Dasar Pesawat Terbang

         PESAWAT TERBANG

Pesawat terbang, sebuah kendaraan yang digerakkan oleh motor yang dapat terbang diudara karena adanya dukungan reaksiudara terhadap sayapnya.Pesawat terbang adalah lebih berat dari udara, tidak sama seperti balon udara dan kapal terbang, yang lebih ringan dari udara. Pesawat terbang juga berbeda dari pesawat lain yang lebih berat dari udara seperti helicopter, karena mempunyai sayap yang tetap, mempunyai control kemudi, bagian-bagian yang dapat bergerak pada bagian sayap dan ekor yang memungkinkan untuk mengarahkan penerbangannya, dan juga motor/engine yang memungkinkan untuk terbang datar atau menanjak.

Pesawat terbang modern mulai dari Ultra light yang hanya berbobot sekitar 46 kg (100 pound) yang hanya membawa satu penumpang (seorang pilot saja) sampai pesawat jumbo jet yang mampu membawa sampai beberapa ratus orang dan mempunyai berat sekitar 454 metric ton.

Pesawat terbang digunakan untuk tujuan khusus. . Sekarang ini terdapat pesawat-pesawat yang dirancang hanya untuk mendarat didaratan, mendarat dilaut, amphibi dan pesawat yang dapat tinggal landas tegak lurus baru terbang mendatar seperti Sea Harrier yang dapat mendarat di landasan didarat atau mendarat di kapal induk.

BAGAIMANA PESAWAT TERBANG DAPAT TERBANG

Sebuah pesawat terbang dapat terbang karena sayapnya menimbulkan gaya angkat/lift, suatu gaya yang mendorong pesawat keatas ketika bereaksi dengan aliran udara yang mengalir padanya. Sayap mengatur aliran udara yang mengalir melaluinya. Bentuk sayap sangat berpengaruh terhadap kemampuan sayap menimbulkan gaya angkat/lift. Kecepatan maju/terbang dan sudut dimana sayap bertemu dengan aliran udara juga memberi tambahan terhadap lift yang ditimbulkan.

Sayap pesawat menekan udara yang mengalir melaluinya dan sebagai reaksi udara mendorong sayap keatas. Bila pesawat terbang datar atau menanjak,bagian depan dari sayap berada lebih tinggi daripada bagian belakangnya. Sudut yang dibentuk sayap dengan aliran udara disebut ANGLE OF ATTACK atau sudut serang.. Ketika sayap bergerak diudara sudut ini menekan aliran udara dibawahnya. Udara yang mengalir diatas sayap juga disalurkan kebawah ketika melalui bentuk bagian atas sayap. Semakin curam sudut serang akan menyebabkan semakin besar tekanan terhadap aliran udara yang melaluinya. Seorang sarjana fisika inggris yang bernama Isaac Newton dalam teory yang dikarangnya mengatakan Setiap ada aksi akan terjadi reaksi yang sama besarnya, (Hukum Newton yang ke- III ). Dalam hal ini karena sayap menekan udara kebawah, akan terjadi reaksi udara menekan sayap keatas, dan reaksi ini disebut Lift yang mendorong pesawat keatas.

Lift juga dijelaskan oleh seorang sarjana lain yang bernama Bernoulli yang menyatakan bahwa udara yang bergerak cepat tekanannya lebih kecil dibandingkan dari udara yang bergerak lambat. Udara yang bergerak pada bagian atas sayap akan lebih cepat

                                                        

dibandingkan aliran udara pada bagian bawah sayap.Ini dinyatakan dalam persamaan Bernoulli.

Lift adalah salah satu gaya , dari empat gaya yang bekerja pada pesawat terbang.Gaya-gaya lainnya adalah Weight/gaya berat, Thrust/gaya dorong, dan Drag/gaya hambat.

