Pesawat terbang: Perbedaan antara revisi

{{kegunaanlain|pesawat (disambiguasi)}}

== Sistem Dalam Pesawat Terbang==

Pesawat terbang adalah sistem yang kompleks. Pada tahap desain dan dalam manual penerbangan dan pemeliharaan (digunakan oleh teknisi pilot dan pemeliharaan) itu terbagi menjadi sistem sederhana yang melaksanakan fungsinya masing-masing.

Berikut ini adalah beberapa sistem dalam pesawat terbang :

* ''Electrical Sistemsystem''

* ''Hydraulics Sistemsystem''

* ''Navigation Sistemsystem''

* ''Flight controlscontrol Sistemsystem''

* ''Ice protection (antiicing and deicing) Sistemsystem''

* ''Cooling Sistemsystem''

=== Pesawat Eksperimentaleksperimental ===

=== Pesawat Penumpangpenumpang sipil Sipil===

=== Pesawat Angkutangkut ===

Pesawat ini berfungsi untuk mengangkut barang dan mengangkut berbagai jenis komoditikomoditas. Pesawat ini sering juga disebut pesawat kargo. Pada umumnya pesawat kargo adalah pesawat penumpang yang dimodifiksai. Tapi, ada juga pesawat yang khusus dibuat untuk pengangkutan barang, misalnya pesawat jenis Boeing 747 Large Cargo Freighter.

=== Pesawat Militermiliter ===

:Pesawat ini didesain untuk melakukan penyerangan. Sasaran penyerangan biasanya adalah pesawat musuh. Karakter pesawat ini lincah dan cepat.
;Pesawat tempur latih.
: Pesawat ini digunakan latihan oleh calon-calon pilot, baik sipil ataupun militer. Pesawat ini dirancang tidak bersenjata. Pesawat jenis ini mempunyai dua tempat duduk, yaitu untuk pilot dan co-pilot.

;Pesawat intai.
: Pesawat ini berfungsi untuk mengintai lawan dan mengumpulkan data-data intelijen.

== Pesawat Terbangterbang komersial Komersialterbesar Terbesar==

[[Airbus A380]] merupakan pesawat terbang komersial yang diproduksi oleh perusahaan [[Airbus|Airbus S.A.S]]. Pesawat ini adalah pesawat terbang komersial yang memiliki dua tingkat dan empat mesin. Pesawat ini dirancang untuk mengangkut penumpang sebanyak 850 penumpang dengan satu kelas penerbangan atau 555 penumpang dengan tiga kelas penerbangan.

=== Fasilitas ===

Perusahaan Airbus dan maskapai yang ingin menggunakan pesawat terbang komersial A380 ini menekankan pada kemampuan pesawat dengan meningkatkan kenyamanan penumpang. Misalnya, kabin yang lebih luas dan berbagai macam fasilitas pendukung lain, seperti bar, toko-toko. Bahkan, kasino seperti yang yang diumumkan oleh maskapai Virgin Atlantic.

Banyak opini publik yang menyatakan kekagumannnya pada Airbus A380 saat pertama kali diluncurkan. Kekaguman itu berdasar pada besarnya kapasitas dan fasilitas yang ditawakanditawarkan Airbus A380. Akan tetapi, banyak juga yang mencemaskan akan terjadi kepadatan di bandara jika penumpangnya semakin banyak karena bagasi yang dibawanya pun akan semakin banyak.

=== Pemesanan ===

=== Spesifikasi Pesawatpesawat ===

Pesawat terbang komersial ini memiliki panjang 73m dan tinggi 79,8m. Berat kosong pesawat ini sekitar 280.000kg000 kg dan berat maksimum untuk lepas landas sebesar 560.000kg000 kg.

Pada 20072006, pesawat terbangpenumpang komersialjenis iniAirbus melakukanA380 telah menjalani tur keliling dunia (route-proving)menunju keduabeberapa kota besar di dunia. Tur keliling dunia kedua ini berlangsung selama 12 hari danitu terbagi menjadi tigaempat rute.:

=== Mesin jet ===

Saat melakukan takelepas offlandas bagian flaps membuat daerah permukaan sayap lebh besar dan lebih lengkung, sehingga memberikan daya angkat lebih pada sayap.

