UNTUK REFERENSI

http://mahdiy.wordpress.com/2013/06/17/tips-mengerjakan-tugas-akhir/

http://indrasakti22.wordpress.com/page/3/

http://teknikm.blogspot.com/2011/07/aerodinamika.html

http://teknikm.blogspot.com/2011/07/aerodinamika-penerbangan_10.html

http://mahdiy.wordpress.com/2011/12/26/analisis-aerodinamis-pada-permukaan-urban-concept-car-sem-ui-kalabiya-dengan-cfd/

ling file pdf

AERODINAMIKA UNTUK MOBIL

CFD: MENGANALISA ANGIN KHAYALAN

Simulasi komputer berperan penting bagi F1. Menghemat waktu dan uang serta memecahkan persoalan.

Mengurangi interval waktu antara waktu desain dan produksi mobil Formula 1 sangatlah penting, tulis Will Hings. Di antara masa pengembangan mobil sampai di uji coba di atas trek, ada yang terbuang. Jadi untuk mempertinggi daya kompetisi, tim harus mempersingkat proses tersebut agar bisa lebih cepat mendapatkan elemen-elemen yang dibutuhkan untuk memenangi sebuah balapan.

Komponen-komponen aerodinamika biasanya dianalisa di wind tunnel. Tapi praktek tersebut memakan waktu dan biaya karena tim harus membuat mobil prototipe dulu. Solusinya, departemen aerodinamika memanfaatkan teknologi Computational Fluid Dynamics (CFD) agar waktu yang dibutuhkan untuk mendesain mobil lebih efisien.

APAKAH CFD ITU?

Teknologi CFD menggunakan wind tunnel yang terkomputerisasi yang mampu melakukan simulasi hampir tanpa batas. Dengan software dan tenaga supercomputer yang sangat besar, tim bisa menemukan desain aerodinamika yang terbaik dan bisa mensimulasikan, memvisualkan dan memprediksi aliran ‘fluida.’

‘Komputerisasi wind tunnel’ tak membutuhkan mobil prototipe, cukup dengan mensimulasikan model mobil secara virtual saja. Tujuan utama CFD adalah membantu tim ‘mengukir’ bentuk aerodinamika pada bodi mobil dan membantu mencarikan sistem pendinginan mesin dan pengereman yang paling efektif.

BAGAIMANA CARA KERJA CFD?

Langkah pertama mensimulasikan mobil di dalam komputer adalah membagi permukaan dan volume di sekeliling mobil ke dalam menjadi zona-zona kalkulasi (perhitungan) dalam bentuk kisi-kisi sel.

“Tak ada batasan berapa banyak sel yang bisa kita pakai dalam satu volume mesh,” kata William Toet, head of aerodynamics BMW-Sauber. “Tapi biasanya dalam satu mesh volume kami memakai sekitar 100 juta sel untuk satu mobil.”

Dengan kisi-kisi yang telah didesain tersebut, hukum dasar fisika bisa diterapkan ke dalam bentuk prototipe virtual, untuk mensimulasikan aliran fluida di permukaan mobil. Dengan cara ini, hukum fisika yang berkenaan dengan mekanika fluida (cairan) bisa dihitung secara matematis sehingga superkomputer bisa menghitung milyaran kalkulasi yang dibutuhkan untuk mensimulasikan aliran angin di permukaan mobil.

“Untuk menghitung setiap langkahnya dibutuhkan banyak tenaga,  makanya kita membutuhkan superkomputer,” tambah Toet.

MANFAAT CFD

Meski lewat pengujian wind tunnel bisa didapatkan desain aerodinamika yang paling efektif, hasil pengetesan itu tak selalu dijadikan acuan. Di sinilah tugas CFD, membantu desainer memvisualkan aliran angin dan interaksi antar komponen.

“Dengan simulasi, kita tak hanya mendapatkan hasil, tapi juga memahami apa yang sebenarnya terjadi,’ kata Direktur Motorsport BMW Mario Theissen. “Kita perlu memahami apa yang sebetulnya terjadi, tak hanya menganalisa apa yang telah terjadi. Itulah peran CFD, karena kita bisa memvisualisasikan zona aliran anginnya.”

 

Beberapa komponen juga sulit dievaluasi di wind tunnel, sehingga tim memanfaatkan CFD untuk mensimulasikan performa mobil di atas trek. Contohnya Renault. Ketika mengembangkan brake duct, pabrikan Prancis ini menggunakan CFD karena CFD satu-satunya alat yang tepat untuk menganalisa keefektifan setiap sistem pendinginan dengan memvisualisasikan struktur aliran angin sehingga perilaku pendinginan bisa diketahui oleh engineer.

“Kalau inefisiensi aerodinamika sudah bisa diminimalisir, performa pengereman bisa gampang didapat” kata Matthew Laight, head of CFD development Renault. “Tapi syaratnya, pengereman semaksimal mungkin dan inefisiensi aerodinamika seminimal mungkin harus dicapai bersamaan.”

Dengan simulasi, jumlah uji coba yang dilakukan bisa semakin banyak, pengembangan pun bisa dilakukan secara maksimal. McLaren baru-baru ini mengakui bahwa desain satu komponen mobil rata-rata dimodifikasi setiap 20 menit sekali.

MENGAPA CFD BERPERAN PENTING?

Sehubungan dengan semakin ketatnya regulasi yang membatasi kecepatan mobil dan membengkaknya biaya balapan, aerodinamika adalah area –yang paling tidak sampai sekarang- yang luput dari perhatian FIA. Dengan demikian, tim bisa mengubah paket aerodinamika setiap saat sejauh tidak melanggar regulasi yang berlaku.

Seiring dengan adanya homologasi mesin –yang melarang pengembangan mesin selama tiga tahun- ditambah minus perang ban, otomatis upaya pengembangan mesin pun jadi kecil. Dampaknya, kerja departemen aerodinamika lebih berat lagi dibandingkan sebelumnya. Paket aerodinamika menentukan kesuksesan tim di F1 –pengaruhnya sekitar 75 persen- dan iklim sekarang membuat aerodinamika menjadi penentu perbedaan performa sebuah tim dengan tim lainnya. Artinya, jika tim itu hebat, berarti ia mampu menggali potensi aerodinamikanya seefektif mungkin.

MASA DEPAN

Apakah mungkin nantinya wind tunnel akan menjadi barang usang? Atau menjadi korban dari komputerisasi di seluruh dunia? Jawabannya tidak, paling tidak tidak dalam waktu dekat ini. Karena sekarang ini CFD hanya pelengkap, bukan untuk menyaingi wind tunnel. Misalnya, saat mengembangkan sayap depan, sebuah tim bisa mensimulasikan 100 variasi dengan CFD, setelah itu desain yang paling tepat di uji coba di terowongan angin.

Wind tunnel masih menjadi bagian integral dari department aerodinamika karena dengan peranti tersebut tim bisa memvalidasi hasil yang ditemukan di CFD. Hasil CFD tersebut dibandingkan dengan hasil di wind tunnel untuk membuktikan apakah hasil simulasi komputer tersebut sama dengan praktek di dunia nyata.

“Kita mesti mengeceknya di trek,” kata Theissen. “Jadi kita selalu membutuhkan hasil pengujian di simulasi maupun di lapangan.”

Tapi sekarang ini perhatian tim-tim F1 terpecah pada dua filosofi yang berbeda. Honda, Toyota dan Ferrari berlomba membangun wind tunnel kedua, sedangkan BMW-Sauber memilih menginvestasikan dana pada teknologi CFD dengan secara konsisten menggali potensi-potensi di bidang ini.

CFD BMW-Sauber tercanggih di F1

Tim-tim F1 pada umumnya menjaga kerahasiaan komputer tim serapat-rapatnya. Tapi lain dengan BMW-Sauber. Baru-baru ini produsen mobil asal Jerman itu membuka lebar-lebar super komputernya yang diberi nama Albert2 kepada publik. Dibangun dengan prosesor Intel, superkomputer itu  menandakan keyakinan dan keseriusan BMW untuk mengembangkan teknologi CFD demi kepentingan balap F1.

Berat supercomputer ini mencapai 21 ton dan mampu melakukan 12 trilyun kalkulasi per detik. Dengan kekuatan seperti itu, Albert2 adalah supercomputer tercepat dalam dunia industri di Eropa sehingga BMW-Sauber bisa melakukan kalkulasi CFD lebih detail, lebih cepat serta lebih akurat dibandingkan tim-tim F1 lainnya.
(Tulisan ini mengalih-bahasakan dari bahasa penulis aslinya dan pernah dimuat di Majalah F1 Racing Indonesia) 

Sumber:

http://eka-zulkarnain.blogspot.com/2012/07/cfd-menganalisa-angin-khayalan.html

AERODINAMIKA KENDARAAN

A.Defenisi Aerodinamika.             
Aerodinamika diambil dari kata Aero dan Dinamika yang bisa diartikan udara dan perubahan gerak dan bisa juga ditarik sebuah pengertian yaitu suatu perubahan gerak dari suatu benda akibat dari hambatan udara ketika benda tersebut melaju dengan kencang. Benda yang dimaksud diatas dapat berupa kendaran bermotor (mobil,truk,bis  maupun  motor)  yang  sangat  terkait  hubungannya  dengan perkembangan  aerodinamika  sekarang  ini.  Adapun  hal-hal  yang  berkaitan dengan aerodinamika adalah kecepatan kendaraan dan hambatan udara ketika kendaraan itu melaju.Aerodinamika  berasal  dari  dua  buah  kata  yaitu  aero  yang  berarti  bagian  dari udara  atau  ilmu  keudaraan  dan  dinamika  yang  berarti  cabang  ilmu  alam  yang menyelidiki  benda-benda  bergerak  serta  gaya yang  menyebabkan  gerakan-gerakan  tersebut.  Aero  berasal  dari  bahasa  Yunani  yang  berarti  udara,  dan Dinamika  yang  diartikan  kekuatan  atau  tenaga.  Jadi  Aerodinamika  dapat diartikan  sebagai  ilmu  pengetahuan  mengenai  akibat-akibat  yang  ditimbulkan udara atau gas-gas lain yang bergerak.Dalam Aerodinamika dikenal  beberapa gaya yang bekerja  pada  sebuah  benda dan  lebih  spesifik  lagi  pada  mobil  seperti  dikemukakan  oleh  Djoeli Satrijo(1999;53).
“Tahanan  Aerodinamika,  gaya  angkat  aerodinamik  ,  dan  momen  angguk aerodinamik    memiliki  pengaruh  yang  bermakna  pada  unjuk  kendaraan  pada kecepatan  sedang  dan  tinggi.  Peningkatan  penekanan    pada  penghematan bahan  bakar  dan  pada  penghematan  energi  telah  memacu  keterkaitan  baru dalam memperbaiki unjuk kerja aero dinamika pada jalan raya”.Aerodinamika  hanya  berlaku  pada  kendaraan-kendaraan  yang  mencapai kecepatan  diatas  80  km/  jam  saja,  seperti  yang  diterapkan  pada mobil  sedan, formula 1, moto gp. Untuk kendaraan-kendaraan yang kecepatannya dibawah 80 km/  jam  aerodinamis  tidak begitu  diperhatikan,  seperti  pada  mobil-mobil keluarga, mobil  land  rover  dan  sejenisnya.  Pada  kendaraan  yang mempunyai kecepatan  diatas  80  km/jam  faktor  aerodinamis  digunakan  untuk mengoptimalkan  kecepatannya  disamping  unjuk  performa mesin  juga berpengaruh .


B.Gaya-gaya yang bekerja pada mobil yang bergerak(kecepatan 80km/jam
a. Gaya lift up yaitu gaya angkat keatas pada mobil sebagai akibat pengaruh dari:

1. Speed.
2. Bentuk sirip.
3. Stream line.
4. Aerodinamika desain.

b. Down Force yaitu gaya tekan kebawah pada mobil akibat pengaruh dari:

1. Konstruksi chasis
2. Desain konstruksi mobil
3. Penempatan beban pada mobil4. Penambahan aksesories pada mobil
4. Bentuk telapak(kembangan ban)
5. Penempatan titik berat
6. Bobot berat dan bobot penumpang
7. Penempatan spoiler (front spoiler dan rear spoiler).

c. Gaya Turbulen yaitu  gaya  yang terjadi dibagian belakang mobil yang berupa hembusan angin dari depan  membentuk pusaran angin dibagian belakang mobil.
d. Gaya gesek kulit yang Disebabkan oleh gaya geser yang  timbul pada permukaan –permukaan  luar kendaraan melalui aliran udara.

