01.08
Manusia Biasa
ANDA mungkin pernah melihat sayap pesawat terbang yang ujungnya ditekuk atau bengkok mengarah ke atas. Melihat itu, Anda tentu bertanya-tanya mengapa ya kok ditekuk seperti itu? Apakah ada gunanya?
Pertanyaan lain apakah sekadar aksesoris dan ‘gaya-gayaan’ saja agar terlihat bagus atau supaya terlihat seperti postur Gatotkaca yang tangannya gemulai melakukan gerakan menari bersiap menjelang terbang? Ataukah memang terdapat tujuan teknis yang terkait dengan keuntungan yang didapat (advantages) dari bentuk sayap seperti itu?
Bentuk ujung sayap (wing tips) yang seolah bengkok itu mempunyai maksud untuk mengurangi pergolakan udara disekitar ujung sayap (wing tips vortex). Pergolakan udara itulah yang nantinya berfungsi menjadi gaya hambatan alamiah dari bentuk sayap itu.
Gaya hambatan ini sangat merugikan dan bahkan dalam kategori tertentu terkadang membahayakan. Gaya hambatan ini disebut induced drag.
Empat Gaya
Sebelum berbicara lebih jauh tentang Winglet, mari kita mengingat kembali tentang empat gaya yang bekerja pada pesawat terbang yang dikenal dengan gaya Aerodinamis.
Keempat gaya itu adalah gaya angkat (Lift ), gaya berat (Weight), daya dorong (Thrust), serta gaya hambatan (Drag). Keempat gaya itu muncul serentak bersama-sama pada saat pesawat terbang mulai mengudara. Drag muncul karena ada Lift. Artinya, selama benda terbang itu memproduksi Lift, maka sepanjang itu pula Drag hadir. Drag sendiri terbagi menjadi dua macam, yakni Induced Drag dan Parasite Drag.
Induced Drag adalah gaya hambatan yang timbul secara alami yang disebabkan oleh bentuk sayap. Bentuk sayap yang spesifik memang sengaja didesain sedemikian rupa agar mendapatkan Lift.
Ironisnya, bentuk profil sayap itu ternyata sekaligus ‘melahirkan’ suatu gaya yang ‘tidak diinginkan’ yaitu Drag. Sehingga memang betul jika Drag timbul saat Lift hadir.
Parasite Drag adalah hambatan yang timbul tetapi justru tidak terkait langsung dengan keberadaan Lift. Parasite Drag terbagi menjadi dua macam, yaitu Skin Friction Drag dan Form Drag.
Skin Friction Drag yaitu suatu gaya hambatan yang muncul karena gesekan suatu objek yang melewati udara pada saat objek itu bergerak. Misalnya:
Sayap pesawat yang diselimuti lapisan es. Ini akan menjadikan permukaan sayap berubah menjadi kasar. Akibatnya muncul turbulensi-turbulensi kecil di atas permukaan sayap.
Sudut serang pesawat (Angle of Attack ) yang terlampau besar juga akan berakibat munculnya turbulensi di sayap tepi belakang (trailing edge).
Form Drag adalah Drag yang terjadi karena bentuk benda itu sendiri yang langsung berhadapan dengan arus udara yang akhirnya menimbulkan turbulensi yang luar biasa besar. Bentuk benda yang dimaksud di si sini adalah material yang sama sekali tidak menggunakan prinsip-prinsip streamline.
Contoh yang mudah dilihat adalah seorang atlet bersepeda, yang kalau kita perhatikan ternyata memakai helm yang khusus dirancang saat melaju di atas sepedanya dengan kecepatan tinggi.
Helm itu berbentuk unik, yaitu streamline shaped, di bagian ujung belakangnya semakin meruncing dan pipih.Tujuannya agar tidak ada pergolakan udara di belakang kepala si atlet yang berbentuk seperti turbulensi yang pada akhirnya akan mengurangi kecepatannya saat melaju. Drag yang timbul di sekitar belakang kepala si atlet itulah yang disebut Form Drag.
Gaya Angkat Positif
Mari kita bercerita lebih jauh tentang Induced Drag. Pertama-tama, kita harus memahami tentang profil sayap yang didesain sedemikian rupa, agar mampu menghasilkan gaya angkat positif ke atas yang disebut Lift.
Untuk menghasilkan gaya itu, tekanan statis dari bawah permukaan sayap harus lebih besar dari tekanan statis yang timbul dari atas sayap. Aliran udara dari depan menuju belakang sebagian melewati ujung sayap dari tekanan statis tinggi di bawah permukaan sayap ke tekanan statis rendah,yang berada di atas permukaan sayap.
Kedua tekanan yang bertemu ini menjadi suatu gerakan pergolakan udara yang bermasalah yang ‘tidak dikehendaki’. Pergolakan ini adalah turbulensi yang arahnya berputar dan terpuntir di seputar ujung sayap. Semakin besar luas sayap, maka semakin besar pula turbulensi yang tercipta.
Sekadar contoh, turbulensi ujung sayap pesawat terbang Hercules C-130 mampu ‘membanting’ pesawat kecil sekelas Cessna 152 yang berada di belakangnya saat hendak melakukan taking off. Hal tersebut dikarenakan turbulensi ini semakin mengarah ke belakang semakin membesar dan menguat. Di dunia penerbangan turbulensi ini dikenal dengan nama Wake Turbulence. Sangat membahayakan bukan?
Untuk mengatasi pergolakan udara yang bermasalah dan ‘tidak dikehendaki’ tersebut di atas para insinyur aerodinamika menciptakan suatu bentuk-bentuk tambahan ujung sayap, untuk ‘memecah’ turbulensi tadi agar setidaknya dapat mengurangi skala turbulensi yang besar menjadi skala yang kecil-kecil dan terpecah pecah.
Adalah suatu kemustahilan untuk mengeliminasikan turbulensi ujung sayap tadi. Bentuk modifikasi ujung sayap tersebut adalah Wing Fence, Modified Wing, Wing Tip Tank, dan yang paling populer Winglet.
Di antara betuk-bentuk modifikasi ujung sayap di atas, yang paling banyak dipakai adalah Winglet.
Berdasarkan data teknis dari manufaktur pesawat terbang, Winglet ini juga memberikan keuntungan secara ekonomis bagi pesawat terbang yang menggunakan bentuk ini, yakni mengurangi konsumsi bahan bakar (lebih irit) hingga mencapai 7%.
Bagi perusahaan penerbangan komersial, angka 7% tentu sangatlah berarti dan besar. Apalagi bila pesawat itu terbang dalam jarak yang terhitung jauh, maka semakin besar pula efisiensi bahan bakar yang dilakukan. Untuk itu sangat wajar jika banyak pesawat terbang komersial yang memasang Winglet pada ujung sayapnya.
Pesawat terbang modern dapat dipastikan hampir semua memasang winglet ini. (*)
Sumber : http://tabloidaviasi.com/featured/winglets-lekukan-ujung-pesawat/
Posted in
0 komentar:
Posting Komentar