Ringkasan dokumen tersebut adalah: 1. Makalah ini membahas animasi streamline pada sayap pesawat terbang untuk memahami pengaruh streamline terhadap kecepatan pesawat. 2. Terbentuknya streamline dipengaruhi oleh bentuk sayap dan sudutnya, serta interaksi aliran udara. Streamline membantu menghasilkan gaya angkat. 3. Empat gaya utama yang bekerja pada pesawat adalah gaya angkat, gaya berat, gaya

1. MAKALAH MEKANIKA FLUIDA
ANIMASI STREAMLINE PADA SAYAP PESAWAT TERBANG
Makalah dibuat untuk memenuhi tugas Mekanika Fluida
Disusun oleh:
1. Alifa Zietyn N M0212010
2. Iranika fitriyani M0212045
3. Alto Kholif Bujana M0213004
4. Andy saktia Warseno M0213007
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
DESEMBER
2015

2. 2
BAB I
PENDAHULUAN
Mekanika fluida adalah disiplin ilmu bagian dari bidang mekanika terapan
yang mengkaji perilaku dari zat-zat cair dan gas dalam keadaan diam ataupun
bergerak. Bidang mekanika ini jelas mencakup berbagai persoalan yang sangat
bervariasi, mulai dari kajian mengenai aliran darah di saluran-saluran kapiler
(yang hanya:berdiameter beberapa mikron) sampai pada kajian aliran minyak
mentah yang melewati Alaska melalui pipa berdiameter 4 ft sepanjang 800 mil.
Prinsip-prinsip mekanika fluida diperlukan untuk menjelaskan mengapa
pesawat terbang dibuat berbentuk streamline dengan permukaan mulus demi
efisiensi penerbangan yang terbaik, sementara bola golf dibuat dengan permukaan
ber-lubang-lubang (bopak) untuk mcningkatkan efisiensinya.
Pada kehidupan sehari-hari dapat dijumpai mobil sport atau kereta cepat
yang bagian depan kepalanya berbentuk runcing aerodinamik. Hal tersebut
dikarenakan bentuk runcing dari kepala kendaraan dapat membantu mengurangi
hambatan udara saat melaju sehingga dapat menambah kecepatan kendaraan.
Pada saat sebuah benda bergerak dengan kecepatan tertentu akan terbentuk
streamline yang terjadi karena interaksi fluida dengan benda. Streamline yang
terbentuk akibat interaksi tersebut dapat mempengaruhi kecepatan gerak benda.
berdasarkan hal tersebut, maka dibuat animasi streamline pada sayap pesawat agar
dapat diketahui streamline yang terbentuk dan pengaruhya terhadap kecepatan
pesawat.

3. 3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
3.1. Hukum III Newton, Hukum Bernoulli dan Streamline
1. Hukum III Newton
"Jika sebuah benda, mengerjakan gaya terhadap benda lain, maka benda lain
akan mengerjakan gaya yang sama besar dan berlawanan pada benda tersebut."
Hukum III Newton digunakan pada pesawat untuk melakukan kecepatan.
Mesin jet memberikan aksi dengan membuat gaya ke arah belakang dari pesawat,
dan pesawat akan melakukan reaksi dengan maju ke arah depan. Kecepatan
tersebut digunakan pesawat untuk melakukan hukum bernouli. Jadi mesin jet pada
pesawat itu membuat kecepatan. Dan kecepatan tersebut lah yang membuat
hukum bernouli bisa berjalan dan membuat pesawat menjadi terbang.
Gambar 2.1. Ilustrasi Hukum III Newton
2. Hukum Bernoulli
Hukum Bernoulli bekerja pada komponen-komponen pesawat, yaitu sayap.
Persamaan Bernoulli: “Hukum bernouli yang bekerja pada sayap pesawat adalah
kecepatan aliran udara yang mengalir di atas lebih besar sayap pesawat daripada
di bawah pesawat. Hal itu terjadi agar bagian bawah sayap pesawat mendapatkan
tekanan daripada di atas pesawat.
Penampang sayap pesawat terbang memiliki bagian belakang yang tajam
dan sisi bagian atas yang lebih melengking dari sisi bagian bawahnya. Bentuk ini