=== Stabilitas Pesawatpesawat ===

Stabilitas pesawat atau model adalah kemampuan untuk kembali ke posisi tertentu dalam suatu penerbangan ( setelah mendapat gangguan atau kondisi yang tidak normal ) . Pesawat atau model dapat menjadi stabil dalam keadaan tertentu dan tidak karena kondisi lainnya. Sebagai contoh suatu pesawat dapat stabil dalam keadaan terbang normal ( STRAIGHT and LEVEL ), tetapi menjadi tidak stabil dalam keadaan posisi terbang terbalik ( INVERTED FLIGHT ), demikian sebaliknya.

Keseimbangan adalah hal yang paling penting, dan harus yang diperiksa pertama kali. Untuk model yang telah dipublikasikan atau model yang telah dijual dalam bentuk kit, biasanya titik keseimbangan ini diberi tanda dengan CG ( ''Centre of Gravity '').

Cara yang paling mudah dan umum dilakukan untuk menguji keseimbangan adalah dengan memberi tanda pada bagian bawah kedua ujung sayap yang segaris dengan titik berat juga pada bagian depan dan belakang dari badan pesawat, kemudian angkat pesawat pada titik-titik tersebut dengan ujung jari. Apabila keseimbangan model berada pada posisi Horizontal, berarti titik keseimbangannya benar. Apa bilaApabila tidak, maka harus ditambahkan beban atau yang populer dengan Ballast di bagian depan ( Nose ) atau ekor ( Tail ) suatu model .

Hal ini memiliki akurasi yang baik untuk berbagai tujuan, khususnya untuk model yang memiliki karatersitikkarateristik perbedaan yang kecil dalam keseimbangan dan tidak merupakan hal yang kritis serta memiliki kondisi stabilitas yang dapat diatur ( Trim ). Untuk model yang memiliki ukuran yang lebih besar dan kebutuhan keseimbangan yang tinggi, hal tersebut tidak dapat diterapkan.

=== Aerodinamika ===

Pada prinsipnya, pada saat pesawat mengudara, terdapat 4 gaya utama yang bekerja pada pesawat, yakni gaya dorong (''thrust'' T), hambat (drag D), angkat (''lift'' L), dan berat pesawat (weight W). Pada saat pesawat sedang menjelajah (cruise) pada kecepatan dan ketinggian konstan, ke-4 gaya tersebut berada dalam kesetimbangan: <math>T = D</math> dan L = W. Sedangkan pada saat pesawat takelepas offlandas dan landingmendarat, terjadi akselerasi dan deselerasi yang dapat dijelaskan menggunakan Hukum II Newton (total gaya adalah sama dengan massa dikalikan dengan percepatan).

Pesawat terbang merupakan mesin yang mampu berada di udara secara terkawal. Bagi masyarakat umum, kehebatan sesebuah pesawat terbang melakukan pergerakan biasanya dilihat berdasarkan rekabentuk aerodinamiknya dan ketahanan setrukturnya. Tanggapan ini kurang tepat kerana terdapat komponen-komponen lain yang turut menjayakan penerbangan sesebuahsebuah pesawat. Komponen ini sebenarnya menjadi penghidup kepada keberkesanan sistem aerodinamik pesawat terbang. Sebagai contoh, pesawat Wright 1903 Flyer memerlukan sistem mekanikal yang mampu memulas (warping) sayap secara simetri dan juga memerlukan sistem enjin yang mempumampu memberikan tujahan yang secukupnya. Peningkatan teknologi dan gerak penerbangan yang lebih agressifagresif menjadikan sistem tersebut dan sistem-sistem lain diperlukan. Sistem tersebut dikenali sebagai sistem pesawat terbang.

Sistem asas pesawat terbang boleh di kategorikandikategorikan kepada lima bahagian; 1) sistem enjinmesin, 2) sistem mekanikal 3) elektrik dan elektronik, 4) sistem bantu penerbangan, dan 5) avionik. Perlu diingat keperluaan sistem sesebuah pesawat terbang adalah berbeza dari yang lain (bergantung kepada tujuan pesawat digunakan). Oleh itu amat penting bagi seseorang jurutera aeronautik mempunyai kebolehan mengadaptasikan konsep asas sistem pesawat tersebut dengan sistem-sistem yang lain.

== Gaya gaya pesawat udara==

Dari beberapa hal, bagusnya kinerja penerbang dalam sebuah penerbangan bergantung pada kemampuan untuk merencanakan dan berkordinasi dengan penggunaan tenaga (''power'') dan kendali pesawat untuk mengubah gaya dari gaya dorong (''thrust''), gaya tahan (''drag''), gaya angkat (''lift'') dan berat pesawat (''weight''). Keseimbangan dari gaya-gaya tersebutlah yang harus dikendalikan oleh penerbang. Makin baik pemahaman dari gaya-gaya dan cara mengendalikannya, makin baik pula ketrampilan seorang penerbang.

