Gaya Angkat Pesawat Terbang

23,580 views

Published on

Fisika

Published in: Education, Technology, Business
4 Comments
10 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
23,580
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
39
Actions
Shares
0
Downloads
1,013
Comments
4
Likes
10
Embeds 0
No embeds

No notes for slide
  • Jenis-jenis PesawatBerdasarkan desain-Balon udara-Kapal udara-Pesawat bersayap tetap-Pesawat bersayap satu-Pesawat bersayap delta-Pesawat bersayap lipatSayap terbang-Pesawat bersayap dua-Pesawat bersayap tiga-Pesawat sayap berputar-Helikopter-AutogiroBerdasarkan propulsiPesawat terbang layang (Glider)Pesawat bermesin pistonPesawat bermesin turbo propelerPesawat bermesin turbojetPesawat bermesin turbofanPesawat bermesin ramjetBerdasarkan penggunaanPesawat eksperimentalPesawat penumpang sipilPesawat angkutPesawat militer
  • THRUSTSebelum pesawat mulai bergerak, thrust harus digunakan. Pesawat akan tetap bergerak dan bertambah kecepatannya sampai thrust dan drag menjadi sama besar. Untuk menjaga kecepatan yang tetap maka thrust dan drag harus tetap sama, seperti halnya lift dan weight harus sama untuk mempertahankan ketinggian yang tetap dari pesawat. Jika dalam penerbangan yang datar (level), gaya thrust dikurangi, maka pesawat akan melambat. Selama thrust lebih kecil dari drag, maka pesawat akan terus melambat sampai kecepatan pesawat (airspeed) tidak sanggup lagi menahan pesawat di udara. Sebaliknya jika tenaga mesin ditambah, thrust akan menjadi lebih besar dari drag, pesawat terus menambah kecepatannya. Ketika drag sama dengan thrust, pesawat akan terbang dengan kecepatan yang tetap.Terbang straight dan level (lurus dan datar) dapat dipertahankan mulai dari terbang dengan kecepatan rendah sampai dengan kecepatan tinggi. Penerbang harus mengatur angle of attack dan thrust dalam semua jangkauan kecepatan (speed regim) jika pesawat harus ditahan di ketinggian tertentu (level flight).Angle of attack dalam kecepatan yang berbedaSecara kasar jangkauan kecepatan ini dapat dikelompokkan dalam 3 daerah (regim), kecepatan rendah (low-speed), menjelajah (cruising flight), dan kecepatan tinggi (high-speed).Angle of attack haruslah cukup tinggi untuk menambah gaya angkat ketika kecepatannya rendah jika keseimbangan antara gaya angkat dan gaya berat harus dipertahankan. Gambar di bawah.Jika thrust dikurangi dan kecepatan berkurang maka gaya angkat akan lebih kecil dari berat/weight dan pesawat akan mulai turun dari ketinggiannya. Untuk menjaga ketinggian penerbang dapat menambah angle of attack sebesar yang diperlukan untuk menghasilkan gaya angkat yang sama dengan berat/weight dari pesawat, dan waktu pesawat mulai terbang lebih lambat pesawat akan mempertahankan ketinggiannya jika penerbang memberikan thrust dan angle of attack yang sesuai.Ada keadaan menarik dalam penerbangan straight & level dalam kecepatan rendah,-relatif terhadap equilibrium gaya-gaya-, dengan keadaan hidung pesawat yang lebih tinggi, ada komponen vertikal dari thrust yang membantu mendukung pesawat. Untuk satu hal, beban di sayap cenderung untuk kurang dari yang diperkirakan. Kebanyakan penerbang akan mengetahui pesawat akan stall, -jika keadaan gaya yang lain adalah sama-, pada saat kecepatannya menjadi lebih rendah biarpun dengan power on (tenaga mesin) dibandingkan dengan power off (tenaga mesin idle)(Aliran udara melalui sayap dari baling-baling juga membantu). Bagaimanapun jika analisa kita hanya dibatasi dengan 4 gaya pada definisi umum yang “biasa”, seseorang bisa mengatakan bahwa pada straight & level slow speed, thrust adalah sama dengan drag dan lift sama dengan weight.Pada waktu straight & level flight ketika thrust ditambahkan dan kecepatan bertambah, maka angle of attack harus dikurangi. Karena itu, jika perubahan dilakukan dengan kordinasi yang benar, maka pesawat akan tetap berada di ketinggian yang sama, tapi dengan kecepatan yang lebih besar jika hubungan antara thrust dan angle of attack disesuaikan.Jika angle of attack tidak disesuaikan (dikurangi) dengan pertambahan thrust maka pesawat akan mendaki (climb). Tapi dengan mengurangi angle of attack, lift berubah, membuatnya sama dengan weight, dan jika dikerjakan dengan benar maka pesawat akan tetap dalam