. Berhubung karena fungsi utama dari pompa hanya untuk menurunkan tekanan maka digantikan dengan katup. Sehingga lebih sering kita perhatikan seperti gambar dibawah ;

Cukup sederhana bukan?
Kaitan ilmu mechanical dengan sistem pendingin ini dapat kita peroleh dari diagram P-h dan T-s.
Agar tidak terlalu membingukan kita dapat bahas diagram P - h saja ;

Keterangan :
1 - 2 : Aliran refrigant dari Evaporator ke Compresor
2 - 3 : Aliran refrigant dalam compresor
3 - 4 : Aliran refrigant dari compressor ke condenser
4 - 1 : Aliran refrigant dari condenser ke katup

Untuk skala besar digunakan sistem refrigasi yang menggunakan Heat Exchanger atau Compresor lebih dari satu. Semua dilakukan untuk memperoleh COP yang maksimal.

Berikut gambar sistem refrigan dengan heat exchanger.

Roda Gigi

Roda gigi begitu banyak dibahas dalam dunia mechanical, sedikit berbagi informasi tentang roda gigi maka saya menulis sedikit tentang roda gigi saya harap tulisan ini dapat membantu dan memberi informasi bagi para engineers.

Jika dari dua buah roda berbentuk silinder atau kerucut yang saling bersinggungan pada kelilingnya salah satu diputar, maka yang lainnya akan ikut berputar pula. Alat yang menggunakan cara kerja semacam ini untuk mentransmisikan daya disebut roda gesek. Hal ini untuk meneruskan daya kecil dengan putaran yang tidak perlu tepat.

Namun untuk menghasilkan daya yang besar dan putaran yang tepat, kedua roda gesek ini harus dibuat bergigi pada kelilingnya sehingga penerusan daya dilkukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkait. Roda gigi semacam ini, yang dapat berbentuk silinder atau kerucut disebut roda gigi.

A. Klasifikasi Roda Gigi

Klasifikasi Roda Gigi

No.	Letak Poros	Roda Gigi	Keterangan
1.	Roda gigi dengan poros sejajar	Roda gigi lurus (a) Roda gigi miring (b) Roda gigi miring ganda (c)	(Klasifikasi atas dasar bentuk alur gigi)
		Roda gigi luar Roda gigi dalam dan pinyon (d) Batang gigi dan pinyon (e)	Arah putaran berlawanan Arah putaran sama Gerakan lurus dan berputar
2.	Roda gigi dengan poros berpotongan	Roda gigi kerucut lurus (f) Roda gigi kerucut spiral (g) · Roda gigi kerucut Zerol · Roda gigi kerucut miring · Roda gigi kerucut miring ganda Roda gigi permukaan dengan poros berpotongan (h)	(Klasifikasi atas dasar bentuk jalur gigi)

No.	Letak Poros	Roda Gigi	Keterangan
3.	Roda gigi dengan poros silang	Roda gigi miring silang (i) Batang gigi miring silang	Kontak titik Gerakan lurus dan berputar
		Roda gigi cacing silindris (j) Roda gigi cacing selubung ganda (globoid) (k) Roda gigi cacing samping
		Roda gigi hiperboloid Roda gigi hipoid (l) Roda gigi permukaan silang

Tabel 1.

Klasifikasi Roda Gigi

Gambar 1.

Klasifikasi Roda Gigi

Roda gigi pada umumnya dapat dibagi menjadi empat jenis, yaitu :

a. Roda gigi lurus (Spurs gear)

Roda gigi lurus, yaitu suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus daya dan putaran dari poros penggerak ke poros yang digerakkan tanpa terjadi slip, dimana sumbu kedua poros tersebut terletak saling sejajar.

Roda gigi ini bersifat tetap yang mana dalam artinya tidak dapat dilepas pada saat mesin dalam keadaan berputar.

b. Roda gigi miring (Helical)

Roda gigi miring yaitu elemen mesin yang mempunyai jalur gigi yang membentuk ulir pda siloinder jarak bagi, berfungsi sebagai penghubung antara roda gigi yang digerakkan dengan roda gigi penggerak dengan putaran dan daya yang sama serta dapat dilepaskan dari kedua.

c. Roda gigi Cacing

Roda gigi ini meneruskan putaran dengan perbandingan reduksi yang besar. Tetapi untuk beban yang besar roda gigi cacing dapat dipergunakan dengan perbandingan sudut kontak yang lebih besar. Roda gigi ini meliputi roda gigi cacing slindris, selubung ganda (globoid), roda gigi cacing samping.

d. Roda gigi kerucut

Merupakan roda gigi yang paling sering dipaka tetapi roda gigi ini sangat berisik dengan perbandingan kontak yang kecil, macam-macam roda gigi ini meliputi roda gigi kerucut lurus, spiral, miring, Zerol.