Hubungan yang benar antara gaya-gaya dalam penerbangan Perhatikan gambar berikut sebagai contoh. Pada ilustrasi di bagian atas, nilai dari semua vektor gaya terlihat sama. Keterangan biasa pada umumnya akan mengatakan (tanpa menyatakan bahwa ''''thrust'''' dan ''drag'' tidak sama nilainya dengan weight dan ''lift'') bahwa ''thrust'' sama dengan drag dan ''lift'' sama dengan weight.

=== Vektor gaya pada saat pesawat mendaki ===

Diskusi dari konsep sebelumnya sering diabaikan dalam teks, buku-buku atau manual aeronautika. Alasannya bukan karena tidak ada konsekwensinya, tapitetapi karena mengabaikan diskusi ini maka ide utama dari hal gaya-gaya aerodinamika yang bekerja pada sebuah pesawat yang terbang dapat disampaikan tanpa harus mendalami teknisnya seorang ahli aerodinamika. Dalam kenyataannya mempertimbangkan hanya terbang datar/level flight, dan mendaki secara normal dan meluncur dengan mantap/steady, tetaplah benar bahwa gaya angkat sayap adalah gaya ke atas yang penting, dan berat/weight adalah gaya ke bawah yang sangat penting.

Seringnya, kesulitan yang dihadapi pada saat menerangkan gaya yang bekerja pada pesawat udara adalah masalah bahasa dan artinya. Contohnya, penerbang telah lama mempercayai bahwa pesawat mendaki karena kelebihan gaya angkat (excess ''lift''). Hal ini tidak benar jika seseorang hanya memikirkan hubungannya dengan sayap saja. Tapi bagaimanapun hal ini benar, jika gaya angkat adalah penjumlahan total dari semua “gaya ke atas”. Tetapi ketika merujuk ke “gaya angkat dari thrust”''thrust''” definisi yang sebelumnya telah dibuat untuk gaya-gaya ini tidak berlaku lagi dan membuat lebih sulit. Hal yang tidak tepat dalam bahasa ini telah menjadi alasan untuk menggunakannya sebagai argumen, terutama dalam sektor akademik, bukannya untuk membuatnya lebih mudah sebagai penjelasan pada prinsip-prinsip dasar penerbangan.

Meskipun gaya-gaya yang bekerja pada pesawat terbang telah ditetapkan, masih diperlukan sebuah diskusi yang lebih detildetail tentang bagaimana penerbang menggunakannya untuk memproduksi penerbangan yang terkendali.

=== Thrust ===

Sebelum 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).

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 analisaanalisis 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, tapitetapi 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.

=== Drag ===

Drag 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'').

# form drag, yang terjadi karena gangguan pada aliran udara melalui badan pesawat, dan

# skin friction, hambatan dari gesekan dengan kulit pesawat.

Sifat aerodinamik sayap dalam penerbangan yang datar menghasilkan gaya angkat yang dibutuhkan, tapitetapi 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.

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.

=== Vortex di ujung sayap (wingtip vortex) ===

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 tapitetapi 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).

=== Weight ===

Weight mempunyai hubungan yang tetap dengan ''lift'', dan ''thrust'' bersama drag. Hubungannya sederhana, tapitetapi 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.

=== Lift ===

Penerbang 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.

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 lembablembap akan kurang kerapatannya dibandingkan dengan udara kering. Maka pada waktu udara panas dan lembablembap (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.

== Airfoil ==

Airfoil atau aerofoil adalah suatu bentuk geometri yang apabila ditempatkan di suatu aliran fluida akan memproduksi gaya angkat (lift) lebih besar dari gaya hambat (drag). Pada airfoil terdapat bagian-bagian seperti berikut :

# Leading Edge adalah bagian yang paling depan dari sebuah airfoil.

# Trailing Edge adalah bagian yang paling belakang dari sebuah airfoil.

# Chamber line adalah garis yang membagi sama besar antara permukaan atas dan permukaan bawah dari airfoil mean chamber line.

# Chord line adalah garis lurus yang menghubungkan leading edge dengan trailing edge.

# Chord(c) adalah jarak antara leading edge dengan trailling edge.

# Maksimum chamber adalah jarak maksimum antara mean chamber line dan chord line. Posisi maksimum chamber diukur dari leading edge dalam bentuk persentase chord.

