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 Cisarua, 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.
Tapi perlu juga diingat, bahwa hukum ini bukanlah satu-satunya hukum yang bekerja untuk menghasilkan lift. Hukum Bernoulli tidak bisa menjelaskan kenapa pesawat kertas yang kita buat bisa terbang.
Komponen Dasar Pesawat dan Fungsinya
Hal yang pertama yang orang perhatikan jika berada di bandara adalah bervariasinya pesawat dan desainnya. Walaupun selintas Anda mungkin berpikir pesawat berbeda satu dengan lainnya namun Anda mendapati komponen utama umumnya sama, yaitu badan pesawat, sayap, ekor, dan dapur pacu alias mesinnya. Setiap pesawat memiliki komponen-komponen ini sesuai dengan desain dan peruntukannya.
Fuselage / badan pesawatAdalah badan pesawat yang memiliki banyak fungsi. Disamping tempat tempel berbagai komponen utama lain badan pesawat juga terdapat kokpit juga kabin yang berisi bangku-bangku penumpang dan juga bagasi yang dapat diganti dengan bangku tambahan.
Wing / sayapKetika aliran udara melewati sayap pesawat, aliran ini menyebabkan gaya angkat yang membuat pesawat dapat terbang. Sayap dibentuk untuk mengambil manfaat gaya ini secara maksimal. Ada yang terletak di atas, tengah maupun dibawah badan pesawat. Desain ini dinamakan berturut-turut sebagai high, mid, dan low wing.
High Wing
Mid Wing 
Low Wing
Jumlah sayap juga bervariasi, yang bersayap tunggal disebut monoplane, yang ganda disebut biplane.
Untuk membantu menerbangkan pesawat, sayap punya dua macam sirip yang menempel diujung dan dipangkal sayap. Masing masing disebut sebagai aileron dan flap. Aileron (kemudi guling) terbentang dari tengah sayap sampai keujung tiap sayap yang bergerak keatas dan kebawah secara berlawanan pada masing-masing sayap, dengan membelokkan seperti stir mobil biasa. Jika aileron kanan naik maka yang kiri turun juga sebaliknya.
Flap terbentang mulai pangkal sampai pertengahan sayap ditiap sayap, flap ini selalu bergerak searah, jika flap kiri turun maka flap kanan juga turun dengan sudut yang sama. Dikendalikan dengan menarik tuas seperti rem tangan pada mobil, atau memutar roda kerekan atau juga secara elektris pada tipe pesawat yang lebih muda tahun pembuatannya.
Empennage / ekorPada ekor pesawat ada stabiliser tegak dan stabiliser horisontal. Masing-masing tak bergerak dan berfungsi seperti bulu pada panah untuk menstabilkan pesawat dan membantu Anda meluruskan pesawat.
Di ekor juga ada rudder / kemudi tegak yang ditempelkan dibelakang stabiliser tegak. Gunanya menggeser hidung pesawat saat terbang kekiri dan kanan, dikendalikan dengan pedal kaki. Rudder juga dikombinasikan dengan aileron agar pesawat membelok sempurna.
Kemudian juga ada elevator yang ditempelkan dibelakang stabiliser horisontal. Saat terbang berguna menaikkan dan menurunkan hidung pesawat sampai mencapai ketinggian yang diiinginkan, dengan menarik atau mendorong yoke atau stik. Umumnya elevator punya sirip tambahan yang kecil dibelakangnya disebut trim tab. Gunanya mengatur tekanan yang harus dikeluarkan saat memposisikan sudut tanjak / tukik. Trim tab diatur didalam kokpit oleh roda yang bisa diatur kedepan dan kebelakang.
StabilatorBeberapa desain ekor memiliki tipe stabiliser horisontal unik yang bisa bergerak naik turun pada engselnya (pivot point) sehingga berfungsi seperti elevator. Sirip ini disebut stabilator, seperti yang diaplikasikan di pesawat
PA 28-181 Archer IImisalnya. Dibelakangnya ada sirip kecil semacam trim tab yang disebut antiservo tab fungsinyapun juga sama yaitu menjaga sudut tanjak atau tukik tanpa kontrol berlebih. Tanpa antiservo setir terasa sangat ringan sehingga cenderung over control, dan pesawat jadi “liar” gerakannya.
Landing gear / rodaGunanya menyerap beban dan menyangga pesawat saat di darat. Umumnya ada tiga bagian yaitu didepan (hidung) untuk menyetir, juga dikiri dan dikanan (main landing gear). Umumnya sekarang seperti demikian (yang disebut tricycle) namun jaman dulu untuk kemudi / setir diletakkan diujung ekor (taildragger / tailwheel). Landing gear ada yang dapat ditarik masuk kesayap (retractable gear) namun banyak juga yang tidak (fixed). Keuntungan jenis yang dapat ditarik adalah mengurangi hambatan saat terbang.