B. Tata Nama Roda Gigi

Terminologi dari roda gigi digambarkan pada (Gambar 2). Lingkaran Puncak (pitch circle) dari sepasang roda gigi yang berpasangan adalah saling bersinggungan satu terhadap yang lain.

Gambar 2.

Tata Nama Roda Gigi

Pinyon adalah roda gigi yang terkecil diantara dua roda gigi yang berpasangan. Yang lebih besar sering disebut Roda Gigi (Gear).

Jarak Lengkung Puncak (circular pitch), p adalah jarak yang diukur pada lingkaran puncak, dari satu titik pada sebuah gigi ke suatu titik yang berkaitan pada gigi di sebelahnya. Jadi jarak lengkung puncak adalah sama dengan jumlah tebal gigi (tooth-thickness) dan lebar antara (width of space).

Modul (module), m adalah perbandingan antara diameter puncak dengan jumlah gigi. Modul adalah indeks dari ukuran gigi pada standar SI.

Puncak diametral (diametral pitch), P adalah perbandingan antara jumlah gigi pada roda gigi dengan diameter puncak. Atau kebalikan dari module. Puncak diametral dinyatakan dalam jumlah gigi per inci (dalam satuan Inggris).

Addendum a adalah jarak radial antara bidang atas (top land) dengan lingkaran puncak. Dedendum b adalah jarak radial dari bidang bawah (bottom land) ke lingkaran puncak. Tinggi keseluruhan (whole depth) h_t adalah jumlah addendum dan dedendum.

Lingkaran kebebasan (clearance circle) adalah lingkaran yang yang bersinggungan dengan lingkaran addendum dari pasangan roda gigi tersebut. Kebebasan (clearance), c adalah an-punggung (bock-lash) adalah besaran yang diberikan oleh lebar antara dari satu roda gigi kepada tebal gigi dari roda gigi pasangannya diukur pada lingkaran puncak.

C. Roda Gigi Kerucut

Roda gigi yang termasuk dasar adalah roda gigi dengan poros sejajar, dan dari jenis ini yang paling dasar adalah roda gigi lurus. Namun, bila diingini transmisi untuk putaran tinggi, daya besar dan bunyi kecil antara dua poros sejajar, pada umumnya roda gigi yang dipakai adalah roda gigi miring.

Sedangkan untuk roda gigi kerucut biasanya dipakai untuk memindahkan gerakan antara poros yang berpotongan. Dengan sudut perpotongan antara kedua poros sebesar 90°. Namun roda gigi bisa dibuat untuk semua ukuran sudut. Giginya bisa dituang, dimilling, atau dibentuk.

Jarak Kebebasan pada roda gigi kerucut adalah merata (Uniform Clearance).

Roda gigi kerucut lurus adalah jenis roda gigi kerucut yang mudah dan sederhana pembuatannya dan memberikan hasil yang baik dalam pemakaiannya bila dipasangkan secara tepat dan teliti. Sama halnya dengan roda gigi lurus, roda gigi ini menjadi bising pada harga kecepatan garis puncak yang tinggi.

1. Profil Roda Gigi Kerucut Lurus

Sepasang roda gigi kerucut yang saling berkait dapat diwakili oleh dua bidang kerucut dengan titik puncak yang berhimpit dan saling menggelinding tanpa slip. Kedua bidang kerucut ini disebut “kerucut jarak bagi”. Besarnya sudut puncak kerucut merupakan ukuran bagi putaran masing-masing porosnya. Roda gigi kerucut yang alur giginya lurus dan menuju ke puncak kerucut dinamakan “roda gigi kerucut lurus”. Keterangan lebih lanjutnya dapat dilihat pada (Gambar 3).

Gambar 3.

Nama Bagian-bagian Roda Gigi Kerucut

Sumbu poros pada roda gigi kerucut biasanya berpotongan dengan sudut 90°. Bentuk khusus dari roda gigi kerucut dapat berupa “roda gigi miter” yang mempunyai sudut kerucut jarak bagi sebesar 45° dan roda gigi mahkota dengan sudut kerucut jarak bagi sebesar 90°. Dimana diperlihatkan pada (Gambar 4).