C. Penerapan Aerodinamika pada Kehidupan Sehari-Hari
1. Aerodinamika Pesawat Terbang
Pada  prinsipnya,  pada  saat  pesawat mengudara,  terdapat  4  gaya  utama  yang bekerja pada pesawat, yakni gaya dorong (thrust T), hambat (drag D), angkat (lift L),  dan  berat  pesawat  (weight  W).  Pada  saat  pesawat  sedang  menjelajah (cruise)  pada  kecepatan  dan  ketinggian  konstan,  ke-4  gaya  tersebut  berada dalam kesetimbangan: T = D dan L = W. Sedangkan pada saat pesawat take offdan  landing,  terjadi  akselerasi  dan  deselerasi  yang  dapat  dijelaskan menggunakan  Hukum  II  Newton  (total  gaya  adalah  sama  dengan  massa dikalikan dengan percepatan).Pada  saat  take  off,  pesawat mengalami  akselerasi  dalam  arah  horizontal  dan vertikal. Pada saat  ini, L harus  lebih besar dari W, demikian  juga T  lebih besar dari D. Dengan demikian diperlukan daya mesin yang besar pada saat  take off. Gagal  take off bisa disebabkan karena kurangnya daya mesin  (karena berbagai hal:  kerusakan  mekanik,  human  error,  gangguan  eksternal,  dsb),  ataupun gangguan sistem pada pesawat.Dibalik Terbangnya Sebuah Pesawat Sebagian  besar  pesawat  komersial  saat  ini  menggunakan  mesin  turbofan.
Turbofan berasal dari dua kata, yakni turbin dan  fan. Komponan fan merupakan pembeda  antara  mesin  ini  dengan  turbojet.  Pada  mesin  turbojet,  udara  luar dikompresi oleh  kompresor hingga mencapai  tekanan  tinggi. Selanjutnya udara bertekanan  tinggi  tersebut  masuk  ke  dalam  ruang  bakar  untuk  dicampurkan dengan bahan bakar (avtur).Pembakaran  udara  bahan  bakar  tersebut  akan  meningkatkan  temperatur  dan tekanan  fluida kerja. Fluida bertekanan  tinggi  ini selanjutnya dilewatkan melalui turbin  dan  keluar  pada  nosel  dengan  kecepatan  sangat  tinggi.  Perbedaan kecepatan udara masuk dan fluida keluar dari mesin mencitpakan gaya dorong T.
(Hukum  III  Newton:  Aksi  dan  Reaksi).  Gaya  dorong  T  ini  dimanfaatkan  untuk bergerak  dalam  arah  horizontal  dan  sebagian  diubah  oleh  sayap  pesawat menjadi gaya angkat L.
Fan  pada  mesin  turbofan  berfungsi  memberikan  tambahan  laju  udara  yang memasuki  mesin  melalui  bypass  air.  Udara  segar  ini  akan  bertemu  dengan campuran udara bahan bakar yang telah terbakar di ujung luar mesin. Salah satu keuntungan penggunaan turbofan adalah dia mampu meredam kebisingan suara pada  turbojet. Namun karena  turbofan memiliki susunan  komponen yang  relatif kompleks, maka mesin jenis ini sangat rentan terhadap gangguan FOD (Foreign Object Damage) dan pembentukan es di dalam mesin. Masuknya FOD  (seperti burung)  ke  dalam  mesin  bisa  menyebabkan  kejadian  fatal  pada  pesawat.
Sayap: Mengubah T menjadi L Hingga  saat  ini,  setidaknya  ada  3  penjelasan  yang diterima  untuk  fenomena munculnya  gaya  angkat  pada  sayap:  prinsip  Bernoulli, Hukum  III Newton,  dan efek  Coanda.  Sayap  pesawat  memiliki  kontur  potongan  melintang  yang  unik:
Prinsip  Bernoulli  menyatakan  bahwa  semakin  tinggi  kecepatan  fluida  (untuk ketinggian  yang  relatif  sama),  maka  tekanannya  akan  mengecil.  Dengan demikian akan  terjadi perbedaan  tekanan antara udara bagian bawah dan atas sayap:  hal  inilah  yang mencipakan  gaya  angkat  L.  Penjelasan  dengan  prinsip
Bernoulli  ini  masih  menuai  pro  kontra;  namun  penjelasan  ini  pulalah  yang digunakan Boeing untuk menjelaskan prinsip gaya angkat.Penjelasan  menggunakan  Hukum  III  Newton  menekankan  pada  prinsip perubahan  momentum  manakala  udara  dibelokkan  oleh  bagian  bawah  sayap pesawat. Dari prinsip aksi  reaksi, muncul gaya pada bagian bawah sayap yang besarnya sama dengan gaya yang diberikan sayap untuk membelokkan udara. Sedangkan penjelasan menggunakan efek Coanda menekankan pada beloknya kontur  udara  yang mengalir di  bagian  atas  sayap. Bagian  atas  sayap pesawat yang  cembung memaksa  udara  untuk mengikuti  kontur  tersebut.
Pembelokan kontur udara tersebut dimungkinkan karena adanya daerah tekanan rendah pada bagian  atas  sayap  pesawat  (atau  dengan  penjelasan  lain:  pembelokan  kontur udara  tersebut  menciptakan  daerah  tekanan  rendah).  Perbedaan  tekanan tersebut menciptakan perbedaan gaya yang menimbulkan gaya angkat L. Meski belum  ada  konsensus  resmi  mengenai  mekanisme  yang  paling  akurat  untuk menjelaskan  munculnya  fenomena  gaya  angkat,  yang  jelas  sayap  pesawat berhasil mengubah sebagian gaya dorong T mesin menjadi gaya angkat L.Kontrol Gerak PesawatPesawat  terbang memiliki kemampuan bergerak dalam  tiga sumbu, yakni pitch, roll, dan yaw. Gerak naik turunnya hidung pesawat dikontrol oleh elevator, gerak naik  turunnya  sayap pesawat dikontrol  oleh aileron,  sedangkan gerak berbelok dalam bidang horizontal dikontrol oleh rudder yang berada di sirip (fin) pesawat. Selain itu, dibagian belakang sayap juga terdapat flap yang berfungsi membantu meningkatkan gaya angkat pada saat take off maupun mengurangi gaya angkat pada saat landing (air brake). Pada saat menjelajah (cruise) flap ini akan masuk ke dalam sayap untuk mengurangi gaya hambat D pesawat.
Sebagian besar kecelakaan pesawat pada saat take off terjadi karena kegagalan fungsi  mesin  yang  muncul  karena  berbagai  sebab.  Kegagalan  fungsi  mesin tersebut  bisa  disebabkan  karena  kerusakan  pada  komponen mesin  itu  sendiri, kerusakan pada daerah di dekat mesin  yang berimbas  pada mesin,  kebocoran dan  terbakarnya  tanki bahan bakar, ataupun kerusakan sistem kontrol pesawat, ataupun human error. Di bawah  ini akan diberikan gambaran kasus kecelakaan pesawat pada saat take off.

2. Roket
Roket  merupakan  wahana  dirgantara  yang  dapat  digunakan pada berbagai misi yang dikehendaki, diantaranya adalah untuk kepentingan  ilmiah  dan  pertahanan  wilayah.  Roket  terdiri  dari berbagai  sistem  yang  menyertainya  antara  lain  nose  cone, sistem muatan, sirip dan motor roket.
Geometri roket atmosfer secara umum dibagi dalam 4 bagian :
Hidung (Nose)Bagian  paling  depan  yang  biasanya  diisi  hulu  ledak  muatan  ilmiah  atau peralatan indera/kendaliTabung silindris (cylinder)Badan utama roket yang biasanya diisi bahan bakar dan peralatan bakarnya Ekor (tail)Bagian  paling  belakang  berisi  saluran  sumber  pembakaran  (nozzle) mekanisme pengendalian Sirip (fin/stabilizer)Alat  kendali  aerodinamik,  yang berfungsi  sebagai  pemberi  kemudi maupun kestabilan

1. Bentuk Nose Cone Roket Ogival

-          Tangent Ogive
-          HAACK Series
-          Von Carman Ogive
-          Secant Ogive  Parabolik  Kerucut
-          Conic
-          Biconic Eliptical

1. Ada tiga jenis bentuk ekor roket

-          Kerucut konvergen
-          Kerucut divergen (flares)
-          Parabolik Konvergen
3. Mobil
Aerodinamika  berkaitan  dengan motorsport. Meski  aerodinamika  di mobil  reli  tidak terlalu signifikan, pemasangan perangkat seperti ini tidak sembarangan. Semua ada hitungan dan fungsinya.  Apalagi  hal  ini  juga  diatur  oleh  Badan  Otomotif  Internasional  FIA  lewat peraturannya yang ketat Mamang  diakui  aerodinamika  di  mobil  reli  tidak  sepenting  seperti  di  mobil-mobil  balap Grand Prix. Apalagi bentuk mobil  reli yang sekarang mengikuti bentuk mobil aslinya yang diproduksi secara masal. Tidak seperti mobil F1 atau yang lainnya. Tapi bukan berarti mobil reli mangabaikan masalah aerodinamika. Body shell dan aerodinamika mobil-mobil WRC (WRCar) yang digunakan saat ini sangat  berbeda  dengan WRCar era  1908-an  dan  1990-an. Hal itu  disebabkan peraturan  FIA  yang mengatur  segi  bobot  kendaraan  dan  dimensi  spoiler  yang boleh  dipakai  telah  berubah.  Selain  juga  disebabkan  pemahaman  orang  akan fungsi  aerodinamika  pada WRCar  telah meningkat  seiring  kemajuan  teknologi.
Artinya,  semakin  kencang  laju  mobil,  maka  mobil  membutuhkan  dukungan aerodinamika yang baik dan tepat. Dari  keseluruhan  aerodinamika WRCar  buat  bagian depan dan belakang, yang paling diperhatikan adalah bagian  depan.  Bagian  depan  adalah  bagian  mobil yang lebih dulu membelah angina ketika mobil melaju dalam kecepatan tinggi. Makanya  untuk  menciptakan  keseimbangan  di  bagian  depan,  para  mekanik WRCar paling concern pada bagian bumper. Tingkat aerodinamika pada bagian WRCar sangat vital. Pasalnya, FIA menerapkan  regulasi untuk sistim pendingin mesin.  Kalau  mengikut  aturan  FIA,  sistim  pendinginan  belum  mampu  bekerja secara  maksimal  untuk  mendinginkan  mesin.  Makanya  mobil  harus mangandalkan  udara  sebagai  alat  pembantu  pendinginan.  Caranya  dengan memodifikasi bentuk bumper semaksimal mungkin. Bentuk  bumper  yang  baik  dengan  tingkat  aerodinamika  yang  tepat  bisa membantu  mendinginkan  radiator  dan  intercooler.  Selain  itu  membantu memotong  (bypass)  angina  yang  melewati  ruang  mesin.  Volume  udara  dan kecepatan  udara  yang  masuk  dari  depan  dapat  berfungsi mendinginkan intercooler. Wakhasil, intercooler yang dipasang bias berukuran lebih besar.
Ada  lagi  perangkat  yang  terdapat  di  dekat  bumper,  yaitu  air  conduct,  yang letaknya  di  bagian  bawah  bumper.  Perangkat  ini  membantu  mendinginkan system  rem  sehingga  suhunya  tetap  terjaga. Meski  rem  berkali-kali  digunakan dalam keadaan kecepatan tinggi, sistemnya dapat bekerja dengan baik. Untuk  mendapatkan  area  pendinginan  yang  lebih  luas  untuk mesin,  fog  lamp yang  dipasang  di  bumper  harus  berukuran  kecil.  Bentuk  rumah  fog  lamp  pun hemispherical jarena terbukti membantu tingkat aerodinamika mabil. Bumper  yang  digunakan  pada  WRCar  lebar-lebar.  Fungsinya  untuk menyesuaikan lebar kendaraan sehingga hambatan udara yang ditimbulkan oleh bagian  depan  dapat  diminimalisasi.  Biasanya  untuk  mengetahui  baik  tidaknya cara  kerja  bumper, mobil  harus melalui  pangujian  di  wind  tunnel  (terowongan angina) sehingga diketahui kecepatan aerodinamika yang dibutuhkan.
Bahan dasar pembuatan bumper terbuat dari flexible soft carbon. Bahkan ini anti pecah dan  tidak gampang mengalami perubahan bentuk  jika mobil bertabrakan. Dulu sebelum bahan ini digunakan, bumper WRCar terbuat dari karet.Setelah  bagian  depan,  modifikasi  batu  dilakukan  untuk  bagian  belakang. Biasanya modifikasi belakang dilakukan untuk menyeimbangkan aerodinamika di depan.
Umumnya yang paling diperhatikan di bagian belakang adalah rear deck spoiler. Bentuk bagian ini selalu berubah-ubah sesuai regulasi FIA. Regulasi yang berlaku saat ini mengharuskan pamakaian rear deck spoiler yang lebih  kecil.  Agar  bias  menyesuaikan  dengan  regulasi  baru  tersebut,  sejumlah mobil WRC mengandalkan  jumlah wing. Dari hasil penambahan  itu, down  force bagian belakang mobil semakin mencengkram. Tapi  ada  juga  yang  menambhakan  vertical  rectifying  plate  (plat  vertical  pada wing  belakang).  Ini  bertujuan  untuk  meningkatkan  stabilitas  kendaraan pada kecepatan  menengah  di  tikungan  saat  kendaraan  melakukan  sliding.  Dengan alat ini, mobil tidak akan out saat menmikung dengan kecepat tinggi.
Aerodinamika juga adalah sebuah ilmu yang mempelajari aliran udara sebab walaupun tak kasat mata ternyata udara ini menghambat laju sebuah benda yang bergerak terutama benda yang bergerak dengan kecepatan tinggi. Penerapan ilmu ini sebenarnya paling banyak digunakan dalam dunia konstruksi pesawat terbang.
Tetapi sekarang penerapan ilmu ini juga merambah dalam dunia otomotif. Aerodinamika pada kendaraan bermotor jelas sekali dirasakan pengaruhnya pada mobil balap yang melaju dengan kecepatan tinggi yang mencapai rata-rata 300 km/jam.
Sebagai contoh aerodinamika mobil formula1 pada mobil balap dengan sebutan jet darat ini aerodinamika memegang peranan penting, maka tidak mengherankan bila desain bodi mobil F1 ini memiliki hidung lancip dan badannya dipenuhi lekukan sedemikian rupa serta memiliki semacam sayap di ujung belakang bodi mobil hal itu dimaksudkan agar udara bisa mengalir dengan lancar saat mobil ini melaju dan juga aliran udara ini dimanfaatkan untuk menambah daya tekan mobil ke jalan atau istilahnya downforce yang cukup sehingga tidak mudah terlempar keluar lintasan saat melalui tikungan dengan kecepatan tinggi.







