Prinsip Gaya Angkat Pesawat Terbang

Para penemu pesawat, yang pertama kali menciptakan pesawat, diilhami oleh burung. Burung punya sayakkan seperti sayap burung. Kegunaan sayap pada pesawat adalah untuk membuat perbedaan ap, maka pesawat juga diberi sayap. Tapi, sayap pesawat bu badan pesawat. Kecepatan angin di atas badan pesawat lebih cepat daripada kecepatan angin di bkan berarti untuk dikepak-kepkecepatan angin di atas badan pesawat dan di bawahawah. Pada giliranya, ini akan memicu perbedaan tekanan udara di atas badan pesawat dan di bawah badan pesawat.

Tekanan udara di atas badan pesawat akan lebih kecil di bawah badan pesawat, sehingga si pesawat bisa mendongak ke atas. Selama penerbangan, ada empat gaya yang bekerja. Pertama, yaitu gaya angkat atau gaya ke atas. Kedua, gaya berat atau gaya ke bawah. Ketiga, gaya maju. Dan keempat, gaya ke belakang.

Gaya berat bekerja menarik benda kembali ke bumi. Contohnya, kalau kita lempar batu ke atas, makan akan jatuh lagi ke bawah. Sementara itu, gaya ke belakang, contohnya, kalau kita mengendarai sepeda, maka terasa ada hambatan dari depan. Nah, gaya angka dan gaya maju merupakan gaya kunci untuk penerbangan. Kedua gaya itu diperhitungkan untuk mengatasi gaya berat dan gaya ke belakang.

Gaya angkat dihasilkan oleh permukaan sayap yang dirancang agar tekanan udara di atas permukaan lebih kecil daripada di bagian bawah. Sedangkan gaya maju bekerja agar pesawat tetap berada di udara. Gaya maju ini menarik pesawat ke arah depan. Gaya maju ini diperoleh dari putaran baling-baling mesin atau dorongan mesin jet. Nah, jadi, gaya maju dan gaya angkat akan bekerja bersamaan untuk menarik pesawat ke arah depan dan meninggalkan darat.

Suatu pernyataan da Vinci yang begitu visioner adalah metode separasi. Sekitar 1500 tahun yang lalu da Vinci telah mengemukakan bahwa untuk bisa terbang cukuplah dilakukan dengan sayap tetap dan memberinya gaya dorong. Hal ini didasari dari hasil pengamatannya dari teknik burung untuk terbang. Menurutnya, sayap burung terdiri dari dua bagian yang memiliki fungsi masing-masing. Bagian pangkal sayap burung yang relatif tetap (fixed) berfungsi membangkitkan gaya angkat. Sedangkan bagian ujung sayap burung berfungsi untuk mengepak dan membangkitkan gaya dorong. Separasi gaya menjadi gaya angkat dan gaya dorong inilah yang sampai sekarang dipakai untuk menciptakan mesin terbang.

Lalu bagaimana pesawat udara dapat terbang? Adalah suatu yang salah jika kita berfikir bahwa mesin (engine) lah menyebabkan pesawat dapat terbang. Pada dasarnya, sayap lah yang memberi gaya angkat yang dibutuhkan untuk terbang, sedangkan engine hanya memberi gaya dorong (thrust) untuk bengerak maju. Jadi, kesimpulan mudahnya adalah bahwa pesawat udara (bukan pesawat antarikasa) dapat terbang karena memiliki sayap.

Pertanyaan selanjutnya, bagaimana gaya angkat (lift) dapat terbangkit di sayap? Secara mudah dapat dijelaskan bahwa gaya angkat terbangkitkan karena ada perbedaan tekanan di permukaan atas dan permukaan bawah sayap. Bentuk airfoil sayap diciptakan sedemikian rupa agar tercipta karakteristik aliran yang sesuai dengan keinginan. Singkatnya, gaya angkat akan ada jika tekanan dibawah permukaan sayap lebih tinggi dari tekanan diatas permukaan sayap. Perbedaan tekanan ini dapat terjadi karena perbedaan kecepatan aliran udara diatas dan dibawah permukaan sayap. Sesuai hukum Bernoulli semakin cepat kecepatan aliran maka tekanannya makin rendah. Besarnya gaya angkat yang dibangkitkan berbanding lurus dengan Luas permukaan sayap, kerapatan udara, kuadrat kecepatan, dan koefisien gaya angkat.

Jadi, untuk pesawat udara, engine berfungsi memberikan gaya dorong agar pesawat dapat bergerak maju. Akibat gerak maju pesawat maka terjadi gerakan relatif udara di permukaan sayap. Dengan bentuk geometri airfoil tertentu dan sudut serang sayap (angel of attack) tertentu maka akan menghasilkan suatu karakteristik aliran udara dipermukaan sayap yang kemudian akan menciptakan beda tekanan dipermukaan atas dan permukaan bawah sayap yang kemudian membangkitkan gaya angkat yang dibutuhkan untuk terbang.

Ada 4 gaya yang bekerja pada pesawat udara selama penerbangan yaitu Gaya angkat ( LIFT) atau gaya keatas, Gaya berat ( WEIGHT ) atau gaya kebawah, selanjutnya Gaya maju ( THRUST ) serta Gaya kebelakang ( DRAG ). Dua gaya berikut dapat mudah dipahami. Gaya berat ( WEIGHT ) bekerja menarik benda kembali ke bumi, sebagai contoh apabila kita melemparkan batu ke atas maka akan jatuh. Selanjutnya apabila kita mengendarai sepeda, maka terasa hambatan dari depan.

Perhatikan gambar berikut :


Sumber : Federasi Aerosport Indonesia Aeromodelling

Gaya lain yang bekerja pada pesawat selama diudara yaitu LIFT dan THRUST yang keduanya merupakan kunci untuk penerbangan. Gaya-gaya tersebut oleh para perancang pesawat diperhitungkan untuk mengatasi DRAG dan WEIGHT. Gaya angkat ( LIFT ) dihasilkan oleh permukaan sayap yang dirancang agar tekanan udara diatas permukaan lebih kecil dari bagiah bawah. Gaya-gaya lain yang bekerja untuk menjaga agar pesawat tetap berada di udara yaitu THRUST. Gaya ini menarik pesawat kearah depan, biasanya gaya ini diperoleh dari putaran baling-baling ( PROPELLER ) mesin atau dorongan mesin jet. Gaya maju ( THRUST ) dan gaya angkat ( LIFT ) akan bekerja bersamaan untuk menarik pesawat kearah depan dan meninggalkan darat.

[Source : Gudang Materi]