Bagaimana Pesawat Dapat Terbang?

Pertanyaan ini sangat sederhana, tapi butuh penjelasan yang extra untuk menjawabnya. Dengan mempelajari dan mengutip beberapa artikel yang pernah dibaca, saya mencoba memaparkan alasan-alasan mengapa pesawat bisa terbang.


Impian Manusia untuk terbang sudah ada sejak berabad-abad yang lalu. Orang sekaliber Leonardo da Vinci pun ikut terbawa oleh euforia impian terbang. Da Vinci pernah manciptakan suatu desain mesin terbang yang disebut ornitopter. Berbeda dengan para peloncat menara, da Vinci tidak lah bodoh. Sebelum desainnya direalisasikan, ia segera meyadari bahwa tidak mungkin manusia -dengan tenaga yang dimilikinya- bisa melakukan pengendalian, mengepakkan sayap, dan navigasi dalam waktu bersamaan. Banyak waktu yang ia curahkan untuk sekedar mempelajari bagaimana burung-burung terbang.

Suatu pernyataan da Vinci yang begitu visioner adalah metode separasi. Sekitar 1500 tahun yang lalu da Vinci telah mengemukakan bahwa untuk bisa terbang cukuplah dilakukan dengan sayap tetap dan memberinya gaya dorong. Hal ini didasari dari hasil pengamatannya dari teknik burung untuk terbang. Menurutnya, sayap burung terdiri dari dua bagian yang memiliki fungsi masing-masing. Bagian pangkal sayap burung yang relatif tetap (fixed) berfungsi membangkitkan gaya angkat. Sedangkan bagian ujung sayap burung berfungsi untuk mengepak dan membangkitkan gaya dorong. Separasi gaya menjadi gaya angkat dan gaya dorong inilah yang sampai sekarang dipakai untuk menciptakan mesin terbang.

Lalu bagaimana pesawat udara dapat terbang?

Pada dasarnya, sayap lah yang memberi gaya angkat yang dibutuhkan untuk terbang, sedangkan engine hanya memberi gaya dorong (thrust) untuk bengerak maju. Jadi, kesimpulan mudahnya adalah bahwa pesawat udara (bukan pesawat antarikasa) dapat terbang karena memiliki sayap.

Ada 4 gaya yang bekerja pada pesawat udara selama penerbangan yaitu Gaya angkat ( LIFT) atau gaya keatas, Gaya berat ( WEIGHT ) atau gaya kebawah, selanjutnya Gaya maju ( THRUST ) serta Gaya kebelakang ( DRAG ). Dua gaya berikut dapat mudah dipahami. Gaya berat ( WEIGHT ) bekerja menarik benda kembali ke bumi, sebagai contoh apabila kita melemparkan batu ke atas maka akan jatuh. Selanjutnya apabila kita mengendarai sepeda, maka terasa hambatan dari depan.

Perhatikan gambar berikut :



Gaya lain yang bekerja pada pesawat selama diudara yaitu LIFT dan THRUST yang keduanya merupakan kunci untuk penerbangan. Gaya-gaya tersebut oleh para perancang pesawat diperhitungkan untuk mengatasi DRAG dan WEIGHT. Gaya-gaya lain yang bekerja untuk menjaga agar pesawat tetap berada di udara yaitu THRUST. Gaya ini menarik pesawat kearah depan, biasanya gaya ini diperoleh dari putaran baling-baling ( PROPELLER ) mesin atau dorongan mesin jet. Gaya maju ( THRUST ) dan gaya angkat ( LIFT ) akan bekerja bersamaan untuk menarik pesawat kearah depan dan meninggalkan darat.

Pertanyaan selanjutnya, bagaimana gaya angkat (lift) dapat terbangkit di sayap? Secara mudah dapat dijelaskan bahwa gaya angkat terbangkitkan karena ada perbedaan tekanan di permukaan atas dan permukaan bawah sayap. Penjelasan tentang mengapa bisa terjadi perbedaan tekanan dapat dijelaskan dengan 2 macam teori, yaitu asas Bernoulli dan hukum III Newton. Kedua Teori tersebut memiliki perbedaan konsep, untuk lebih jelasnya dapat anda baca di bawah :

Asas Bernoulli
Penampang sayap pesawat terbang mempunyai bagian belakang yang lebih tajam dari pada bagian depan, dan sisi bagian atas yang lebih melengkung dari pada sisi bagian bawahnya. Gambar di bawah adalah bentuk penampang sayap yang disebut dengan aerofoil.



Garis arus pada sisi bagaian atas lebih rapat daripada sisi bagian bawahnya, yang berarti laju aliran udara pada sisi bagian atas pesawat (v2) lebih besar daripada sisi bagian bawah sayap (v1).
Menurut hukum Bernoulli udara diatas dan dibawah sayap bergerak dengan kecepatan berbeda dan menghasilkan perbedaan tekanan.
Tekanan pada sisi bagian atas pesawat (p2) lebih kecil daripada sisi bagian bawah pesawat (p1) karena laju udara lebih besar, sehingga menimbulkan lift.
TAPI...apa iya,aliran udara di atasa dan di bawah harus bertemu pada saat yang sama? tidak harus bukan...dan inilah yang memebutuhkan buat kita sebuah wacana yang lebih luas lagi, efek bernoulli memang bukan segala-galanya dalam membuat pesawat bisa terbang, tetapi ia tidak bisa diabaikan.