Untuk aerodinamika mobil umum, ilmu aerodinamika dimanfaatkan untuk mendesain mobil agar menghasilkan bentuk yang memiliki hambatan udara seminimal mungkin sehingga berujung pada pemakaian bahan bakar yang lebih irit. Memang pengaruhnya sih tidak begitu besar untuk mobil yang digunakan harian tapi dengan desain bodi mobil yang aerodinamis maka bila dilihat dari kacamata seni maka desain mobil yang aerodinamis ini akan lebih futuristik dan bernilai artistik tinggi dibanding mobil dengan desain bodi yang kaku.
Sehingga akan lebih menarik jika dipandang mata hal inilah yang menarik konsumen untuk memilikinya akibatnya bisa mendongkrak penjualan maka ujung-ujungnya mendatangkan keuntungan bagi perusahaan juga. Dan desain bodi mobil-mobil sekarang mayoritas sudah aerodinamis terutama mobil keluaran terbaru yang bergenre sport dan memiliki segmen pasar yang dituju kaum muda. Sebab kaum muda akan bangga pada mobil miliknya yang keren dan dengan unsur bodi yang aerodinamislah keinginan itu bisa dipenuhi.

D. Fungsi Aerodinamika pada Kendaraan.
Pada sebuah kendaraan yang dibekali dengan sistem aerodinamika yang baik akan mampu melesat bagai sebuah roket sebagaimana mobil F1 misalnya, namun kesalahan dalam nmenjalankan sistem aerodinamika juga bisa fatal apabila dalam kecepatan yang tinggi, mobil dapat terbang ke udara. Ada beberapa bagian yang perlu diperhatikan untuk sisi aerodinamik apa di sebuah mobil,  yaitu:
1. spoiler Belakang.
2. spoiler Depan.
3. Wins.
4. Deflector.
5. Side Skirt.
perangkat ini merupakan bagian dari perangkat aerodinamika pada sebuah kendaran, yang fungsinya membuat aliran udara yang akan masuk kedalam kolong mobil dibuat lebih minim, ini dibuat pada kendaraan balap terutama pada medan rally, namun berbeda untuk mobil balap pada lintasan tim riset tinggal membuat bagian kolong mobil rata, berikut penjelasannya:

1. Spoiler Belakang
Komponen yang sering dipakai untuk modifikasi oleh para penikmat modifikasi kendaraan roda empat ini, biasanya modifikasi itu menganut paham mobil sport atau mobil balap yang mempunyai karakteristik membuat kendaraan stabil dan baik untuk kecepatan tinggi.
Penggunaan spoiler belakang ini berfungsi untuk menahan gaya lift up belakang yang ditimbulkan saat kecepatan tinggi agar mobil tidak melayang dan terbang yang kan membahayakan pengemudi dan penumpang. Pemasanagn spoiler belakang ini harus diimbangi dengan pemasangan spoiler depan agar pada saat mobil melaju dengan kecepatan tinggi akan terjadi keseimbangan yang tepat, yaitu akan bagian depan dan belakang akan menahan gaya lift up secara seimbang, apabila hanya dalam pemasangannya hanya satu bagian saja, maka akan tetap beresiko mobil menjadi tidak stabil pada saat kecepatan tinggi, jadi solusinya pemasangan spoiler belakang harus diimbangi dengan pemasangan spoiler depan. spoiler belakang ini biasanya dalam dunia otomotif disebut juga bemper belakang yang umumnya dibuat untuk diletakkan di bagian buritan / belakang seperti bagasi atau untuk mobil tanpa bagasi dibagian belakang atas kaca belakang. Bentuk spoiler itu menyerupai wing, hanya saja spoiler itu cenderung berbentuk lebih landai dan kecil dan umumnya langsung menempel pada body. Fungsi spoiler sebenarnya didesain untuk lebih membantu fungsi spoiler depan, yaitu untuk mengurangi gejala melayang saat mobil melaju (Fungsi Aerodinamika). Saat ini aplikasi spoiler bisa dipergunakan pada setiap kendaraan non bagasi maupun bagasi, baik itu untuk kendaraan kontes ataupun kendaraan harian karena mampu membuat penampilan mobil standar tampak lebih sporty look.
Bentuk spoiler yang memiliki ukuran lebih kecil dengan desain lekukan mengara keatas layaknya ekor itik serta terlihat lebih menyatu dengan body belakang dikenal dengan sebutan ducktail. Placement spoiler ataupun ducktail tidak selalu diatas bagasi mobil tetapi bisa juga diletakkan dibibir roof belakang mobil bagi kendaraan yang tidak ada bagasinya. Bahannya pun ada dua macam, karbon dan fiber. Pemasangan spoiler belakang ini merupakan penerapan prinsip aero dinamika yang akan melawan gaya lift up dari sebuah mobil yang sedang emlaju dengan ekcepatan tinggi, jadi kendaraan akan tetap aman dan stabil.

2. Spoiler Depan
Spoiler depan merupakan salah satu aksesoris pada kendaraan yang berkaitan dengan penerpaan ilmu aerodinamika yang harus diperhatikan keberadaanya, karena spoiler depan ini berfungsi untuk menahan angin yang melewati kendaraan dan membuatnya ban kendaraan akan melekat dengan tanah atau menahan gaya udara yang ditimbulkan pada saat kecepatan tinggi, spoiler depan ini pada dunia otomotif dikenal dengan sebutan bemper depan, biasanya pemasangan spoiler depan ini diimbangi dengan penmasangan spoiler belakang atau bemper belakang, hal tersebut dilakukan agar pada saat kendaraan melaju dengan kecepatan tinggi maka akan terjadi gaya tekan yang sama yang dihasikan antara spoiler depan dan belakang yang akan melawan gaya lift up dari kendaraan itu sendiri.
Sebenarnya pemasangan spoiler depan ini juga banyak manfaatnya, yaitu selain memodifikasi sebuah mobil atau meng custom mobil hal tersebut juga akan membuat nyaman dan aman ketika kita berkendara, karena hal tersebut dapat memaksimalkan fungsi aerodinamika body kendaraan, tetapi yang terjadi adalah banyak yang memodifiaksi spoiler depan ini tanpa mengerti atau paham tentang sisi aerodinamika dari sebuah kendaraan itu sendiri yang akan mengakibatkan kecelakaan saar berkendara karena mobil akan melayang dan oleng kesamping, kalau ingin membuat mobil modifikasi sebaiknya memperhatikan sisi aerodinamikanya untuk kenyamanan dan keamanan.
Untuk pemasangan spoiler depan ini agak berada dibagian bawah, sebenarnya hal tersebut dibuat untuk lebih mendekatkan jarak bodi ketanah guna memperkecil masuknya angin dari bawah sehingga pada kecepatan tinggi dapat mengurangi daya limbung / melayang, namun penggunaannya saat ini lebih kepada segi fashion modifikasi saja, terutama buat body kit custom yang desainnya tidak memperhitungkan segi aerodinamika.

3. Wing
Penggunaan sayap / wing dibagian buritan (belakang) pada awalnya hanya dipakai pada mobil-mobil yang akan bertarung diarena balap untuk meningkatkan traksi ban, karena wing dipercaya mampu mengontrol arah angin yang datang ke mobil sehingga mobil mendapat daya tekan lebih pada bagian buritan (Downforce) agar bisa tetap melaju dengan mulus diatas aspal tanpa melayang ataupun melintir saat menikung. Bentuk umumnya wing memiliki tiang penyangga yang cukup tinggi dengan lembaran karbon yang didesain cukup besar dan lekukan yang sporty sedikit terlihat kaku dan berat.
Sebenarnya wing ini fungsinya hampir sama dengan spoiler belakang atau bumper belakang , karena letaknya yang berada dibelakang dan menahan atau melawa gaya lift up pada kendaraan.

4.Deflector
Defector ini merupakan salah satu bagian dari sebuah mobil yang memperhatikan sisi aerodinamika sebuah kendaraan yaitu dimana deflector ini berfungsi untuk menyalurkan udara yang menerpa bagian depan kendaraan pertama kali dan membuat aliran angin tersebut menjadi terarah keluar dan membuat kendaraan kita menjadi stabil pada saat kecepatan tinggi, tetapi selian kegunaan tersebut deflector ini juga berfungsi untuk membuang kotoran atau debu yang menerpa kendaraan saat melaju pada kecepatan ynag tinggi dan membuang debu atau kotoran itu langsung terlempar keatas sehingga tidak membentur kaca depan mobil, Selain kegunaan atau fungsi deflector yang cukup bermanfaat ini yang akan memaksimalkan aerodinamika sebuah kendaraan, deflector ini juga bisa menjadi sebuah modifikasi yang bisa membuat tampilan exterior sebuah kendaraan menjadi menarik dan elegan, karena pemasangan nya akan membuat sebuah mobil menjadi memiliki tingkat kenyamanan dan keamanan yang tinggi. Pemasangan deflector ini bisanya kurang diperhatikan atau agak diabaikan oleh para pengguna kendaraan, karena efek nya tidak terasa langsung, sebaiknya para pengguna lebih memperhatikan sisi aerodinamika secara keseluruhan.

5. Side Skirt
Side skirt merupakan bagian dari Body kit yaitu terdiri dari spoiler depan atau bemper depan, spoiler belakang dan Side Skirt itu sendiri, side skirt ini berfungsi untuk meneruskan laju hembusan angin supaya lancar dan tidak membuat mobil oleng pada saat dikendarai, side skirt ini sangat penting juga dalam mendukung sisi aerodinamika dalam sebuah kendaraan, hal tersebut dipasang selain untuk mendukung sisi aerodinamika dalam sebuah mobil juga bisa untuk modifikasi kendaraan yang bisa dijadikan andalan pada sebuah modifikasi karena bentuk nya menarik dan sangat mempengaruhi dari exterior pada sebuah mobil. Dalam kenyataanya banyak pembuat side skirt yang kurang paham akan apa itu yang dinamakan aerodinamika, jadi ada beberapa modifikasi yang salah dalam mendesain sebuah side skirt. Jadi solusi dari permasalahan itu harus diberi pemahaman kepada bengkel modifikasi untuk lebih memperhatikan sisi aerodinamika sebuah kendaraan.

