aerodinamika pesawatterbang

8/2/2019 Aerodinamika PesawatTerbang

1/5

Aerodinamika PesawatTerbang

Rabu, 13 Agustus 2008 06:26:07 - oleh :lahmudinPada prinsipnya, pada

saat pesawat mengudara, terdapat 4 gaya utama yang bekerja

pada pesawat, yakni gaya dorong (thrust T), hambat (drag D), angkat

(lift L), dan berat pesawat (weight W). Pada saat pesawat sedangmenjelajah (cruise) pada kecepatan danketinggian konstan, ke-4 gaya

tersebut beradadalam kesetimbangan: T = D dan L = W.Sedangkan pada

saat pesawat take off dan landing, terjadi akselerasi dan deselerasi

yangdapat dijelaskan menggunakan Hukum II Newton (total gaya adalah

sama dengan massadikalikan dengan percepatan).Pada saat take off,

pesawat mengalami akselerasi dalam arahhorizontal dan vertikal.Pada

saat ini, L harus lebih besar dari W, demikian juga T lebih besar dari D.

Dengandemikian diperlukan daya mesin yang besar pada saat take off.Gagal take off bisadisebabkan karena kurangnya daya mesin (karena

berbagai hal: kerusakan mekanik,human error, gangguan eksternal, dsb),

ataupun gangguan pada sistem kontrol pesawat.Dibalik Terbangnya

PesawatSebagian besar pesawat komersial saat ini menggunakan mesin

turbofan. Turbofan berasal dari dua kata, yakni turbin dan fan.

Komponan fan merupakan pembeda antaramesin ini dengan turbojet.

Pada mesinturbojet, udara luar dikompresi oleh kompresor hingga

mencapai tekanan tinggi. Selanjutnya udara bertekanan tinggi tersebut

masuk kedalam ruang bakar untuk dicampurkan dengan bahan bakar

(avtur).Pembakaran udara bahan bakar tersebut akan meningkatkan

temperatur dan tekananfluida kerja. Fluida bertekanan tinggi ini

selanjutnya dilewatkanmelalui turbin dan keluar pada nosel dengan

kecepatan sangat tinggi. Perbedaan kecepatan udara masuk dan

fluidakeluar dari mesin mencitpakan gaya dorong T (Hukum III Newton:

Aksi dan Reaksi).Gaya dorong T ini dimanfaatkan untuk bergerak dalam

arahhorizontal dan sebagiandiubah oleh sayap pesawat menjadi gaya

angkat L.Fan pada mesin turbofan berfungsi memberikan tambahan lajuudara yang memasukimesin melalui bypass air. Udara segar ini akan

bertemu dengan campuran udara bahan bakar yang telah terbakar di

ujung luar mesin. Salah satu keuntungan penggunaanturbofan adalah dia

mampu meredam kebisingan suara pada turbojet. Namun karenaturbofan

memiliki susunan komponen yangrelatif kompleks, maka mesin jenis ini


2/5

sangatrentan terhadap gangguan FOD (Foreign Object Damage) dan

pembentukan es di dalammesin. Masuknya FOD (seperti burung) ke

dalam mesin bisa menyebabkan kejadian fatal pada pesawat.Sayap:

Mengubah T menjadi LHingga saat ini, setidaknya ada 3 penjelasan

yang diterima untuk fenomena munculnyagaya angkat pada sayap:prinsip Bernoulli, Hukum III Newton, dan efek Coanda. Sayap pesawat

memiliki kontur potongan melintang yang unik: airfoil. Pada airfoil,

permukaan

atas sedikit melengkung membentuk kurva cembung, sedangkan

permukaan bawah relatif datar. Bila sekelompok udara mengenai kontur

airfoil ini, maka ada kemungkinan bahwaudara bagian atas akanmemiliki kecepatan lebih tinggi dari bagian bawah: hal inidisebabkan

karena udara bagian atas harus melewati jarak yang lebih

panjang(permukaan atas airfoil adalah cembung) dibandingkan udara

bagian bawah.Prinsip Bernoulli menyatakan bahwa semakin tinggi

kecepatanfluida (untuk ketinggianyang relatif sama), maka tekanannya

akan mengecil. Dengan demikian akan terjadi perbedaan tekanan antara

udara bagian bawah dan atas sayap: hal inilah yang mencipakangaya

angkat L. Penjelasan dengan prinsip Bernoulli ini masih menuai prokontra; namun penjelasan ini pulalah yang digunakan Boeing untuk

menjelaskan prinsip gaya angkat.Penjelasan menggunakan Hukum III

Newton menekankan pada prinsip perubahanmomentum manakala udara

dibelokkan oleh bagian bawah sayap pesawat. Dari prinsipaksi ?reaksi,

muncul gaya pada bagian bawah sayap yang besarnya sama dengan

gayayang diberikan sayap untuk membelokkan udara. Sedangkan

penjelasan menggunakanefek Coanda menekankan pada beloknya

kontur udara yang mengalir di bagian atassayap. Bagian atas sayap

pesawat yang cembung memaksa udara untuk mengikuti kontur tersebut.

