Prinsip Kerja Pesawat Terbang

Prinsip Kerja pesawat terbang dilandaskan oleh :

A). Bentuk Sayap Pesawat yang Berbentuk Airfoil
B). Mesin Pendorong pada Engine Pesawat
C). Bidang Kemudi yang Mengkontrol Pergerakan Pesawat Tersebut.

A). Bentuk Sayap Pesawat yang Berbentuk Airfoil

Sebuah pesawat memerlukan gaya angkat atau lift yang dibutuhkan untuk terbang. Lift dihasilkan oleh permukaan suatu sayap (wing) yang berbentuk aerofoil.Gaya angkat terjadi karena adanya aliran udara yang melewati bagian atas dan bagian bawah di sekitar aerofoil. Pada saat terbang, aliran udara yang melewati bagian atas aerofoil akan memiliki kecepatan yang lebih besar daripada kecepatan aliran udara yang melewati bagian bawah dari aerofoil.

Maka, pada permukaan bawah aerofoil akan memiliki tekanan yang lebih besar daripada permukaan di atas. Perbedaan tekanan pada bagian atas dan bawah inilah yang menyebabkan terjadinya gaya angkat atau lift pada sayap pesawat. Oleh karena tekanan berpindah dari daerah yang bertekanan besar menuju ke daerah yang bertekanan kecil, maka tekanan pada bagian bawah aerofoil akan bergerak menuju bagian atas aerofoil sehingga tercipta gaya angkat pada sayap pesawat. Gaya angkat inilah yang membuat pesawat dapat terbang dan melayang bebas di udara.

B). Mesin Pendorong pada Engine Pesawat

Untuk bergerak ke depan (baik di darat maupun di udara), pesawat memerlukan daya dorong yang di hasilkan oleh tenaga penggerak atau yang biasa disebut dengan mesin (engine). Daya dorong yang nantinya dihasilkan oleh engine ini biasa di sebut dengan thrust.

Terdapat beberapa jenis engine dari pesawat, di antaranya :

1. Piston Engine
2. Turbojet Engine
3. Turboporop Engine
4. Turbofan Engine
5. Turboshaft Engine

1. Piston Engine

Piston engine atau biasa disebut dengan mesin torak, merupakan mesin yang menggunakan piston (torak) sebagai tenaga penggerak. Piston yang bergerak naik turun dihubungkan dengan crankshaft melalui connecting rod untuk memutar propeller atau baling-baling. Piston dapat bergerak naik turun karena adanya pembakaran antara campuran udara dengan bahan bakar (fuel) di dalam ruang bakar (combustion chamber). Pembakaran di dalam combustion chamber menghasilkan expansion gas panas yang dapat menggerakkan piston bergerak naik turun.

Pesawat yang menggunakan mesin piston umumnya menggunakan propeller sebagai tenaga pendorong untuk menghasulkan thrust. Bentuk penampang dari propeller itu sendiri sama seperti sayap, yaitu juga berbentuk aerofoil. Sehingga pada saat propeller berputar maka akan menghasilkan gaya dorong atau thrust sehingga pesawat dapat bergerak ke depan. Pesawat dengan mesin piston ini merupakan jenis pesawat ringan atau biasa disebut dengan light aircraft. Pesawat ini mempunyai daya jelajah yang kecil dan ketinggian terbang yang tidak terlalu tinggi. Pada dasarnya, prinsip kerja dari semua engine pesawat sama. Yaitu memanfaatkan energi pembakaran antara campuran bahan bakar dengan udara yang menghasilkan expansion gas yang terjadi di dalam ruang bakar cc (combustion chamber).

2. Turbojet Engine

Dinamakan turbojet engine karena mesin ini menggunakan turbin dalam membangkitkan tenaga, dan jet yang artinya semburan/pancaran. Yaitu semburan hasil pembakaran di dalam cc keluar menuju turbin dan memutar turbin, lalu turbin memutar compressor dan menggerakkan komponen engine lainnya.

3. Turboprop Engine

Prinsip kerja dari Turboprop engine sama dengan proses kerja dari turbojet engine. Yang membedakannya adalah terdapat propeller pada engine ini. Propeller terhubung dengan turbin dan compressor melalui shaft.

4. Turbofan Engine

Sama dengan turboprop, prinsip kerja turbofan sama dengan turbojet engine. Perbedaannya adalah pada turbofan engine terdapat fan di depan compressor. Fan berfungsi untuk menghisap udara masuk ke dalam compressor.

5. Turboshaft Engine

Prinsip kerja dari turboshaft engine juga hampir sama deng an turbojet engine. Engine ini di gunakan pada helikopter. Pada turboshaft engine, terdapat shaft yang terhubung dengan turbin. Shaft ini menghubungkan ke main rotor atau baling-baling pada helikopter. Rotor pada helikopter mempunyai penampang berbentuk airfoil.

C). Bidang Kemudi (Flight Control Surface)

Untuk menggerakkan pesawat (berbelok, menukik, dan rolling atau berbalik), seorang pilot memerlukan bidang kendali atau control surface .