# Maksimum thickness adalah jarak maksimum antara permukaan atas dan permukaan bawah airfoil yang juga diukur tegak lurus terhadap chord line.

;Under Chamber: Untuk pesawat yang lebih lambat (slow flyer) , atau yang memiliki Reynolds Number rendah, lift tinggi pada kecepatan rendah dan hambatan juga tinggi.

=== Sejarah Airfoil ===

Penelitian serius untuk mengembangkan airfoil mulai dilakukan sejak akhir abad 19. Meskipun saat itu telah diketahui bahwa plat datar pun dapat membangkitkan gaya angkat pada sudut serang tertentu, namuntetapi ada kecenderungan pemikiran bahwa bentuk airfoil melengkung yang menyerupai bentuk sayap burung dapat menghasilkan gaya angkat yang lebih efektif.

Paten bentuk airfoil pertama tercatat atas nama Horatio F. Phillips pada tahun 1884. Phillips adalah seorang kebangsaan Inggris yang yang pertama kali melakukan pengujian terowongan angin terhadap airfoil secara serius.

=== Airfoil NACA (National Advisory Committee for Aeronautics) ===

[[FileBerkas:Examples of Airfoils.svg|thumbjmpl|350px|Examples of airfoils in nature and within various vehicles. Though not strictly an airfoil, the dolphin fin obeys the same principles in a different fluid medium.]]

NACA airfoil adalah bentuk airfoil sayap pesawat udara yang dikembangkan oleh National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). Sampai sekitar Perang Dunia II, airfoil yang banyak digunakan adalah hasil riset Gottingen. Selama periode ini banyak pengujuan arifoil dilakukan diberbagai negara, namuntetapi hasil riset NACA lah yang paling terkemuka. Pengujian yang dilakukan NACA lebih sistematik dengan membagi pengaruh efek kelengkungan dan distribusi ketebalan atau thickness serta pengujiannya dilakukan pada bilangan Reynold yang lebih tinggi dibanding yang lain.

Hingga sekitar Perang Dunia II, airfoil yang banyak digunakan adalah hasil riset Gottingen. Selama periode ini banyak pengajuan airfoil dilakukan diberbagai negara, namuntetapi hasil riset NACA lah yang paling terkemuka. Pengujian yang dilakukan NACA lebih sistematik dengan membagi pengaruh efek kelengkungan dan distribusi ketebalan atau thickness serta pengujiannya dilakukan pada bilangan Reynold yang lebih tinggi dibanding yang lain. Hal ini sering dirangkum oleh beberapa parameter seperti: ketebalan maksimum, maksimum bentuk melengkung, posisi max ketebalan, posisi maks bentuk melengkung, dan hidung jari-jari. Airfoil terdiri dari (Mulyadi, 2010):

* Permukaan atas (Upper Surface)

* Permukaan bawah (Lowerer Surface)

* Mean camber line adalah tempat kedudukan titik-titik antara permukaan atas dan bawah airfoil yang diukur tegak lurus terhadap mean camber line itu sendiri.

* Leading edge adalah titik paling depan pada mean camber line, biasanya berbentuk lingkaran dengan jari-jari mendekati 0,02 c.

* Trailing edge adalah titik paling belakang pada mean camber line

* Camber adalah jarak maksimum antara mean camber line dan garis chord yang diukur tegak lurus terhadap garis chord.

* Ketebalan (thickness) adalah jarak antara permukaan atas dan permukaan bawah yang diukur tegak lurus terhadap garis chord.

=== Karakteristik Airfoil ===

Momentum adalah resistansi dari sebuah benda yang bergerak ketika arah dan besar gerakannya diubah. Ketika setiap benda dipaksa untuk bergerak dalam gerakan melingkar, benda tersebut akan memberikan reaksi resistansi dengan arah keluar yang berlawanan dengan pusat putaran. Ini disebut gaya sentrifugal. Seperti pada gambar 2 terlihat ketika partikel udara bergerak dengan arah melengkung AB, gaya sentrifugal cenderung membuangnya ke arah panah antara A dan B, sehingga menyebabkan udara untuk mendesak lebih dari tekanan normal di leading edge-nya airfoil. Tapi setelah partikel udara melewati titik B (titik berbalik arah dari arah lengkungan/kurva) gaya sentrifugal cenderung untuk membuang partikel pada arah panah antara B dan C (menyebabkan berkurangnya tekanan pada airfoil). Efek ini berlaku sampai partikel udara mencapai titik C, titik kedua berbalik arah dari lengkungan aliran udara. Kembali lagi, gaya sentrifugal dibalikkan dan partikel udara cenderung untuk memberi sedikit lebih tekanan dari normal pada trailing edge dari airfoil tersebut (Suseno, 2010).

