Alasan Mengapa Pesawat Tetap Mengudara

flightlevel350 – Tidak ada yang bisa menjelaskan mengapa pesawat tetap di udara Pada bulan Desember 2003, untuk memperingati 100 tahun penerbangan pertama Wright bersaudara, New York Times menerbitkan sebuah artikel berjudul “Stay in Aloft.” Inti dari drama ini adalah pertanyaan sederhana. Apa yang membuat pesawat tetap di udara? Untuk mencari jawaban, Times beralih ke John D. Anderson Jr., seorang kurator aerodinamika di National Air and Space Museum dan penulis beberapa buku teks di lapangan.

Alasan Mengapa Pesawat Tetap Mengudara – Tapi apa yang Anderson katakan adalah bahwa benar-benar tidak ada konsensus tentang apa yang menghasilkan gaya aerodinamis yang dikenal sebagai gaya angkat. “Tidak ada jawaban yang mudah untuk itu,” katanya kepada Times. Jawaban atas pertanyaan-pertanyaan itu beragam, beberapa dengan “antusiasme religius”. Lebih dari 15 tahun setelah pernyataan ini, masih ada banyak penjelasan tentang penyebab peningkatan, yang masing-masing mendapat banyak pujian dari para pendukung yang antusias. Pada titik ini dalam sejarah penerbangan, situasinya agak membingungkan. Pada akhirnya, proses evolusi alam terjadi tanpa disadari, acak, dan tanpa pemahaman fisika, memecahkan masalah mekanis gaya angkat aerodinamis pada burung yang terbang ribuan tahun lalu. Mengapa begitu sulit bagi para ilmuwan untuk menjelaskan mengapa burung dan pesawat terbang tetap tinggi?

Alasan Mengapa Pesawat Tetap Mengudara

Yang juga membingungkan adalah fakta bahwa pembuatan akun ada pada dua tingkat abstraksi yang berbeda, teknis dan non-teknis. Mereka saling melengkapi bukan bertentangan, tetapi mereka memiliki tujuan yang berbeda. Satu ada sebagai teori matematika yang ketat, area di mana media analisis terdiri dari persamaan, simbol, simulasi komputer, dan angka. Ada sedikit ketidaksepakatan serius tentang persamaan eksak atau solusinya. Tujuan dari rekayasa teori matematika adalah untuk menciptakan prediksi yang akurat dan hasil proyek yang berguna bagi para insinyur penerbangan yang terlibat dalam bisnis desain pesawat yang kompleks.

Tetapi persamaan itu sendiri bukanlah penjelasan atau penyelesaiannya. Ada analisis non-teknis tingkat kedua yang dirancang untuk memberi kita penjelasan fisik yang masuk akal tentang pengangkatan. Tujuan dari pendekatan non-teknis adalah untuk memberikan pemahaman intuitif tentang kekuatan dan faktor yang benar-benar bekerja ketika pesawat naik. Pendekatan ini ada pada tingkat konsep dan prinsip yang akrab dan dapat dipahami oleh orang awam, bukan pada tingkat angka dan persamaan. Tingkat non-teknis kedua inilah yang menyebabkan kontroversi .

Dua teori berbeda biasanya diajukan untuk menjelaskan gaya angkat, dengan pendukung kedua belah pihak mendiskusikan pandangan mereka dalam artikel, buku, dan online. Masalahnya adalah bahwa masing-masing dari dua teori non-teknis ini sepele. Namun, tanpa masalah suspensi, yang tidak dapat dijelaskan, atau tidak diketahui, kami telah membuat deskripsi lengkap tentang gaya angkat yang memberikan gambaran lengkap tentang semua gaya dasar, faktor, dan kondisi fisik yang mengatur gaya angkat aerodinamis. Apakah teori seperti itu benar-benar ada?