level flight (tidak mengubah ketinggian). Penerbangan yang datar (level flight) dengan sudut angle of attack yang sedikit negatif adalah mungkin dalam kecepatan yang sangat tinggi. Ini buktinya, bahwa level flight dapat dilakukan dengan berapa pun angle of attack di antara sudut stall dan sudut yang relatif negatif pada kecepatan yang sangat tinggi.DRAGDrag atau hambatan dalam penerbangan terdiri dari dua jenis: parasite drag dan induced drag. Yang pertama disebut parasite drag karena tidak ada fungsinya sama sekali untuk membantu pesawat untuk dapat terbang, sedangkan yang kedua disebut induced karena dihasilkan atau terbuat dari hasil kerja sayap yang membuat gaya angkat (lift).Parasite drag sendiri terdiri dari dua komponen1.form drag, yang terjadi karena gangguan pada aliran udara melalui badan pesawat, dan2.skin friction, hambatan dari gesekan dengan kulit pesawat.Dari kedua jenis parasite drag, form drag adalah yang paling mudah untuk dikurangi pada waktu merancang sebuah pesawat. Secara umum, makin streamline bentuk pesawat maka akan menghasilkan bentuk yang mengurangi parasite drag.Skin friction adalah jenis parasite drag yang paling sullit untuk dikurangi. Tidak ada permukaan yang halus secara sempurna. Bahkan permukaan yang dibuat dengan mesin pada waktu diperiksa menggunakan alat/kaca pembesar, mempunyai permukaan kasar yang tidak rata. Permukaan yang kasar ini akan membelokkan aliran streamline udara pada permukaan, menghasilkan hamatan pada aliran yang lancar. Skin friction ini bisa dikurangi dengan memakai cat/finish glossy yang rata dan mengurangi kepala rivet yang menyembul keluar, permukaan yang kasar dan tidak rata.Ada satu lagi elemen yang harus ditambahkan pada waktu membahas tentang parasite drag waktu merancang pesawat. Parasite drag menggabungkan efek dari form drag dan skin friction. Gabungan ini disebut interference drag. Jika dua benda diletakkan bersebelahan, maka turbulensi yang terjadi bisa mencapai 50-200 persen lebih besar dibandingkan jika kedua benda tersebut ditest secara terpisah.Tiga elemen ini, form drag, skin friction dan interference drag semua dihitung untuk menentukan parasite drag pada sebuah pesawat.Bentuk sebuah objek adalah faktor yang penting dalam parasite drag. Juga, Indicated Airspeed (kecepatan yang ditunjukkan oleh indikator) adalah sama pentingnya ketika kita berbicara tentang parasite drag.Drag pada sebuah objek yang berdiri pada posisi yang tetap, relatif terhadap aliran udara yang diberikan, akan bertambah secara kuadrat dari kecepatan udaranya. Menambah kecepatan dua kali akan menambah drag empat kali, menambah kecepatan tiga kali akan menambah drag sembilan kali. Hubungan ini hanya berlaku pada kecepatan subsonik, di bawah kecepatan suara. Pada kecepatan yang sangat tinggi, rasio profil drag yang biasanya bertambah sejalan dengan pertambahan kecepatan, ternyata akan bertambah dengan lebih cepat lagi.Jenis dasar kedua dari drag adalah induced drag. Seperti kita ketahui dalam fisika bahwa tidak ada sistem mekanik yang bisa 100 persen efisien. Maksudnya, apapun bentuknya dari sebuah sistem, maka sebuah usaha akan memerlukan usaha tambahan yang akan diserap atau hilang dalam sistem tersebut. Makin efisien sebuah sistem, makin sedikit kehilangan usaha ini.Sifat aerodinamik sayap dalam penerbangan yang datar menghasilkan gaya angkat yang dibutuhkan, tapi ini hanya bisa didapat dengan beberapa penalti yang harus dibayar, yaitu induced drag. Induced drag pasti ada ketika sayap menghasilkan gaya angkat dan faktanya jenis drag ini tidak bisa dipisahkan dari produksi gaya angkat. Konsekwensinya, drag ini selalu muncul pada saat gaya angkat dihasilkan. Sayap pesawat menghasilkan gaya angkat dengan menggunakan energi dari aliran udara bebas. Ketika menghasilkan gaya angkat, tekanan di permukaan bawah sayap lebih besar dari di permukaan atas. Hasilnya udara akan cenderung untuk mengalir dari dari daerah tekanan tinggi dari ujung sayap (wingtip) ke tengah kepada daerah tekanan rendah di atas sayap. Di sekitar ujung sayap ada kecenderungan tekanan-tekanan ini untuk menjadi seimbang, sama kuat, menghasilkan aliran lateral keluar dari bagian bawah ke bagian atas sayap. Aliran lateral ini membuat kecepatan yang berputar ke udara