Dari percobaan yang dilakukan pada model di terowongan angin dan pada pesawat sebenarnya, telah diketahui bahwa pada waktu udara mengalir sepanjang permukaan dari sebuah sayap dengan angle of attack yang berbeda-beda, maka ditemukan bagian-bagian sepanjang permukaan di mana tekanannya adalah negatif atau kurang dari tekanan atmosfir dan juga bagian-bagian dengan tekanan positif atau lebih besar dari tekanan atmosfir.

Tekanan negatif pada permukaan atas sayap membuat gaya yang lebih besar dari pada tekanan positif yang mengenai permukaan bawah sayap. Gambar di bawah menunjukkan penyebaran tekanan sepanjang airfoil pada 3 angle of attack yang berbeda-beda.

Pada umumnya, pada angle of attack yang besar, pusat tekanan (Center of Pressure) pindah ke depan sedangkan pada angle of attack yang kecil pusat tekanan berpindah ke bagian belakang. Dalam rancangan struktur sayap, pergeseran pusat tekanan ini sangat penting, karena mempengaruhi posisi beban udara yang ditanggung oleh sayap pada keadaan angle of attack yang kecil dan angle of attack yang besar.

Keseimbangan aerodinamis dan kemampuan kendali diatur oleh perbedaan dari pusat tekanan. Pusat tekanan ditentukn oleh perhitungan dan percobaan di terowongan angin dengan cara memberikan angle of attack yang berbeda-beda pada airfoil di sepanjang jangkauan kerja normal. Pada waktu angle of attack diubah, karakteristik penyebaran tekanan juga berubah.

Gaya tekanan positif (+) dan negatif (–) dijumlahkan pada setiap nilai angle of attack dan didapat resultan hasilnya. Total resultan tekanan diperlihatkan oleh vektor resultan gaya pada gambar di bawah.

Tujuan dari penerapan vektor gaya ini adalah istilah “pusat tekanan” atau “Center of Pressure” (CP). Pada nilai tertentu dari angle of attack, CP adalah titik di mana gaya resultan menyeberangi chord line. Titik ini dinyatakan dalam persentase chord dari airfoil tersebut. Sebuah CP pada 30% dari sebuah chord yang panjangnya 60 inci adalah 18 inci dari bagian belakang ujung sayap (trailing edge). Maka akan terlihat bahwa seorang perancang pesawat akan menempatkan sayap sehingga pusat tekanan (CP) akan berada pada Center of Gravity (CG), pesawat akan selalu seimbang. Kesulitan akan timbul karena lokasi dari CP akan berubah sesuai dengan angle of attack dari pesawat tersebut.

Pada sikap (attitude) pesawat yang normal, jika angle of attack ditambah maka CP bergerak maju ke depan dan jika angle of attack dikurangi CP akan bergerak mundur ke belakang. Karena Center of Gravity adalah titik yang tetap pada tempatnya, maka telah terbukti bahwa pada saat angle of attack bertambah, Center of Lift (CL) bergerak maju di depan Center of Gravity, membuat gaya yang cenderung menaikkan hidung pesawat atau cenderung menaikkan angle of attack ke nilai yang lebih tinggi. Di sisi lain, jika angle of attack dikurangi, Center of Lift (CL) bergerak ke belakang dan cenderung banyak mengurangi angle of attack. Di sini terlihat, bahwa airfoil yang umum adalah tidak stabil (unstable) dan sebuah alat tambahan seperti permukaan ekor yang horisontal, perlu ditambahkan untuk membuat pesawat seimbang secara longitudinal.

Keseimbangan pesawat dalam sebuah penerbangan bergantung pada posisi relatif Center of Gravity (CG) dan Center of Pressure (CP) dari airfoil. Pengalaman telah memperlihatkan bahwa pesawat dengan Center of Gravity di sekitar 20 persen dari chord sayap dapat dibuat untuk menyeimbangkan pesawat dan terbang dengan memuaskan. Sayap yang meruncing (tapered) mewakili berbagai macam bentuk chord sayap sepanjang sayap (wing span). Hal yang lain kemudian menjadi penting untuk menentukan dari beberapa bentuk chord bagaimana menyatakan titik keseimbangan. Chord ini yang dikenal dengan Mean Aerodynamic Chord (MAC), biasanya didefinisikan sebagai chord dari sayap khayalan yang untapered, yang akan mempunyai karakteristik Center of Pressure yang sama seperti sayap sebenarnya.

Muatan pesawat dan penyebaran berat juga mempengaruhi Center of Gravity dan menyebabkan gaya tambahan yang pada gilirannya mempengaruhi keseimbangan pesawat.

disclaimer

Semua tulisan di site ini hanyalah untuk belajar dan meningkatkan ketrampilan personel penerbangan dan menambah wawasan masyarakat umum. Jika ada perbedaan dengan dokumen resmi dari otoritas yang berwenang dan pabrik pesawat, maka dokumen resmilah yang berlaku. Klik di judul disclaimer di atas untuk melihat keseluruhan aturan penggunaan ilmuterbang.com
Go to top