Gambar 4.

Roda Gigi Kerucut Istimewa

Sudut puncak pada roda gigi kerucut dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

Berikut ini adalah gambar roda gigi dan pinyon kerucut lurus.

Gambar 5.

Roda Gigi Dan Pinyon Kerucut Lurus

Gigi lurus standar dari roda gigi kerucut dipotong dengan menggunakan sudut tekan 20°, addendum dan dedendum yang tidak sama, dan kedalaman gigi yang penuh. Hal ini menambah perbandingan kontak, menghindari kurang potong, dan menambah kekuatan dari pinyon.

Pada suatu pemasangan roda gigi kerucut yang khas yaitu satu diantara luar dari bantalan. Ini berarti bahwa lendutan poros bisa lebih nyata dan mempunyai pengaruh yang lebih besar dari pada persinggungan gigi tersebut. Kesulitan yang timbul dalam memperkirakan tegangan pada gigi roda gigi kerucut adalah bahwa gigi ini berbentuk tirus. Jadi untuk mendapatkan persinggungan garis yang sempurna melalui pusat kerucut gigi tersebut haruslah melentur yang lebih besar dibandingkan pada ujung yang kecil. Untuk mendapatkan kondisi ini memerlukan adanya keseimbangan yang lebih besar pada ujung yang besar. Karena variasi beban di sepanjang muka gigi ini, maka dianjurkan untuk lebar muka sedikit pendek.

2. Cara Kerja Alat Pemarut Es

Cara pengoperasian alat pemarut es mekanik adalah dengan cara menghubungkan motor dengan sumber arus, motor tersebut menghasilkan daya yang kemudian dittansmisikan ke pully alat pemarut es melalui sabuk. Daya yang ditransmisikan oleh sabuk pemutar poros horizontal. Roda gigi kerucut yang dipasang pada poros tersebut akan ikut berputar dan akan mengerakkan pinyon yang terhubung dengan roda gigi. Pada diameter dalam dari pinyon dimasukkan batang penekan dan diberi pasak. Batang penekan berulir memutar turun karena diberi pasangan, yaitu roda gigi miring yang letaknya di atas pinyon dan dikunci oleh baut pengunci roda gigi miring. Batang penekan berulir turun sambil memutar balok es. Pada landasan tempat balok es tersebut diputar terdapat mata pisau bergigi pada suatu tempat dan diberi lubang persegi empat untuk menurunkan potongan-potongan es. Balok es yang berputar akan menjadi potongan-potongan kecil yang kemudian akan turun melalui lubang ke tempat penadah. Jika balok es sudah menjadi tipis, maka pedal gas akan dilepas untuk menghentikan kerja dari alat tersebut. Kemudian baut pengunci dari roda gigi dikendurkan dan dengan memutar roda kemudi yang dihubungkan dengan roda gigi miring pada pinyon sehingga akan memutar batang penekan berlawanan arah kerja tadi, maka batang penekan berulir akan naik ke atas ke posisi semula.

Gambar 6.

Alat Pemarut Es Mekanik

Keterangan gambar pemarut es mekanik adalah :

1. Roda gigi miring

2. Batang tekan

3. Pinyon kerucut

4. Roda gigi kerucut

5. Poros

6. Pasak

            7. Bantalan

Kenapa sayap pesawat tempur terlekuk?

Pernah bertanya kenapa sayap pesawat tempur didesain lebih langsing (kelihatan lebih pendek, lebih lebar, lebih terlekuk dengan sudut lekuk yang besar dan kadang posisinya terletak di belakang) dibanding pesawat penumpang biasa?

Gambar 1. Newest Swedish-made Brazilian Gripen Jet Fighter

Gambar 2. Pesawat umum

Kita bisa berpendapat kalau alasan penampilan yang keren mendukung harga jual yang tinggi. Tentu saja itu benar, tetapi tahukah anda bahwa ada alasan yang sangat vital dibalik desain ini ? Anda tentunya langsung menebak kecepatan pesawat adalah penentunya. Anda benar ! tetapi apa kaitannya antara kecepatan tempuh dengan bentuk sayap ? Mari didiskusikan.

Fungsi utama sayap adalah, tentunya, memberikan daya angkat untuk keseluruhan berat pesawat. Jika kita belah sebuah sayap, maka terlihat penampang sayap seperti gambar 3 berikut ini. Anda tentunya langsung mengenali bentuk aerodinamis ini seperti penampang sayap burung atau hewan terbang lainnya. Profil sayap ini disebut Eng :airfoil atau Fr :Profile d’aile.