Tekanan udara dari permukaan bagian atas airfoil disebarkan sehingga tekanan lebih besar di leading edge daripada tekanan atmosfiratmosfer sekitarnya, menyebabkan tahanan yang kuat pada gerakan ke depan, tapitetapi tekanan udara lebih sedikit daripada tekanan atmosfiratmosfer sekitarnya di sebagian besar permukaan atas (B ke C). Seperti terlihat pada penggunaan teori Bernoulli pada sebuah bejana venturi, pertambahan kecepatan udara pada bagian atas dari airfoil menyebabkan turunnya tekanan. Tekanan yang turun ini adalah salah satu komponen dari total daya angkat. Tapi adalah sebuah kesalahan untuk berasumsi bahwa perbedaan tekanan antara permukaan bagian atas dan bagian bawah tersebut adalah satu-satunya hasil total dari produksi daya angkat (Suseno, 2010).

Pada dasarnya, hal ini hanyalah “memperkuat tekanan positif” karena kejadian ini menambah perbedaan tekanan antara permukaan atas dan bawah dari airfoil, sehingga menambah total daya angkat dibandingkan jika tidak ada penambahan tekanan di bagian bawah permukaan. Kedua prinsip Bernoulli dan hukum Newton bekerja jika daya angkat diproduksi oleh sebuah airfoil. Dari percobaan yang dilakukan pada model di terowongan angin sebenarnya, telah diketahui bahwa pada waktu udara mengalir sepanjang permukaan dari sebuah sayap dengan angle of attack yang berbeda-beda, maka ditemukan bagian-bagian sepanjang permukaan di mana tekanannya adalah negatif atau kurang dari tekanan atmosfiratmosfer dan juga bagian-bagian dengan tekanan positif atau lebih besar dari tekanan atmosfiratmosfer (Suseno, 2010).

Tekanan negatif pada permukaan atas sayap membuat gaya yang lebih besar dari padadaripada tekanan positif yang mengenai permukaan bawah sayap. Gambar 3 menunjukkan penyebaran tekanan sepanjang airfoil pada 3 angle of attack yang berbeda-beda. Pada umumnya, pada angle of attack yang besar, pusat tekanan (Center of Pressure) pindah ke depan sedangkan pada angle of attack yang kecil pusat tekanan berpindah ke bagian belakang. Dalam rancangan struktur sayap, pergeseran pusat tekanan ini sangat penting, karena mempengaruhi posisi beban udara yang ditanggung oleh sayap pada keadaan angle of attack yang kecil dan angle of attack yang besar (Suseno, 2010).

== Konstruksi Geometri Airfoil NACA ==

Airfoil yang saat ini umum digunakan sangat dipengaruhi oleh hasil penelitian yang dilakukan oleh NACA ini. Dan berikut ini adalah klasifikasi jenis-jenis airfoil NACA :

=== NACA Seri 4 Digit ===

Sekitar tahun 1932, NACA melakukan pengujian beberapa bentuk airfoil yang dikenal dengan NACA seri 4 digit seperti pada gambar 5. Distribusi kelengkungan dan ketebalan NACA seri empat ini diberikan berdasarkan suatu persamaan. Distribusi ini tidak dipilih berdasarkan teori, tetapi diformulasikan berdasarkan pendekatan bentuk sayap yang efektif yang digunakan saat itu, seperti yang dikenal adalah airfoil Clark Y. Pada airfoil NACA seri empat, digit pertama menyatakan persen maksimum camber terhadap chord. Digit kedua menyatakan persepuluh posisi maksimum camber pada chord dari leading edge. Sedangkan dua digit terakhir menyatakan persen ketebalan airfoil terhadap chord. Contoh : airfoil NACA 2412 memiliki maksimum camber 0,02 terletak pada 0,4c dari leading edge dan memiliki ketebalan maksimum 12% chord atau 0,12c. Airfoil yang tidak memiliki kelengkungan, dengan camber line dan chord berhimpit disebut airfoil simetrik. Contohnya adalah NACA 0012 yang merupakan airfoil simetrik dengan ketebalan maksimum 0,12c (Mulyadi, 2010).