Dua teori yang bersaing

Penjelasan paling umum untuk gaya apung adalah teorema Bernoulli. Ini adalah prinsip yang diidentifikasi oleh matematikawan Swiss Daniel Bernoulli dalam makalah tahun 1738 Hydrodynamica. Bernoulli berasal dari keluarga matematikawan. Ayahnya, Johann, berkontribusi pada kalkulus, dan Paman Jacob menciptakan istilah “integral.” Banyak kontribusi Daniel Bernoulli terkait dengan aliran. Udara adalah cairan, dan teorema yang terkait dengan namanya biasanya dinyatakan dalam mekanika fluida. Sederhananya, prinsip Bernoulli menyatakan bahwa tekanan cairan berkurang dengan meningkatnya kecepatan dan sebaliknya.

Menurut Flightlevel350, teorema Bernoulli berusaha menjelaskan gaya angkat sebagai akibat dari permukaan atas sayap yang melengkung, yang merupakan terminologi untuk sayap pesawat terbang. Karena kelengkungan ini, gagasan berlanjut bahwa udara yang bergerak di atas sayap bergerak lebih cepat daripada udara yang bergerak di bawah sayap datar. Teorema Bernoulli menyatakan bahwa peningkatan kecepatan pada sayap dikaitkan dengan daerah tekanan yang lebih rendah di sana, atau gaya angkat. Setumpuk
data empiris tentang aliran (sinar partikel asap) dalam uji terowongan angin, eksperimen laboratorium pada nozel dan tabung Venturi, dll. memberikan bukti yang cukup bahwa prinsip Bernoulli benar dan tepat. Namun, ada beberapa alasan mengapa teorema Bernoulli sendiri bukanlah penjelasan lengkap tentang elevator. Meskipun pengalaman udara bergerak lebih cepat pada permukaan melengkung, teorema Bernoulli saja tidak menjelaskan mengapa hal ini terjadi. Dengan kata lain, kalimat ini tidak menjelaskan bagaimana kecepatan yang lebih tinggi pada sayap terjadi.

Ada banyak penjelasan buruk tentang kecepatan tinggi. Teori yang paling umum, teori “waktu transit yang sama”, mengharuskan paket udara terpisah di ujung depan sayap digabungkan kembali di ujung belakang. Paket atas bergerak lebih jauh dari paket bawah dalam jangka waktu tertentu, sehingga perlu bergerak lebih cepat. Kekeliruan di sini adalah bahwa tidak ada alasan fisik bagi dua pesawat untuk mencapai trailing edge pada waktu yang sama. Dan kenyataannya, mereka tidak melakukannya. Fakta empiris adalah bahwa udara di atasnya bergerak jauh lebih cepat daripada yang bisa dijelaskan oleh teori waktu transit yang sama.
Ada juga “demonstrasi” prinsip Bernoulli yang terkenal, yang diulangi di banyak laporan populer, video YouTube, dan bahkan beberapa buku pelajaran. Secarik kertas ditempatkan secara horizontal di mulut dan disemprotkan ke atas melengkung.

Baca Juga : 20 Fakta Keren Tentang Pesawat Dan Perjalanan Udara

Halaman naik dan dikatakan menjelaskan efek Bernoulli. Tiup bagian bawah daun dan Anda akan mendapatkan hasil sebaliknya. Kecepatan udara yang bergerak ke bawah menarik daun ke bawah. Sebaliknya, secara paradoks, halamannya naik. Ada banyak penjelasan buruk tentang kecepatan tinggi. Teori yang paling umum, teori “waktu transit yang sama”, mengharuskan paket udara terpisah di ujung depan sayap digabungkan kembali di ujung belakang. Paket atas bergerak lebih jauh dari paket bawah dalam jangka waktu tertentu, sehingga perlu bergerak lebih cepat. Kekeliruan di sini adalah bahwa tidak ada alasan fisik bagi dua pesawat untuk mencapai trailing edge pada waktu yang sama. Dan kenyataannya, mereka tidak melakukannya. Fakta empiris adalah bahwa udara di atasnya bergerak jauh lebih cepat daripada yang bisa dijelaskan oleh teori waktu transit yang sama.