Hukum III Newton
Dalam sumber yang lain juga dikatakan bahwa pesawat bisa terbang tidak lain dikarena suatu gaya yang saling aksi dan bereaksi, dengan kata lain, pesawat terbang itu merupakan aplikasi dari Hukum III Newton tentang Gerak bukan Prinsip Bernaulli, di mana suatu benda jika diberi gaya aksi maka akan melawan dengan gaya reaksi. dalam hal ini gaya aksi yaitu gerak (tekanan) udara yang berasal dari permukaan airfoil (bentuk sayap) bagian atas yang menekan airfoil ke bagian bawah dengan tekanan Beribu-ribu ton udara, sehingga karena pada bagian bawah airfoil tertekan oleh ribuan ton udara dari atas airfoil maka secara matematis (dari Hukum III Newton) bagian bawah airfoil tersebut harus melawan tekanan dari atas airfoil tersebut. dan tekanan dari bawah inilah (gaya reaksi) yang menyebabkan pesawat bisa terbang, dan selanjutnya di sebut gaya lift……..

Dapat dinyatakan dengan cara lain bahwa aliran massa udara di bagian atas sayap yang terbelokkan ke arah bawah-belakang sayap seturut efek coanda telah memberikan gaya (aksi) pada aliran massa udara di bagian belakang-bawah sayap tersebut. Juga, akibat efek coanda, permukaan atas sayap pun telah memberikan gaya (aksi) pada massa udara yang dibelokkannya tadi. Akibatnya, sayap akan mendapatkan gaya angkat dan pesawat dapat terbang.

Kedua Teori diatas sering sekali menjadi bahan perdebatan. Lalu, menurut Anda, Teori apa yang paling sesuai untuk menjelaskan bagaimana pesawat bisa terbang?

Reference :
http://aeroblog.wordpress.com/2006/12/06/bagaimana-pesawat-udara-bisa-terbang/
http://www.mail-archive.com/fisika_indonesia@yahoogroups.com/msg00251.html
http://ardansirodjuddin.wordpress.com/2008/06/03/mengapa-pesawat-bisa-terbang/
http://www.e-dukasi.net/pengpop/pp_full.php?ppid=270&fname=materi1.html
http://www.learning-to-fly.com/aviation-history-timeline.html

Antartika Mulai Menciut

Rabu, 25 November 2009 | 17:42 WIB

TEMPO Interaktif, Jakarta - Tidak ada yang menyangka benua es di kutub selatan Bumi, Antartika, ternyata juga bisa meleleh dan menciut. Analisis terhadap data dari satelit pengukur gravitasi milik Badan Penerbangan dan Antariksa Amerika Serikat (NASA), Grace, mengungkapkan bahwa pemanasan global mampu menjebol dinding-dinding bekunya di bagian timur yang sangat tebal, dingin, dan kukuh. Kulit es di sana mengelupas sepanjang tiga tahun terakhir.

Para peneliti yang mengerjakan analisis itu juga terkejut atas temuan tersebut. Pasalnya, ini terjadi di Antartika Timur--bukan bagian barat, yang memiliki semenanjung--yang selama ini dikenal stabil dan malah bisa bertambah luas. "Kami sangat terkejut melihat perubahan di Antartika Timur," ujar Jianli Chen dari Pusat Riset Antariksa di University of Texas, Austin, ketua tim.

Chen menggunakan data dari satelit kembar Gravity Recovery and Climate Experiment (Grace). Satelit yang terbang dalam formasi rapat dan mendeteksi perubahan gravitasi menit per menit itu pulalah yang sebelumnya menegaskan terjadinya penciutan dan kehilangan massa di Antartika Barat dan Greenland di Arktik.

Setelah relatif tetap (laju kehilangan es di musim panas dan pembentukannya di musim dingin seimbang) sepanjang 2002-2006, hasil pengukuran Grace menduga sebanyak 57 miliar ton (Gt) es telah mencair di Antartika Timur dan tak pernah kembali selama tiga tahun terakhir. Erosi es itu terjadi di banyak bagian, tapi yang terutama di pantainya.

Angka ini memang masih relatif kecil jika dibandingkan dengan es yang hilang dari tetangganya, Antartika Barat, ataupun Greenland. Di tempat yang pertama, es mencair sebanyak 132 Gt setiap tahunnya. Sedangkan di Greenland, kombinasi data dari Grace dan hasil pengukuran lainnya melahirkan angka kehilangan es itu sebesar 273 Gt per tahun.

Dua tubuh es itu--tanpa Antartika Timur--jika mencari, seluruhnya mampu melambungkan muka air laut dunia setinggi 6-7 meter. Dengan lapisan es Antartika Timur, muka laut bisa lebih tinggi lagi menjadi sekitar 50-60 meter.

Meski begitu, banyak ahli yang belum yakin soal laju kehilangan es di Antartika Timur akan sedrastis di dua tubuh es yang lainnya itu. Selain suhu setempat yang masih jauh di bawah nol derajat Celsius, proses fisik penciutan itu pun belum diketahui.

"Di kawasan pantai ini, pulau-pulau es bisa terbentuk dan hanyut karena interaksi Antartika dengan samudra atau Antartika dengan pola cuaca tertentu, atau bisa juga karena danau subglasial yang mengalir di bawahnya yang melumasi gletser," kata Leigh Stearns, peneliti dari University of Kansas. Jika yang terjadi adalah kemungkinan ketiga, tentu, tidak sama dengan perubahan iklim.

Untuk mencari tahu proses fisik penyebab hilangnya es di Antartika Timur, Chen dan kawan-kawan hendak melakukan survei udara.

WURAGIL l NATUREGEOSCIENCE | BBC