=== NACA Seri 5 Digit ===

=== NACA Seri-1 (Seri 16) ===

Airfoil NACA seri 1 yang dikembangkan sekitar tahun 1939 merupakan seri pertama yang dikembangkan berdasarkan perhitungan teoritisteoretis. Airfoil seri 1 yang paling umum digunakan memiliki lokasi tekanan minimum di 0,6 chord, dan kemudian dikenal sebagai airfoil seri-16. Camber line airfoil ini didesain untuk menghasilkan perbedaan tekanan sepanjang chord yang seragam. Penamaan airfoil seri 1 ini menggunakan lima angka. Misalnya NACA 16-212. Digit pertama menunjukkan seri 1. Digit kedua menunjukkan persepuluh posisi tekanan minimum terhadap chord. Angka dibelakangdi belakang tanda hubung: angka pertama merupakan persepuluh desain CL dan dua angka terakhir menunjukkan persen maksimum thickness terhadap chord. Jadi NACA 16-212 artinya airfoil seri 1 dengan lokasi tekanan minimum di 0,6 chord dari leading edge, dengan desain CL 0,2 dan thickness maksimum 0,12 (Mulyadi, 2010).

=== NACA Seri 6 ===

Aturan penamaan seri 6 cukup membingungkan dibanding seri lain, diantaranya karena adanya banyak perbedaan variasi yang ada. Contoh yang 10 umum digunakan misalnya NACA 641-212, a = 0,6. Angka 6 di digit pertama menunjukkan seri 6 dan menyatakan family ini didesain untuk aliran laminer yang lebih besar dibanding seri 4 digit maupun 5 digit. Angka 4 menunjukkan lokasi tekanan minimum dalam persepuluh terhadap chord (0,4c). Subskrip 1 mengindikasikan bahwa range drag minimum dicapai pada 0,1 diatasdi atas dan dibawahdi bawah CL desain yaitu 2 dilihat angka 2 setelah tanda hubung. Dua angka terakhir merupakan persen thickness terhadap chord, yaitu 12% atau 0,12. Sedangkan a = 0,6 mengindikasikan persen chord airfoil dengan distribusi tekanannya seragam, dalam contoh ini adalah 60% chord (Mulyadi, 2010).

=== NACA Seri 7 ===

Seri 7 merupakan usaha lebih lanjut untuk memaksimalkan daerah aliran laminer diatasdi atas suatu airfoil dengan perbedaan lokasi tekanan minimum dipermukaan atas dan bawah. Contohnya adalah NACA 747A315. Angka 7 menunjukkan seri. Angka 4 menunjukkan lokasi tekanan minimum di permukaan atas dalam persepuluh (yaitu 0,4c) dan angka 7 pada digit ketiga menunjukkan lokasi tekanan minimum di permukaan bawah airfoil dalam persepuluh (0,7c). A, sebuah huruf pada digit keempat menunjukkan suatu format distribusi ketebalan dan mean line yang standardisasinya dari NACA seri awal. Angka 3 pada digit kelima menunjukkan CL desain dalam persepuluh (yaitu 0,3) dan dua angka terakhir menunjukkan persen ketebalan maksimum terhadap chord, yaitu 15% atau 0,15 (Mulyadi, 2010).

=== NACA Seri 8 ===

Pada airfoil terdapat beberapa bagian yang dirubahdiubah untuk mendapat koefisien gaya angkat yang maksimal, diantaranya camber. Semakin besar camber suatu airfoil maka semakin besar gaya angkat yang akan dihasilkan oleh sebuah airfoil, karena perubahan arah angin di trailing edge menyebabkan semakin besar gaya angkatnya. Hal itu juga disebabkan karena prinsip dasar airfoil adalah untuk mempecepat kecepatan angin di bagian atas dengan memperpanjang daerah lintasan airfoil dan memperpendek lintasan bagian bawah airfoil sehingga perbedaan tekanan permukaan atas dan bawah makin besar maka gaya angkat yang dihasilkan makin besar pula (Benson, 2010).

== Sudut Serang (Angle ofserang Attack)==

== Metode Elemen Hingga ==

Metode Elemen Hingga adalah salah satu dari metode numerik yang memanfaatkan operasi matrix untuk menyelesaikan masalah-masalah fisik. Metode ini dibangun sebagai metode numerik untuk analisaanalisis tegangan, tapitetapi sekarang pemakaiannya telah meluas sebagai metode yang umum untuk banyak permasalahan engineering kompleks dan ilmu-ilmu fisika. Mengandung perhitungan, pertumbuhannya berhubungan dekat dengan pengembangan teknologi komputer.

