Mengapa pesawat bisa terbang

Mengapa pesawat bisa terbang?

Sebelum saya menguraikan rahasia bagaimana pesawat bisa terbang, ada kalimat bagus untuk menambah semangat anda (saya harap bisa ^^).

“When everything seems to be going against you, remember that the airplane takes off against the wind, not with it !”.

Sulit sekali bagi saya mempercayai kenyataan bahwa pesawat raksasa dapat terbang. Bagaimana caranya?

He..3x Anda tidak sendirian, bahkan walaupun saya tahu sedikit soal cara kerja pesawat terbang, kekaguman saya tidak pernah surut.

Seandainya Wright bersaudara, Orville (19/08/1871 – 30/01/1912) dan Wilbur (16/04/1867 – 30/05/1912) tidak menemukan pesawat terbang seabad lampau barangkali saat ini kita butuh waktu berbulan-bulan mencapai suatu tempat di luar pulau.

Mereka memang bukan orang pertama yang membuat pesawat percobaan (eksperimental) tetapi mereka menjadi yang pertama dalam menemukan kendali pesawat yang membuat pesawat dapat terbang meski kedua sayapnya terpasang kaku tak bergerak.

Masih segar dalam ingatan saat ketika saya mendarat mulus di bandara Sultan Iskandar Muda setelah melakukan penebrangan melintas pulau Sumatera dalam sebuah Boeing 737-900ER. Setelah turun, begitu saya melihat ke atas, saya tidak habis pikir bahwa monster seberat 80Ton itu baru saja membawa saya melintasi pulau Sumatera pada ketinggian diatas 30000 kaki dari permukaan laut dengan kecepatan 829 km/jam (0,78 mach)

Sebagian besar buku panduan pelatihan pesawat terbang menyebut bahwa gaya angkat sebuah pesawat terjadi berkat prinsip Bernoulli, sesungguhnya itu bukan alasan utama sebuah pesawat terbang tetap terbang melayang di udara. Setidaknya ada 3 penjelasan yang dapat diterima munculnya gaya angkat pada sayap yaitu : Prinsip Bernoulli, Hukum III Newton tentang gerak, dan efek Coanda.

Kita akan memangil satu-persatu saksi:

Pertama, mari kita hadirkan dahulu matematikawan Swiss Daniel Bernoulli (1700 – 1782) sebagai saksi dan kita cermati penjelasan seputar teorinya, jauh sebelum manusia berhasil terbang.

Pada tahun 1738 Bernoulli menemukan bahwa sewaktu kecepatan sebuah fluida (gas atau zat cair) bertambah, tekanannya terhadap permukaan-permukaan di dekatnya berkurang.

Permukaan sebelah atas sayap pesawat terbang konvensional agak cembung ke atas, sedangkan bagian bawahnya relatif rata. Jadi, sewaktu angin berhembus melalui sayap, angin yang berhembus pada bagian atas yang cembung akan menempuh waktu lebih lama dibanding angin yang berhembus pada bagian bawah yang rata. Mereka menganggap bahwa angin yang berhembus pada kedua bagian sayap pesawat akan tiba di ujung sayap dalam waktu yang bersamaan mereka menyebutnya equal transit time assumption (waktu transit yang sama), karena bagian atas yang cembung maka angin bagian atas berhembus lebih cepat dibanding bagian bawah yang datar, oleh karena angin berhembus lebih cepat pada bagian atas maka tekanan pada sayap bagian atas berkurang sehingga menghasilkan gaya angkat (lift) pada pesawat.

Efek Bernoulli memang menyumbang sebagian gaya angkat terhadap sayap pesawat, namun kalau bekerja sendirian prinsip ini akan menyaratkan sayap yang penampangnya seperti punggung seekor paus atau pesawat yang melaju dengan kecepatan yang luar biasa tinggi.

Saya juga memperhatikan bahwa pesawat boeing 737-900ER tidak mempunyai sayap yang cembung ke atas tapi justru terlihat datar, jadi teori ini bukanlah alasan kuat kenapa pesawat dapat terbang.

Kedua, kita hadirkan Eyang Sir Isaac Newton (1642-1727) sebagai saksi ahli. Ketiga hukum Newton tentang gerak merupakan dasar yang kokoh sekali untuk pemahaman kita tentang gerak semua benda. Hukum ketiga Newton berkata: “Setiap aksi akan selalu reaksi yang sama besar dan berlawanan arah” mungkin kita sudah mendengarnya jutaan kali dan terus akan kita dengar, kecuali saya dapat merubahnya hehe..

