| pesawat Definisi, Jenis, Mekanika, & Fakta

Ringkasan Baca ringkasan singkat tentang topik ini

pesawat terbang, juga disebut pesawat terbang atau pesawat, salah satu kelas pesawat sayap tetap yang lebih berat dari udara, didorong oleh baling-baling sekrup atau jet berkecepatan tinggi, dan didukung oleh reaksi dinamis udara terhadap sayapnya. Untuk memperhitungkan perkembangan pesawat dan munculnya penerbangan sipil lihat sejarah penerbangan.

Komponen penting dari pesawat terbang adalah sistem sayap untuk mempertahankannya dalam penerbangan, permukaan ekor untuk menstabilkan sayap, permukaan bergerak untuk mengontrol sikap pesawat dalam penerbangan, dan pembangkit listrik untuk memberikan dorongan yang diperlukan untuk mendorong kendaraan melalui udara. Ketentuan harus dibuat untuk mendukung pesawat ketika beristirahat di tanah dan selama lepas landas dan mendarat. Sebagian besar pesawat memiliki badan tertutup (badan pesawat) untuk menampung kru, penumpang, dan kargo; Kokpit adalah area dari mana pilot mengoperasikan kontrol dan instrumen untuk menerbangkan pesawat.

Kuis Pertama Transportasi dan Teknologi

Di mana jalur kereta bawah tanah praktis pertama di Amerika Serikat? Siapa wanita pertama yang memecahkan penghalang suara? Uji pengetahuan Anda. Ikuti kuisnya. Prinsip penerbangan dan operasi pesawat Aerodinamika

Sebuah pesawat dalam penerbangan lurus dan tingkat yang tidak bercelerasi memiliki empat kekuatan yang bekerja di atasnya. (Dalam memutar, menyelam, atau mendaki penerbangan, kekuatan tambahan ikut bermain.) Kekuatan-kekuatan ini terangkat, kekuatan yang bertindak ke atas; drag, gaya retarding dari resistansi untuk mengangkat dan gesekan pesawat yang bergerak di udara; berat, efek ke bawah yang dimiliki gravitasi pada pesawat; dan dorong, gaya maju-bertindak yang disediakan oleh sistem propulsi (atau, dalam kasus pesawat bertenaga, dengan menggunakan gravitasi untuk menerjemahkan ketinggian ke dalam kecepatan). Drag dan weight adalah elemen yang melekat pada objek apa pun, termasuk pesawat terbang. Lift dan thrust adalah elemen buatan yang dirancang untuk memungkinkan pesawat terbang.

Memahami lift pertama membutuhkan pemahaman tentang airfoil, yang merupakan struktur yang dirancang untuk mendapatkan reaksi pada permukaannya dari udara di mana ia bergerak. Airfoils awal biasanya memiliki sedikit lebih dari permukaan atas yang sedikit melengkung dan permukaan datar. Selama bertahun-tahun, airfoil telah disesuaikan untuk memenuhi kebutuhan yang berubah. Pada 1920-an, airfoil biasanya memiliki permukaan atas bulat, dengan ketinggian terbesar yang dicapai pada sepertiga pertama dari akord (lebar). Pada waktunya, permukaan atas dan bawah melengkung ke tingkat yang lebih besar atau lebih kecil, dan bagian paling tebal dari airfoil secara bertahap bergerak mundur. Ketika kecepatan udara tumbuh, ada persyaratan untuk perjalanan udara yang sangat halus di atas permukaan, yang dicapai dalam airfoil aliran laminar, di mana camber lebih jauh ke belakang daripada praktik kontemporer yang didiktekan. Pesawat supersonik membutuhkan perubahan yang lebih drastis dalam bentuk airfoil, beberapa kehilangan kebulatan yang sebelumnya terkait dengan sayap dan memiliki bentuk irisan ganda.

Dengan bergerak maju di udara, airfoil sayap memperoleh reaksi yang berguna untuk penerbangan dari udara yang melewati permukaannya. (Dalam penerbangan airfoil sayap biasanya menghasilkan jumlah lift terbesar, tetapi baling-baling, permukaan ekor, dan badan pesawat juga berfungsi sebagai airfoils dan menghasilkan jumlah lift yang bervariasi.) Pada abad ke-18 matematikawan Swiss Daniel Bernoulli menemukan bahwa, jika kecepatan udara meningkat di atas titik tertentu dari airfoil, tekanan udara menurun. Udara yang mengalir di atas permukaan atas melengkung dari airfoil sayap bergerak lebih cepat daripada udara yang mengalir di permukaan bawah, mengurangi tekanan di atas. Tekanan yang lebih tinggi dari bawah mendorong (mengangkat) sayap ke area tekanan yang lebih rendah. Secara bersamaan udara yang mengalir di sepanjang bagian bawah sayap dibelokkan ke bawah, memberikan reaksi Newtonian yang sama dan berlawanan dan berkontribusi pada pengangkatan total.

