Dasar Prinsip Mengapa Pesawat Bisa Terbang - Hukum Bernoulli

Hukum Bernoulli

Bagaimana sayap dapat mengangkat pesawat?
Kalau kita perhatikan, bentuk dasar sebuah sayap pesawat terbang adalah seperti yang terlihat di gambar 1. Perhatikan bahwa dasar sayap adalah datar. Sedangkan permukaan atas sayap melengkung dengan sudut tertentu. Bentuk ini yang menyebabkan perbedaan tekanan antara bagian atas dan bagian bawah sayap mendorong pesawat ke atas.
Ini adalah aplikasi dari ide Bernoulli (1700-1782). Memang kalau kita mempelajari aerodinamika lebih dalam, teori ini mungkin tidak berlaku lagi pada kecepatan tertentu, tapi ide Bernoulli masih merupakan prinsip dasar dari cara kerja sebuah sayap pesawat.
Seorang penerbang tidak memerlukan aplikasi rumit dari persamaan Bernoulli, tapi dapat memahami cara kerja pesawat dengan memahami hukum fisika dari persamaan tersebut.

 

Bernoulli, dari namanya pasti dia bukan dari kampung halaman saya di Ponorogo, mengatakan bahwa, dalam sebuah streamline perbandingan antara tekanan fluida (udara dalam hal ini juga adalah fluida), dan kecepatannya adalah konstan. Pusing? Saya juga pusing.

 Jadi dalam gambar kedua, terlihat bahwa di dalam pipa di atas titik B dengan kecepatan yang lebih rendah maka tekanannya akan lebih tinggi.
Sedangkan di atas titik A, karena pipa yang dilewati fluida lebih sempit maka kecepatan menjadi lebih tinggi dan ternyata tekanannya menjadi lebih rendah. Jika anda membutuhkan rumus teori ini dapat dicari di Internet dengan mudah dengan kata kunci Bernoulli.
Aplikasi pada sayap pesawat
Dengan teori di atas, maka sayap pesawat di buat seperti gambar di bawah ini.

 

Udara akan mengalir melewati bagian atas sayap dan bagian bawah sayap. Sebenarnya bukan udara yang mengalir melewati sayap pesawat, tapi sayap pesawatlah yang maju “menembus” udara. Tapi kita akan mengasumsikan aliran ini dengan gambar sayap yang diam.
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.

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.
Jika kecepatan pesawat melebihi rancangannya maka juga akan terjadi stall yang dinamakan HIGH SPEED STALL.

Hal yang menarik dari kendaraan yang bernama pesawat terbang adalah terbang ke atas melawan gravitasi bumi. Ini di sebut lift atau gaya angkat. Untuk kesederhanaan tulisan, maka selanjutnya kata lift dan istilah-istilah lain hanya diterjemahkan di awal tulisan.
Pembahasan dalam aerodinamika ini dibatasi pada pesawat berbaling-baling dan bermesin piston. Aneka kombinasi letak mesin tidak dibahas. Pesawat dengan model seperti ini mempunyai mesin piston yang memutar baling-baling di depan pesawat. 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.

 

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, yang dalam tulisan ini selanjutnya disebut WEIGHT.

dan ini dia penampakan Daniel Bernoulli gan