E. Membedah Aerodinamika Mobil F1.

Aerodinamika mobil F1

Dalam dunia F1, Aerodinamika memegang peranan yang sangat penting karena mobil ini melaju kencang yang selalu berhadapan dengan angin. Pada era balapan modern dewasa ini, efek aerodinamika hampir sama pentingnya, jika tidak bisa dikatakan lebih penting, dengan faktor power mesin.
Para pakar aerodinamika seperti dilansir aerodinamika.net, selalu memikirkan bagaimana mobil tersebut dibuat dengan meminimalkan terpaan angin dari depan dan buritan mobil sehingga laju jet darat tersebut dapat mencapai kecepatan maksimum.
Mobil F1 dapat melaju dengan kecepatan dr 0 – 160kph dan kembali diam atau kecepatan 0 dalam waktu 4 detik. Itu berarti, mobil ini harus berteman dengan angin, Dengan tenaga mesin yang lebih dari 700 BHP (Brake Horse Power) dan bobot mobil yang tak lebih dari 700 kg, kegagalan sedikit saja, dapat berakibat fatal.
Untuk memberikan penjelasan betapa pentingnya sistem aerodinamika dan down force pada mobil F1. Kita bisa membandingkan dengan pesawat kecil, namun sistem pada pesawat ini mempunyai kecepatan yang lebih kecil dibandingkan mobil F1. Tanpa Kekuatan Aerodinamika yang di terapkan pd mobil F1 maka kecepatan maksimal hanya akan mencapai 160 kph, dimana mobil F1 dgn sistem aerodinamika dpt mecapai kecepatan normal nya yakni 300 kph
Secara umum, wind tunnel (terowongan angin) dibedakan atas dua jenis, yaitu terbuka dan tertutup. Terowongan terbuka mempunyai sirkuit yang terbuka di bagian depan dan belakangnya.
Angin yang digunakan saat uji coba berasal dari udara luar yang terisap masuk ke dalam terowongan dan kemudian akan dibuang kembali ke udara luar di bagian belakang buritan. Terowongan jenis ini punya kelemahan yang amat mengganggu yaitu sangat tergantung pada kondisi udara luar seperti kecepatan angin, serta temperatur, dan tekanan udara.
Selanjutnya type tertutup. Terowongan ini mempunyai keunggulan yang sangat penting dibanding jenis pertama yaitu tenaga untuk menggerakkan kipasnya lebih kecil. Hal ini dapat dimengerti sebab pada sirkuit tertutup tentu saja angin akan terus bergerak berputar sepanjang terowongan. Dengan demikian, fungsi kipas hanya untuk melawan kerugian tekanan angin akibat gesekannya dengan dinding-dinding terowongan.
Saat pengujuan, insinyur aerodinamika menginginkan ukuran model yang sama persis dengan mobil aslinya dengan alasan lebih mudah membuat detail-detail kecil seperti lubang radiator, lekukan sayap dan sebagainya.
Aliran turbulensi udara yang dihasilkan model yang seukuran dengan mobil asli akan semakin mendekati turbulensi udara yang sebenarnya akan terjadi. Turbulensi ini adalah kondisi yang amat tidak disukai oleh para insinyur aerodinamika karena memberikan efek negatif terhadap efek aerodinamika secara keseluruhan. Namun demikian, aliran turbulen amat sulit untuk dihindari. Karena itu aliran turbulen ini harus disimulasikan semirip mungkin dengan kondisi sebenarnya.
Turbulensi terjadi karena benturan udara, ini disebabkan oleh laju kendaraan yang kencang. kondisinya sama seperti pesawat yang melayang diudara. Bedanya, di udara tekanan udaranya semakin besar dengan kecepatan angin yang konstan dan tidak berubah, sementara jet darat harus menghadapi laju angin yang berubah meski saat melaju kencang.
Tidaklah mengherankan bila jet darat akan terpelanting karena dampak angin buritan. Umumnya, panitia akan menghentikan laju balapan bila kondisi cuaca akibat angin dan hujan.
Kembali ke Aerodinamika, pada terowongan angin, udara di kolong mobil bergerak di antara dua permukaan diam. Kondisi ini membuat tekanan statis di kolong mobil menjadi jauh lebih rendah ketimbang kondisi di jalanan atau dengan kata lain terjadi ground effect berlebihan.
Tentu saja ini menjadi masalah karena membuat simulasi, lagi-lagi, tidak sesuai dengan kondisi aslinya. Untuk mengatasinya, para insinyur aerodinamika membuat lantai yang bisa bergerak sesuai dengan laju angin. Lantai ini terbuat dari karet dan menyerupai belt conveyor. Kendala yang timbul adalah kemampuan bergerak lantai yang terbatas dan sulit menyamai laju angin di dalam terowongan.






Dalam dunia otomotif aspek aerodinamis merupakan salah satu hal yang sangat  diperhatikan dalam merencanakan atau merancang suatu body kendaraan. Karena aerodinamis mempengaruhi kecepatan pada saat kendaraan tersebut bergerak. Aerodinamika Berasal dari bahasa inggris aerodynamics, adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran udara dalam segala situasi beserta pengaruh yang ditimbulkan pada benda yang berada didalamnya. Bagian-bagian yang dipelajari dalam aerodinamika mencakup sifat dan gaya, terutama udara atau gas-gas lain, serta akibat-akibat yang ditimbulkan ketika benda padat masuk kedalam alirannya. Aerodinamika berhubungan dengan pendistribusian gaya angkat dan gaya hambat pada seluruh benda, kecepatan pemanasan permukaan benda yang dihasilkan selama melintasi udara. Benda-benda yang berkaitan erat dengan aerodinamika adalah pesawat terbang, peluru kendali (ballistic missile), roket, kapal laut dan kendaraan bermotor.



Pada perancangan kendaraan bermotor maupun persawat terbang pada dasarnya harus mempelajari aerodinamika, karena aerodinamika mempunyai pengaruh sangat besar pada gerakan benda atau bangunan yang berada pada udara terbuka. Pengkajian aerodinamika ini pertama kali dipelopori oleh Leonardo Da Vinci pada 1480 dan dilanjutkan George Calley dari Inggris pada 1853. pengkajian ini pun berkembang hingga 1871. untuk mempermudah usaha mempelajari sifat dan ciri aliran udara, Helbert Wenham dari Inggris kemudian menciptakan terowongan angin pertama didunia. Kemudian karena manfaat terowongan angin sangat besar, maka terowongan angin banyak dibangun oleh lembaga-lembaga riset diberbagai negara yang mempunyai tujuan yang sama, yaitu mempelajari gerakan udara dan gaya yang timbul saat menerpa benda padat. Terowongan angin banyak dipakai perancang mobil dan pesawat terbang untuk mancari bentuk badan yang sesuai agar memiliki gaya hambat rendah.

Pada dasarnya, aerodinamika berkaitan erat dengan dua prinsip dasar, yaitu gaya angkat (lift) dan gaya hambat (drag). Gaya angkat ialah gaya aerodinamika yang dihasilkan oleh foil atau sayap pesawat terbang saat melintasi udara. Gaya yang timbul ini mampu mengangkat pesawat terbang dan penerbangannya. Pada mobil, gaya angkat ini harus dibuat sekecil mungkin sehingga tidak menyebabkan mobil terbalik. Gaya hambat adalah gaya aerodinamika yang ditimbulkan karena gesekan antara permukaan benda dan udara. Bentuk benda mempengaruhi besar gaya hambat yang timbul. Para perancang kendaraan bermotor berusaha menciptakan bentuk mobil yang memiliki gaya hambat sekecil mungkin. Mobil bergaya hambat kecil memerlukan tenaga lebih kecil untuk melaju sehingga bisa menghemat konsumsi bahan bakar
Aerodinamika hanya berlaku pada kendaraan-kendaraan yang mencapai kecepatan diatas 80 km/ jam saja, seperti yang diterapkan pada mobil sedan, formula 1, moto gp. Untuk kendaraan-kendaraan yang kecepatannya dibawah 80 km/ jam aerodinamis tidak begitu diperhatikan, seperti pada mobil-mobil keluarga, mobil land rover dan sejenisnya. Pada kendaraan yang mempunyai kecepatan diatas 80 km/jam faktor aerodinamis digunakan untuk mengoptimalkan kecepatannya disamping unjuk performa mesin juga berpengaruh .

F. Pengaruh Gaya Aerodinamika Pada Pesawat Terbang


tulisan ini akan membahas tentang aerodinamika. ini adalah tuliisan ketiga yang saya buat yang membahas tentang permasalahan dan dinamika yang terjadi berkaitan dengan keunikan udara ketika kita mmemberinya perlakuan khusus dengan kecepatan yang kita gunakan pada kendaraan kita dan reaksi yang di timbulkan oleh karenanya. dalam tulisan ini saya akan membahas tentang gaya yang bekerja ketika pesawat terbang meluncur di lintasannya yaitu

diatas bumi (udara)pada dasarnya ada empat gaya aerodinamika yang bekerja pada sebuah pesawatn terbang yaitu:

1. gaya angkat
2. gaya tarik
3. gaya dorong
4. gaya gravitasi.

menurut terminologi sederhana, gaya tarik yang dimaksud adalah gaya resistansi udara (gaya belakang yang ditimbulkan), gaya dorong adalah kekuatan mesin yang digunakan oleh pesawat tersebut (gaya kedepan), gaya angkat adalah gaya keatas dan gaya gravitasi adalah gaya kebawah yang ditimbulkan oleh gravitasi planet bumi yang kita tempati.
jadi dapat kita simpulkan bahwa pesawat terbang harus  memiliki gaya dorong yang lebih besat dari pada gaya tarik, dan gaya angkat harus lebih besar daripada gaya gravitasi yang ditimbulkan, sehingga pesawat terbang dapat terangkat dan terbang dengan lancar sesuai dengan yang dikehendaki.

G.Empat Gaya Yang Terjadi Pada  Pesawat Terbang

Gaya Hambat (Air Resistance)
Drag
Drag didefinisikan sebagai komponen dari gaya aerodinamika yang sejajar dengan arah relative wind dan berlawanan arah dengan gerak maju pesawat terbang. Pada kecepatan subsonic terdapat dua jenis drag, yaitu Parasite drag dan Induced drag. Sedangkan pada kecepatan yang lebih tinggi lagi akan timbul drag yang disebut dengan shock wave drag.

     Parasite Drag
Parasite drag terdiri dari beberapa komponen drag yang berbeda-beda, secara umum parasite drag dapat didefinisikan sebagai gaya hambat yang timbul karena faktor-faktor selain adanya wing.

Form Drag
Form drag adalah bentuk drag yang timbul karena bentuk fisik benda. Contoh form drag untuk beberapa bentuk benda dapat dilihat dibawah ini.




Bentuk Pelat datar (flat plate), terhadap arah aliran udara tegak lurus :
-          koefisiennya gaya hambat yang timbul adalah 100 %
Bentuk Bola (Ball Shape)
-          koefesiennya gaya hambat yang timbul adalalh 50 %
Bentuk Ellipse
-          koefisiennya gaya hambat yang timbul adalah 15 %
Bentuk Streamline
-          koefisiennya gaya hambat yang timbul adalah 5 %

Bentuk streamline ini secara awam dikenal dengan istilah “bentuk aerodinamis” karena aliran udara (airflow) yang melewati permukaan benda tersebut hamper seluruhnya aliran udara yang laminar (lurus dan rata) mengikuti bentuk benda. Akibatnya adalah gaya hambat yang timbul menjadi kecil. Untuk memperkecil From drag pada pesawat terbang, maka fuselage, engine nacelle dan pod serta komponen yang berada di luar konstruksi pesawat terbang dibuat lebih streamlined.



Skin Friction Drag
Skin Friction Drag adalah gaya hambat yang timbul karena adanya pergesekan udara dengan permukaan benda. Jenis drag ini akan dipengaruhi oleh luas daerah yang di lewati oleh aliran udara. Kehalusan permukaan juga berpengaruh terhadap skin friction drag.  Untuk memperkecil skin friction drag pada pesawat terbang, maka rivet yang dipergunakan pada area yang dialiri airflow dibuat flush (rata), skin pesawat dipolish, terutama yang terbuat dari fabric serta menghilangkan alumunium oxide pada alumunium skin.