Weight/gaya berat adalah gaya yang berlawanan dengan lift. Gaya berat ini harus dapat diatasi oleh lift yang dihasilkan oleh sayap.Sebagai contoh, bila berat pesawat adalah 4,5 metric ton,maka lift yang harus dihasilkan harus lebih besar dari 4,5 metric ton agar pesawat dapat tinggal landas. Pesawat- pesawat modern sayapnya dirancang agar dapat menghasilkan lift yang besar dan dapat terbang tinggi serta jauh jarak tempuhnya.

Thrust atau gaya dorong menyebabkan pesawat dapat maju diudara. Daya ini dihasilkan oleh sistim propulsi/daya dorong yang dihasilkan oleh baling-baling yang digerakkan oleh motor baker atau juga gaya dorong yang dihasilkan oleh motor pancar gas/jet.

Gaya yang ke-empat adalah Drag. Drag timbul karena benda bergerak diudara, menyebabkan gesekan dan mencoba menyisihkan udara yang dilaluinya.Semakin besar bentuk suatu benda yang bergerak diudara, semakin besar pula drag yang dialaminya.Maka dalam ilmu aerodinamik, pesawat dibuat agar sedikit mungkin mengalami drag dan bentuk ini disebut aerodinamik agar mudah bergerak diudara.

Untuk mengatur keseimbangan dari keempat gaya ini adalah suatu tantangan bagi suatu penerbangan. Bila gaya dorong lebih besar dari drag maka pesawat akan laju terbangnya. Bila lift lebih besar dari weight, maka pesawat akan menanjak.Seorang pilot harus mengatur gaya-gaya ini apabila dia ingin turun atau naik,maju dengan cepat atau melambat.

BAGIAN-BAGIAN PESAWAT TERBANG

Hampir semua pesawat terbang mempunyai bagian-bagian seperti : Fuselage (badan pesawat), Wing (sayap), Tail ( Bagian ekor), Landing Gear ( alat pendarat),  Control Surfaces ( bidang-bidang kemudi) yang terpasang pada sayap dan bagian ekor.

Fuselage (badan Pesawat)

Fuselage adalah bagian utama cabin atau badan pesawat. Umumnya fuselage terdiri dari cockpit dan cabin. Cabin dirancang untuk membawa penumpang, barang atau keduanya. Fuselage juga tempat dari motor pesawt, bahan bakar, peralatan elektronik dan lain-lainnya.

Wing /Sayap

Semua pesawat terbang memiliki sayap. Ada beberapa pesawat yang hampir seluruhnya berupa sayap dengan cockpit kecil untuk tempat penerbang. Beberapa malahan hanya memiliki sayap yang kecil-kecil saja, dengan fuselage yang aerodinamis seperti pesawat angkasa luar/roket.

Sebelum abad 20, sayap terbuat dari rusuk-rusuk yang terbuat dari kayu dan bagian yang memanjang yang dibungkus kain khusus yang disebut fabric, dijahit dan kemudian disemprot dengan bahan pengeras agar kaku dan tegang. Bahan-bahan ini cukup ringan dan dapat dibuat cukup lebar agar dapat menimbulkan gaya angkat yang cukup besar.

Pada pesawat-pesawat yang pertama, rata-rata memiliki dua buah sayap atau bahkan tiga sayap yang disusun dari atas kebawah, yang diperkuat dengan cara rentangan kawat antara satu sayap dengan lainnya.Bentuk seperti ini cukup besar menimbulkan drag, sehingga para teknisi pesawat terbang mulai merancang pesawat terbang dengan hanya satu sayap saja (monoplane).

Setelah perang dunia pertama (1914 – 1918) , pesawat mulai dirancang dengan menggunakan baja dan aluminium dan dengan teknik terbaru maka dapat dihasilkan bukan hanya sayapnya saja yang terbuat dari gabungan baja dan aluminium, juga fuselagenya, sehingga dapat dipasangi alat pendarat, bahan bakar dan bahkan senjata.

