Pesawat Terbang ( AIRCRAFT )

Pesawat terbang yang lebih berat dari udara diterbangkan pertama kali oleh Wright Bersaudara (Orville Wright dan Wilbur Wright) dengan menggunakan pesawat rancangan sendiri yang dinamakan Flyer yang diluncurkan pada tahun 1903 di Amerika Serikat. Selain Wright bersaudara, tercatat beberapa penemu pesawat lain yang menemukan pesawat terbang antara lain Samuel F Cody yang melakukan aksinya di lapangan Fanborough, Inggris tahun 1910. Setelah zaman Wright, pesawat terbang banyak mengalami modifikasi baik dari rancang bangun, bentuk dan mesin pesawat untuk memenuhi kebutuhan transportasi udara.

Prinsip dasar dari cara pesawat terbang untuk mengudara sama untuk semua pesawat, baik pesawat capung maupun pesawat super jumbo seperti Airbus A380. Yang mempengaruhi pesawat unuk terbang adalah gaya – gaya aerodinamis yang mengenainya yaitu, gaya angkat (lift), gaya hambat (drag), gaya berat (grafitasi), dan gaya dorong (trust).

Gaya dorong pesawat kedepan didapat dari baling-baling yang berputar pada ujung pesawat (lihat gambar). Sedangkan gaya hambat merupakan pergesekan pesawat udara dengan angin. Karena pesawat udara mempunyai massa, maka gaya grafitasi akan membawa pesawat kebawah, untuk itulah gaya angkat diperlukan. Gaya angkat dihasilkan dari sayap pesawat udara.

Sayap pesawat udara ini yang memegang peranan kunci untuk mengkat badan pesawat. Penampang sayap ini biasanya disebut “aerofoil” Selama penerbangan udara mengalir ke atas dan bawah sayap. Udara yang megalir diatas sayap lebih cepat dari udara yang mengalir dibawah sayap, sehingga tekanan udara diatas pesawat lebih rendah.

Disaat yang bersamaan udara dibawah sayap dibelokan kebawah, sehingga terjadi gaya angkat (udara yang terdorong kebawah akan mendorong sayap keatas- gaya aksi reaksi).

Gaya dorong terhadap sayap dan tekanan udara yang rendah diatas sayap inilah yang di butuhkan untuk pesawat terbang di udara.

 

Terdapat beberapa faktor yang menyebabkan pesawat dapat terbang, diantaranya :

1. Sayap

1. Airfoil

Sebuah pesawat memerlukan gaya angkat atau lift yang di butuhkan untuk terbang. Lift dihasilkan oleh permukaan suatu sayap(wing) yang berbentuk airfoil.
Gaya angkat terjadi karena adanya aliran udara yang melewati bagian atas dan bagian bawah di sekitar airfoil. Pada saat terbang, aliran udara yang melewati bagian atas airfoil akan memiliki kecepatan yang lebih besar daripada kecepatan aliran udara yang melewati bagian bawah dari airfoil. Maka, pada permukaan bawah airfoil akan memiliki tekanan yang lebih besar daripada permukaan di atas. Perbedaan tekanan pada bagian atas dan bawah inilah yang menyebabkan terjadinya gaya angkat atau lift pada sayap pesawat. Oleh karena tekanan berpindah dari daerah yang bertekanan besar menuju ke daerah yang bertekanan kecil, maka tekanan pada bagian bawah airfoil akan bergerak menuju bagian atas airfoil sehingga tercipta gaya angkat pada sayap pesawat. Gaya angkat inilah yang membuat pesawat dapat terbang dan melayang bebas di udara.