4. 4
membuat kecepatan aliran udara melalui muka bagian atas lebih besar dari
kecepatan aliran udara melalui muka bagian bawah pada saat pesawat tinggal
landas.
Besarnya gaya angkat pesawat terbang dapat dirumuskan sebagai berikut:
..................................................................................(1)
Dimana:
P1 = tekanan di bawah sayap
P2 = tekanan di atas sayap
v1 = kecepatan udara di bawah sayap
v2 = kecepatan udara di bawah sayap
ρ = massa jenis udara
A = luas penampang sayap
3. Streamline
Streamline pada pesawat adalah aliran udara pada pesawat agar dapat
terbang dengan efisien mungkin. Streamline juga ditentukan oleh bentuk body
dari pesawat itu sendiri saat proses perancangan pesawat itu sendiri di pabrik.
Stream line diusahakan agar mendapatkan hambatan angin yang se rendah-
rendahnya dengan daya angkat yang optimal sehingga didapatkan efisiensi yang
besar.
Gambar 2.2. Ilustrasi Streanline pada pesawat terbang (Anonim, 2014)

5. 5
3.2. Gaya –gaya yang bekerja pada pesawat terbang
1. Drag
Drag didefinisikan sebagai komponen dari gaya aerodinamika yang sejajar
dengan arah relative wind dan berlawanan arah dengan gerak maju pesawat
terbang. Pada kecepatan subsonic terdapat dua jenis drag, yaitu Parasite
drag dan Induced drag. Sedangkan pada kecepatan yang lebih tinggi lagi akan
timbul drag yang disebut dengan shock wave drag.
2. Parasite Drag
Parasite drag terdiri dari beberapa komponen drag yang berbeda-beda,
secara umum parasite drag dapat didefinisikan sebagai gaya hambat yang timbul
karena faktor-faktor selain adanya wing.
3. Form Drag
Form drag adalah bentuk drag yang timbul karena bentuk fisik benda.
Contoh form drag untuk beberapa bentuk benda dapat dilihat dibawah ini.
Gambar 2.3. Contoh form drag
a. Bentuk Pelat datar (flat plate), terhadap arah aliran udara tegak lurus :
- koefisiennya gaya hambat yang timbul adalah 100 %
b. Bentuk Bola (Ball Shape)
- koefesiennya gaya hambat yang timbul adalalh 50 %
c. Bentuk Ellipse

6. 6
- koefisiennya gaya hambat yang timbul adalah 15 %
d. Bentuk Streamline
- koefisiennya gaya hambat yang timbul adalah 5 %
Bentuk streamline ini secara awam dikenal dengan istilah “bentuk
aerodinamis” karena aliran udara (airflow) yang melewati permukaan benda
tersebut hamper seluruhnya aliran udara yang laminar (lurus dan rata) mengikuti
bentuk benda. Akibatnya adalah gaya hambat yang timbul menjadi kecil. Untuk
memperkecil From drag pada pesawat terbang, maka fuselage,engine
nacelle dan pod serta komponen yang berada di luar konstruksi pesawat terbang
dibuat lebih streamlined.
4. Skin Friction Drag
Skin Friction Drag adalah gaya hambat yang timbul karena adanya
pergesekan udara dengan permukaan benda. Jenis drag ini akan dipengaruhi oleh
luas daerah yang di lewati oleh aliran udara. Kehalusan permukaan juga
berpengaruh terhadap skin friction drag. Untuk memperkecil skin friction
drag pada pesawat terbang, maka rivet yang dipergunakan pada area yang
dialiri airflow dibuat flush(rata), skin pesawat dipolish, terutama yang terbuat dari
fabric serta menghilangkan alumunium oxide pada alumunium skin.
5. Interference Drag
Interference drag adalah gaya hambat yang disebabkan oleh adanya
interferensi dari boundary-boundary layer yang berbeda dari komponen-
komponen pesawat yang berbeda. Jika drag dari dua buah komponen pesawat
sudah diukur tersendiri, kemudian komponen-komponen tersebut digabungkan
(contoh: wing ke fuselage), maka drag yang terjadi dari gabungan dua komponen
tersebut lebih besar dari jumlah drag masing-masing komponen. Hal inilah yang
disebabkan oleh Interferensi dari boundary layer dua komponen tesebut. Untuk
memeperkecil interference drag, maka setiap sambungan dua atau lebih
komponen struktur pesawat mempergunakan fairing.
6. Leakage Drag
Leakage drag adalah drag yang disebabkan oleh perbedaan tekanan udara di
dalam dan di luar pesawat terbang. Udara yang mengalir dari