di ujung sayap dan mengalir ke belakang sayap. Maka aliran di sekitar ujung sayap akan berbentuk dua vortex yang mengalir (trailing) di belakang pada waktu sayap bergerak maju.Ketika pesawat dilihat dari ekornya, votex-vortex ini akan bersirkulasi kebalikan arah jarum jam di sekitar ujung sayap kanan dan searah jarum jam di ujung sayap kiri.Harus diingat arah dari putaran vortex-vortex ini yang bisa dilihat bahwa mereka menghasilkan aliran udara ke atas setelah melewati ujung sayap, dan aliran udara ke bawah di belakang trailing edge dari sayap. Aliran udara ke bawah ini sama sekali tidak dibutuhkan untuk menghasilkan gaya angkat. Inilah sumber induced drag. Makin besar ukuran dan kekuatan vortex-vortex ini dan pada gilirannya komponen aliran udara ke bawah dari aliran udara yang melewati sayap, makin besar efek dari induced drag. Aliran udara ke bawah di atas ujung sayap ini mempunyai efek yang sama dengan membelokkan vektor gaya angkat ke belakang; karena itu gaya angkat akan agak berbelok ke belakang sejajar dengan arah udara (relatif wind) dan menghasilkan komponen lift yang arahnya ke belakang. Inilah induced drag.Juga harus diingat untuk membuat tekanan negatif yang lebih besar di atas sayap, ujung depan sayap dapat diangkat untuk mendapatkan angle of attack yang lebih besar. Juga jika sebuah sayap yang asimetri mempunyai angle of attack nol, maka tidak akan ada perbedaan tekanan dan tidak ada aliran udara ke bawah, maka tidak ada induced drag. Pada kasus apapun, jika angle of attack bertambah maka induced drag akan bertambah secara proporsional.Vortex di ujung sayap (wingtip vortex)Cara lain untuk menyatakan hal ini, makin kecil kecepatan pesawat makin besar angle of attack yang dibutuhkan untuk menghasilkan gaya angkat yang sama dengan berat pesawat dan konsekwensinya makin besar induced drag ini. Besarnya induced drag ini bervariasi berbanding terbalik dengan kuadrat kecepatan pesawat.Dari diskusi ini, dapat diketahui parasite drag bertambah sebanding dengan kecepatan kuadrat, dan induced drag bervariasi berbanding terbalik dengan kuadrat kecepatan pesawat. Dapat dilihat pula bahwa jika kecepatan berkurang mendekati kecepatan stall, total drag akan menjadi besar sekali karena induced drag naik secara tajam. Sama juga bila pesawat mendekati kecepatan maksimumnya, total drag akan menjadi besar karena parasite drag naik secara tajam. Seperti pada gambar berikut, pada beberapa kecepatan total drag menjadi maksimum. Hal ini sangat penting untuk mendapatkan maksimum ketahanan dan jarak tempuh pesawat udara. Pada saat drag pada besaran minimumnya, tenaga yang dibutuhkan untuk melawan drag juga minimum.Untuk mengerti efek dari lift dan drag di sebuah pesawat udara pada sebuah penerbangan keduanya harus digabungkan dan rasio lift/drag harus diperhatikan.Dengan data-data lift dan drag yang tersedia pada bermacam-macam kecepatan pada saat pesawat terbang datar dan tidak berakselerasi, proporsi CL (Coefficient of Lift) dan CD (Coefficient of Drag) dapat dihitung pada setiap angle of attack tertentu. Hasil plotting untuk rasio lift/drag (L/D) pada angle of attack tertentu menunjukkan bahwa L/D bertambah ke maksimum kemudian berkurang pada koefisien lift dan angle of attack yang lebih besar seperti terlihat pada gambar. Perhatikan bahwa maksimum rasio lift/drag (L/D max) terjadi pada angle of attack dan koefisien yang tertentu. Jika pesawat beroperasi pada penerbangan yang stabil pada L/D max, maka total drag adalah minimum. Angle of attack apapun yang lebih kecil atau lebih besar dari yang ada di L/D max akan mengurangi rasio lift/drag dan konsekwensinya menambah total drag dari gaya angkat yang diberikan pada pesawat.Lokasi dari center of gravity (CG) ditentukan oleh rancangan umum pada masing-masing jenis pesawat. Perancang pesawat menentukan sejauh apa center of pressure (CP) akan bergerak. Kemudian mereka akan menentukan center of gravity di depan center of pressure (CP) untuk kecepatan penerbangan yang terkait untuk membuat momen yang cukup untuk mempertahankan equilibrium penerbangan. Konfigurasi dari pesawat juga mempunyai efek yang besar pada rasio lift/drag.Sebuah pesawat layang dengan kinerja yang tinggi mungkin mempunyai rasio lift/drag yang sangat besar. Pesawat