Interference Drag


Interference drag adalah gaya hambat yang disebabkan oleh adanya interferensi dari boundary-boundary layer yang berbeda dari komponen-komponen pesawat yang berbeda. Jika drag dari dua buah komponen pesawat sudah diukur tersendiri, kemudian komponen-komponen tersebut digabungkan (contoh: wing ke fuselage), maka drag yang terjadi dari gabungan dua komponen tersebut lebih besar dari jumlah drag masing-masing komponen. Hal inilah yang disebabkan oleh Interferensi dari boundary layer dua komponen tesebut. Untuk memeperkecil interference drag, maka setiap sambungan dua atau lebih komponen struktur pesawat mempergunakan fairing

Leakage Drag
Leakage drag adalah drag yang disebabkan oleh perbedaan tekanan udara di dalam dan di luar pesawat terbang. Udara yang mengalir dari dalam fuselage yang pressurized (bertekanan) melalui crack atau door seal akan menghasilkan suatu bentuk arus udara yang mempengaruhi airflow di sekeliling pesawat terbang dan mengakibatkan terjadinya drag.


Pada airflow yang melalui bagian bawah wing, yang bergerak mengalir ke atas wing melalui wing attachment cracks dapat juga menyebabkan terjadinya leakage drag.

Profile Drag
Jenis lain dari parasite drag yang terjadi pada helicopter adalah profile drag. Profile drag adalah drag yang disebabkan oleh main rotor yang berputar. Drag ini harus diatasi selama rotor berputar dan dapat timbul baik pada saat helicopter dalam keadaan diam atau tidak menghasilkan lift.
Induced Drag
Induced drag adalah jenis terakhir dari drag tetapi merupakan jenis drag yang paling penting, terutama untuk diektahui oleh para penerbanga pada pesawat dengan high performance. Induced drag adalah drag yang timbul karena adanya lift (gaya angkat), karena drag ini hanya timbul jika lift dihasilkan.

Lift
Lift akan bekerja melalui centre of pressure yang tergantung pada letak sayap. Dengan demikian perancang pesawat harus berhati-hati menempatkan sayap pada posisi yang benar pada fuselage. Tetapi hal ini cukup rumit, karena kenyataannya bahwa perubahan angle of attack berarti pergeseran letak lift, dan biasanya kearah yang tidak stabil pada pesawat. Apabila angel of attack bertambah karena pitching moment di sekitar centre of pressure, akan menyebabkan pesawat nose up dan cenderung untuk bertambah besar lagi.

Weight
Gaya berat adalah gaya yang dihasilkan oleh pesawat itu sendiri. Bereaksi secara vertical kebawah melalui centre of gravity (c.g)
Weight bekerja melalui c.g yang tergantung pada berat dan letak dari masing-masing bagian pesawat di sepanjang fuselage, dan beban yang diangkut juga mempengaruhi gaya W ini. Gaya berat ini mendatangkan cukup permasalahan, karena akan terjadi pergeseran c.g, sebagai contoh :
Pada pesawat Concorde, fuelnya bergerak dari satu tangki ke tangki yang lain untuk mempertahankan c.g tersebut.


Thrust
Gaya dorong adalah gaya yang menarik pesawat secara horizontal ke arah maju pesawat (flight path) sepanjang propeller shaft atau line of thrust.
Line of Thrust dapat berada di atas dengan cara menata letak shaft propeller atau garis tengah mesin jet yang tergantung pada letak pemasangan engine, baik single maupun multi engine. Para perancang pesawat bisa memilih caranya sendiri, tetapi harus melihat masalah-masalah propeller ground clearance. Apakah juga menggangu visibility dari penerbang, dan juga menimbulkan problema baru, yaitu kapan kita bisa membuat Thrust yang bisa membelokkan pesawat secara otomatis untuk pesawat secara otomatis untuk pesawat modern.



v\:* {behavior:url(#default#VML);}
o\:* {behavior:url(#default#VML);}
w\:* {behavior:url(#default#VML);}
.shape {behavior:url(#default#VML);}
Normal
0
false
false
false
false
EN-US
X-NONE
X-NONE
/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:”Table Normal”;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-parent:””;
mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt;
mso-para-margin-top:0in;
mso-para-margin-right:0in;
mso-para-margin-bottom:10.0pt;
mso-para-margin-left:0in;
line-height:115%;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:11.0pt;
font-family:”Calibri”,”sans-serif”;
mso-ascii-font-family:Calibri;
mso-ascii-theme-font:minor-latin;
mso-hansi-font-family:Calibri;
mso-hansi-theme-font:minor-latin;}

A.Defenisi Aerodinamika.             

Aerodinamika diambil dari kata Aero dan Dinamika yang bisa diartikan udara dan perubahan gerak dan bisa juga ditarik sebuah pengertian yaitu suatu perubahan gerak dari suatu benda akibat dari hambatan udara ketika benda tersebut melaju dengan kencang. Benda yang dimaksud diatas dapat berupa kendaran bermotor (mobil,truk,bis  maupun  motor)  yang  sangat  terkait  hubungannya  dengan perkembangan  aerodinamika  sekarang  ini.  Adapun  hal-hal  yang  berkaitan dengan aerodinamika adalah kecepatan kendaraan dan hambatan udara ketika kendaraan itu melaju.Aerodinamika  berasal  dari  dua  buah  kata  yaitu  aero  yang  berarti  bagian  dari udara  atau  ilmu  keudaraan  dan  dinamika  yang  berarti  cabang  ilmu  alam  yang menyelidiki  benda-benda  bergerak  serta  gaya yang  menyebabkan  gerakan-gerakan  tersebut.  Aero  berasal  dari  bahasa  Yunani  yang  berarti  udara,  dan Dinamika  yang  diartikan  kekuatan  atau  tenaga.  Jadi  Aerodinamika  dapat diartikan  sebagai  ilmu  pengetahuan  mengenai  akibat-akibat  yang  ditimbulkan udara atau gas-gas lain yang bergerak.Dalam Aerodinamika dikenal  beberapa gaya yang bekerja  pada  sebuah  benda dan  lebih  spesifik  lagi  pada  mobil  seperti  dikemukakan  oleh  Djoeli Satrijo(1999;53).

“Tahanan  Aerodinamika,  gaya  angkat  aerodinamik  ,  dan  momen  angguk aerodinamik    memiliki  pengaruh  yang  bermakna  pada  unjuk  kendaraan  pada kecepatan  sedang  dan  tinggi.  Peningkatan  penekanan    pada  penghematan bahan  bakar  dan  pada  penghematan  energi  telah  memacu  keterkaitan  baru dalam memperbaiki unjuk kerja aero dinamika pada jalan raya”.Aerodinamika  hanya  berlaku  pada  kendaraan-kendaraan  yang  mencapai kecepatan  diatas  80  km/  jam  saja,  seperti  yang  diterapkan  pada mobil  sedan, formula 1, moto gp. Untuk kendaraan-kendaraan yang kecepatannya dibawah 80 km/  jam  aerodinamis  tidak begitu  diperhatikan,  seperti  pada  mobil-mobil keluarga, mobil  land  rover  dan  sejenisnya.  Pada  kendaraan  yang mempunyai kecepatan  diatas  80  km/jam  faktor  aerodinamis  digunakan  untuk mengoptimalkan  kecepatannya  disamping  unjuk  performa mesin  juga berpengaruh .

B.Gaya-gaya yang bekerja pada mobil yang bergerak(kecepatan 80km/jam

a. Gaya lift up yaitu gaya angkat keatas pada mobil sebagai akibat pengaruh dari:

1.      Speed.

2.      Bentuk sirip.

3.      Stream line.

4.      Aerodinamika desain.

b. Down Force yaitu gaya tekan kebawah pada mobil akibat pengaruh dari:

1.      Konstruksi chasis

2.      Desain konstruksi mobil

3.      Penempatan beban pada mobil4. Penambahan aksesories pada mobil

4.      Bentuk telapak(kembangan ban)

5.      Penempatan titik berat

6.      Bobot berat dan bobot penumpang

7.      Penempatan spoiler (front spoiler dan rear spoiler).

c. Gaya Turbulen yaitu  gaya  yang terjadi dibagian belakang mobil yang berupa hembusan angin dari depan  membentuk pusaran angin dibagian belakang mobil.

 d. Gaya gesek kulit yang Disebabkan oleh gaya geser yang  timbul pada permukaan –permukaan  luar kendaraan melalui aliran udara.

C. Penerapan Aerodinamika pada Kehidupan Sehari-Hari

1. Aerodinamika Pesawat Terbang

Pada  prinsipnya,  pada  saat  pesawat mengudara,  terdapat  4  gaya  utama  yang bekerja pada pesawat, yakni gaya dorong (thrust T), hambat (drag D), angkat (lift L),  dan  berat  pesawat  (weight  W).  Pada  saat  pesawat  sedang  menjelajah (cruise)  pada  kecepatan  dan  ketinggian  konstan,  ke-4  gaya  tersebut  berada dalam kesetimbangan: T = D dan L = W. Sedangkan pada saat pesawat take offdan  landing,  terjadi  akselerasi  dan  deselerasi  yang  dapat  dijelaskan menggunakan  Hukum  II  Newton  (total  gaya  adalah  sama  dengan  massa dikalikan dengan percepatan).Pada  saat  take  off,  pesawat mengalami  akselerasi  dalam  arah  horizontal  dan vertikal. Pada saat  ini, L harus  lebih besar dari W, demikian  juga T  lebih besar dari D. Dengan demikian diperlukan daya mesin yang besar pada saat  take off. Gagal  take off bisa disebabkan karena kurangnya daya mesin  (karena berbagai hal:  kerusakan  mekanik,  human  error,  gangguan  eksternal,  dsb),  ataupun gangguan sistem pada pesawat.Dibalik Terbangnya Sebuah Pesawat Sebagian  besar  pesawat  komersial  saat  ini  menggunakan  mesin  turbofan.

Turbofan berasal dari dua kata, yakni turbin dan  fan. Komponan fan merupakan pembeda  antara  mesin  ini  dengan  turbojet.  Pada  mesin  turbojet,  udara  luar dikompresi oleh  kompresor hingga mencapai  tekanan  tinggi. Selanjutnya udara bertekanan  tinggi  tersebut  masuk  ke  dalam  ruang  bakar  untuk  dicampurkan dengan bahan bakar (avtur).Pembakaran  udara  bahan  bakar  tersebut  akan  meningkatkan  temperatur  dan tekanan  fluida kerja. Fluida bertekanan  tinggi  ini selanjutnya dilewatkan melalui turbin  dan  keluar  pada  nosel  dengan  kecepatan  sangat  tinggi.  Perbedaan kecepatan udara masuk dan fluida keluar dari mesin mencitpakan gaya dorong T.

(Hukum  III  Newton:  Aksi  dan  Reaksi).  Gaya  dorong  T  ini  dimanfaatkan  untuk bergerak  dalam  arah  horizontal  dan  sebagian  diubah  oleh  sayap  pesawat menjadi gaya angkat L.

Fan  pada  mesin  turbofan  berfungsi  memberikan  tambahan  laju  udara  yang memasuki  mesin  melalui  bypass  air.  Udara  segar  ini  akan  bertemu  dengan campuran udara bahan bakar yang telah terbakar di ujung luar mesin. Salah satu keuntungan penggunaan turbofan adalah dia mampu meredam kebisingan suara pada  turbojet. Namun karena  turbofan memiliki susunan  komponen yang  relatif kompleks, maka mesin jenis ini sangat rentan terhadap gangguan FOD (Foreign Object Damage) dan pembentukan es di dalam mesin. Masuknya FOD  (seperti burung)  ke  dalam  mesin  bisa  menyebabkan  kejadian  fatal  pada  pesawat.