Dengan demikian, pada persamaan diatasdi atas didapat bahwa jumlah titik (node) pada pembagian elemen sama dengan jumlah mesh ditambah satu. Prinsip–prinsip dasar inilah yang kemudian banyak dipakai sebagai basis dari program komputer untuk simulasi–simulasi, baik simulasi tegangan, aliran dan lainnya. Maka dari itu Metode elemen hingga tidak dapat dipisahkan dari program–program komputer yang berbasis Computional Fluid Dinamic (CFD).

Perkembangan teknologi yang serba terkomputerisasi, telah memberi banyak kemudahan salah satunya dalam hal mendapatkan informasi dari analisaanalisis yang mempunyai tingkat kerumitan yang tinggi bila dilakukan secara manual.

Computational Fluid Dynamics (CFD) merupakan ilmu pengetahuan dengan bantuan komputer yang menghasilkan prediksi kuantitatif fenomena aliran fluida yang berdasarkan pada hukum konservasi ( konservasi masa, momentum, dan energi ) yang mengatur pergerakan fluida. CFD menggabungkan berbagai ilmu dasar teknologi diantaranya matematika, ilmu komputer, teknik dan fisika. Semua ilmu disiplin tersebut digunakan untuk pemodelan atau simulasi aliran fluida.

elemennya.

Hal yang paling mendasar mengapa konsep CFD banyak sekali digunakan dalam dunia industri adalah dengan CFD dapat dilakukan analisaanalisis terhadap suatu sistem dengan mengurangi biaya eksperimen dan tentunya waktu yang panjang dalam melakukan eksperimen tersebut atau dalam proses design engineering tahap yang harus dilakukan menjadi lebih pendek. Hal lain yang mendasari pemakaian konsep CFD adalah pemahaman lebih dalam mengenai karakteristik aliran fluida dengan melihat hasil berupa grafik, vektor, kontur bahkan animasi.

Solidwork dipilih karena memiliki keunggulan–keunggulan dibandingkan dengan software–software lain,diantaranya :

* Graphic User Interface / tampilan dan fitur-fiturnya lebih menarik, juga penanganannya lebih mudah.

* Relatif lebih ringan ketika dijalankan di komputer, dalam artian tidak memerlukan memori komputer yang terlalu besar.

* Lebih banyak model yang dapat dibuat di Solidwork.

== Tahapan kerja pada CFD ==

Sebelum analisaanalisis dalam CFD dilaksanakan, terlebih dahulu dibuat desain awal benda yang akan disimulasikan. Disini benda yang akan disimulasikan adalah airfoil NACA 2412 yang digunakan pada sayap pesawat model tipe glider dan akan disimulasikan dengan software solidwork agar lebih mudah dan cepatdalam pembuatannya. Selain itu, perangkat lunak ini juga disertai dengan fasilitas pendukung untuk menganalisamenganalisis dan mensimulasikan gerakan, diantaranya :

* Cosmoswork digunakan untuk menganalisamenganalisis kecepatan, tekanan, tegangan, frekuensi, tekanan, suhu dan sebagainya.

* Cosmosmotion digunakan untuk membuat gerakan dari benda, membuat simulasi serta menganimasikannya. Selain itu, Cosmosmotion juga dapat menganalisamenganalisis beban untuk kasus analisaanalisis struktur.

* Cosmosflowork digunakan untuk menganalisamenganalisis aliran fluida baik dalam maupun luar, tekanan, kecepatan dan sebagainya.

[[Berkas:Kirby Chambliss racing in Perth.jpg|thumbjmpl|300px|Kirby Chambliss menggunakan [[Zivko Edge 540]], [[Zivko Aeronautics]] dalam [[Red Bull Air Race World Championship]] [[Perth]], 2006]]

[[Berkas:Yellow.balloon.takesoff.in.bath.arp.jpg|thumbjmpl|128px|Sebuah balon udara.]]

== Album Animasi Pesawat udara ==

<center><gallery perrow="3" widths="200px" heights="170px">

File:AptchAileron pitch.gif

File:AyawAileron yaw.gif

<center><gallery perrow="3" widths="200px" heights="170px">

<center><gallery perrow="3" widths="200px" heights="170px">

<center><gallery perrowmode=3"packed" widths="200px" heights="170px">

Image:Tu-144LL.jpg|Tu-144

File:Concorde expo CDG.JPG|Concorde

File:Sr-71-1.jpg|Sr-71

</gallery></center>

<center><gallery perrow="3" widths="200px" heights="170px">

Berkas:BAE-McDonell-Douglas AV8B edit5.jpg|BAE-McDonell-Douglas AV8B

Image:Mirage III V Le Bourget FRA 001.JPG|Mirage III V

File:F-35 verticle landing.ogg|Vertical landing

File:F35A Prototyp AA1 2.jpg|F35A

File:F-35B Joint Strike Fighter (''thrust'' vectoring nozzle and lift fan).PNG|F-35B

File:F-35 compilation.ogg|X-35 video with transition to VTOL configuration, hover, take off in STOVL configuration, in-flight re-fuelling, vertical hover and landing.