tempur supersonik mungkin punya lift/drag yang kecil pada penerbangan subsonik tapi yang menyebabkan hal ini adalah konfigurasi pesawat yang dibutuhkan pada saat terbang supersonik (dan L/D yang besar pada saat terbang dengan Mach number yang tinggi).WEIGHTGravitasi adalah gaya tarik yang menarik semua benda ke pusat bumi. Center of gravity(CG) bisa dikatakan sebagai titik di mana semua berat pesawat terpusat. Pesawat akan seimbang di keadaan/attitude apapun jika pesawat terbang ditahan tepat di titik center of gravity. Center of gravity juga adalah sesuatu yang sangat penting karena posisinya sangat berpengaruh pada kestabilan sebuah pesawat terbang.Posisi dari center of gravity ditentukan oleh rancangan umum dari setiap pesawat terbang. Perancang pesawat menentukan seberapa jauh center of pressure (CP) akan berpindah. Kemudian mereka akan menjadikan titik center of gravity di depan center of pressure untuk kecepatan tertentu dari pesawat untuk mendapatkan kemampuan yang cukup untuk mengembalikan keadaan penerbangan yang equilibrium.Weight mempunyai hubungan yang tetap dengan lift, dan thrust bersama drag. Hubungannya sederhana, tapi penting untuk mengerti aerodinamika penerbangan. Lift adalah gaya ke atas pada sayap yang beraksi tegak lurus pada arah angin relatif (relatif wind). Lift diperlukan untuk meniadakan berat pesawat (weight, yang disebabkan oleh gaya tarik bumi yang beraksi pada massa pesawat). Gaya berat (weight) ini beraksi ke bawah melalui center of gravity pesawat. Pada penerbangan yang datar dan stabil, ketika gaya angkat sama dengan weight, maka pesawat dalam keadaan equilibrium dan tidak mendapatkan atau mkehilangan ketinggian.Jika lift berkurang dibandingkan dengan weight maka pesawat akan kehilangan ketinggian. Ketika lift lebih besar dari weight maka ketinggian pesawat akan bertambah.LIFTPenerbang dapat mengendalikan lift. Jika penerbang menggerakkan roda kemudi ke depan atau belakang, maka angle of attack akan berubah. Jika angle of attack bertambah maka lift akan bertambah (jika faktor lain tetap konstan). Ketika pesawat mencapai angle of attack yang maksimum, maka lift akan hilang dengan cepat. Ini yang disebut dengan stalling angle of attack atau burble point.Sebelum melangkah lebih lanjut dengan lift dan bagaimana lift bisa dikendalikan, kita harus menyelipkan tentang kecepatan. Bentuk dari sayap tidak bisa efektif kecuali sayap terus menerus “menyerang” udara baru. Jika pesawat harus tetap melayang, maka pesawat itu harus tetap bergerak. Lift sebanding dengan kuadrat dari kecepatan pesawat. Sebagai contoh, jika sebuah pesawat bergerak pada kecepatan 200 knots mempunyai lift empat kali lipat jika pesawat tersebut terbang pada kecepatan 100 knots, dengan syarat angle of attack dan faktor lain tetap konstan.Dalam keadaan sebenarnya, pesawat tidak dapat terus menerus bergerak secara datar di sebuah ketinggian dan menjaga angle of attack yang sama jika kecepatan ditambah. Lift akan bertambah dan pesawat akan menanjak sebagai hasil dari pertambahan gaya angkat. Untuk menjaga agar lift dan weight menjadi sama, dan menjaga pesawat dalam keadaan lurus dan datar (straight and level) dalam keadaan equilibrium maka lift harus dikurangi pada saat kecepatannya ditambah. Normalnya hal ini dilakukan dengan mengurangi angle of attack, yaitu menurunkan hidung pesawat.Sebaliknya, pada waktu pesawat dilambatkan, kecepatan yang berkurang membutuhkan pertambahan angle of attack untuk menjaga lift yang cukup untuk menahan pesawat. Ada batasan sebanyak apa angle of attack bisa ditambah untuk menghindari stall.Kesimpulannya, bahwa untuk setiap angle of attack ada kecepatan/indicated airspeed tertentu untuk menjaga ketinggian dalam penerbangan yang mantap/steady, tidak berakselerasi pada saat semua faktor dalam keadaan konstan. (Ingat bahwa ini hanya benar pada saat terbang dengan mempertahankan ketinggian “level flight”)Karena sebuah airfoil akan selalu stall pada angle of attack yang sama, jika berat ditambahkan maka lift harus ditambah dan satu-satunya metode untuk melakukannya adalah dengan menaikkan kecepatan jika angle of attack ditahan pada nilai tertentu tepat di bawah “critical”/stalling angle of attack.Lift dan drag juga berubah-ubah sesuai dengan