Sayap: Mengubah T menjadi L Hingga  saat  ini,  setidaknya  ada  3  penjelasan  yang diterima  untuk  fenomena munculnya  gaya  angkat  pada  sayap:  prinsip  Bernoulli, Hukum  III Newton,  dan efek  Coanda.  Sayap  pesawat  memiliki  kontur  potongan  melintang  yang  unik:

Prinsip  Bernoulli  menyatakan  bahwa  semakin  tinggi  kecepatan  fluida  (untuk ketinggian  yang  relatif  sama),  maka  tekanannya  akan  mengecil.  Dengan demikian akan  terjadi perbedaan  tekanan antara udara bagian bawah dan atas sayap:  hal  inilah  yang mencipakan  gaya  angkat  L.  Penjelasan  dengan  prinsip

Bernoulli  ini  masih  menuai  pro  kontra;  namun  penjelasan  ini  pulalah  yang digunakan Boeing untuk menjelaskan prinsip gaya angkat.Penjelasan  menggunakan  Hukum  III  Newton  menekankan  pada  prinsip perubahan  momentum  manakala  udara  dibelokkan  oleh  bagian  bawah  sayap pesawat. Dari prinsip aksi  reaksi, muncul gaya pada bagian bawah sayap yang besarnya sama dengan gaya yang diberikan sayap untuk membelokkan udara. Sedangkan penjelasan menggunakan efek Coanda menekankan pada beloknya kontur  udara  yang mengalir di  bagian  atas  sayap. Bagian  atas  sayap pesawat yang  cembung memaksa  udara  untuk mengikuti  kontur  tersebut. 

Pembelokan kontur udara tersebut dimungkinkan karena adanya daerah tekanan rendah pada bagian  atas  sayap  pesawat  (atau  dengan  penjelasan  lain:  pembelokan  kontur udara  tersebut  menciptakan  daerah  tekanan  rendah).  Perbedaan  tekanan tersebut menciptakan perbedaan gaya yang menimbulkan gaya angkat L. Meski belum  ada  konsensus  resmi  mengenai  mekanisme  yang  paling  akurat  untuk menjelaskan  munculnya  fenomena  gaya  angkat,  yang  jelas  sayap  pesawat berhasil mengubah sebagian gaya dorong T mesin menjadi gaya angkat L.Kontrol Gerak PesawatPesawat  terbang memiliki kemampuan bergerak dalam  tiga sumbu, yakni pitch, roll, dan yaw. Gerak naik turunnya hidung pesawat dikontrol oleh elevator, gerak naik  turunnya  sayap pesawat dikontrol  oleh aileron,  sedangkan gerak berbelok dalam bidang horizontal dikontrol oleh rudder yang berada di sirip (fin) pesawat. Selain itu, dibagian belakang sayap juga terdapat flap yang berfungsi membantu meningkatkan gaya angkat pada saat take off maupun mengurangi gaya angkat pada saat landing (air brake). Pada saat menjelajah (cruise) flap ini akan masuk ke dalam sayap untuk mengurangi gaya hambat D pesawat.

Sebagian besar kecelakaan pesawat pada saat take off terjadi karena kegagalan fungsi  mesin  yang  muncul  karena  berbagai  sebab.  Kegagalan  fungsi  mesin tersebut  bisa  disebabkan  karena  kerusakan  pada  komponen mesin  itu  sendiri, kerusakan pada daerah di dekat mesin  yang berimbas  pada mesin,  kebocoran dan  terbakarnya  tanki bahan bakar, ataupun kerusakan sistem kontrol pesawat, ataupun human error. Di bawah  ini akan diberikan gambaran kasus kecelakaan pesawat pada saat take off.

2. Roket

Roket  merupakan  wahana  dirgantara  yang  dapat  digunakan pada berbagai misi yang dikehendaki, diantaranya adalah untuk kepentingan  ilmiah  dan  pertahanan  wilayah.  Roket  terdiri  dari berbagai  sistem  yang  menyertainya  antara  lain  nose  cone, sistem muatan, sirip dan motor roket.

Geometri roket atmosfer secara umum dibagi dalam 4 bagian :

            Hidung (Nose)Bagian  paling  depan  yang  biasanya  diisi  hulu  ledak  muatan  ilmiah  atau peralatan indera/kendaliTabung silindris (cylinder)Badan utama roket yang biasanya diisi bahan bakar dan peralatan bakarnya Ekor (tail)Bagian  paling  belakang  berisi  saluran  sumber  pembakaran  (nozzle) mekanisme pengendalian Sirip (fin/stabilizer)Alat  kendali  aerodinamik,  yang berfungsi  sebagai  pemberi  kemudi maupun kestabilan

1.      Bentuk Nose Cone Roket Ogival

-          Tangent Ogive

-          HAACK Series

-          Von Carman Ogive

-          Secant Ogive  Parabolik  Kerucut

-          Conic

-          Biconic Eliptical

2.      Ada tiga jenis bentuk ekor roket

-          Kerucut konvergen

-          Kerucut divergen (flares)

-          Parabolik Konvergen

3. Mobil

Aerodinamika  berkaitan  dengan motorsport. Meski  aerodinamika  di mobil  reli  tidak terlalu signifikan, pemasangan perangkat seperti ini tidak sembarangan. Semua ada hitungan dan fungsinya.  Apalagi  hal  ini  juga  diatur  oleh  Badan  Otomotif  Internasional  FIA  lewat peraturannya yang ketat Mamang  diakui  aerodinamika  di  mobil  reli  tidak  sepenting  seperti  di  mobil-mobil  balap Grand Prix. Apalagi bentuk mobil  reli yang sekarang mengikuti bentuk mobil aslinya yang diproduksi secara masal. Tidak seperti mobil F1 atau yang lainnya. Tapi bukan berarti mobil reli mangabaikan masalah aerodinamika. Body shell dan aerodinamika mobil-mobil WRC (WRCar) yang digunakan saat ini sangat  berbeda  dengan WRCar era  1908-an  dan  1990-an. Hal itu  disebabkan peraturan  FIA  yang mengatur  segi  bobot  kendaraan  dan  dimensi  spoiler  yang boleh  dipakai  telah  berubah.  Selain  juga  disebabkan  pemahaman  orang  akan fungsi  aerodinamika  pada WRCar  telah meningkat  seiring  kemajuan  teknologi.

Artinya,  semakin  kencang  laju  mobil,  maka  mobil  membutuhkan  dukungan aerodinamika yang baik dan tepat. Dari  keseluruhan  aerodinamika WRCar  buat  bagian depan dan belakang, yang paling diperhatikan adalah bagian  depan.  Bagian  depan  adalah  bagian  mobil yang lebih dulu membelah angina ketika mobil melaju dalam kecepatan tinggi. Makanya  untuk  menciptakan  keseimbangan  di  bagian  depan,  para  mekanik WRCar paling concern pada bagian bumper. Tingkat aerodinamika pada bagian WRCar sangat vital. Pasalnya, FIA menerapkan  regulasi untuk sistim pendingin mesin.  Kalau  mengikut  aturan  FIA,  sistim  pendinginan  belum  mampu  bekerja secara  maksimal  untuk  mendinginkan  mesin.  Makanya  mobil  harus mangandalkan  udara  sebagai  alat  pembantu  pendinginan.  Caranya  dengan memodifikasi bentuk bumper semaksimal mungkin. Bentuk  bumper  yang  baik  dengan  tingkat  aerodinamika  yang  tepat  bisa membantu  mendinginkan  radiator  dan  intercooler.  Selain  itu  membantu memotong  (bypass)  angina  yang  melewati  ruang  mesin.  Volume  udara  dan kecepatan  udara  yang  masuk  dari  depan  dapat  berfungsi mendinginkan intercooler. Wakhasil, intercooler yang dipasang bias berukuran lebih besar.

Ada  lagi  perangkat  yang  terdapat  di  dekat  bumper,  yaitu  air  conduct,  yang letaknya  di  bagian  bawah  bumper.  Perangkat  ini  membantu  mendinginkan system  rem  sehingga  suhunya  tetap  terjaga. Meski  rem  berkali-kali  digunakan dalam keadaan kecepatan tinggi, sistemnya dapat bekerja dengan baik. Untuk  mendapatkan  area  pendinginan  yang  lebih  luas  untuk mesin,  fog  lamp yang  dipasang  di  bumper  harus  berukuran  kecil.  Bentuk  rumah  fog  lamp  pun hemispherical jarena terbukti membantu tingkat aerodinamika mabil. Bumper  yang  digunakan  pada  WRCar  lebar-lebar.  Fungsinya  untuk menyesuaikan lebar kendaraan sehingga hambatan udara yang ditimbulkan oleh bagian  depan  dapat  diminimalisasi.  Biasanya  untuk  mengetahui  baik  tidaknya cara  kerja  bumper, mobil  harus melalui  pangujian  di  wind  tunnel  (terowongan angina) sehingga diketahui kecepatan aerodinamika yang dibutuhkan.

Bahan dasar pembuatan bumper terbuat dari flexible soft carbon. Bahkan ini anti pecah dan  tidak gampang mengalami perubahan bentuk  jika mobil bertabrakan. Dulu sebelum bahan ini digunakan, bumper WRCar terbuat dari karet.Setelah  bagian  depan,  modifikasi  batu  dilakukan  untuk  bagian  belakang. Biasanya modifikasi belakang dilakukan untuk menyeimbangkan aerodinamika di depan.

Umumnya yang paling diperhatikan di bagian belakang adalah rear deck spoiler. Bentuk bagian ini selalu berubah-ubah sesuai regulasi FIA. Regulasi yang berlaku saat ini mengharuskan pamakaian rear deck spoiler yang lebih  kecil.  Agar  bias  menyesuaikan  dengan  regulasi  baru  tersebut,  sejumlah mobil WRC mengandalkan  jumlah wing. Dari hasil penambahan  itu, down  force bagian belakang mobil semakin mencengkram. Tapi  ada  juga  yang  menambhakan  vertical  rectifying  plate  (plat  vertical  pada wing  belakang).  Ini  bertujuan  untuk  meningkatkan  stabilitas  kendaraan pada kecepatan  menengah  di  tikungan  saat  kendaraan  melakukan  sliding.  Dengan alat ini, mobil tidak akan out saat menmikung dengan kecepat tinggi.

Aerodinamika juga adalah sebuah ilmu yang mempelajari aliran udara sebab walaupun tak kasat mata ternyata udara ini menghambat laju sebuah benda yang bergerak terutama benda yang bergerak dengan kecepatan tinggi. Penerapan ilmu ini sebenarnya paling banyak digunakan dalam dunia konstruksi pesawat terbang.

Tetapi sekarang penerapan ilmu ini juga merambah dalam dunia otomotif. Aerodinamika pada kendaraan bermotor jelas sekali dirasakan pengaruhnya pada mobil balap yang melaju dengan kecepatan tinggi yang mencapai rata-rata 300 km/jam.

Sebagai contoh aerodinamika mobil formula1 pada mobil balap dengan sebutan jet darat ini aerodinamika memegang peranan penting, maka tidak mengherankan bila desain bodi mobil F1 ini memiliki hidung lancip dan badannya dipenuhi lekukan sedemikian rupa serta memiliki semacam sayap di ujung belakang bodi mobil hal itu dimaksudkan agar udara bisa mengalir dengan lancar saat mobil ini melaju dan juga aliran udara ini dimanfaatkan untuk menambah daya tekan mobil ke jalan atau istilahnya downforce yang cukup sehingga tidak mudah terlempar keluar lintasan saat melalui tikungan dengan kecepatan tinggi.

Untuk aerodinamika mobil umum, ilmu aerodinamika dimanfaatkan untuk mendesain mobil agar menghasilkan bentuk yang memiliki hambatan udara seminimal mungkin sehingga berujung pada pemakaian bahan bakar yang lebih irit. Memang pengaruhnya sih tidak begitu besar untuk mobil yang digunakan harian tapi dengan desain bodi mobil yang aerodinamis maka bila dilihat dari kacamata seni maka desain mobil yang aerodinamis ini akan lebih futuristik dan bernilai artistik tinggi dibanding mobil dengan desain bodi yang kaku.

Sehingga akan lebih menarik jika dipandang mata hal inilah yang menarik konsumen untuk memilikinya akibatnya bisa mendongkrak penjualan maka ujung-ujungnya mendatangkan keuntungan bagi perusahaan juga. Dan desain bodi mobil-mobil sekarang mayoritas sudah aerodinamis terutama mobil keluaran terbaru yang bergenre sport dan memiliki segmen pasar yang dituju kaum muda. Sebab kaum muda akan bangga pada mobil miliknya yang keren dan dengan unsur bodi yang aerodinamislah keinginan itu bisa dipenuhi.