Shock strut / peredam kejutSeperti pada mobil pesawat juga butuh peredam kejut pada roda. Peredam ini berfungsi meredam goncangan saat mendarat, juga menstabilkan pesawat saat rolling saat takeoff. Seperti di mobil peredam juga ada yang berbentuk teleskopik yang diisi gas atau oli dan per daun (spring), atau kombinasi keduanya.
Brake / remRem pesawat bekerja layaknya mobil namun perbedaannya ada pada penempatannya, rem pesawat ditempatkan hanya di main gear umumnya terpisah kiri dan kanan. Karenanya bisa dioperasikan terpisah pula (differential braking). Umumnya diletakkan diatas pedal rudder, gunanya saat membelok lebih tajam didarat jika diperlukan saat taxi.
Powerplant / dapur pacuPada pesawat kecil biasanya terdiri dari mesin dan baling-baling. Putaran mesin juga membangkitkan listrik dari dinamo ampere / alternator atau generator yang diperlukan peralatan elektronik seperti radio, juga menggerakkan sumber vakum yang dibutuhkan beberapa instrumen terbang, dan memanaskan kabin jika suhunya turun. Mesin pesawat tergantung (mounted) didinding yang juga berfungsi sebagai penyekat (firewall).
Sertifikasi pesawatSejauh ini kita membahas tentang pesawat yang biasa terlihat namun masih banyak yang juga disebut pesawat tidak hanya pesawat terbang sayap tetap namun juga helikopter, pesawat luncur (glider), dan balon terbang. Untuk membedakannya sesuai jenisnya otoritas membaginya dalam dua sistem kategori, kelas dan tipe. Seorang penerbang hanya diijinkan menerbangkan pesawat sesuai dengan kategori, kelas dan tipe pesawat yang sesuai dengan sertifikat terbangnya.
Untuk sertifikasi pesawat, kategori adalah menyangkut kegunaan yang diinginkan dan batasan yang berlaku pada pengoperasiannya. Kategori normal dan utility contoh umum pada pesawat kecil, umumnya pesawat latih memenuhi syarat kedua kategori ini tergantung pada berat saat terbang. Kategori aerobatik umumnya memiliki batasan yang sedikit karena rancang bangunnya sendiri sudah sangat kuat daripada kategori normal dan utility. Pesawat komuter didesain untuk mengangkut penumpang namun terbatas sampai 19 orang dan 19.000 lbs barang kebawah. Pesawat transport biasanya digunakan airliner dan pesawat besar lain yang melebihi batas-batas berat beban dan penumpang biasanya.
Ada lagi kategori
restricted (terbatas) diperuntukkan bagi pesawat yang didesain khusus seperti
cropduster (penyemprot kebun) atau misalnya bomber air pemadam kebakaran hutan. Kategori
limited (terbatas) untuk pesawat eks militer yang digunakan fungsi tertentu penerbangan sipil seperti warbird eks PD II. Kategori provisional diberikan pada pesawat purwarupa (
prototype) yang tidak masuk kategori manapun namun dapat digunakan untuk maksud tertentu. Sedangkan experimental banyak digunakan sebagai swayasa (
amateur home built) seperti di hanggar swayasa Pondok Cabe, Ciputat dan pesawat balap juga sebagai riset dan pengembangan konsep-konsep rancang bangun yang baru.
Untuk sertifikasi pilot pesawat dibagi lagi dalam kategori, kelas, dan tipe. Dalam hal ini pembagian kategori dan kelas berbeda dengan yang digunakan untuk sertifikasi pesawat.
Sertifikasi Pesawat
|
Kategori
|
Kelas
|
Tipe
|
Normal
Utility
Aerobatik
Komuter
Transpor
|
Restricted
Limited
Provisional
Eksperimen
|
Airplane
Rotorcraft
Glider
Balon
Landplane
Seaplane (amphibi)
|
Make and model seperti
DeHavilland DHC-6 Twin Otter
Hughes 500
Boeing B-747
|
Sertifikasi Penerbang
|
Kategori
|
Kelas
|
Tipe
|
Airplane
|
Single Engine Land
Multi Engine Land
Single Engine Sea
Multi Engine Sea
|
Make and model seperti
Cessna C-152, C-172 C-182
Piper Archer PA-28-181
Piper Tomahawk PA 38-112
|
Rotorcraft
|
Helikopter
Gyroplane
|
Glider
|
-
|
Lighter than Air
|
Airship
Balon
|