7. 7
dalam fuselageyang pressurized (bertekanan) melalui crack atau door seal akan
menghasilkan suatu bentuk arus udara yang mempengaruhi airflow di sekeliling
pesawat terbang dan mengakibatkan terjadinya drag. Pada airflow yang melalui
bagian bawah wing, yang bergerak mengalir ke atas wing melalui
wing attachment cracks dapat juga menyebabkan terjadinya leakage drag.
7. Profile Drag
Jenis lain dari parasite drag yang terjadi pada helicopter adalah profile
drag.Profile drag adalah drag yang disebabkan oleh main rotor yang berputar.
Drag ini harus diatasi selama rotor berputar dan dapat timbul baik pada saat
helicopter dalam keadaan diam atau tidak menghasilkan lift.
8. Induced Drag
Induced drag adalah jenis terakhir dari drag tetapi merupakan jenis drag
yang paling penting, terutama untuk diektahui oleh para penerbanga pada pesawat
dengan high performance. Induced drag adalah drag yang timbul karena adanya
lift (gaya angkat), karena drag ini hanya timbul jika lift dihasilkan.
9. Lift
Lift akan bekerja melalui centre of pressure yang tergantung pada letak
sayap. Dengan demikian perancang pesawat harus berhati-hati menempatkan
sayap pada posisi yang benar pada fuselage. Tetapi hal ini cukup rumit, karena
kenyataannya bahwa perubahan angle of attack berarti pergeseran letak lift, dan
biasanya kearah yang tidak stabil pada pesawat. Apabila angel of
attack bertambah karena pitching moment di sekitar centre of pressure, akan
menyebabkan pesawat nose up dan cenderung untuk bertambah besar lagi.
10. Weight
Gaya berat adalah gaya yang dihasilkan oleh pesawat itu sendiri. Bereaksi
secara vertical kebawah melalui centre of gravity (c.g). Weight bekerja melalui
c.g yang tergantung pada berat dan letak dari masing-masing bagian pesawat di
sepanjang fuselage, dan beban yang diangkut juga mempengaruhi gaya W ini.
Gaya berat ini mendatangkan cukup permasalahan, karena akan terjadi pergeseran
c.g, sebagai contoh adalah pada pesawat Concorde, fuelnya bergerak dari satu
tangki ke tangki yang lain untuk mempertahankan c.g tersebut.

8. 8
11. Thrust
Gaya dorong adalah gaya yang menarik pesawat secara horizontal ke arah
maju pesawat (flight path) sepanjang propeller shaft atau line of thrust.
Line of Thrust dapat berada di atas dengan cara menata letak shaft propeller atau
garis tengah mesin jet yang tergantung pada letak pemasangan engine, baik single
maupun multi engine. Para perancang pesawat bisa memilih caranya sendiri,
tetapi harus melihat masalah-masalah propeller ground clearance. Apakah juga
mengganguvisibility dari penerbang, dan juga menimbulkan problema baru, yaitu
kapan kita bisa membuat Thrust yang bisa membelokkan pesawat secara otomatis
untuk pesawat secara otomatis untuk pesawat modern (Anonim,2012).