Maka jika sayap didorong ke atas atau diangkat, pasti ada sesuatu lain yang mendorongnya kembali ke bawah, sesuatu yang lain itu adalah udara. Sayap pastilah menghembuskan angin yang sangat keras ke arah bawah dengan gaya yang setara dengan gaya angkat yang diperolehnya. Kita menyebutnya downwash.

Ketika suatu fluida mengalir disepanjang permukaan yang melengkung, fluida itu cenderung melekat ke permukaan lebih kuat dari yang kita duga. Efek ini disebut efek Coanda, karena kecenderungan melekat ini udara pada permukaan sayap mengalir mengikuti bentuk sayap tersebut, udara di atas sayap mengikuti permukaan atas sayap dan udara di bawah sayap mengikuti permukaan sayap bagian bawah.

Ketika lapisan datang dari arah depan maka udara bagian atas di paksa mengikuti permukaan sayap yang cembung sehingga di belakang sayap udara memotong kearah bawah disebut net downward direction dan menurut hukum ketiga Newton maka akibatnya sayap akan mendapatkan gaya dorong keatas yang sama besar, inilah gaya angkat yang sesungguhnya!

Anda mungkin saja berfikir bahwa gaya angkat tersebut pasti tidak seberapa mengingat yang membuatnya hanya “lapisan udara tipis”, tapi tunggu dulu! Coba renungkan lagi, pesawat ringan macam Cessna 172 yang terbang pada kecepatan 110 knot (204 km/Jam) memompakan 3-5 Ton udara ke bawah setiap detiknya. Jadi bayangkan berapa ribu ton udara yang dipompakan oleh Boeing 737.

Sayap pesawat tidak sejajar dengan tanah arahnya sedikit naik di bagian depan biasanya 4 derajat ketika pesawat sedang terbang datar akan menghasilkan tekanan udara yang lebih banyak disebelah bawah sayap ketimbang di atasnya dan ini ikut mendorong sayap ke atas. Sang pilot dapat bahkan dapat menaikkan lagi hidung pesawatnya (sudut terjang atau angle of attack) untuk mendapatkan gaya angkat yang lebih banyak dari efek tersebut.

Disini kita mengetahui ada 2 faktor yang membuat pesawat dapat terbang, pertama bentuk sayap dan kedua sudut terjang, keduanya harus di gunakan secara maksimal agar pesawat raksasa yang berat dapat dapat take off (tingal landas). Itulah sebabnya pesawat yang take off dari bandara membentuk sudut tanjak yang sangat tajam dalam hal ini sang pilot harus menaikkan sudut terjang guna mendapatkan gaya angkat tambahan dan mengingat bahan bakar masih penuh.

Sebenarnya ada satu hal lagi yang membuat saya bertanya-tanya yaitu buat apakah ujung-ujung sayap pesawat Boeing 737-900ER ditekuk sedikit ke atas???

Akhirnya saya menemukan jawaban yang membuat rasa penasaran saya sedikit terpuaskan.

Nama bagian yang ditekuk sedikit itu adalah winglet, intinya pada pesawat-pesawat keluaran baru winglet ini diharapkan dapat menghemat bahan bakar sebanyak 4%. Untuk detailnya silahkan di simak penjelasan di bawah:

Winglet berwujud seperti sirip yang dipasang tegak lurus di ujung sayap atau perpanjangan sayap yang ujungnya ditekuk ke atas, saat pesawat tinggal landas udara yang mengalir pada permukaan atas sayap akan membentuk udara (vortex), akibat bertemunya udara bertekanan tinggi di bawah sayap dengan udara bertekanan rendah di atas permukaan sayap, hal ini menyebabkan terjadinya turbulensi di ujung sayap. Pusaran itu menambah gaya hambat (drag) bagi pesawat.

Winglet bekerja seperti pisau yang mengiris gaya hambat itu, gaya hambat itu menjadi berkurang dan bahan bakar dapat dihemat 4-6% ada 3 jenis winglet : wingtip fence, blended winglet dan raked winglet. Pesawat Boeing 737-900ER menggunakan winglet jenis blended winglet yaitu berupa perpanjangan sayap dan ditekuk ke arah atas.

Dikutip dari buku : "kalo Einstein Lagi Cukuran Ngobrolin apa ya" dan dari sumber di kompas...(thx untuk yang komen sudah mengingatkan :) )...