Month: June 2014

Mengapa Pesawat Dapat Terbang?

Posted on

Mengapa Pesawat Dapat Terbang: Generation of Lift

Pada suatu hari di kantor di bilangan Jakarta Pusat, Anda mendadak mendapat telepon bahwa Anda ditugaskan untuk berangkat ke Manado untuk suatu pekerjaan. Anda dijadwalkan untuk terbang meninggalkan Jakarta keesokan harinya pada pukul 8 pagi. Pernahkah Anda bertanya, mengapa pesawat terbang bisa terbang di udara? Adakah sesuatu yang salah dengan hukum gravitasi Mr. Newton? Bukankah segala sesuatu yang tidak digantung dan tidak nempel ke tanah harus jatuh kembali ke tanah?

 

Weight

Setiap sesuatu yang menempati ruang, memiliki massa. Setiap massa yang terpengaruh oleh medan gravitasi, memiliki berat. Hal ini juga berlaku dengan pesawat terbang. Setiap komponen pesawat terbang, mulai dari rangka pesawat, penumpang, sampai dengan bagasi, menambah berat pesawat terbang tersebut.

Gaya berat ini yang menyebabkan setiap barang yang gak nempel ke tanah, atau yang tidak ditahan akan selalu jatuh ke tanah. Gaya berat selalu menarik segala sesuatu ke pusat gravitasi bumi.

Lift

Kalau begitu, pesawat harus ditahan supaya tidak jatuh, dong? Ya, pesawat terbang dapat mengudara karena ditahan oleh gaya angkat (lift) netto yang dihasilkan oleh seluruh badan pesawat. Tentunya, komponen terbesar yang menghasilkan gaya angkat adalah bagian sayap pesawat (wing). Bagaimana lift dihasilkan? Ada tiga nama yang harus disebutkan di sini, Mr. Newton, Mr. Coanda dan Mr. Bernoulli.

 

Hey, Mr. Newton!

Lift dihasilkan karena aliran udara dibelokkan ketika mengalir melewati sayap. Bahkan, tidak hanya ketika melewati sayap pesawat, lift juga dihasilkan ketika kita menaruh kertas di depan aliran udara pada suatu sudut tertentu. Kata kuncinya adalah: aliran dan pembelokan aliran tersebut. Coba dengan bermain pesawat kertas! Jika pesawat dilepas tanpa diberi dorongan ke depan, pesawat tersebut tetap akan jatuh ke tanah. Ini menunjukkan perlu ada aliran udara agar lift dapat dihasilkan.

Ketika aliran udara dibelokkan, terjadi aksi-reaksi antara aliran udara dan objek yang membelokkan udara tersebut (sayap, kertas). Ketika aliran udara yang awalnya lurus kemudian belok setelah melewati objek tersebut, kita kemudian bertanya, apa yang membengkokkan aliran tersebut. Ya, jawabannya adalah objek tersebut. Artinya, ada suatu gaya yang dikerjakan oleh objek tersebut terhadap aliran udara tersebut. Mr. Newton berkata, untuk setiap aksi akan ada reaksi yang sama besar pada arah yang berlawanan dari aksi tersebut. Objek tadi telah mengerjakan suatu aksi pada aliran udara tersebut, maka, aliran udara juga akan mengerjakan reaksi yang sama besar pada objek tersebut.

Mari kita liat apa yang terjadi pada pesawat kertas kita tadi.

The second guy, Mr. Coanda!

OK, sekarang kita telah mengerti bahwa lift dihasilkan karena arah aliran udara dibelokkan. Mengapa aliran udara tersebut bisa belok? Henri Coanda (1886-1972) menemukan suatu fenomena bahwa aliran fluida cenderung menempel ke permukaan di dekatnya. Artinya udara nggak bablas begitu saja, tetapi mengikuti bentuk permukaan di dekatnya. Artinya streamline aliran fluida tersebut akan berubah sesuai dengan bentuk permukaan di dekatnya. Hal ini menyebabkan aliran udara terbelokkan ketika mengenai kertas kita tadi (ataupun ketika melewati permukaan sayap).


Efek Bernoulli

Apa manifestasi nyata dari lift? Apabila berat pesawat dapat dilihat dari gravitasi bumi, lift dapat dilihat sebagai hasil dari perbedaan tekanan antara permukaan atas dan permukaan bawah sayap. Nett lift (gaya angkat netto) hanya bisa terjadi apabila tekanan di bawah sayap lebih besar daripada tekanan di atas sayap. Menurut Bernoulli, hal ini hanya bisa dihasilkan apabila kecepatan aliran di bagian bawah sayap pesawat lebih kecil daripada kecepatan aliran udara di bagian atas sayap pesawat.

And the rotating ball

Dapat juga diartikan sebaliknya bahwa lift dapat dihasilkan karena adanya perbedaan kecepatan di antara dua permukaan sehingga terjadi perbedaan tekanan. Hal ini dapat juga dilihat di olahraga tenis lapangan. Pemain tenis berusaha membuat bola mereka berputar (spin). Misalnya ketika melakukan topspin (bola diputar dengan pukulan raket dari bawah ke atas), ini membantu mencegah bola tenis jatuh di luar lapangan. Hal ini disebabkan ketika bola diberikan top spin, bola akan berputar seperti ditunjukkan di gambar di bawah ini. Dengan demikian, kecepatan aliran di atas bola lebih kecil daripada di bawah bola. Hal ini menyebabkan gaya ke bawah (Fm) pada bola tenis yang membantu mencegah bola tidak keluar lapangan.

