Aerodinamika pesawat udara secara sederhana

Mengapa Pesawat Bisa Terbang ???

Aerodinamika sederhana pada Paper Plane

Banyak konsep yang bisa menjelaskan bagaimana pesawat bisa terbang, namun pada dasarnya semua terjadi karena hukum-hukum yang berlaku di alam ini. Pesawat bisa terbang karena pesawat mempunyai lifting surface, yaitu bagian dari pesawat yang dapat menghasilkan gaya angkat yang cukup untuk melawan gaya berat dari pesawat, dimana penghasil gaya angkat terbesar pada pesawat adalah sayap. Juga karena pesawat memilki gaya dorong yang cukup untuk melawan gaya hambat yang terjadi pada pesawat.

Gaya angkat terjadi jika ada udara dan ada gerakan dari pesawat. Tanpa salah satu dari kedua unsur tersebut, maka tidak ada gaya angkat. Gaya angkat terjadi ketika aliran udara melewati pesawat khusunya sayap. Disini terjadi penerapan-penerapan hukum alam. Yang pertama adalah ada yang disebut sebagai kondisi kutta, yaitu aliran udara yang lepas pada trailing edge (ujung paling belakang dari sayap) terjadi secara smooth. Maksudnya adalah partkel-partikel udara yang berpisah ketika di leading edge (bagan paling depan dari sayap) maka akan betemu lagi di trailing edge. Partikel udara yang berpasangan harus bertemu lagi di trailing edge secara bersamaan. Maka waktu yang ditempuh kedua partikel udara tersebut adalah sama dari leading edge ke trailing edge. Tetapi dengan panjang lintasan yang berbeda, yaitu jika kita membuat lintasan yang ditempuh partikel aliran udara pada bagian atas sayap lebih panjang dibandingkan dengan bagian bawah sayap, maka partikel udara bagian atas sayap akan bergerak lebih cepat dibandingkan dengan bagian bawah sayap.

Sesuai dengan hukum bernouli yaitu tekanan statik akan berbanding terbalik dengan kecepatan. Sehingga tekanan pada bagian bawah sayap akan lebih besar dibandingkan dengan permukaan atas sayap. Kemudian selisih tekanannya di integrasikan dan dikalikan dengan luas permukaan sayap. Itulah yang disebut dengan resultan gaya aerodinamika. Komponen normal dari resultan gaya aerodinamika ini disebut sebagai gaya angkat dan yang tegak lurus dengan gaya angkat disebut sebagai gaya hambat.

Jika kita melihat lebih dalam lagi mengenai gaya angkat, dapat dijelaskan sebagai berikut. Ketika aliran udara bertemu kembali bersamaan di trailing edge, namun karena sudut datang dari aliran atas sayap dan bawah sayap berbeda, biasanya aliran dari atas sayap mengarah agak ke bawah karena permukaan sayap itu melengkung, dan bagian bawah mengarah agak ke atas. Maka setelah lepas dari trailing edge akan terbentuk starting vortex (pusaran), sesuai dengan kekekalan momentum, maka akan terbantuk lagi vortex yang arahnya berlawanan dengan starting vortex yang melekat pada permukaan sayap. Dimana vortex ini pada bagian bawah sayap akan memperlambat laju partikel udara dan di bagian atas sayap akan mempercepat. Itu karena vortex bergerak dalam permukaan sayap yang arahnya berlawanan dengan arah aliran udara pada bagian bawah sayap dan searah dengan aliran pada bagian atas sayap. Maka kecepatan partikel udara permukaan atas sayap menjadi lebih cepat dibandingkan dengan permukaan bawah sayap. Maka tekanan udara di bawah sayap menjadi lebih besar dibandingkan permukaan bawah sayap.