Lift yang dihasilkan airfoil juga dipengaruhi oleh "sudut serangan" - yaitu, sudutnya relatif terhadap angin. Baik angkat dan sudut serangan dapat segera, jika kasar, ditunjukkan, dengan memegang tangan seseorang keluar jendela mobil yang bergerak. Ketika tangan berubah datar terhadap angin, banyak perlawanan dirasakan dan sedikit "angkat" dihasilkan, karena ada daerah yang bergejolak di belakang tangan. Rasio lift terhadap drag rendah. Ketika tangan dipegang sejajar dengan angin, ada jauh lebih sedikit hambatan dan jumlah lift moderat dihasilkan, turbulensi menghaluskan, dan ada rasio lift yang lebih baik untuk diseret. Namun, jika tangan diputar sedikit sehingga tepi depannya dinaikkan ke sudut serangan yang lebih tinggi, generasi angkat akan meningkat. Peningkatan rasio lift-to-drag yang menguntungkan ini akan menciptakan kecenderungan tangan untuk "terbang" ke atas dan ke atas. Semakin besar kecepatannya, semakin besar lift dan drag- nya. Dengan demikian, total lift terkait dengan bentuk airfoil, sudut serangan, dan kecepatan sayap melewati udara.

Berat adalah kekuatan yang bertindak berlawanan dengan angkat. Desainer dengan demikian berusaha untuk membuat pesawat seringan mungkin. Karena semua desain pesawat memiliki kecenderungan untuk meningkatkan berat badan selama proses pengembangan, staf teknik kedirgantaraan modern memiliki spesialis di bidang mengendalikan berat dari awal desain. Selain itu, pilot harus mengontrol berat total yang diizinkan untuk dibawa pesawat (dalam penumpang, bahan bakar, dan barang) baik dalam jumlah maupun di lokasi. Distribusi berat (yaitu, kontrol pusat gravitasi pesawat) sama pentingnya dengan jumlah berat yang dibawa.

Thrust, gaya maju-bertindak, menentang drag sebagai lift berlawanan dengan berat. Dorong diperoleh dengan mempercepat massa udara ambien ke kecepatan yang lebih besar dari kecepatan pesawat; Reaksi yang sama dan berlawanan adalah agar pesawat bergerak maju. Dalam pesawat reciprocating atau turboprop bertenaga, dorong berasal dari gaya propulsi yang disebabkan oleh rotasi baling-baling, dengan dorong sisa yang disediakan oleh knalpot. Dalam mesin jet, dorong berasal dari gaya penggerak bilah berputar turbin mengompresi udara, yang kemudian diperluas oleh pembakaran bahan bakar yang diperkenalkan dan kelelahan dari mesin. Dalam pesawat bertenaga roket, dorongan berasal dari reaksi yang sama dan berlawanan dengan pembakaran propelan roket. Dalam pesawat layar, ketinggian yang dicapai dengan teknik mekanik, orografis, atau termal diterjemahkan ke dalam kecepatan melalui gravitasi.

Bertindak dalam oposisi terus-menerus terhadap dorongan adalah drag, yang memiliki dua elemen. Hambatan parasit adalah yang disebabkan oleh resistensi bentuk (karena bentuk), gesekan kulit, gangguan, dan semua elemen lain yang tidak berkontribusi untuk mengangkat; induced drag adalah yang dibuat sebagai hasil dari generasi lift.

Hambatan parasit meningkat saat kecepatan udara meningkat. Untuk sebagian besar penerbangan diinginkan untuk memiliki semua drag dikurangi ke minimum, dan untuk alasan ini perhatian yang cukup besar diberikan untuk merampingkan bentuk pesawat dengan menghilangkan struktur drag-inducing sebanyak mungkin (misalnya, melampirkan kokpit dengan kanopi, menarik kembali landing gear, menggunakan flush riveting, dan lukisan dan polishing permukaan). Beberapa elemen drag yang kurang jelas termasuk disposisi relatif dan area badan pesawat dan sayap, mesin, dan permukaan empennage; persimpangan sayap dan permukaan ekor; kebocoran udara yang tidak disengaja melalui struktur; penggunaan udara berlebih untuk pendinginan; dan penggunaan bentuk individu yang menyebabkan pemisahan aliran udara lokal.

Hambatan yang diinduksi disebabkan oleh elemen udara yang dibelokkan ke bawah yang tidak vertikal ke jalur penerbangan tetapi dimiringkan sedikit ke belakang darinya. Saat sudut serangan meningkat, begitu juga drag; pada titik kritis, sudut serangan bisa menjadi begitu besar sehingga aliran udara pecah di atas permukaan atas sayap, dan lift hilang saat drag meningkat. Kondisi kritis ini disebut warung.

Angkat, seret, dan stall semuanya sangat dipengaruhi oleh bentuk bentuk planform sayap. Sayap elips seperti yang digunakan pada pesawat tempur Supermarine Spitfire perang dunia II, misalnya, sementara ideal aerodinamis dalam pesawat subsonik, memiliki pola stall yang lebih tidak diinginkan daripada sayap persegi panjang sederhana.

Supermarine Spitfire, pesawat tempur utama Inggris dari tahun 1938 hingga Perang Dunia II.

Aerodinamika penerbangan supersonik sangat kompleks. Udara dapat dikompresi, dan, ketika kecepatan dan ketinggian meningkat, kecepatan udara yang mengalir di atas pesawat mulai melebihi kecepatan pesawat melalui udara. Kecepatan di mana kompresibilitas ini mempengaruhi pesawat dinyatakan sebagai rasio kecepatan pesawat dengan kecepatan suara, yang disebut nomor Mach, untuk menghormati fisikawan Austria Ernst Mach. Angka Mach kritis untuk pesawat telah didefinisikan sebagai bahwa di mana pada beberapa titik pesawat aliran udara telah mencapai kecepatan suara.