kerapatan udara (density). Kerapatan udara dipengaruhi oleh beberapa faktor: tekanan, suhu, dan kelembaban. Ingat, pada ketinggian 18000 kaki, kerapatan udara hanyalah setengah dari kerapatan udara di permukaan laut. Jadi untuk menjaga lift di ketinggian yang lebih tinggi sebuah pesawat harus terbang dengan kecepatan sebenarnya (true airspeed) yang lebih tinggi pada nilai angle of attack berapa pun.Lebih jauh lagi, udara yang lebih hangat akan kurang kerapatannya dibandingkan dengan udara dingin, dan udara lembab akan kurang kerapatannya dibandingkan dengan udara kering. Maka pada waktu udara panas dan lembab (humid) sebuah pesawat harus terbang dengan true airspeed yang lebih besar dengan angle of attack tertentu yang diberikan dibandingkan dengan terbang pada waktu udara dingin dan kering.Jika faktor kerapatan berkurang dan total lift harus sama dengan total weight pada penerbangan tersebut, maka salah satu faktor harus ditambahkan. Faktor yang biasanya ditambahkan adalah kecepatan atau angle of attack, karena dua hal ini dapat dikendalikan langsung oleh penerbang.Harus disadari juga bahwa lift berubah langsung terhadap wing area/lebar sayap, asal tidak ada perubahan pada bentuk luas sayap/planform. Jika sayap memiliki proporsi yang sama dan bagian airfoil, sebuah sayap dengan luas 200 kaki persegi membuat lift dua kali pada angle of attack yang sama dibandingkan dengan sayap yang memiliki luas 100 kaki persegi.Seperti dapat dilihat dua faktor utama dari cara pandang penerbang yang dapat dikendalikan langsung dan akurat adalah lift dan kecepatan.Tentu penerbang juga dapat mengatur kerapatan udara dengan mengubah ketinggian terbang dan dapat mengendalikan luas sayap jika pesawat memiliki flaps dengan tipe yang dapat memperluas sayap. Tapi pada situasi umumnya, penerbang hanya mengendalikan lift dan kecepatan untuk menggerakkan pesawat. Cntohnya pada penerbangan straight & level, menjelajah pada ketinggian yang tetap, ketinggian dijaga dengan mengatur lift untuk mencocokkannya dengan kecepatan pesawat atau kecepatan jelajah, ketika menjaga keadaan equilibrium sewaktu lift sama dengan weight. Pada waktu melakukan approach untuk mendarat dan penerbang ingin mendapatkan kecepatan yang selambat mungkin, maka perlu untuk menambahkan lift ke maksimum untuk menjaga lift sama dengan weight dari pesawat tersebut. 
  • Karena sisi sayap bagian atas lebih panjang daripada sisi sayap bagian bawah (karena kelengkungan permukaan sayap di bagian atas), maka udara yang mengalir lebih cepat di bagian atas daripada di bagian bawah. Perbedaan kecepatan udara itulah yang menyebabkan pesawat dapat terbang
  • Gaya Angkat Pesawat Terbang

    1. 1. Fisika(Gaya Angkat pada Pesawat terbang) Nabila Arifannisa XII IPA 4
    2. 2. Asal Mula Pesawat TerbangPesawat terbang yang lebih berat dari udara diterbangkan pertama kali oleh WrightBersaudara (Orville Wright dan Wilbur Wright) dengan menggunakan pesawat rancangan sendiriyang dinamakan Flyer yang diluncurkan pada tahun 1903 di Amerika Serikat. Selain Wrightbersaudara, tercatat beberapa penemu pesawat lain yang menemukan pesawat terbang antaralain Samuel F Cody yang melakukan aksinya di lapangan Fanborough, Inggris tahun 1910.Sedangkan untuk pesawat yang lebih ringan dari udara sudah terbang jauh sebelumnya.Penerbangan pertama kalinya dengan menggunakan balon udara panas yang ditemukan seorangberkebangsaaan Perancis bernama Joseph Montgolfier dan Etiene Montgolfier terjadi padatahun 1782, kemudian disempurnakan seorang Jerman yang bernama Ferdinand vonZeppelindengan memodifikasi balon berbentuk cerutu yang digunakan untuk membawapenumpang dan barang pada tahun 1900. Pada tahun tahun berikutnya balon Zeppelin mengusaipengangkutan udara sampai musibah kapal Zeppelin pada perjalanan trans-Atlantik di NewJersey 1936yang menandai berakhirnya era Zeppelin meskipun masih dipakai menjelang PerangDunia II. Setelah zaman Wright, pesawat terbang banyak mengalami modifikasi baik dari rancang bangun,bentuk dan mesin pesawat untuk memenuhi kebutuhan transportasi udara.Pesawat komersial yanglebih besar dibuat pada tahun 1949 bernama Bristol Brabazon.Sampai sekarang pesawatpenumpang terbesar di dunia di buat oleh airbus industrie dari eropa dengan pesawat A380.