Pembelokan kontur udara tersebut dimungkinkan karena adanya daerah

tekananrendah pada bagian atas sayap pesawat (atau dengan penjelasan

lain: pembelokan kontur udara tersebut menciptakan daerah tekanan

rendah). Perbedaan tekanan tersebutmenciptakan perbedaan gaya yang


3/5

menimbulkan gaya angkat L. Meski belum adakonsensus resmi

mengenai mekanisme yang paling akurat untuk menjelaskan

munculnyafenomena gaya angkat, yang jelas sayap pesawat berhasil

mengubah sebagian gayadorong T mesin menjadi gaya angkat L.Kontrol

Gerak PesawatPesawat terbang memiliki kemampuan bergerak dalamtiga sumbu,yakni pitch, roll, danyaw. Gerak naik turunnya hidung

pesawat dikontrol oleh elevator, gerak naik turunnyasayap pesawat

dikontrol oleh aileron, sedangkan gerak berbelok dalam bidang

horizontaldikontrol oleh rudder yang berada di sirip (fin) pesawat. Selain

itu, dibagian belakangsayap juga terdapat flap yang berfungsi membantu

meningkatkan gaya angkat pada saattake off maupun mengurangi gaya

angkat pada saat landing (air brake). Pada saatmenjelajah (cruise) flap

ini akan masuk ke dalam sayap untuk mengurangi gaya hambatDpesawat.Kecelakaan pesawat pada saat take off : beberapa kasus

[1]Sebagian besar kecelakaan pesawat pada saat take off terjadi karena

kegagalan fungsimesin yang muncul karena berbagai sebab. Kegagalan

fungsi mesin tersebut bisadisebabkan karena kerusakan pada komponen

mesin itu sendiri, kerusakan pada daerah didekat mesin yang berimbas

pada mesin, kebocoran dan terbakarnya tanki bahan bakar,ataupun

kerusakan sistem kontrol pesawat, ataupun human error. Di bawah ini

akandiberikan gambaran kasus kecelakaan pesawat pada saat take off.

Air Florida Flight 90, Januari 13, 1982, menewaskan 78 orangAir

Florida Flight 90 menggunakan Boeing 737-222 pada saat take off dari

BandaraWashington dalam kondisi cuaca yang sangat dingin. Sesaat

setelah take off, pesawattersebut gagal untuk mencapai ketinggian, dan

jatuh di Sungai Potomac setelahsebelumnya sempat menghantam 5

kendaraan di high way. Dari penyelidikan, diduga pilot tidak

mengaktifkan sistem anti-es. Sehingga indicator EPR (Engine Pressure

Ratio)memberikan pembacaan indicator dengan kesalahan tinggi:

seharusnya untuk take off diperlukan EPR 2.04, namun karena kesalahan

indikator, mesin hanya memproduksi EPR 1.7. Pesawat memang

berhasil mengudara, namun dia gagal mendapatkan ketinggiankarena


4/5

kurangnya daya pesawat.Air France Flight 4590 (Concorde),

menewaskan 113 orangSebelum musibah ini, penerbangan Concorde

merupakan penerbangan teraman, karena belum mengalami satu pun

musibah fatal. Musibah ini ternyata mengubah perjalanan penerbangan

Concorde selanjutnya; yang mungkin diperkuat dengan berbagai faktorlain,menyebabkan penerbangan ini ditutup selamanya. Pada 25 Juli

2000, Concorde ini lepaslandas dari Bandara Internasional Charles de

Gaulle di dekat Paris.Penyelidikan atas kasus ini mengungkapkan bahwa

terdapat lempeng titanium yangterjatuh dari penerbangan sebelumnya,

yakni Continental Airlines DC 10, yang kemudianmengenai bagian roda

Concorde. Titanium tersebut mampu merobek ban Concorde,

danselanjutnya serpihan ban (4.5 kg) dengan kecepatan sangat tinggi

(300 km/jam) tersebutmenghantam bagian sayap. Rambatan tekanan dangetaran akibat benturan tersebutmengkoyakkan tanki yang berisi penuh

bahan bakar. Kedua mesin pesawat segera mati,dan Concorde jatuh

menimpa sebuah hotel. Jumlah total korban meninggal padakecelakaan

ini sebanyak 113 orang yang meliputi awak dan penumpang pesawat

sertaorang yang tertimpa pesawat.American Airlines Flight 587,

menewaskan 260 orangPada 12 November 2001, Penerbangan pesawat

Airbus A300-600 yang digunakanAmerican Airlines dengan nomor

penerbangan 587 jatuh taklama setelah take off dariBandara

Internasional John F Kennedy. Karena berdekatan waktunya

dengan tragediSeptember 11, sempat muncul dugaan bahwa "terorisme"

merupakan penyebab jatuhnya pesawat tersebut. Pesawat ini melaju di

runway yang baru saja dilalui Boeing 747.Melajunya objek sebesar

pesawat terbang dengan kecepatan tinggi tentu sajamenimbulkan

turbulensi udara yang cukup intens. Turbulensi udara tersebut

mengganggu jalannya Airbus A300-600 yang mencoba take off.Pilot

mencoba menggunakan rudder untuk mengendalikan jalannya pesawat,

namun pilotterlalu jauh menggunakan rudder tersebut dan kemudianmengkoreksinya denganmenggerakkan rudder ke arah yang berlawanan:

juga terlalu jauh. Gerakan rudder yangsangat besar dan dalam

waktu yang singkat tersebut mencipakan tegangan (stress) yangsangat

besar di bagian ekor pesawat. Pada akhirnya bagian ekor pesawat

tersebut patah,dan menyebabkan pilot kehilangan kontrol atas


5/5

pesawat.Pihak Airbus dan American Airlines saling menyalahkan:

di satu sisi American Airlines

aerodinamika pesawatterbang

Documents