Ada juga “demonstrasi” prinsip Bernoulli yang terkenal, yang diulangi di banyak laporan populer, video YouTube, dan bahkan beberapa buku pelajaran. Secarik kertas ditempatkan secara horizontal di mulut dan disemprotkan ke atas melengkung. Halaman naik dan dikatakan menjelaskan efek Bernoulli. Tiup bagian bawah daun dan Anda akan mendapatkan hasil sebaliknya. Kecepatan udara yang bergerak ke bawah menarik daun ke bawah. Di sisi lain, secara paradoks,halamannya naik.

Mengangkat kertas yang tertekuk ketika jet diterapkan ke satu sisi “bukan karena udara bergerak dengan kecepatan berbeda di kedua sisi,” kata Holger Babinski, profesor aerodinamika di University of Cambridge. Cara membuktikannya, semprotkan pada lurus Meskipun perbedaan kecepatan yang jelas, z kertas adalah sama. ”
Kelemahan kedua dari teorema Bernoulli adalah yang kedua dari teorema Bernoulli. sayap menghasilkan tekanan yang lebih rendah, bukan tekanan yang lebih tinggi. Mungkin masuk akal untuk mengasumsikan bahwa ketika kelengkungan sayap menggerakkan udara ke atas, udara dikompresi dan tekanan melintasi sayap meningkat. Jenis “kios” ini biasanya memperlambat segalanya dalam kehidupan nyata, daripada mempercepatnya. Jika lalu lintas di jalan raya bertemu di lebih dari satu lajur Pertama-tama, mobil yang terlibat tidak dipercepat. Molekul udara yang mengalir melalui sayap tidak berperilaku seperti itu, tetapi teorema Bernoulli tidak menjelaskan alasannya.

Masalah ketiga memberikan argumen definitif untuk teorema Bernoulli sebagai ekspresi lengkap angkat. Pesawat dengan bagian atas melengkung bisa terbang terbalik. Dalam penerbangan terbalik, permukaan melengkung sayap berada di sisi bawah, dan menurut teorema Bernoulli, tekanan negatif dihasilkan di bawah sayap. Tekanan yang lebih rendah yang diterapkan pada gravitasi ini seharusnya memiliki efek keseluruhan untuk menarik pesawat ke bawah daripada menahannya di tempatnya. Selain itu, pesawat dengan sayap simetris dengan kelengkungan yang sama di bagian atas dan bawah, atau bahkan bagian atas dan bawah yang rata, dapat terbang terbalik selama sayapnya bertemu dengan angin yang mendekat pada sudut serang yang benar. Artinya, teorema Bernoulli saja tidak cukup untuk menjelaskan fakta-fakta tersebut.

Teori lain tentang gaya apung didasarkan pada hukum ketiga Newton, prinsip aksi dan reaksi. Teorinya adalah bahwa sayap menerbangkan pesawat dengan mendorong udara ke bawah. Udara memiliki massa, dan dari hukum ketiga Newton, gaya dorong sayap ke bawah menghasilkan gaya dorong ke atas yang sama berlawanannya, yang dikenal sebagai gaya angkat. Perhitungan Newton berlaku untuk sayap dalam bentuk apa pun, apakah melengkung, datar, atau simetris. Ini berlaku untuk pesawat yang terbang terbalik atau dengan sisi kanan ke atas. Kekuatan kerja juga diketahui dari pengalaman sesekali. Misalnya, jika Anda mengulurkan tangan dan memiringkan tangan Anda dari mobil yang bergerak, udara akan membelok ke bawah dan mengangkat tangan Anda. Karena alasan ini, hukum ketiga Newton adalah penjelasan yang lebih universal dan komprehensif tentang gaya apung daripada teorema Bernoulli.

Namun, prinsip-prinsip aksi dan reaksi saja, apakah profil dibengkokkan atau tidak, tidak dapat menjelaskan tekanan rendah pada sayap yang tersebar di area ini. Hanya ketika pesawat mendarat dan berhenti, area tekanan rendah di atas sayap menghilang dan kembali ke tekanan sekitar, yang sama naik dan turun. Namun, selama penerbangan pesawat, area tekanan rendah merupakan elemen aerodinamis yang tidak dapat dihindari dan perlu dijelaskan.