Bagi para mahasiswa atau insinyur pesawat, bentuk ini dikenal sebagai profil NACA (National Advisory Committee for Aeronautics). Tiap profil NACA memiliki nomor istimewa yang melambangkan ukuran desain tertentu, mis : NACA 2412 (2%c ketebalan camber,  40%c posisi camber maksimum dari ujung depan, dan 12%c ketebalan dengan c=panjang chord). Dengan angka-angka ini, maka tiap profil bisa direpresentasikan dengan persamaan matematik agar lebih mudah dianalisa lebih jauh.

Rahasia profil inilah yang memberikan daya angkat pesawat, selain ditambah dengan faktor sudut kemiring atau sudut serang (Eng :angle of Attack, Fr :l’angle d’attaque). Mari kita analogikan jika anda adalah sebuah massa udara yang sangat kecil yang berjalan disepanjang profil ini dari pangkal profil sampai ujung akhir. Anda bertemu dengan teman ada (yang sekecil massa udara juga) di pangkal dan berjanji padanya akan tiba bersamaan dengan dia di ujung profil. Lalu anda menempuh jalur profil atas (yang lebih lengkung) dan teman anda di profil bawah. Karena janji tersebut dan kesalahan pemilihan jalur, anda harus berlari untuk mengimbangi waktu tiba yang anda janjikan –(kecepatan lebih tinggi). Sekarang bayangkan ada kerumunan orang yang padat berlari bersama anda dan teman anda. Proporsi jumlah orang yang lari di profil atas dan bawah sama, sehingga ada lebih banyak ruang kosong di profil atas dibanding bawah. Hal ini menyebabkan orang-orang di bagian bawah terdorong-dorong satu sama lain. Dorongan (istilah fisika :tekanan) bagian bawah lebih besar dari dorongan bagian atas. Karena perbandingan dorongan/tekanan ini cukup besar (akibat ketebalan profil), maka si profil akan terdorong ke arah atas (gaya angkat ke atas). Dari sini disimpulkan bahwa masa udara di atas profil kecepatannya lebih tinggi dan tekanannya lebih rendah, sedangkan di bawah kecepatannya rendah dengan tekanan tinggi. Perbedaan tekanan persatuan luas menyebabkan gaya angkat sayap.

Gaya angkat Cl dan Gaya hambat Cd

Selain adanya gaya angkat (Eng :Lift, Fr : La portance) ada juga efek hambat (Eng : Drag, Fr : La trainée) dari profil. Gaya angkat biasa direpresentasikan dengan Koefisien Gaya angkat biasa disingkat Cl dan untuk gaya hambat Cd. Grafik Cl dan Cd bisa dilihat di gambar 5. Seiring meningkatnya kemiringan sudut serang (disini diwakili dengan notasi a), Cl bertambah begitu pula dengan Cd namun setelah sudut tertentu (pada Cl maximal), Cl turun drastis. Ini keadaan yang disebut Stall dimana gaya angkat hilang sedangkan gaya hambat terus naik dan bisa menyebabkan pesawat jatuh.

Gambar 5

Gambar 6

Kecepatan – Mach

Anda tentu pernah dengar istilah Mach yang diberikan dari nama seorang fisikawan Austria-Ceko, Enrst Mach. Mach number merupakan perbandingan antara kecepatan aliran terhadap sayap di udara terhadap kecepatan rambat suara di udara (medium/fluida yang sama). Dari definisi ini, jenis kecepatan bisa dibagi berdasarkan Mach number (M).

• M<<1 kecepatan pesawat jauh kecil dari kecepatan rambat suara (hiposonik)
• M<1 kecepatan pesawat lebih kecil dari kecepatan rambat suara (subsonik)
• M=1 kecepatan pesawat sama dengan kecepatan rambat suara (sonik atau transonik)
• M>1 kecepatan pesawat lebih besar dari kecepatan rambat suara (supersonik)

Beberapa orang mendefinisikan M>5 sebagai hipersonik (Eng :hypersonic), kecepatan yang baru hanya dimiliki oleh pesawat ulang alik yang masuk ke bumi melewati atmosfer. Hipersonik ini menyebabkan permukaan pesawat ulang alik mengalami suhu yang sangat tinggi. Kebanyakan pesawat tempur memiliki Mach supersonik. Jenis pesawat komersial Concorde buatan perancis yang biasa melayani rute Paris-New York atau London-New York memiliki kecepatan 2,02M.