D. Fungsi Aerodinamika pada Kendaraan.

Pada sebuah kendaraan yang dibekali dengan sistem aerodinamika yang baik akan mampu melesat bagai sebuah roket sebagaimana mobil F1 misalnya, namun kesalahan dalam nmenjalankan sistem aerodinamika juga bisa fatal apabila dalam kecepatan yang tinggi, mobil dapat terbang ke udara. Ada beberapa bagian yang perlu diperhatikan untuk sisi aerodinamik apa di sebuah mobil,  yaitu:
1. spoiler Belakang.
2. spoiler Depan.
3. Wins.
4. Deflector.
5. Side Skirt.
perangkat ini merupakan bagian dari perangkat aerodinamika pada sebuah kendaran, yang fungsinya membuat aliran udara yang akan masuk kedalam kolong mobil dibuat lebih minim, ini dibuat pada kendaraan balap terutama pada medan rally, namun berbeda untuk mobil balap pada lintasan tim riset tinggal membuat bagian kolong mobil rata, berikut penjelasannya:

1. Spoiler Belakang
Komponen yang sering dipakai untuk modifikasi oleh para penikmat modifikasi kendaraan roda empat ini, biasanya modifikasi itu menganut paham mobil sport atau mobil balap yang mempunyai karakteristik membuat kendaraan stabil dan baik untuk kecepatan tinggi.
Penggunaan spoiler belakang ini berfungsi untuk menahan gaya lift up belakang yang ditimbulkan saat kecepatan tinggi agar mobil tidak melayang dan terbang yang kan membahayakan pengemudi dan penumpang. Pemasanagn spoiler belakang ini harus diimbangi dengan pemasangan spoiler depan agar pada saat mobil melaju dengan kecepatan tinggi akan terjadi keseimbangan yang tepat, yaitu akan bagian depan dan belakang akan menahan gaya lift up secara seimbang, apabila hanya dalam pemasangannya hanya satu bagian saja, maka akan tetap beresiko mobil menjadi tidak stabil pada saat kecepatan tinggi, jadi solusinya pemasangan spoiler belakang harus diimbangi dengan pemasangan spoiler depan. spoiler belakang ini biasanya dalam dunia otomotif disebut juga bemper belakang yang umumnya dibuat untuk diletakkan di bagian buritan / belakang seperti bagasi atau untuk mobil tanpa bagasi dibagian belakang atas kaca belakang. Bentuk spoiler itu menyerupai wing, hanya saja spoiler itu cenderung berbentuk lebih landai dan kecil dan umumnya langsung menempel pada body. Fungsi spoiler sebenarnya didesain untuk lebih membantu fungsi spoiler depan, yaitu untuk mengurangi gejala melayang saat mobil melaju (Fungsi Aerodinamika). Saat ini aplikasi spoiler bisa dipergunakan pada setiap kendaraan non bagasi maupun bagasi, baik itu untuk kendaraan kontes ataupun kendaraan harian karena mampu membuat penampilan mobil standar tampak lebih sporty look.
Bentuk spoiler yang memiliki ukuran lebih kecil dengan desain lekukan mengara keatas layaknya ekor itik serta terlihat lebih menyatu dengan body belakang dikenal dengan sebutan ducktail. Placement spoiler ataupun ducktail tidak selalu diatas bagasi mobil tetapi bisa juga diletakkan dibibir roof belakang mobil bagi kendaraan yang tidak ada bagasinya. Bahannya pun ada dua macam, karbon dan fiber. Pemasangan spoiler belakang ini merupakan penerapan prinsip aero dinamika yang akan melawan gaya lift up dari sebuah mobil yang sedang emlaju dengan ekcepatan tinggi, jadi kendaraan akan tetap aman dan stabil.

2. Spoiler Depan

Spoiler depan merupakan salah satu aksesoris pada kendaraan yang berkaitan dengan penerpaan ilmu aerodinamika yang harus diperhatikan keberadaanya, karena spoiler depan ini berfungsi untuk menahan angin yang melewati kendaraan dan membuatnya ban kendaraan akan melekat dengan tanah atau menahan gaya udara yang ditimbulkan pada saat kecepatan tinggi, spoiler depan ini pada dunia otomotif dikenal dengan sebutan bemper depan, biasanya pemasangan spoiler depan ini diimbangi dengan penmasangan spoiler belakang atau bemper belakang, hal tersebut dilakukan agar pada saat kendaraan melaju dengan kecepatan tinggi maka akan terjadi gaya tekan yang sama yang dihasikan antara spoiler depan dan belakang yang akan melawan gaya lift up dari kendaraan itu sendiri.

Sebenarnya pemasangan spoiler depan ini juga banyak manfaatnya, yaitu selain memodifikasi sebuah mobil atau meng custom mobil hal tersebut juga akan membuat nyaman dan aman ketika kita berkendara, karena hal tersebut dapat memaksimalkan fungsi aerodinamika body kendaraan, tetapi yang terjadi adalah banyak yang memodifiaksi spoiler depan ini tanpa mengerti atau paham tentang sisi aerodinamika dari sebuah kendaraan itu sendiri yang akan mengakibatkan kecelakaan saar berkendara karena mobil akan melayang dan oleng kesamping, kalau ingin membuat mobil modifikasi sebaiknya memperhatikan sisi aerodinamikanya untuk kenyamanan dan keamanan.

Untuk pemasangan spoiler depan ini agak berada dibagian bawah, sebenarnya hal tersebut dibuat untuk lebih mendekatkan jarak bodi ketanah guna memperkecil masuknya angin dari bawah sehingga pada kecepatan tinggi dapat mengurangi daya limbung / melayang, namun penggunaannya saat ini lebih kepada segi fashion modifikasi saja, terutama buat body kit custom yang desainnya tidak memperhitungkan segi aerodinamika.

3. Wing
Penggunaan sayap / wing dibagian buritan (belakang) pada awalnya hanya dipakai pada mobil-mobil yang akan bertarung diarena balap untuk meningkatkan traksi ban, karena wing dipercaya mampu mengontrol arah angin yang datang ke mobil sehingga mobil mendapat daya tekan lebih pada bagian buritan (Downforce) agar bisa tetap melaju dengan mulus diatas aspal tanpa melayang ataupun melintir saat menikung. Bentuk umumnya wing memiliki tiang penyangga yang cukup tinggi dengan lembaran karbon yang didesain cukup besar dan lekukan yang sporty sedikit terlihat kaku dan berat.

 Sebenarnya wing ini fungsinya hampir sama dengan spoiler belakang atau bumper belakang , karena letaknya yang berada dibelakang dan menahan atau melawa gaya lift up pada kendaraan.

3.      Deflector

Defector ini merupakan salah satu bagian dari sebuah mobil yang memperhatikan sisi aerodinamika sebuah kendaraan yaitu dimana deflector ini berfungsi untuk menyalurkan udara yang menerpa bagian depan kendaraan pertama kali dan membuat aliran angin tersebut menjadi terarah keluar dan membuat kendaraan kita menjadi stabil pada saat kecepatan tinggi, tetapi selian kegunaan tersebut deflector ini juga berfungsi untuk membuang kotoran atau debu yang menerpa kendaraan saat melaju pada kecepatan ynag tinggi dan membuang debu atau kotoran itu langsung terlempar keatas sehingga tidak membentur kaca depan mobil, Selain kegunaan atau fungsi deflector yang cukup bermanfaat ini yang akan memaksimalkan aerodinamika sebuah kendaraan, deflector ini juga bisa menjadi sebuah modifikasi yang bisa membuat tampilan exterior sebuah kendaraan menjadi menarik dan elegan, karena pemasangan nya akan membuat sebuah mobil menjadi memiliki tingkat kenyamanan dan keamanan yang tinggi. Pemasangan deflector ini bisanya kurang diperhatikan atau agak diabaikan oleh para pengguna kendaraan, karena efek nya tidak terasa langsung, sebaiknya para pengguna lebih memperhatikan sisi aerodinamika secara keseluruhan.

5. Side Skirt                                                                                                                                                             Side skirt merupakan bagian dari Body kit yaitu terdiri dari spoiler depan atau bemper depan, spoiler belakang dan Side Skirt itu sendiri, side skirt ini berfungsi untuk meneruskan laju hembusan angin supaya lancar dan tidak membuat mobil oleng pada saat dikendarai, side skirt ini sangat penting juga dalam mendukung sisi aerodinamika dalam sebuah kendaraan, hal tersebut dipasang selain untuk mendukung sisi aerodinamika dalam sebuah mobil juga bisa untuk modifikasi kendaraan yang bisa dijadikan andalan pada sebuah modifikasi karena bentuk nya menarik dan sangat mempengaruhi dari exterior pada sebuah mobil. Dalam kenyataanya banyak pembuat side skirt yang kurang paham akan apa itu yang dinamakan aerodinamika, jadi ada beberapa modifikasi yang salah dalam mendesain sebuah side skirt. Jadi solusi dari permasalahan itu harus diberi pemahaman kepada bengkel modifikasi untuk lebih memperhatikan sisi aerodinamika sebuah kendaraan.

E.Membedah Aerodinamika Mobil F1.

Aerodinamika mobil F1

Dalam dunia F1, Aerodinamika memegang peranan yang sangat penting karena mobil ini melaju kencang yang selalu berhadapan dengan angin. Pada era balapan modern dewasa ini, efek aerodinamika hampir sama pentingnya, jika tidak bisa dikatakan lebih penting, dengan faktor power mesin.

Para pakar aerodinamika seperti dilansir aerodinamika.net, selalu memikirkan bagaimana mobil tersebut dibuat dengan meminimalkan terpaan angin dari depan dan buritan mobil sehingga laju jet darat tersebut dapat mencapai kecepatan maksimum.

Mobil F1 dapat melaju dengan kecepatan dr 0 – 160kph dan kembali diam atau kecepatan 0 dalam waktu 4 detik. Itu berarti, mobil ini harus berteman dengan angin, Dengan tenaga mesin yang lebih dari 700 BHP (Brake Horse Power) dan bobot mobil yang tak lebih dari 700 kg, kegagalan sedikit saja, dapat berakibat fatal.

Untuk memberikan penjelasan betapa pentingnya sistem aerodinamika dan down force pada mobil F1. Kita bisa membandingkan dengan pesawat kecil, namun sistem pada pesawat ini mempunyai kecepatan yang lebih kecil dibandingkan mobil F1. Tanpa Kekuatan Aerodinamika yang di terapkan pd mobil F1 maka kecepatan maksimal hanya akan mencapai 160 kph, dimana mobil F1 dgn sistem aerodinamika dpt mecapai kecepatan normal nya yakni 300 kph

Secara umum, wind tunnel (terowongan angin) dibedakan atas dua jenis, yaitu terbuka dan tertutup. Terowongan terbuka mempunyai sirkuit yang terbuka di bagian depan dan belakangnya.

Angin yang digunakan saat ujicoba berasal dari udara luar yang terisap masuk ke dalam terowongan dan kemudian akan dibuang kembali ke udara luar di bagian belakang buritan. Terowongan jenis ini punya kelemahan yang amat mengganggu yaitu sangat tergantung pada kondisi udara luar seperti kecepatan angin, serta temperatur, dan tekanan udara.

Selanjutnya type tertutup. Terowongan ini mempunyai keunggulan yang sangat penting dibanding jenis pertama yaitu tenaga untuk menggerakkan kipasnya lebih kecil. Hal ini dapat dimengerti sebab pada sirkuit tertutup tentu saja angin akan terus bergerak berputar sepanjang terowongan. Dengan demikian, fungsi kipas hanya untuk melawan kerugian tekanan angin akibat gesekannya dengan dinding-dinding terowongan.

Saat pengujuan, insinyur aerodinamika menginginkan ukuran model yang sama persis dengan mobil aslinya dengan alasan lebih mudah membuat detail-detail kecil seperti lubang radiator, lekukan sayap dan sebagainya.

Aliran turbulensi udara yang dihasilkan model yang seukuran dengan mobil asli akan semakin mendekati turbulensi udara yang sebenarnya akan terjadi. Turbulensi ini adalah kondisi yang amat tidak disukai oleh para insinyur aerodinamika karena memberikan efek negatif terhadap efek aerodinamika secara keseluruhan. Namun demikian, aliran turbulen amat sulit untuk dihindari. Karena itu aliran turbulen ini harus disimulasikan semirip mungkin dengan kondisi sebenarnya.

Turbulensi terjadi karena benturan udara, ini disebabkan oleh laju kendaraan yang kencang. kondisinya sama seperti pesawat yang melayang diudara. Bedanya, di udara tekanan udaranya semakin besar dengan kecepatan angin yang konstan dan tidak berubah, sementara jet darat harus menghadapi laju angin yang berubah meski saat melaju kencang.