Untuk bergerak ke depan (baik di darat maupun di udara), pesawat memerlukan daya dorong yang di hasilkan oleh tenaga penggerak atau yang biasa di sebut dengan mesin (engine). Daya dorong yang nantinya di hasilkan oleh engine ini biasa di sebut dengan thrust. Terdapat beberapa jenis engine dari pesawat, diantaranya :

-Piston Engine

-Turbojet Engine

-Turboporop Engine

-Turbofan Engine

-Turboshaft Engine

 

• Piston Engine

Piston engine atau biasa di sebut dengan mesin torak, merupakan mesin yang menggunakan piston (torak) sebagai tenaga penggerak. Piston yang bergerak naik turun di hubungkan dengan crankshaft melalui connecting rod untuk memutar propeller atau baling-baling. Piston dapat bergerak naik turun karena adanya pembakaran antara campuran udara dengan bahan bakar (fuel) di dalam ruang bakar (combustion chamber). Pembakaran di dalam combustion chamber menghasilkan expansion gas panas yang dapat menggerakkan piston bergerak naik turun.
Pesawat yang menggunakan mesin piston umumnya menggunakan propeller sebagai tenaga pendorong untuk menghasulkan thrust. Bentuk penampang dari propeller itu sendiri sama seperti sayap, yaitu juga berbentuk airfoil. Sehingga pada saat propeller berputar maka akan menghasilkan gaya dorong atau thrust sehingga pesawat dapat bergerak ke depan. Pesawat dengan mesin piston ini merupakan jenis pesawat ringan atau biasa di sebut dengan light aircraft. Pesawat ini mempunyai daya jelajah yang kecil dan ketinggian terbang yang tidak terlalu tinggi.

Pada dasarnya, prinsip kerja dari semua engine pesawat sama. Yaitu memanfaatkan energi pembakaran antara campuran bahan bakar dengan udara yang menghasilkan expansion gas yang terjadi di dalam ruang bakar cc (combustion chamber).

• Turbojet Engine

Dinamakan turbojet engine karena mesin ini menggunakan turbin dalam membangkitkan tenaga, dan jet yang artinya semburan/pancaran. Yaitu semburan hasil pembakaran di dalam cc keluar menuju turbin dan memutar turbin, lalu turbin memutar compressor dan menggerakkan komponen engine lainnya.

Prinsip kerja dari Turboprop engine sama dengan proses kerja dari turbojet engine. Yang membedakannya adalah terdapat propeller pada engine ini. Propeller terhubung dengan turbin dan compressor melalui shaft.

• Turbofan

Sama dengan turboprop, prinsip kerja turbofan sama dengan turbojet engine. Perbedaannya adalah pada turbofan engine terdapat fan di depan compressor. Fan berfungsi untuk menghisap udara masuk ke dalam compressor.

• Turboshaft Engine

Prinsip kerja dari turboshaft engine juga hampir sama deng an turbojet engine. Engine ini di gunakan pada helikopter. Pada turboshaft engine, terdapat shaft yang terhubung dengan turbin. Shaft ini menghubungkan ke main rotor atau baling-baling pada helikopter. Rotor pada helikopter mempunyai penampang berbentuk airfoil.

• Bidang Kendali (Flight Control Surface)

Untuk menggerakkan pesawat (berbelok, menukik, dan rolling atau berbalik), seorang pilot memerlukan bidang kendali atau control surface .

Primary control surface

Primary control surface atau bidang kendali utama adalah bidang kendali pesawat yang dapat mengatur pergerakan pesawat pada saat terbang di udara. Aileron, elevator, dan rudder merupakan bidang kendali utama pada pesawat.

1. Aileron terletak pada sayap, digunakan pesawat pada saat melakukan rolling (berbalik) di udara dan pergerakannya berada pada sumbu longitudinal pesawat, aileron dikendalikan dengan menggunakan stick control yang berada pada cockpit.
2. Elevator terletak pada bagian ekor (empenage) atau bagian horizontal stabilizer, digunakan pesawat untuk melakukan piching (mengangguk) dan pergerakannya pada sumbu lateral pesawat, elevator di kendalikan dengan menggunakan stick control yang berada di ruangan cockpit.
3. Rudder terletak di pada bagian ekor tepatnya di bagian vertical stabilizer, di gunakan pesawat untuk melakukan yawing (berbelok) diudara dan pergerakannya pada sumbu vertical pesawat, rudder di kendalikan dengan menggunakan rudder pedal yang terletak pada ruang cockpit.