Primary control surface

Primary control surface atau bidang kendali utama adalah bidang kendali pesawat yang dapat mengatur pergerakan pesawat pada saat terbang di udara. Aileron, elevator, dan rudder merupakan bidang kendali utama pada pesawat.

• Aileron terletak pada sayap, digunakan pesawat pada saat melakukan rolling (berbalik) di udara dan pergerakannya berada pada sumbu longitudinal pesawat, aileron dikendalikan dengan menggunakan stick control yang berada pada cockpit.
• Elevator terletak pada bagian ekor (empenage) atau bagian horizontal stabilizer, digunakan pesawat untuk melakukan piching (mengangguk) dan pergerakannya pada sumbu lateral pesawat, elevator di kendalikan dengan menggunakan stick control yang berada di ruangan cockpit.
• Rudder terletak di pada bagian ekor tepatnya di bagian vertical stabilizer, di gunakan pesawat untuk melakukan yawing (berbelok) diudara dan pergerakannya pada sumbu vertical pesawat, rudder di kendalikan dengan menggunakan rudder pedal yang terletak pada ruang cockpit.

Read More

Cara Kerja Helikopter

        Helikopter adalah jenis alat transportasi udara lain selain pesawat terbang. Helikopter berasal dari bahasa yunani, yaitu Helix (spiral) dan Pteron (sayap). Mulai dikenal pada tahun 1452-an oleh Leonardo da Vinci. Helikopter termasuk jenis pesawat. Ada 3 jenis pesawat yaitu :

1. Pesawat bersayap tetap (seperti pesawat terbang pada umumnya)
2. Pesawat bersayap putar (helikopter)
3. Pesawat hybrid (campuran dari cara kerja pesawat bersayap tetap dengan pesawat bersayap putar)

        Helikopter dapat terbang dikarenakan gaya angkat yang dihasilkan dari perputaran baling-baling pada rotornya (mesin pemutar baling2 yang terdapat diatas helikopter). Baling2 tersebut mengalirkan aliran udara dari atas ke bawah. Aliran udara tersebut sangat deras sehingga mampu mengangkat helikopter yang berbobot belasan ton.

Jika pada pesawat terbang gaya angkat dihasilkan dari aliran udara yang melewati sayapnya, maka pada helikopter, fungsi sayap tersebut diganti dengan baling-baling yang berputar. Untuk mendapatkan gaya angkat, baling-baling rotor harus diarahkan pada posisi tertentu sehingga dapat membentuk sudut datang yang besar.

Penampang baling2 lebih lebar di bagian atasnya, dengan bentuk seperti itu, udara yang melewati bagian atas baling2 akan lebih cepat daripada di bagian bawah, tetapi tekanannya kecil, dan sebaliknya, udara yang mengalir di bagian bawah baling2 memiliki kecepatan yang lebih kecil, tetapi tekanannya lebih besar, aliran udara yang terjadi pada tiap baling2 menyebabkan terjadinya gaya angkat kecil, tetapi dengan perputaran baling2 yang sangat cepat akan membentuk suatu permukaan yang rata dan udara yang menekannya ke atas menimbukan tekanan besar yang akhirnya menghasilkan gaya angkat yang besar pula.

Daya angkat (lift) yang ditimbulkannya tergantung pada sudut serang (angel of attack) dan kecepatan baling-baling saat berputar.

Anti Torque

Perputaran yang terjadi pada baling2 akan menimbulkan tenaga putar (torque) pada badan helikopter, harus ada “penahan” agar badan helikopter tidak ikut berputar. Oleh karena itu haru ada Anti Torque yang berguna untuk menghilangkan atau menangkal efek putaran tersebut, gaya putarnya harus berlawanan dengan arah gaya putar baling2 pada rotor utama. Jika gaya putar baling2 utama menghasilkan gaya putar ke kanan, maka Anti Torque harus menghasilkan gaya ke kiri, begitu juga sebaliknya.

1. Tail Rotor

Anti Torque yang umum digunakan adalah dengan Tail Rotor, memberikan baling2 pada ekor helikopter. Contoh penerapan Tail Rotor ini dapat dilihat pada helikopter model : Bell 412 , AS 335 Super Puma .

2. Sistem Tandem

Selain penggunaan baling2 pada ekor, ada juga yang menggunakan Sistem Tandem, dua buah rotor berukuran sama besar ditempatkan di bagian atas depan dan di bagian atas belakang badan helikopter. Keduanya simetris namun memiliki putaran yang berlawanan arah.  Maksudnya untuk saling meniadakan efek putaran yang ditimbulkan satu sama lain, Intermesh kalau dalam bahasa kerennya . Helikopter yang menggunakan sistem ini diantaranya : Boeing CH 47 Chinook , CH 46 Sea Knight .

3. Egg Beater

Model Anti Torque yang lain adalah Egg Beater ini, dua buah baling2 yang sama besarnya diletakkan dalam satu poros, terpisah satu sama lain, yang satu diletakkan di atas rotor lainnya. Keduanya berputar berlawanan arah. Contoh penerapannnya ada pada helikopter  model : Ka-25 Kamov , Kaman HH-43 Huskie .