Susunan Bagian Ekor

Kebanyakan pesawat terbang memiliki bagian ekor yang dipasang dibagian belakang dari fuselage, yang terdiri dari penyeimbang vertikal dan horizontal ( vertical and horizontal stabilizer), yang bebrbentuk sayap kecil dengan kemudi arah (Rudder) dan kemudi tinggi (elevator) Bagian ekor biasa disebut EMPENNAGE.

Stabilizer diperlukan agar pesawat terbang dapat terbang dengan stabil. Rudder digunakan untyuk membelokkan pesawat. Dalam membelok biasanya pesawat juga miring dalam gerakan membeloknya. Gerakan hidung kekanan dan kekiri biasa disebut gerakan YAW. Gerakan rudder dilakukan dengan menggunakan pedal pada bagian lantai yang didorong oleh kaki pilot. Elevator terletak pada bidang horizontal stabilizer untuk mengontrol gerakan naik dan turun atau disebut PITCHING, atau menggerakkan hidung pesawat  naik dan turun. Pilot menggerakkan pesawat naik/turun dengan menggunakan stick atau control column.

Alat pendarat (Landing Gear)

Pesawat terbang harus mempunyai alat pendarat atau landing gear. Pesawat-pesawat modern memiliki alat pendarat atau roda pendarat yang dilengkapi dengan ban, rem

                                                            

sesuai  kebutuhan. Ban Pesawat harus mampu menahan beban sampai diatas 454 metric ton dan dengan kecepatan kira-kira 322 km/jam (200 mph) ketika mendarat. Rem sering diperlengkapi dengan sistem anti skid untuk mengatasi bilamana landasan basah atau lapisan es.

Kebanyakan pesawat sekarang landing gearnya retracable atau dapat disimpan ketika telah tinggal landas. Hal ini mengurangi drag yang ditimbulkan aliran udara.

Komponen-komponen control

Pesawat terbang mempunyai gerakan-gerakan yang berporos pada tiga sumbu, yaitu sumbu longitudinal yang memungkinkan pesawat berguling kekiri atau kekanan yang diatur oleh kemudi yang dinamakan Aileron. Setiap bagian sayap, kiri dan kanan mempunyai sebuah aileron yang gerakannya berlawanan. Bila aileron kiri bergerak kebawah, aileron kanan bergerak keatas, sehingga pesawat dapat berputar pada umbu longitudinal. Sumbu berikutnya adalah sumbu vertical yang memungkinkan pesawat bergerak kekiri atau kekanan yang dikontrol dengan rudder. Rudder terletak pada bidang ekor tegak/vertical stabilizer. Sumbu berikutnya adalah sumbu lateral, sehingga pesawat dapat bergerak menukik atau menanjak, yang dikontrol oleh bidang kemudi elevator. Kemudi-kemudi ini disebut kemudi utama (Primary Control Surface). Pada pesawat-pesawatyang lebih modern, terdapat kemudi control tambahan yang disebut Secondary control surfaces yang terdiri dari Flaps, Slats, trim tab,spoiler dan speed brake. Flap dan slat digunakan selama take off dan landing untuk mendapatkan tambahan gaya angkat/lift pada wings dengan kecepatan rendah.Flaps dapat terletak di belakang atau didepan sayap.Leading edge slat biasa dipasang dibagian sayap depan sayap pada kecepatan rendah untuk merubah arah aliran udara pada sayap dan menambah lift. Flap juga sering digunakan untuk menambah drag dan memperlambat pesawat selama pendekatan untuk mendarat.

Trim tab adalah kemudi kecil yang dipasang pada kemudi utama. Digunakan untuk mengontrol dan menjaga agar arah pesawat tetap pada tujuan, tanpa menggerakkan kemudi utama, atau tepatnya sebagai kemudi halus.

Instrument

Penerbang pesawat bergantung pada instrument di cockpit untuk memonitor sistem pada pesawat terbang, untuk mengontrol pesawat dan bernavigasi.