More Advanced Topics

gambar:©2008 Lester Gilbert

Bound Vortex and Kutta-Joukowski

Kutta dan Joukowski adalah dua orang yang memformulasikan bahwa lift dapat dihubungkan dengan sirkulasi/perputaran udara di sekitar suatu objek. Artinya, untuk setiap lift yang dihasilkan, ada suatu perputaran udara yang bisa diasosiasikan dengan lift tersebut. Ini yang dikenal dengan istilah bound vortex di sayap pesawat. Perputaran udara ini menghasilkan lift pada pesawat. Teorema sirkulasi yang dituliskan oleh Kelvin menyatakan bahwa karena pada awalnya ketika pesawat diam tidak ada sirkulasi sama sekali, vortex ini akan membentuk suatu loop yang agar total sirkulasi tetap nol. Akibatnya dapat dilihat seperti pada gambar di samping: adanya starting vortex dan tip vortex.

The Common Fallacies

Kesalahan-kesalahan yang sering ditemukan mengenai bagaimana lift dapat dihasilkan adalah sebagai berikut:

Teori “Longer path” or “Equal Transit Time”

Teori ini mengatakan bahwa airfoil pesawat di-design sedemikian agar panjang lintasan permukaan atas sayap lebih panjang daripada permukaan bawah sayap. Artinya molekul udara di sisi atas sayap harus bergerak lebih cepat daripada molekul di sisi bawah sayap agar mereka bertemu lagi di ujung trailing edge sayap. Teori ini walaupun kedengarannya benar, tetapi didasarkan pada asumsi yang salah, yaitu bahwa molekul udara harus bertemu lagi di ujung sayap. Kalau teori ini benar, kertas kita tadi tidak akan bisa menghasilkan lift. Pada kenyataannya, ada lift yang dihasilkan dari kertas yang diletakkan pada suatu angle-of-attack terhadap aliran udara.

Teori tumbukan molekul udara

Teori ini mengatakan bahwa lift dihasilkan dari tumbukan udara yang dibelokkan pada sisi bawah sayap. Teori ini salah karena hanya melihat pada sisi bawah sayap saja yang menyebabkan aliran udara membelok. Pada kenyataannya lebih banyak udara yang dibelokkan di sisi atas sayap dibandingkan dengan sisi bawah sayap.

Sumber: ilmuterbang.com

Advertisements

A Captivating Way in Comprehending Something New: BEACHHEAD

Posted on Updated on

Beachhead. Istilah baru bagi gue. Ga terlalu baru juga sih sebenarnya karena udah denger sejak ‘secara acak’ diikutsertain di penyusunan program Transformasi Kelembagaan di kantor gue medio 2013 lalu. Karena program ini bekerja sama dengan konsultan kaliber internasional, McKinsey & Company, meski penasaran, waktu itu gue ga cari tau kenapa istilahnya Beachhead. Percaya2 aja dah, kan mereka2 jauuh lebih pinter dari gue atau bahkan kami. Kenapa beach (pantai) dan head (kepala)? I didn’t care. Waktu itu gue coba ngertiin beachhead sbg “hal2 besar” let’s say “inisiatif utama” yg wajib kudu harus jalan dan sukses duluan sebelum inisiatif2 lain rolled-out. And guess what?? Kerjaan di unit gue masuk list beachhead pula. God!

Bukan itu inti tulisan ini. Kemarin nonton The Monuments Men, film based on true story dari World War II. Di situ disebut istilah Beachhead dan Pantai Omaha. Sontak keinget film Saving Private Ryan. Film itu mengisahkan banyak hal di potongan sejarah besar WWII di antaranya penerjunan/pengerahan besar2an pasukan Sekutu di pantai musuh (konon terbesar yg pernah ada di sejarah) dalam hal ini Jerman, pada 6 Juni 1944. Oke, ternyata itu contoh beachhead.

Belum selesai. Hari ini nonton berita di tv bahwa 6 Juni 2014 lalu tragedi/operasi Pantai Omaha itu diperingati sebagai D-Day, banyak kepala negara hadir, termasuk Obama dan Ratu Inggris. Menurut presenter, ratusan ribu tentara mati dalam operasi itu, menurut wikipedia cuma ribuan. IDK dan IDC lah yaa.. Tapi amazingnya, istilah beachhead lagi-lagi disebut. Sontak googling dgn keyword beachhead dan nemu ini:
“A beachhead is a temporary line created when a military unit reaches a beach by sea and begins to defend the area while other reinforcements help out until a unit large enough to begin advancing has arrived.” -wikipedia.com

Ternyata itu istilah militer. Dan definisi gue setahun lalu ga melenceng2 amat dari definisi sebenernya. 😀

Story behind this post is it’s utterly captivating for me discovering something I don’t comprehend (for sure) before with many clues i dont expect to get and in a long time. At the end I say “ohhh, ternyata ini arti sebenernya!”
Haha

(yda)