Spoiler untuk Bidang kendali pesawat dengan sumbu dan arah pergerakannya Spoiler untuk Bidang kendali pesawat dengan sumbu dan arah pergerakannya

 

Pesawat terbang, adalah salah satu obyek yang selalu menarik untuk disimak. Kali ini kita akan melihat perkembangan salah satu “organ vital” pesawat terbang yaitu mesin pendorong yang berjenis mesin Jet atau dalam dunia penerba­ngan biasa disebut Aircraft Power Plant

Mengapa disebut sebagai “organ vital” tentu saja…mesin Jet ini ibarat organ jantung pada manusia yang berfungsi mengatur denyut nadi, juga tekanan darah, yang secara umum pada akhirnya menentukan kelangsungan hidup manusia itu sendiri.

Apabila jantung manusia berhenti, maka seluruh kegiatan kehidupan yang ditunjang olehnya juga akan berhenti. Begitupun dengan mesin pesawat terbang. Apabila mesin itu mati karena suatu hal, maka secara umum sistem internal di dalam pesawat itu akan terancam kelangsungan hidupnya. Hal ini disebabkan karena mesin itu menyediakan fungsi sistem-sistem internal yang ada di dalam pesawat terbang tersebut. Sistem apa sajakah itu?

Sistem-sistem tersebut adalah Sistem Kelistrikan (Electrical System), Sistem Hidrolis (Hydraulic System), Sistem Tekanan Kabin (Pressurization System), Sistem Kendali Pesawat Terbang (Flight Control System), serta sistem-sistem sekunder lain yang ada dalam pesawat terbang.

Roda pendarat sangat tergantung dengan adanya Sistem Hidrolis ini.Penumpang di dalam pesawat terbang sangat tergantung dengan keberadaan sistem tekanan kabin, agar dapat bernapas dengan leluasa serta normal seperti layaknya diatas daratan.

Sang penerbang pun sa­ngat tergantung dengan sistem kelistrikan, supaya alat navigasi, alat komunikasi, serta alat-alat penunjuk lain dapat diandalkan. Sehingga dapat dibayangkan seandainya mesin pesawat terbang tersebut berhenti bekerja, maka semua sistem diatas akan berhenti juga. Itulah sebabnya mesin pesawat terbang mempunyai peran sebagai “organ vital”.

Dahulu saat pesawat terbang berhasil dibuat oleh Wright bersaudara, satu-satunya tenaga penggerak dan pendorong adalah mesin sederhana yang menggerakkan baling-baling.Baling-baling itu lalu menimbulkan daya dorong (thrust), yang didukung oleh profil tertentu sayap pesawat, sehingga menimbulkan gaya angkat (lift ). Gabungan dari daya dorong dan gaya angkat itulah yang membuat pesawat terbang mampu mengudara seperti yang kita lihat.

Tentunya dua gaya itu harus lebih besar dari dua gaya “lawannya”, yaitu gaya berat (weight) dan hambatan(drag). Seiring berjalannya waktu, mesin berbaling-baling dirasakan tidak mencukupi lagi kebutuhan manusia untuk dapat menikmati pesawat terbang. Hal ini disebabkan pesawat berbaling-baling (Propelled Aircraft) memiliki keterbatasan dalam hal ketinggian jelajah, pemborosan bahan bakar, jarak tempuh, serta waktu tempuh penerbangan. Para insinyur penerbangan ingin membuat pesawat terbang yang mampu menjelajah pada ketinggian yang optimal sekaligus menghemat bahan bakar, memanfaatkan massa udara yang sedikit untuk dimampatkan lalu menghasilkan daya dorong yang spektakuler, serta mampu menempuh jarak yang cukup jauh dengan waktu tempuh yang pendek. Terdengar hampir mustahil memang. Namun, para insinyur pe­nerbangan bersungguh-sungguh ingin mewujudkan keinginan itu. Untuk memenuhi “ambisi” ini, maka dibuatlah mesin Jet.