Sistem instrument akan memperingatkan pilot tentang kondisi motor pesawat, sistem listrik pesawat,sistem hidraulik dan sistem bahan baker. Pada pesawat dengan piston engine, instrument digunakan untuk memonitor engine dan juga temperature gas buang, tekanan oli dan temperature. Pada motor jet, instrument memonitor kecepatan putar rotor compressor dan turbine, temperature dan aliran bahan baker.

-          5 –

Flight instrument, digunakan untuk memonitor arah, ketinggian, kecepatan dan sikap pesawat terbang. Instrument ini terdiri dari airspeed indicator,artificial horizon,altimeter,compass dan lain-lain.

Pesawat-pesawat juga memiliki instrument navigasi untuk membantu dalam navigasi pesawat.. Pesawat-pesawat modern sekarang banyak mengunakan navigasi satelit yang menggunakan computer. Sistim navigasi satelit ini disebut Global Positioning System (GPS), yang dikembangkan oleh tentara Amerika Serikat, yang sekarang digunakan juga oleh penerbangan sipil. Sistem ini mampu memandu gerakan pesawat sampai hanya beberapa meter saja, dengan ketepatan yang tinggi.Dalam kondisi cuaca buruk, dimana jarak pandangan  terbatas, pesawat mengunakan ILS ( Instrument Landing System) untuk memandu dalam pendaratan. Semakin modern sebuah pesawat, semakin kompleksistem intrumentasinya sehingga menambah keselamatan dan kenyamanan penerbangan.

Tenaga pendorong ( Propulsi)

Pesawat terbang menggunakan motor piston atau juga jet untuk sebagai tenaga pendorongnya. Pada pesawat yang kecil-kecil yang menggunakan piston engine, piston engine memutar propeller/baling-baling baik yang ditempatkan didepan atau dibelakang motor untuk menimbulkan daya dorongnya. Pada pesawat yang besar-besar, digunakan turbine engine, baik untuk memutar propeller melalui roda-roda gigi (gear box) atau menggunakan semburan gas panas untuk menimbulkan tenaga pendorong. Tenaga pendorong harus cukup besar untuk menggerakkan pesawat yang berat maju kedepan melalui aliran udara.

Pada awalnya pesawat menggunakan motor baker yang biasa disebut piston engine. Piston engine adalah motor yang rumit dengan pembuatan yang teliti dan tepat, tetapi dengan perkembangan teknologi penerbangan, kebanyakan pesawat sekarang menggunakan jet engine.

Turbine atau jet engine menggunakan prinsip teory Newton yang ketiga yang menyatakan bahwa bilamana ada aksi pasti timbul reaksi yang sama besar. Motor jet mengisap udara dari depan, memutarnya menggunakan beberapa tingkat compressor, dicampur dengan bahan baker, dibakar dan hasil pembakarannya menimbulkan gaya dorong kedepan melalui semburan kebelakang. Pada motor turbine gas, udara tetap merupakan kebutuhan utama untuk terjadinya proses pembakaran. Tanpa udara atau bilamana kepadatan udara menipis, maka daya dorong yang dihasilkan juga sedikit. Pada motor roket, yang digunakan pada penerbangan luar angkasa, maka roket membawa sendiri udara yang dibutuhkan untuk pembakaran dalam bentuk udara cair atau bahan baker padat.

Ada beberapa jenis jet engine. Yang paling sederhana adalah Ramjet yang menggunakan kecepatannya untuk mengisap/memasukan udara dengan kecepatan tinggi, tanpa

                                                                

menggunakan compressor. Jenis ini untuk menerbangkannya diperlukan bantuan untuk meluncurkannya pada ketinggian tertentu, atau melalui katapult agar didapatkan udara yang berkecepatan tinggi untuk pembakaran.

 Sistem Turbojet tetap berdasar pada Ramjet, namun untuk mendapatkan udara yang berkecepatan dan bertekanan digunakan beberapa tingkat compressor, sebuah ruang baker dan pipa gas buang. Udara diisap, dicampurdengan bahan baker, dibakar lalu dengan kuat disemburkan kebelakang sehigga pesawat terdorong kedepan.