    3. 3. Jenis-jenis Mesin Pesawat
    4. 4. 1 . TURBOPROP ENGINEPada awal perkembangan engine, umumnya pesawat komersial menggunakan sistem penggerak turbopropeller atau yang biasa disebut dengan turboprop. Jenis turbo prop memiliki system tidak jauh berbedadengan turbo jet, akan tetapi energy ( thrust ) dihasilkan oleh putaran propeller sebesar 85 %, dimanaputaran propeller ini digerakkan oleh turbin yang menerima expansi energy dari hasil pembakaran, sisanya 15% menjadi exhaust jet thrust (hot gas).Turboprop engine lebih efisien dari pada turbojet, dirancang untuk terbang dengan kecepatan di bawahsekitar 800 km / h (500 mph). Contoh mesin turboprop yang populer antara lain mesin Roll-Royce Dart yangdipakai pada pesawat British Aerospace , Fokker 27 dll
    5. 5. 2. TURBOJET ENGINEPengembangan mesin penggerak pesawat(Engine) mengalami kemajuan sangat pesatdengan dikembangkannya mesin jenis turbojet, di mana propeller yang berfungsi untukmenghisap udara dan menghasilkan gayadorong digantikan dengan kompresorbertekanan tinggi yang tertutup casing, mesinmenyatu dengan ruang bakar dan turbinengine. Dari gambar di bawah terlihat bagian-bagian dari mesin turbo jet, yang terdiri dari airinlet (saluran udara), sirip compressor rotordan stator, saluran bahan bakar (Fuelinlet), ruang pembakaran (combusterchamber), turbin dan saluran gas buang(exhaust). Tenaga gaya dorong ( Thrust ) 100 %di hasilkan oleh exhaust jet thrust.Mesin turbojet adalah mesin jet yang palingsederhana, biasanya dipakai untuk pesawat-pesawat berkecepatan tinggi. Contoh darimesin ini adalah mesin Roll-Royce Olypus 593yang digunakan untuk pesawat Concorde. Jenislain adalah mesin Marine Olympus yangmemiliki kekuatan 28.000 hp (daya kuda atausetara dengan 21 MW) yang digunakan untukmenggerakkan kapal perang modern denganbobot mati 20.000 ton dengan operasiberkecepatan tinggi.
    6. 6. 3. TURBOFAN ENGINE Turbo Fan adalah jenis engine yang termodern sa’at ini yang menggabungkan tekhnologi Turbo Prop dan Turbo Jet. Mesin ini sebenarnya adalah sebuah mesin by-pass dimana sebagian dari udara dipadatkan dan disalurkan ke ruang pembakaran, sementara sisanya dengan kepadatan rendah disalurkan sekeliling bagian luar ruang pembakaran ( by-pass ). Sekaligus udara tersebut berfungsi untuk mendinginkan engine. Tenaga gaya dorong ( Thrust ) terbesar dihasilkan oleh FAN ( baling-baling/blade paling depan yang berukuran panjang ), menghasilkan thrust sebesar 80 % (secondary airflow), dan sisanya 20 % menjadi exhaust jet thrust (hot gas). Sepintas mesin turbo fan ini mirip turbo prop, namun baling-baling depan dari turbo fan memiliki ruang penutup ( Casing / Fan case ). Mesin / engine yang menggunakan type ini contohnya adalah mesin RB211 yang digunakan pada pesawat Boeing B 747 dan GE CF6-80C2 yang digunakan pada pesawat DC 10 serta P&W JT 9D SERIES . Mesin lain yang menggunakan jenis mesin turbofan adalah Roll-Royce Tay pada pesawat Fokker F-100 (yang dijuluki mesin fanjet), mesin Adour Mk871 yang digunakan pada pesawat tempur type Hawk Mk 100/200 pesawat tempur Jaguar dan Mitshubishi F-1 yang digunakan AU Jepang. Kemudian mesin high by-pass turbofan ini diterapkan juga pada mesin CFM56-5C2 yang dipakai oleh pesawat AIRBUS A340 dan mesin CFM56-3 yang dipakai pada Boeing B-737 serie 300, 400 dan 500 yang merupakan produk bersama antara GE dengan SNECMA dari Perancis. Pada pesawat militer, mesin turbofan yang diterapkan antara lain pada mesin TF39-1C yang dipakai pada pesawat angkut raksasa C-5GALAXI, kemudian GE F110 yang dipakai pada F-16.