4. NOTAR (No Tail Rotor)

Selain ketiga cara diatas, ada juga teknik Anti Torque yang tanpa menggunakan baling2, metode ini dikenal dengan nama NOTAR (No Tail Rotor). Metode ini memanfaatkan semburan gas panas dari mesin utama yang disalurkan melalui tabung ekor, arah semburan gas berlawanan dengan arah putaran baling2. Contoh penggunaannya terdapat pada model : MD-902 Explorer .

Rotor Aktif (Tilt Rotor) dan Sayap Aktif (Tilt Wing) = Pesawat Hybrid

Aku awalnya bingung mau nulis yang satu ini, mau disebut sebagai pesawat terbang? atau helikopter? ternyata cara menyebutnya yang benar adalah Pesawat Hybrid. Ini dikarenakan dia menggunakan baling2 seperti helikopter, dan juga mempunyai  sayap seperti pesawat pada umumnya.

Prinsip kerjanya secara teknis, apabila bila rotor utama diarahkan ke atas maka gerakan vertikal yang dilakukan helikoter dapat dilakukan, sedangkan saat rotor diarahkan ke depan atau ke belakang (sebagai pendorong) maka karakter terbang seperti pesawat tetap dapat diperoleh. Gerakan rotor seperti ini tidak perlu melibatkan sayap.

Contoh pesawat hybrid ini adalah : V-22 Osprey

Bagian-bagian Helikopter

1. Main Rotor (Rotor Blade)

Rotor Blade adalah baling2 penggerak utama dan poros kendali dari sebuah helikopter yang terletak di bagian atas, rotor blade mempunyai bentuk aerofoil yang sudutnya bisa diubah-ubah dan berfungsi untuk menimbulkan gaya angkat dan gaya dorong pada helikopter. Rotor blade melekat pada main rotor dengan bantuah rotor hub.

Swash Plate mempunyai dua bagian utama utama yaitu satu pelat yang tetap (fixed) yaitu yang berwarna biru dan pelat yang berputar yang ber warna merah. Swash plate ini yang berfungsi untuk mengatur pergerakan pesawat dengan cara mengatur sudut serang udara pada rotor blade.

2. Cockpit

Cockpit adalah kabin awak/pilot yang terletak di bagian paling depan dari sebuah helikopter, dimana terdapat panel-panel dan instrumen-instrumen yang digunakan untuk mengendalikan/mengoperasikan helikopter.

3. Landing Skids

Merupakan bagian bawah helikopter yang berfungsi untuk menyangga kedudukan helikopter ketika berada di landasan. Beberapa jenis helikopter ada yang menggunakan roda sebagai Landing Skids-nya.

4. Engine

Engine merupakan komponen utama dari sebuah helikopter yang berfungsi menggerakkan semua mekanik yang ada dan tentunya memerlukan bahan bakar untuk menjalankan mesin yang disuplai dari tangki bahan bakar yang berada di bawah bagian belakang dari badan utama helikopter. Engine helikopter biasa juga disebut dengan Engine Turboshaft.

5. Tail Rotor

Terletak dibagain belakang helikopter, rotor ini adalah rotor kecil yang berputar secara vertikal dan berfungsi untuk mebelokan helikopter sesuai arah yang dinginkan dan juga sebagai Anti Torque.

6. Sayap Kecil Pada Helikopter (Canard)

Beberapa pesawat yang digunakan untuk perang dilengkapi dengan sayap kecil yang disebut Canard. Sayap ini berguna untuk meringankan beban rotor utama dan yang kedua untuk meningkatkan laju kecepatan dan memperpanjang jangkauan jelajah. Fungsi lain adalah sebagai gantungan senjata, rudal dan lain-lainnya.

Controlling

1. Collective Control

Gerakan ini berfungsi untuk menaikan dan menurunkan helikopter. Gerakan ini didapat dengan cara menaikan atau menurukan swash plate terhadap poros rotor utama tanpa mengubah sudutnya. Karena perubahan sudut serang (pitch angel) serentak atau kolektif maka gerakan naik heli akan selalu konstan terhadap putaran baling-balingnya.

2. Cyclic Control

Gerakan ini berhubungan dengan gerakan memutar dan maju. Untuk bergerak maju sudut serang blade di ubah dengan cara memiringkan swash plate. Karena sudut serang pada masing-masing blade tidak sama, maka gaya angkat pun berubah. Perbedaan gaya angkat inilah yang digunakan untuk memajukan, memundurkan, atau memutar helikopter.

3. Pedal Control

Pedal control  ini digunakan untuk mengontrol sudut serang dari tail rotor yang fungsinya untuk menggerakan hidung helikopter kekiri atau kekanan dan juga berfungsi untuk melawan torsi yang ditimbulkan oleh main rotor saat berputar.

Oya, pesawat terbang biasa juga ada yang bisa mendarat secara vertikal seperti helikopter, atau disebut dengan Vertical Take-off Landing (VTOL),  contohnya adalah : AV-8 Harrier

Naah itulah alasan kenapa helikopter bisa terbang., semoga artikel ini dapat bermanfaat bagi pembaca semuanya

Read More