Pada pesawat-pesawat modern, digunakan turbo fan jet, atau fan jet, yaitu dengan menambahkan sebuah fan yang cukupbesar pada bagian depan motor. Ketika berputar, fan ini mengisap sejumlah besar udara, sebagian kecil digunakan untuk proses pembakaran, sebagian besar disemburkan kebelakang. Kedua aliran udara, baik hasil semburan fan dan hasil proses pembakaran digabungkan menghasilkan daya dorong yang besar, namun kurang rebut (suara lebih halus daripada turbinjet murni)’

Ada juga motor jet yang digunakan untuk memutar propeller/baling-baling. Jenis ini disebut Turbo propeller atau Prop jet. Jenis ini digunakan bila diinginkan kecepatan pesawat sedang-sedang saja dengan ketinggian  dan kecepatan yang lebih rendah sampai sekitar 640 km/jam.

Jenis-jenis Pesawat Terbang

Banyak jenis pesawat terbang, antara lain : Pesawat yang mendarat didarat ( Land Plane), pesawat yang mendarat dilaut ( Sea plane), amphibi ( Dapat mendarat didarat dan juga diair) , Dapat tinggal landas dan mendarat secara vertical (Vertical take off and landing= VTOL), tinggal landas dan mendarat dengan landasan yang pendek ( Short take off and landing = STOL) dan pesawat luar angkasa (space shuttle) yang semuanya menggunakan technology yang hamper sama, yang membedakannya adalah kemampuan dan jarak jangkaunya.

Kelas-kelas Pesawat terbang

Pesawat-pesawat terbang dikelompokan dalam beberapa kelas antara lain, pesawat komersial, pesawat militer dan pesawat umum.

Pesawat komersial, digunakan untuk menghasilkan uang, dengan mengangkut penumpang, barang atau disewa. Pesawat jenis ini mampu membawa penumpang dalam jumlah ratusan, bahkan sampai 500 penumpang baik untuk jarak pendek atau jarak panjang.

Pesawat militer digunakan untuk keperluan militer, dan dikelompokan dalam jenis ; tempur, cargo, training dan pengamatan

-          7 –

Pesawat umum biasa digunakan bukan untuk tujuan komersil atau biasa juga disebut pesawat pribadi.

Kelas lain adalah pesawat yang digunakan untuk tujuan khusus, misalnya pertanian, olah raga, penyemprot hama, pemadam kebakaran hutan dan lain-lain.

SEJARAH PESAWAT TERBANG

Sebelum berakhirnya abad ke – 18, beberapa orang berkecimpung dalam mempelajari penerbangan. Salah satunya adalah seniman dari Italy yang bernama Leonardo da Vinci, yang selama abad 15 mempelajari cara burung terbang dan menciptakan sebuah mesin yang dapat berkepak, yang disebut ORNITHOPTERS. Penemuannya tidak diketahui sampai akhir abad ke-19, yang kemudian dijadikan sumber inspirasi bagi para teknisi.

Pesawat terbang yang pertama

Diantara tahun 1799 dan 1809, seorang bangsawan asal Inggris yang bernama Sir George Cayley menciptakan konsep pesawat modern. Dengan mengabaikan teori Ornithopter, dia merancang sebuah pesawat dengan sayap yang tetap untuk menimbulkan gaya angkat dan dengan menggunakan sejenis tenaga pendorong. Dia meletakkan dasar-dasar aertodinamik. Dia mendemontrasikan penemuannya dengan sebuah model pesawat luncur/glider. Pada tahun 1853, Cayley mendemontrasikan penerbangan luncur pertama dalam sejarah.

