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:
- Speed.
- Bentuk sirip.
- Stream line.
- Aerodinamika desain.
- Konstruksi chasis
- Desain konstruksi mobil
- Penempatan beban pada mobil4. Penambahan aksesories pada mobil
- Bentuk telapak(kembangan ban)
- Penempatan titik berat
- Bobot berat dan bobot penumpang
- Penempatan spoiler (front spoiler dan rear spoiler).
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
- Bentuk Nose Cone Roket Ogival
- HAACK Series
- Von Carman Ogive
- Secant Ogive Parabolik Kerucut
- Conic
- Biconic Eliptical
- Ada tiga jenis bentuk ekor roket
- 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:
- gaya angkat
- gaya tarik
- gaya dorong
- gaya gravitasi.
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.
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.
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.
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.
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:
- gaya angkat
- gaya tarik
- gaya dorong
- 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/
Sumber:
http://otojamaluddin.wordpress.com/2014/01/02/aerodinamika-kendaraan/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar