Mengintip Stratosfer

Malam ini. Iya malam ini. Kubuka laptopku kembali, sembari melihat deretan impian-impianku yang pernah kubuat empat tahun lalu. Adakalanya aku tersenyum, terdiam, dan bahkan terbelalak untuk membandingkan kualitas diriku saat ini dengan kualitas yang kubayangkan waktu aku masih berumur 20 tahun waktu itu.

Realita dan idealisme, pengkhianatan dan persahabatan, kebebasan dan kenyamanan, bergelayut didepan diriku seolah terus menarikku pada arah yang berlawanan. Terkadang lebih berat kekiri, tapi tidak jarang juga berat kekanan. Mungkin bisa dikatakan, keduanya masih seimbang.

Aku melihat kembali laptopku. Aku rapikan semua rencanaku yang belum tercapai. Aku kembali bersemangat melakukan semuanya. Buktinya, bunyi tuts keyboard laptopku lebih kencang dari biasanya. Mataku bisa lebih kuat untuk mengurangi waktu tidur. Dan aku merasakan bahwa Tuhan semakin memantapkan dan merapihkan jalanku menuju cita-citaku. Kemantapan hati ini yang kubutuhkan. Kemantapan akan membuat aku akan terus memperjuangkan apa yang aku inginkan dan harapkan.

Terakhir, loh kok judulnya mengintip stratosfer? Ya gak papa dong. Aku hanya ingin kok. Lagian aku sudah lama tidak mengisi blog diriku. Mungkin ada seseorang yang bisa memahami maksud judul ini. Mungkin loh, kalau tidak ada ya tidak apa-apa.

SAHABAT KU,

RUNWAY PROJECT

Anak Samarinda yang bekerja pada bagian elemen kecil Direktorat Jenderal Perhubungan Udara.

KEMENHUB RI

Sebelum membahas masalah kinerja mesin pesawat terbang, perlu dibahas terlebih dahulu masalah kebutuhan gaya dorong bagi pesawat udara pada beberapa manuver tertentu misalnya manuver terbang menanjak, menukik, dan terbang jelajah. Ketiga manuver ini paling dominan dalam operasi penerbangan khususnya pada pesawat transport. Pengetahuan ini sangat dibutuhkan untuk analisis kebutuhan dan pemilihan sistem propulsi pada pesawat udara.

Gaya dorong pada pesawat udara dibagi dua yaitu gaya dorong diperlukan (Required Thrust, F_R) dan gaya dorong tersedia (Available Thrust, F_A). Gaya dorong diperlukan adalah gaya dorong yang diperlukan oleh pesawat udara untuk mencapai kondisi operasi tertentu. Sedangkan gaya dorong tersedia adalah gaya dorong yang dapat diproduksi oleh sistem propulsi pesawat udara.

Apabila daya dorong tersedia lebih besar daripada daya dorong yang diperlukan maka pesawat akan melakukan percepatan misalnya pada saat pesawat lepas landas (take off). Pada saat pesawat melakukan terbang jelajah (cruising) biasanya gaya dorong tersedia besarnya sama dengan gaya dorong yang diperlukan pesawat udara sehingga pesawat melaju dengan kecepatan konstan.

Gambar 2.1: Diagram Gaya pada Pesawat Udara dalam Penerbangan

Keterangan arah gaya-gaya pada gambar 2.1 adalah sebagai berikut :

Lift (L) : tegak lurus lintasan terbang

Drag (D) : sejajar tetapi berlawanan arah dengan arah terbang

Berat (W) : vertikal ke arah pusat bumi (tegak lurus bidang horisontal)

Gaya dorong (F) : biasanya membuat sudut αF terhadap garis lintas terbang

Jika lintasan terbang berbentuk garis lengkung, maka dengan menerapkan hukum Newton dapat disusun sistem persamaan sebagai berikut. Keseimbangan gaya pada arah yang sejajar dengan garis singging pada lintasan diperoleh sistem persaman sebagai berikut:

Sedangkan keseimbangan gaya pada arah radial diperoleh sistem persaman sebagai berikut

Dimana ;

Dengan mensubstitusikan (2.3) ke (2.1) dan (2.4) ke (2.2) akan diperoleh:

Kondisi terbang yang paling dominan dalam suatu operasi penerbangan terutama pada pesawat transport adalah terbang menanjak, menukik, dan horisontal. Ketiga manuver ini dapat diasumsikan pesawat melaju dengan lintasan lurus dengan kecepatan konstan. Untuk terbang dengan lintasan berbentuk garis lurus atau jari-jari kelengkungan lintasan menuju tak terhingga (r_c →∞), menyebabkan gaya sentrifugal harganya mendekati nol (mV²/r_c→0).

 

Sedangkan dengan menerapkan asumsi bahwa pesawat melaju dengan kecepatan konstan menyebabkan gaya inersialnya berharga nol (m.dV/dt=0). Dengan menggunakan pengertian di atas maka persamaan (2.5) dan (2.6) dapat ditulis menjadi:

Perbandingan antara gaya angkat dan gaya tahan dapat dinyatakan dengan cara membagi persamaan (2.8) dengan (2.7) sehingga diperoleh:

Perbandingan gaya angkat (L) terhadap gaya hambat (D) atau L/D merupakan efisiensi aerodinamika dimana setiap insinyur aerodinamika selalu berlomba-lomba untuk mendapatkan harga L/D sebesar-besarnya. Semakin besar efisiensi aerodinamika maka pesawat dapat melaju dengan lebih cepat karena gaya hambatnya kecil.

Efisiensi aerodinamika yang besar juga dapat diartikan bahwa pesawat tidak membutuhkan luas sayap yang besar untuk suatu operasi penerbangan tertentu sebab gaya angkat yang ditimbulkan sayap sudah cukup tinggi. Dengan luas sayap yang berkurang, kondisi ini sangat menguntungkan dalam perancangan pesawat karena gaya dorong yang diperlukan pesawat juga akan berkurang karena dragnya berkurang. Dengan pengurangan luas sayap menyebabkan struktur sayap juga lebih sederhana. Struktur sayap yang sederhana akan banyak menguntungkan sebab dapat mengurangi kegagalan sayap misalnya flutter pada sayap, kelelahan (fatique), retak (crack), dan lain sebagainya juga akan berkurang.

Gaya dorong yang diperlukan FR dapat dihitung dengan melakukan manipulasi matematik pada (2.9) sehingga diperoleh persamaan FR yang lebih sederhana sebagai berikut:

Persamaan (2.10) menunjukkan bahwa harga F_R sangat tergantung pada seberapa besar nilai W. Semakin besar harga W maka harga F_R juga semakin besar. Hal ini sangat logis sebab F_R akan digunakan untuk melawan gaya inersial pesawat udara. Persamaan tersebut juga menunjukkan bahwa harga F_R tidak dipengaruhi oleh ketinggian terbang dan kecepatan terbang.(STTA/KI)