Image:Yak-38 Forger wings folded.jpg|Yak-38 Forger

File:Yak-38 Lift Engines NT.PNG|Yak-38 Lift Engines

[[Berkas:Ash-25.jpg|thumbjmpl|Tandem motor glider]]

[[Berkas:V20001Schempp-Hirth Ventus 2b glider being launched at Lasham Airfield in UK.jpg|thumbjmpl|Wire launch glider]]

[[Berkas:Bell 407 (D-HBEN).jpg|thumbjmpl|200px|Helikopter sipil [[Bell 407]] di [[Bandara Niederrhein]], [[Jerman]].]]

* [[Pesawat bermesin turbo propeler]]

* [[Pesawat eksperimental]]

Berkas:Brewster 239 formation.png|Brewster 239

Berkas:BLT2Sikorsky 2CH-53E (USMC-20070402) 402.jpg|[[Sikorsky CH-53E Super Stallion]]

* [[Boeing]]

* [[Airbus]]

* [[Fokker]]

* [[Bandara]]

* [[Aerodinamika]]

* [http://www.atmitchell.com/journeys/history/aviation/ History of Aviation in Australia - State Library of NSW] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20121028100457/http://www.atmitchell.com/journeys/history/aviation/ |date=2012-10-28 }}

* [http://www.centennialofflight.gov/essay/Prehistory/PH-OV.htm Prehistory of Powered Flight] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20031222001544/http://www.centennialofflight.gov/essay/Prehistory/PH-OV.htm |date=2003-12-22 }}

* [http://www.doktus.de/dok/39023/the-channel-crossing.html The Channel Crossing] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110515142644/http://www.doktus.de/dok/39023/the-channel-crossing.html |date=2011-05-15 }}

* [http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-468/contents.htm The Evolution of Modern Aircraft (NASA)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20071227182437/http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/SP-468/contents.htm |date=2007-12-27 }}

* [http://www.life.com/image/first/in-gallery/36582/amazing-early-flying-machines Amazing Early Flying Machines] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20091213011847/http://www.life.com/image/first/in-gallery/36582/amazing-early-flying-machines |date=2009-12-13 }} slideshow by ''[[Life magazine]]''

* [http://flightfield.com/index.php/aeronautical-data/aircraft-types Aircraft Types] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20101017094128/http://flightfield.com/index.php/aeronautical-data/aircraft-types |date=2010-10-17 }}

* [http://www.aviationdictionary.org/ Aviation Dictionary] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080624032037/http://www.aviationdictionary.org/ |date=2008-06-24 }} Free aviation terms, phrases and jargons

* [http://www.youtube.com/watch?v=4LhN_T5tGK8 http://www.youtube.com/ How it's made: Airplanes ]

* [http://www.youtube.com/watch?v=wBPY34jCmos http://www.youtube.com/ Boeing Flight-Manufacturing ]

* [http://www.youtube.com/watch?v=I_atJwXxcrU http://www.youtube.com/ How It's Made Gliders ]

* [http://www.youtube.com/watch?v=MIa-qpCRYag http://www.youtube.com/ AirBus A380 Manufacturing video ]

* [http://www.youtube.com/watch?v=HHODFG3aMHM http://www.youtube.com/ How It's Made: Helicopters ]

* [http://www.youtube.com/watch?v=kYs215TgI7c http://www.youtube.com/ Autonomous robotic plane flies indoors at MIT ]

* [http://www.youtube.com/watch?v=2QqTcQ1BxIs http://www.youtube.com/ First Successful Robotic Perching on a Human Hand by a Robotic Bird Airplane (MAV/ UAV) ]

* [http://www.youtube.com/watch?v=E_A_rEZoXSg http://www.youtube.com/ GoPro: Boeing's QF-16 goes unmanned] and [http://www.youtube.com/watch?v=LGDOdDwp0cE Boeing - QF-16 Unmanned Fighter Full Scale Aerial Target First Flight [&#91;720p]&#93;]

[[Kategori:DirgantaraKendaraan yang diperkenalkan tahun 1903]]