Kemunculan “Shock

Pada aliran subsonik (M<0,8) visualisasi alirannya adalah sebagai berikut :

Gambar 7

Jika kita menambah kecepatannya sedikit lagi, maka akan muncul suatu zona kecil berbentuk saku (gambar 8). Di adalam zona lokal ini, kecepatannya lebih tinggi daripada sekelilingnya. Bayangkan sebuah partikel udara  yang melewati zona ini. Awalnya dia berkecepatan 0,9M, lalu dia melewati keadaan transisi yang tiba-tiba dan kecepatannya naik lebih dari kecepatan suara. Keadaan tiba-tiba ini disebut (Eng : Shock, Fr : Choc). Setelah beberapa saat, partikel ini lalu mengalami penurunan kecepatan lagi secara tiba-tiba dan keluar dari zona lokal ini.

Gambar 8

Setelah kita tambah lagi kecepatannya, zona lokal tadi pindah menuju pangkal. Namun kali ini zona lokalnya memiliki kecepatan lebih rendah dari sekelilingnya. Terbentuklah suatu shock berbentuk busur di depan profil sayap. Selain itu, terbentuk pula shock berbentuk ekor ikan di ujung akhir (Eng : Trailing Edge) namun lebih lemah dari shock busur.

Gambar 9

Setelah memasuki tahap kecepatan Supersonik, mari kita bayangkan sebuah ujung pesawat tempur berbentuk kerucut (gambar 10). Shock berbentuk busur di pangkal kerucut mendekati pangkal kerucut. Ini disebut Shock Wave atau dikenal dengan (Eng : Oblique shock wave). Perlu dicatat bahwa setelah Oblique shock, kecepatan tetap supersonik. Ada lagi istilah expansion wave, keadaan dimana terbentuk sekumpulan shock lemah yang menyebabkan tekanan turun secara bertahap.

Gambar 10

Pada kecepatan hipersonik, Oblique shock wave menjadi lebih terlekuk ke dalam dan mendekati badan kerucut. Ini terjadi pada pesawat ulang alik yang memasuki atmosfer. Jika Mach menjadi sangat tinggi, shock ini menjadi sangat tipis dan pada lapisan shock ini suhunya sangat tinggi hingga menyebabkan molekul oksigen dan nitrogen di atmosfer terpisah. Modul Apollo yang kembali dari bulan kecepatannya mencapai Mach 36.

Gambar 11

Bisa kita bayangkan apa yang terjadi jika sayap ataupun badan pesawat menyentuh shock ? tentu saja akan hancur. Gambar 12 merupakan foto simulasi terbentuknya shock pada model dari pesawat Concorde. Jejak putih adalah shock. Disini bisa kita lihat bahwa pada beberapa lekukan badan pesawat yang drastis dapat menyebabkan terbentuknya shock.

Gambar 12

Nah….sekarang anda tahu kenapa pesawat berkecepatan tinggi sayapnya lebih terlekuk ke dalam. Hal ini agar semua badan pesawat tidak melewati batas shock atau istilah teknisnya berada di dalam Cone of Mach.

Kalau dipikir lebih dalam lagi, semakin dia terlekuk ke dalam, maka kita hanya bisa membuat sayap dengan batas panjang tertentu (pendek ?). Hal ini tentunya akan mengurangi gaya angkat pesawat. Lalu apa yang kita lakukan ? tentu saja ! memperlebar sayap hingga ke belakang untuk menambah daya angkat ! Voila !

Reference :

http://www.onera.fr

http://www.centennialofflight.gov

Anderson, J.D. Fundamental of Aerodynamics. McGraw-Hill. 2007.

Thanks to Aerodynamics course in ENSAM and My professor.

Catatan : Penjelasan lebih teknis mengenai keutamaan desain sayap pesawat untuk lebih terlekuk adalah karena faktor dari vektor normal kecepatan. Terlekuknya vektor normal kecepatan yang dirasakan oleh sayap berbeda dari vektor kecepatan pesawat (arah datang aliran). Karena keadaan ini, kemiringan grafik Cl yang dirasakan sayap ikut berubah. Seorang Aerodynamicist dari Jerman merumuskan faktor koreksi sudut serang Helmbold yang diambil dari namanya. Penjelasan teknis disertai dengan kalkulus dan vektor.