    7. 7. 4. RAMJET ENGINERamjet merupakan suatu jenis mesin (engine) dimana apabila campuran bahan bakar dan udara yang dipercikkan apiakan terjadi suatu ledakan, dan apabila ledakan tersebut terjadi secara kontinyu maka akan menghasilkan suatudorongan (Thrust). Mesin Ramjet terbagi atas empat bagian, yaitu: saluran masuk (nosel divergen) bagian untukaliran udara masuk, ruang campuran merupakan ruang campuran antara udara dan bahan bakar supaya bercampursecara sempurna, combustor merupakan ruang pembakaran yang dilengkapi dengan membran,yang mana berfungsiuntuk mencegah tekanan balik, saluran keluar (nosel konvergen) yang berfungsi untuk memfokuskan aliranthrust, menahan panas dan meningkatkan suhu pada combustor.Technology ram jet ini umumnya dikembangkan pada roket / pesawat ulang alik. Pesawat tanpa awak X-43A inimemanfaatkan mesin scramjet yang di masa mendatang akan dipakai juga pada pesawat ulang alik. Adapunkeistimewaan dari x-434 ini adalah digunakannya mesin scramjet (supersonic combustible ramjet). Scramjetmenggunakan teknologi baru yang membakar hidrogen bersama dengan oksigen yang diambil dari udara. Oksigentersebut dihisap dan dipancarkan lagi dengan kecepatan sangat tinggi.
    8. 8. 5. TURBOSHAFT ENGINEMesin Turboshaft sebenarnya adalah mesin turboprop tanpa baling-baling. Power turbin-nya dihubungkanlangsung dengan REDUCTION GEARBOX atau ke sebuah shaft (sumbu) sehingga tenaganya diukur dalam shafthorsepower (shp) atau kilowatt (kW).Jenis mesin ini umumnya digunakan untuk menggerakkan helikopter , yakni menggerakan rotor utama maupunrotor ekor (tail rotor) selain itu juga digunakan dalam sektor industri dan maritim termasuk untuk pembangkitlistrik, stasiun pompa gas dan minyak, hovercraft , dan kapal .Contoh mesin ini adalah GEM/RR 1004 bertenaga 900 shp yang diterapkan pada helikopter type Lynx dan mesinGnome 1.660 shp (1.238 kW) pada helicopter Sea King. Sedangkan versi Industri lain adalah mesin pembangkitlistrik 25-30 MW Roll-Royce RB 211 dengan 35.000-40.000 shp.
    9. 9. Pesawat Terbang Kenapa Pesawat bisa terbang ? Mungkin Anda pernah berfikir dan bertanya padadiri Anda maupun bertanya pada orang lain“Mengapa pesawat bisa terbang?”Logikanya, pesawat terbang mempunyai massa yangsangat berat, tapi kenapa pesawat bisa terbaringtinggi melayang di udara?Apakah karena sesuai namanya, makanya bisaterbang?Untuk menjawab pertanyaan tersebut, silakan Andasimak beberapa alasan, dasar-dasar serta teorimengapa pesawat bisa terbang.
    10. 10. Pesawat bisa terbang karena adamomentum dari doronganhorizontal mesin pesawat (Engine),kemudian dorongan enginetersebut akan menimbulkanperbedaan kecepatan aliran udaradibawah dan diatas sayap pesawat.Kecepatan udara diatas sayap akanlebih besar dari dibawah sayap dikarenakan jarak tempuh lapisanudara yang mengalir di atas sayaplebih besar dari pada jarak tempuhdi bawah sayap, waktu tempuhlapisan udara yang melalui atassayap dan di bawah sayap adalahsama .
    11. 11. Sistem Kemudi PesawatSistem kemudi pesawat terbang dipergunakan untuk melakukan manuver. Pada saatpesawat akan berbelok ke arah kanan maka daun kemudi digerakkan ke arahkiri, begitu juga saat pesawat akan bermanuver ke kiri, maka daun kemudi digerakkanke arah kiri. Bagian belakang pesawat terdapat kemudi yang dirancang secarahorizontal dan vertical.Ekor Pesawat terbang untuk ManuverPesawat bisa terbang ke segala arah, menanti gerak kemudi pilot. Kalau kemudidiputar ke kiri, pesawat akan bankingke kiri. Demikian pula sebaliknya. Gerakan iniditentukan bilah aileron di kedua ujung sayap utama. Lalu, jika pedal kiri atau kanandiinjak, pesawat akan bergerak maju ke kiri atau ke kanan. Dalam hal ini yangbergerak adalah bilahrudder.Posisinya di belakang sayap tegak (di ekor).Berbeda jika gagang kemudi di tarik atau didorong. Pesawat akan menanjak ataumenukik. Penentu gerakan ini adalah bilah kemudi elevator yang terletak di keduabilah sayap ekor horizontal.Fungsi foil adalah untuk mempermudah pesawat saat melakukan maneuver.