9. 9
BAB III
PEMBAHASAN
Animasi sreamline pada pesawat terbang dibuat dalam bentuk sebagai berikut:
Gambar 3.1. Ilustrasi terbentuknya streamline pada setiap perubahan sudut sayap
pesawat terbang.
Sebuah pesawat terbang memberikan gaya angkat yang dibutuhkan untuk
terbang. Gaya angkat terjadi oleh aliran udara dari bagian depan di sekitar sayap
sehingga membentuk streamline di sayap pesawat terbang. Bentuk dari sayap
yang melengkung pada bagian atas dan relatif rata pada bagian bawah
menyebabkan aliran udara yang melintas pada bagian atas berbeda dengan bagian
bawah dari sayap, begitu pula streamline yang tebentuk.
Saat udara menerpa bagian atas sayap, menyebabkan aliran melintas
menjauhi sayap.Karena bentuk lengkungan pada sayap pada bagian atas

10. 10
menyebabkan daerah tekanan rendah tercipta. Perbedaan tekanan bagian atas dan
bagian bawah akan menciptakan gaya angkat pada sayap.
Pada ilustrasi di atas udara mengalir melewati bagian atas sayap dan bagian
bawah sayap dengan adanya perubahan sudut pada sayap pesawat. Dengan bentuk
yang melengkung di atas, maka aliran udara di atas sayap membutuhkan jarak
yang lebih panjang dan membuatnya “mengalir” lebih cepat dibandingkan dengan
aliran udara di bawah sayap pesawat. Karena kecepatan udara yang lebih cepat di
atas sayap, maka tekanannya akan lebih rendah dibandingkan dengan tekanan
udara yang “mengalir” di bawah sayap. Tekanan di bawah sayap yang lebih besar
akan “mengangkat” sayap pesawat dan disebut gaya angkat/lift..
Gambar 3.2. Aliran udara yang mengenai sayap pesawat terbang
Karena itu, kecepatan pesawat harus dijaga sesuai dengan rancangannya.
Jika kecepatannya turun maka lift nya akan berkurang dan pesawat akan jatuh,
dalam ilmu penerbangan disebut STALL. Kecepatan minimum ini disebut Stall
Speed.
Pesawat dengan model berbaling-baling dan bermesin piston memutar
baling-baling di depan pesawat dengan mesin piston. Seperti halnya kipas angin,
baling-baling ini meniup udara ke belakang dengan kuat sehingga terjadi reaksi
dari pesawat itu sendiri untuk bergerak ke depan. Gaya dorong dari baling-baling
ini disebut thrust. Gaya ini bekerja ke depan.

11. 11
Gambar 3.3. 4 Gaya yang bekerja dalam pesawat terbang
Pada waktu bergerak ke depan, udara yang dilewati oleh pesawat
menghasilkan gesekan yang menahan gerakan pesawat tersebut. Gaya gesek ini
disebut drag. Dengan adanya drag maka dibutuhkan lebih banyak thrust untuk
menggerakkan pesawat.
Pada waktu pesawat digerakkan ke depan dengan kecepatan tertentu, sayap
menghasilkan gaya angkat yang disebut lift. Lift ini bertambah seiring dengan
bertambahnya kecepatan pesawat. Tapi jika kecepatan pesawat terus ditambah,
maka drag yang terjadi akan terlalu besar dan sayap pesawat akan berhenti
menghasilkan lift. Gaya yang terakhir adalah gaya yang kita kenal dengan berat
disebut weight. Dua bagian ini bekerja sama menghasilkan tenaga untuk melaju.

12. 12
BAB IV
KESIMPULAN
Posisi untuk masing-masing sudut pada sayap pesawat mempengaruhi
Streamline aliran fluida, yang mana semakin besar kemiringan sayap pesawat
semakin banyak Streamline yang berada dibawah pesawat yang menandakan
kecepatan alir fluida semakin melambat dan memberikan tekanan yang besar
dibanging atas sayap pesawat.

13. 13
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2012. Aerodinamika Pesawat Terbang. gilangmrbean.blogspot.co.id.
Diakses pada 18 Desember 2015.
Anonim. 2014. Aerodinamika. Jakarta:Sekolah Tinggi Penerbangan Indonesia.