Prinsip Prinsip Daya Dorong Jet

Apa arti Jet sebenarnya? Darimana konsep Jet itu berasal? Siapakah manusia pertama yang menemukannya? Jet artinya pancaran atau semprotan.Konsep reaksi Jet pertama kali dipercaya oleh para ilmuwan dari sebuah alat permainan di negeri Romawi kuno yang dikenal dengan sebutan Hero’s Engine. Alat permainan ini dipercaya dibuat pada masa 120 tahun SM. Alat ini menggambarkan bahwa gaya/momentum (berupa uap) yang dikeluarkan oleh mulut Jet itu mampu menghasilkan reaksi yang sama besar dengan daya dorong Jet itu sendiri.Kedua Jet kecil itu memancarkan tekanan yang berakibat kedua Jet itu bergerak berputar putar. Kemudian hasilnya Hero’s Engine-pun berputar oleh dorongan kedua Jet itu.

Ilmuwan Fisika terkenal, Sir Isaac Newton juga merumuskan dalam hukumnya yang ketiga, hukum Aksi dan Reaksi. Hukum itu menyatakan “Setiap gaya yang beraksi pada suatu benda, akan menghasilkan reaksi gaya yang berlawanan arah yang sama besarnya”. Dari sinilah para insinyur penerbangan memulai bekerja menciptakan suatu Mesin Jet yang menjadi tenaga pendorong pesawat terbang.

Tahun 1913 seorang insinyur Perancis bernama Rene Lorin, mematenkan sebuah konsep Mesin berdaya dorong Jet. Tetapi ini ternyata barulah sebuah teori, karena pada masa itu belum ada manufaktur atau produsen yang mampu membuat mesin Jet yang berdasar pada teori ini, meskipun saat ini ternyata Ram Jet(salah satu metoda mesin Jet modern) menggunakan konsep Lorin ini.

Tahun 1930 Frank Whittle dipercaya telah mematenkan karyanya, yaitu sebuah mesin gas turbin yang menghasilkan daya dorong Jet. Tetapi inipun masih berupa teori juga. Mesin gas turbin ini baru selesai sebelas tahun kemudian olehnya melalui uji terbang terlebih dahulu.Konsep mesin gas turbin bertipe Turbo Jet buatan Frank Whittle ini kelak dipakai oleh salah satu manufaktur Mesin Jet terkemuka di dunia yaitu Rolls-Royce Welland.

Beberapa Metoda Daya Dorong Jet

Semua jenis mesin Jet sebetulnya sama. Yaitu sama-sama dihasilkan dari bahan bakar dicampur udara yang telah dimampatkan lalu dibakar, sehingga menghasilkan energi berupa daya dorong untuk terbang. Perbedaannya hanyalah pada “cara memasak” bahan bakar plus udara dan pembakarannya saja. Cara memasak diatas disebut Metoda. Bebe­rapa Metoda itu adalah Ram Jet,Pulse Jet,Rocket,Gas Turbine,Turbo/Ram Jet atau Turbo Rocket.

Masing masing metoda daya do­rong Jet diatas memiliki keunggulan dan kekurangan sendiri-sendiri.Tergantung tujuan dan keperluan penggunaannya. Untuk kepentingan pesawat terbang militer tentunya berbeda dengan kepentingan pesawat komersial.

Pesawat Jet militer (fighting aircraft) membutuhkan karakteristik mesin Jet yang tangguh, lincah, fleksibel, dan bertenaga besar untuk mengejar dan memburu lawannya, sekaligus berkelit dari incaran lawan. Sementara itu, pesawat Jet komersial (Jetliner) memerlukan mesin Jet yang dapat diandalkan pada beberapa keadaan cuaca yang terkadang buruk, mudah dioperasikan saat keadaan abnormal apalagi darurat, irit bahan bakar, biaya perawatan yang murah dan mudah, disamping memiliki kemampuan menanjak yang optimum. Dalam hal ini pilihan tentang jenis atau metoda mesin Jet se­perti diatas menjadi sangat penting.

 sumber : http://tabloidaviasi.com/iptek/mesin-jet-aircraft-power-plant/