Pada tahun 1843, seorang berbangsa Inggris, William Samuel Henson, menerbitkan penemuannya dalam hak paten Aerial Steam Carriage. Henson membuat dasar-dasar pesawat terbang modern yang mempunyai sayap tunggal yang tetap, baling-baling, badan pesawat dan roda pendarat, dengan control kemudi berupa elevator dan rudder, Tenaga pendorongnya berupa mesin uap. Sekalipun memberi harapan yang besar, namun pesawat ini tidak sukses.

Pada tahun 1890, seorang insinyur berbangsa Perancis bernama Clement Ader, membuat pesawat terbang dengan bermesin tenaga uap dan membuat penerbangan yang benar-benar terbang, berpilot, yang merupakan pesawat terbang yang lebih berat dari udara. Tapi penerbangannya tidak bertahan lama, p[ada jarak 50 meter pesawatnya terhempas. Para penemu tetap berlomba untuk mewujudkan impiannya agar dapat terbang.

Diantara tahun 1891 dan 1896, seorang insinyur penerbangan Jerman bernama Otto Lilienthal membuat ribuan penerbangan yang sukses dengan menggunakan laying gantung ciptaannya sendiri. Dia membuat sebuah sayap dengan gantungan dimana dia mengendalikan pesawatnya dengan menggunakan tubuh dan kakinya kearah mana saja yang dia inginkan.Sayangnya dia meninggal dalam kecelakaan ketika layang gantungnya jatuh kebumi pada tahun 1896.

Seorang Amerika bernama Samuel Pierpont Langley selama beberapa tahun mempelajari mesin terbang. Langley mengawali penelitiannya pada tahun 1892 dengan pesawat tanpa pilot yang menggunakan mesin uap, dan pada tahun 1896 menerbangkan pesawat yang lebih berat dari udara. Dengan menggunakan sebuah katapult dari sebuah perahu di sungai Potomac dekat Quantico, Virginia. Namun pesawatnya tidak pernah sukses untuk membawa manusia, sehingga tidak dapat menjadi pelopor penerbangan seperti Wright bersaudara.

PENERBANGAN PESAWAT TERBANG YANG PERTAMA

Penerbang-penerbang Amerika pertama, Orville Wright dan Wilbur Wright dari Dayton, Ohio dinyatakan sebagai bapak penerbang yang berhasil menrbangkan mesin terbang yang lebih berat dari udara. Melalui ilmu tentang riset suara dan permesinan, bersaudara Weight , menggabungkan sifat-sifat kritis dan rancangan lain, sebuah mesin yang ringan tapi bertenaga kuat (kurang lebih 337k9/750 lb) sebuah transmisi dan baling-baling, sebuah sistem pengontrol pesawat, sebuah sayap dan rangka yang ringan tapi kuat.

Di Kitty Hawk, Carolina Utara, pada tanggal 17 bulan Desember tahun 1903, Orville Wright  berhasil melakukan penerbangan pertama dengan pesawat yang lebih berat dari udara dan bermesin yang disebut The FLYER. . Penerbangan pertamanya berhasil mencapai jarak 37 meter ( 120 kaki). Penerbangan keduanya bertahan selama 59 detik dan mencapai jarak 260 meter ( 852 kaki).Flyer yang ketiga yang dibuat pada tahun 1905 merupakan pesawat terbang yang benar-benar praktis. Pesawat ini dapat miring, berputar arah, membuat lingkaran, membuat angka delapan dan tetap diudara sampai bahan bakarnya habis, sekitar setengah jam.

Pada tahun 1908 Dua bersaudara Wright mendemonstrasikan pesawat terbangnya kepada Angkatan Darat Amerika Serikat di Fort Myer, Virginia.

Pada tahun 1909, bulan July tanggal 25, seorang Insinyur Perancis bernama Louis Bleriot menyeberangi selat Inggris dengan menggunakan Bleriot XI, sebuah pesawat rancangannya..
Pada tahun 1911, dengan menggunakan pesawat buatan Wright bersaudara,  Angkatan Darat Amerika mencoba menjatuhkan bom pertama melalui udara.