Aerodinamika Pesawat ( Gaya yang mempengaruhi )

Empat Gaya Yang Terjadi Pada  Pesawat Terbang

Gaya Hambat (Air Resistance)

Drag

Drag didefinisikan sebagai komponen dari gaya aerodinamika yang sejajar dengan arah relative wind dan berlawanan arah dengan gerak maju pesawat terbang. Pada kecepatan subsonic terdapat dua jenis drag, yaitu Parasite drag dan Induced drag. Sedangkan pada kecepatan yang lebih tinggi lagi akan timbul drag yang disebut dengan shock wave drag.

     Parasite Drag

   Parasite drag terdiri dari beberapa komponen drag yang berbeda-beda, secara umum parasite drag dapat didefinisikan sebagai gaya hambat yang timbul karena faktor-faktor selain adanya wing.

Form Drag

Form drag adalah bentuk drag yang timbul karena bentuk fisik benda. Contoh form drag untuk beberapa bentuk benda dapat dilihat dibawah ini.

Bentuk Pelat datar (flat plate), terhadap arah aliran udara tegak lurus :

- koefisiennya gaya hambat yang timbul adalah 100 %

Bentuk Bola (Ball Shape)

- koefesiennya gaya hambat yang timbul adalalh 50 %

Bentuk Ellipse

- koefisiennya gaya hambat yang timbul adalah 15 %

      Bentuk Streamline

- koefisiennya gaya hambat yang timbul adalah 5 %

Bentuk streamline ini secara awam dikenal dengan istilah “bentuk aerodinamis” karena aliran udara (airflow) yang melewati permukaan benda tersebut hamper seluruhnya aliran udara yang laminar (lurus dan rata) mengikuti bentuk benda. Akibatnya adalah gaya hambat yang timbul menjadi kecil. Untuk memperkecil From drag pada pesawat terbang, maka fuselage, engine nacelle dan pod serta komponen yang berada di luar konstruksi pesawat terbang dibuat lebih streamlined.

Skin Friction Drag

Skin Friction Drag adalah gaya hambat yang timbul karena adanya pergesekan udara dengan permukaan benda. Jenis drag ini akan dipengaruhi oleh luas daerah yang di lewati oleh aliran udara. Kehalusan permukaan juga berpengaruh terhadap skin friction drag.  Untuk memperkecil skin friction drag pada pesawat terbang, maka rivet yang dipergunakan pada area yang dialiri airflow dibuat flush (rata), skin pesawat dipolish, terutama yang terbuat dari fabric serta menghilangkan alumunium oxide pada alumunium skin.

Interference Drag

Interference drag adalah gaya hambat yang disebabkan oleh adanya interferensi dari boundary-boundary layer yang berbeda dari komponen-komponen pesawat yang berbeda. Jika drag dari dua buah komponen pesawat sudah diukur tersendiri, kemudian komponen-komponen tersebut digabungkan (contoh: wing ke fuselage), maka drag yang terjadi dari gabungan dua komponen tersebut lebih besar dari jumlah drag masing-masing komponen. Hal inilah yang disebabkan oleh Interferensi dari boundary layer dua komponen tesebut. Untuk memeperkecil interference drag, maka setiap sambungan dua atau lebih komponen struktur pesawat mempergunakan fairing

Leakage Drag

Leakage drag adalah drag yang disebabkan oleh perbedaan tekanan udara di dalam dan di luar pesawat terbang. Udara yang mengalir dari dalam fuselage yang pressurized (bertekanan) melalui crack atau door seal akan menghasilkan suatu bentuk arus udara yang mempengaruhi airflow di sekeliling pesawat terbang dan mengakibatkan terjadinya drag. Pada airflow yang melalui bagian bawah wing, yang bergerak mengalir ke atas wing melalui wing attachment cracks dapat juga menyebabkan terjadinya leakage drag.

Profile Drag

Jenis lain dari parasite drag yang terjadi pada helicopter adalah profile drag. Profile drag adalah drag yang disebabkan oleh main rotor yang berputar. Drag ini harus diatasi selama rotor berputar dan dapat timbul baik pada saat helicopter dalam keadaan diam atau tidak menghasilkan lift.

Induced Drag

Induced drag adalah jenis terakhir dari drag tetapi merupakan jenis drag yang paling penting, terutama untuk diektahui oleh para penerbanga pada pesawat dengan high performance. Induced drag adalah drag yang timbul karena adanya lift (gaya angkat), karena drag ini hanya timbul jika lift dihasilkan.

Lift

Lift akan bekerja melalui centre of pressure yang tergantung pada letak sayap. Dengan demikian perancang pesawat harus berhati-hati menempatkan sayap pada posisi yang benar pada fuselage. Tetapi hal ini cukup rumit, karena kenyataannya bahwa perubahan angle of attack berarti pergeseran letak lift, dan biasanya kearah yang tidak stabil pada pesawat. Apabila angel of attack bertambah karena pitching moment di sekitar centre of pressure, akan menyebabkan pesawat nose up dan cenderung untuk bertambah besar lagi.

Weight

Gaya berat adalah gaya yang dihasilkan oleh pesawat itu sendiri. Bereaksi secara vertical kebawah melalui centre of gravity (c.g)

Weight bekerja melalui c.g yang tergantung pada berat dan letak dari masing-masing bagian pesawat di sepanjang fuselage, dan beban yang diangkut juga mempengaruhi gaya W ini. Gaya berat ini mendatangkan cukup permasalahan, karena akan terjadi pergeseran c.g, sebagai contoh :

Pada pesawat Concorde, fuelnya bergerak dari satu tangki ke tangki yang lain untuk mempertahankan c.g tersebut.

Thrust

Gaya dorong adalah gaya yang menarik pesawat secara horizontal ke arah maju pesawat (flight path) sepanjang propeller shaft atau line of thrust.

Line of Thrust dapat berada di atas dengan cara menata letak shaft propeller atau garis tengah mesin jet yang tergantung pada letak pemasangan engine, baik single maupun multi engine. Para perancang pesawat bisa memilih caranya sendiri, tetapi harus melihat masalah-masalah propeller ground clearance. Apakah juga menggangu visibility dari penerbang, dan juga menimbulkan problema baru, yaitu kapan kita bisa membuat Thrust yang bisa membelokkan pesawat secara otomatis untuk pesawat secara otomatis untuk pesawat modern.

sumber : Aerodinamika,  Wira Gautama, th____, Sekolah Tinggi Penerbangan Indonesia