    12. 12. Ada beberapa bagian utama pesawat yang membuat pesawat itu bisaterbang dengan sempurna, diantaranya sebagai berikut :1. Badan pesawat ( Fuselage ) terdapat didalamnya ; ruang kemudi(Cockpit) dan ruang penumpang (Passenger).2. Sayap (Wing), terdapat Aileron berfungsi untuk “Rolling” pesawat miringkiri – kanan dan Flap untuk menambah luas area sayap ( Coefficient Lift )yang berguna untuk menambah gaya angkat pesawat.3. Ekor sayap (Horizontal Stabilazer), terdapat Elevator berfungsi untuk“Pitching” nose UP – DOWN.4. Sirip tegak (Vertical Stabilizer), terdapat Rudder berfungsi untuk“Yawing” belok kiri – kanan.5. Mesin (Engine), berpungsi sebagai Thrust atau gaya dorong yangmenghasilkan kecepatan pesawat.6. Roda Pesawat ( Landing Gear ),berfungsi untuk mendarat/ landing atautinggal landas / Take-off.
    13. 13. Gaya-gaya yang bekerja pada pesawatThrust, adalah gaya dorong, yang dihasilkan oleh mesin (powerplant)/baling-baling.Gaya ini kebalikan dari gaya tahan (drag). Sebagai aturan umum, thrust beraksiparalel dengan sumbu longitudinal. Tapi sebenarnya hal ini tidak selalu terjadi,seperti yang akan dijelaskan kemudian.Drag, adalah gaya ke belakang, menarik mundur, dan disebabkan oleh gangguanaliran udara oleh sayap, fuselage, dan objek-objek lain. Drag kebalikan dari thrust,dan beraksi kebelakang paralel dengan arah angin relatif (relative wind).Weight, gaya berat adalah kombinasi berat dari muatan pesawat itu sendiri, awakpesawat, bahan bakar, dan kargo atau bagasi. Weight menarik pesawat ke bawahkarena gaya gravitasi. Weight melawan lift (gaya angkat) dan beraksi secara vertikalke bawah melalui center of gravity dari pesawat.Lift, (gaya angkat) melawan gaya dari weight, dan dihasilkan oleh efek dinamis dariudara yang beraksi di sayap, dan beraksi tegak lurus pada arah penerbangan melaluicenter of lift dari sayap.
    14. 14. MenurutBernoulli... suatu fluida yang bergerak lebih cepat memiliki tekanan yang lebih rendah dibandingkan dengan fluida yang bergerak lebih lambat.
    15. 15. Kecepatan udara besar menimbulkan tekananudara yang kecil, sehingga tekanan udara dibawah sayap menjadi lebih besar dari sayappesawat bagian atas. Sehingga akan timbul gayaangkat (Lift) yang menjadikan pesawat itu bisaterbang.
    16. 16. Penerapan Hukum Bernoulli untuk mendesain pesawat terbang Pesawat terbang dirancang sedemikian rupa sehingga hambatan udaranya sekecilmungkin. Pesawat pada saat terbang akan menghadapi beberapa hambatan, diantaranyahambatan udara, hambatan karena massa badan pesawat itu sendiri, dan hambatan padasaat menabrak awan. Setelah dilakukan perhitungan dan rancangan yang akurat danteliti, langkah selanjutnya adalah pemilihan mesin penggerak pesawat yang mampumengangkat dan mendorong badan pesawat. Pada dasarnya, ada empat buah gaya yang bekerja pada sebuah pesawat terbangyang sedang mengangkasa, yaitu :1. Berat pesawat yang disebabkan oleh gaya gravitasi bumi.2. Gaya angkat yang disebabkan oleh bentuk pesawat.3. Gaya ke depan yang disebabkan oleh dorongan mesin / engine.4. Gaya hambatan yang disebabkan oleh gesekan udara. Jika pesawat hendak bergerak mendatar dengan suatu percepatan, maka gaya ke depan harus lebih besar daripada gaya hambatan dan gaya angkat harus sama dengan berat pesawat. Jika pesawat hendak menambah ketinggian yang tetap, maka resultan gaya mendatar dan gaya vertical harus sama dengan nol. Ini berarti bahwa gaya ke depan sama dengan gaya hambatan dan gaya angkat sama dengan berat pesawat.
    17. 17. Pada sayap pesawat berlaku persamaan Bernoulli sebagai berikut :Karena sayap pesawat tipis dianggap tinggi sayap h1=h2 , sehingga persamaan diatasmenjadi : P1 + ½ρv1² = P2 + ½ρv2² P1 - P2 = ½ρ(v2²- v1²) Jika luas efektif sayap pesawat adalah A, maka gaya ke atas oleh udara pada sisi sayap bawah adalah : F1 = P1 . A
    18. 18. Dan gaya ke bawah oleh udara pada sisi sayap atas adalah : F2 = P2 . A Gaya netto ke atas yang dilakukan udara pada sayap pesawat adalah : ΔF= F2 – F1 ΔF = (P1 – P2). A Sehingga : ΔF = ½ρ((v2²- v1²). A

    ×