Tidaklah mengherankan bila jet darat akan terpelanting karena dampak angin buritan. Umumnya, panitia akan menghentikan laju balapan bila kondisi cuaca akibat angin dan hujan.

Kembali ke Aerodinamika, pada terowongan angin, udara di kolong mobil bergerak di antara dua permukaan diam. Kondisi ini membuat tekanan statis di kolong mobil menjadi jauh lebih rendah ketimbang kondisi di jalanan atau dengan kata lain terjadi ground effect berlebihan.

Tentu saja ini menjadi masalah karena membuat simulasi, lagi-lagi, tidak sesuai dengan kondisi aslinya. Untuk mengatasinya, para insinyur aerodinamika membuat lantai yang bisa bergerak sesuai dengan laju angin. Lantai ini terbuat dari karet dan menyerupai belt conveyor. Kendala yang timbul adalah kemampuan bergerak lantai yang terbatas dan sulit menyamai laju angin di dalam terowongan.

Dalam dunia otomotif aspek aerodinamis merupakan salah satu hal yang sangat  diperhatikan dalam merencanakan atau merancang suatu body kendaraan. Karena aerodinamis mempengaruhi kecepatan pada saat kendaraan tersebut bergerak. Aerodinamika Berasal dari bahasa inggris aerodynamics, adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran udara dalam segala situasi beserta pengaruh yang ditimbulkan pada benda yang berada didalamnya. Bagian-bagian yang dipelajari dalam aerodinamika mencakup sifat dan gaya, terutama udara atau gas-gas lain, serta akibat-akibat yang ditimbulkan ketika benda padat masuk kedalam alirannya. Aerodinamika berhubungan dengan pendistribusian gaya angkat dan gaya hambat pada seluruh benda, kecepatan pemanasan permukaan benda yang dihasilkan selama melintasi udara. Benda-benda yang berkaitan erat dengan aerodinamika adalah pesawat terbang, peluru kendali (ballistic missile), roket, kapal laut dan kendaraan bermotor.

Pada perancangan kendaraan bermotor maupun persawat terbang pada dasarnya harus mempelajari aerodinamika, karena aerodinamika mempunyai pengaruh sangat besar pada gerakan benda atau bangunan yang berada pada udara terbuka. Pengkajian aerodinamika ini pertama kali dipelopori oleh Leonardo Da Vinci pada 1480 dan dilanjutkan George Calley dari Inggris pada 1853. pengkajian ini pun berkembang hingga 1871. untuk mempermudah usaha mempelajari sifat dan ciri aliran udara, Helbert Wenham dari Inggris kemudian menciptakan terowongan angin pertama didunia. Kemudian karena manfaat terowongan angin sangat besar, maka terowongan angin banyak dibangun oleh lembaga-lembaga riset diberbagai negara yang mempunyai tujuan yang sama, yaitu mempelajari gerakan udara dan gaya yang timbul saat menerpa benda padat. Terowongan angin banyak dipakai perancang mobil dan pesawat terbang untuk mancari bentuk badan yang sesuai agar memiliki gaya hambat rendah.

Pada dasarnya, aerodinamika berkaitan erat dengan dua prinsip dasar, yaitu gaya angkat (lift) dan gaya hambat (drag). Gaya angkat ialah gaya aerodinamika yang dihasilkan oleh foil atau sayap pesawat terbang saat melintasi udara. Gaya yang timbul ini mampu mengangkat pesawat terbang dan penerbangannya. Pada mobil, gaya angkat ini harus dibuat sekecil mungkin sehingga tidak menyebabkan mobil terbalik. Gaya hambat adalah gaya aerodinamika yang ditimbulkan karena gesekan antara permukaan benda dan udara. Bentuk benda mempengaruhi besar gaya hambat yang timbul. Para perancang kendaraan bermotor berusaha menciptakan bentuk mobil yang memiliki gaya hambat sekecil mungkin. Mobil bergaya hambat kecil memerlukan tenaga lebih kecil untuk melaju sehingga bisa menghemat konsumsi bahan bakar   

Aerodinamika hanya berlaku pada kendaraan-kendaraan yang mencapai kecepatan diatas 80 km/ jam saja, seperti yang diterapkan pada mobil sedan, formula 1, moto gp. Untuk kendaraan-kendaraan yang kecepatannya dibawah 80 km/ jam aerodinamis tidak begitu diperhatikan, seperti pada mobil-mobil keluarga, mobil land rover dan sejenisnya. Pada kendaraan yang mempunyai kecepatan diatas 80 km/jam faktor aerodinamis digunakan untuk mengoptimalkan kecepatannya disamping unjuk performa mesin juga berpengaruh .

F. Pengaruh Gaya Aerodinamika Pada Pesawat Terbang

tulisan ini akan membahas tentang aerodinamika. ini adalah tuliisan ketiga yang saya buat yang membahas tentang permasalahan dan dinamika yang terjadi berkaitan dengan keunikan udara ketika kita mmemberinya perlakuan khusus dengan kecepatan yang kita gunakan pada kendaraan kita dan reaksi yang di timbulkan oleh karenanya. dalam tulisan ini saya akan membahas tentang gaya yang bekerja ketika pesawat terbang meluncur di lintasannya yaitu

diatas bumi (udara)pada dasarnya ada empat gaya aerodinamika yang bekerja pada sebuah pesawatn terbang yaitu:

1. gaya angkat
2. gaya tarik
3. gaya dorong
4. gaya gravitasi.

menurut terminologi sederhana, gaya tarik yang dimaksud adalah gaya resistansi udara (gaya belakang yang ditimbulkan), gaya dorong adalah kekuatan mesin yang digunakan oleh pesawat tersebut (gaya kedepan), gaya angkat adalah gaya keatas dan gaya gravitasi adalah gaya kebawah yang ditimbulkan oleh gravitasi planet bumi yang kita tempati.
jadi dapat kita simpulkan bahwa pesawat terbang harus  memiliki gaya dorong yang lebih besat dari pada gaya tarik, dan gaya angkat harus lebih besar daripada gaya gravitasi yang ditimbulkan, sehingga pesawat terbang dapat terangkat dan terbang dengan lancar sesuai dengan yang dikehendaki.

G.Empat Gaya Yang Terjadi Pada  Pesawat Terbang

Gaya Hambat (Air Resistance)

Drag

Drag didefinisikan sebagai komponen dari gaya aerodinamika yang sejajar dengan arah relative wind dan berlawanan arah dengan gerak maju pesawat terbang. Pada kecepatan subsonic terdapat dua jenis drag, yaitu Parasite drag dan Induced drag. Sedangkan pada kecepatan yang lebih tinggi lagi akan timbul drag yang disebut dengan shock wave drag.

     Parasite Drag

   Parasite drag terdiri dari beberapa komponen drag yang berbeda-beda, secara umum parasite drag dapat didefinisikan sebagai gaya hambat yang timbul karena faktor-faktor selain adanya wing.

Form Drag

Form drag adalah bentuk drag yang timbul karena bentuk fisik benda. Contoh form drag untuk beberapa bentuk benda dapat dilihat dibawah ini.

Bentuk Pelat datar (flat plate), terhadap arah aliran udara tegak lurus :

-          koefisiennya gaya hambat yang timbul adalah 100 %

Bentuk Bola (Ball Shape)

-          koefesiennya gaya hambat yang timbul adalalh 50 %

Bentuk Ellipse

-          koefisiennya gaya hambat yang timbul adalah 15 %

      Bentuk Streamline

-          koefisiennya gaya hambat yang timbul adalah 5 %

Bentuk streamline ini secara awam dikenal dengan istilah “bentuk aerodinamis” karena aliran udara (airflow) yang melewati permukaan benda tersebut hamper seluruhnya aliran udara yang laminar (lurus dan rata) mengikuti bentuk benda. Akibatnya adalah gaya hambat yang timbul menjadi kecil. Untuk memperkecil From drag pada pesawat terbang, maka fuselage, engine nacelle dan pod serta komponen yang berada di luar konstruksi pesawat terbang dibuat lebih streamlined.

Skin Friction Drag

Skin Friction Drag adalah gaya hambat yang timbul karena adanya pergesekan udara dengan permukaan benda. Jenis drag ini akan dipengaruhi oleh luas daerah yang di lewati oleh aliran udara. Kehalusan permukaan juga berpengaruh terhadap skin friction drag.  Untuk memperkecil skin friction drag pada pesawat terbang, maka rivet yang dipergunakan pada area yang dialiri airflow dibuat flush (rata), skin pesawat dipolish, terutama yang terbuat dari fabric serta menghilangkan alumunium oxide pada alumunium skin.

Interference Drag

Interference drag adalah gaya hambat yang disebabkan oleh adanya interferensi dari boundary-boundary layer yang berbeda dari komponen-komponen pesawat yang berbeda. Jika drag dari dua buah komponen pesawat sudah diukur tersendiri, kemudian komponen-komponen tersebut digabungkan (contoh: wing ke fuselage), maka drag yang terjadi dari gabungan dua komponen tersebut lebih besar dari jumlah drag masing-masing komponen. Hal inilah yang disebabkan oleh Interferensi dari boundary layer dua komponen tesebut. Untuk memeperkecil interference drag, maka setiap sambungan dua atau lebih komponen struktur pesawat mempergunakan fairing

Leakage Drag

Leakage drag adalah drag yang disebabkan oleh perbedaan tekanan udara di dalam dan di luar pesawat terbang. Udara yang mengalir dari dalam fuselage yang pressurized (bertekanan) melalui crack atau door seal akan menghasilkan suatu bentuk arus udara yang mempengaruhi airflow di sekeliling pesawat terbang dan mengakibatkan terjadinya drag.

Pada airflow yang melalui bagian bawah wing, yang bergerak mengalir ke atas wing melalui wing attachment cracks dapat juga menyebabkan terjadinya leakage drag.

Profile Drag

Jenis lain dari parasite drag yang terjadi pada helicopter adalah profile drag. Profile drag adalah drag yang disebabkan oleh main rotor yang berputar. Drag ini harus diatasi selama rotor berputar dan dapat timbul baik pada saat helicopter dalam keadaan diam atau tidak menghasilkan lift.

Induced Drag

Induced drag adalah jenis terakhir dari drag tetapi merupakan jenis drag yang paling penting, terutama untuk diektahui oleh para penerbanga pada pesawat dengan high performance. Induced drag adalah drag yang timbul karena adanya lift (gaya angkat), karena drag ini hanya timbul jika lift dihasilkan.

Lift

Lift akan bekerja melalui centre of pressure yang tergantung pada letak sayap. Dengan demikian perancang pesawat harus berhati-hati menempatkan sayap pada posisi yang benar pada fuselage. Tetapi hal ini cukup rumit, karena kenyataannya bahwa perubahan angle of attack berarti pergeseran letak lift, dan biasanya kearah yang tidak stabil pada pesawat. Apabila angel of attack bertambah karena pitching moment di sekitar centre of pressure, akan menyebabkan pesawat nose up dan cenderung untuk bertambah besar lagi.

Weight

Gaya berat adalah gaya yang dihasilkan oleh pesawat itu sendiri. Bereaksi secara vertical kebawah melalui centre of gravity (c.g)

Weight bekerja melalui c.g yang tergantung pada berat dan letak dari masing-masing bagian pesawat di sepanjang fuselage, dan beban yang diangkut juga mempengaruhi gaya W ini. Gaya berat ini mendatangkan cukup permasalahan, karena akan terjadi pergeseran c.g, sebagai contoh :

Pada pesawat Concorde, fuelnya bergerak dari satu tangki ke tangki yang lain untuk mempertahankan c.g tersebut.

Thrust

Gaya dorong adalah gaya yang menarik pesawat secara horizontal ke arah maju pesawat (flight path) sepanjang propeller shaft atau line of thrust.

Line of Thrust dapat berada di atas dengan cara menata letak shaft propeller atau garis tengah mesin jet yang tergantung pada letak pemasangan engine, baik single maupun multi engine. Para perancang pesawat bisa memilih caranya sendiri, tetapi harus melihat masalah-masalah propeller ground clearance. Apakah juga menggangu visibility dari penerbang, dan juga menimbulkan problema baru, yaitu kapan kita bisa membuat Thrust yang bisa membelokkan pesawat secara otomatis untuk pesawat secara otomatis untuk pesawat modern.

Sumber:
http://otojamaluddin.wordpress.com/2014/01/02/aerodinamika-kendaraan/