Aerodinamika dan hal yang berkaitan dengannya

Bambang Dwi Wahyudi

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 seperti yang telah

dijelaskan sebelumnya adalah kecepatan kendaraan dan hambatan udara ketika

kendaraan itu melaju.

Gaya hambatan bentuk diterangkan sebagai distribusi tekanan pada bentuk

mobil dan oleh karena itu disebut gaya tahan bentuk (form drag). Seperti diterngkan

Hadi Winarto (1991 : 66) menerangkan bahwa :

“Untuk suatu benda tertentu, perbandingan relatif harga gaya tahan bentuk

terhadap gaya tahan gesekan kulit ditentukan oleh bentuk benda tersebut. Benda yang

gaya tahan bentuknya jauh lebih besar dari gesekan kulit disebut benda berbentuk

tumpul atau benda tumpul (bluff body). Sebaliknya bila gaya tahan gesekan kulit jauh

lebih besar dari gaya tahan bentuk maka benda tersebut dikatakan berbentuk semulus

arus (streamlined Body).

Dalam aerodinamika dikenal beberapa gaya yang bekerja pada sebuah benda

atau aerofoil seperti dikemukakan Djoeli Satrijo (1999 : 53) menyatakan bahwa :

“Tahanan aerodinamik, gaya angkat aerodinamika, dan momen angguk

aerodinamik memiliki pengaruh yang bermakna pada unjuk kerja kendaraan pada

kecepatan sedang dan tinggi. Peningkatan penekanan pada hemat bahan bakar dan

pada hemat energi telah memacu keterkaitan baru dalam memperbaiki unjuk kerja

aerodinamika pada kendaraan jalan raya”.

Sebagaimana lazimnya benda yang bergerak di udara, akan dipengaruhi oleh

gaya-gaya dan momen aerodinamika, maka benda yang bergerak di darat juga akan

dipengaruhi oleh gaya dan momen aerodinamika ditambah gaya-gaya karena pengaruh

permukaan jalan (gaya hambatan gulung) dan gaya hambatan mekanis pada transmisi.

Untuk mengurangi kerugian daya karena gaya hambatan aerodinamika, diantaranya

adalah dengan membuat bentuk kendaraan mengikuti kaidah pelancapan (streamlining).

Unjuk kerja kendaraan sangat dipengaruhi oleh tiga hal seperti dikemukakan

oleh J.Y Wong dalam bukunya Theory Of Ground Vehicle yang diterjemahkan oleh

Djoeli Satrijo (1999 : 54)

Tahanan aerodinamika dari kendaraan ditentukan dari tiga sumber :

a. Bentuk drag yang disebabkan oleh turbulensi bagian belakang kendaraan.

Merupakan suatu fungsi bentuk dari badan kendaraan, khususnya bentuk dari bagian

belakang. Komponen tersebut selalu merupakan bagian yang paling bermakna dari

tahanan aerodinamik.

b. Gesekan kulit yang disebabkan oleh gaya geser yang timbul pada permukaan-

permukaan luar kendaraan melalui aliran udara. Untuk permukaan akhir yang lazim

pada mobil penumpang, komponan ini mendekati 10 % dari tahanan aerodinamik

total.

c. Tahanan akibat udara melalui sistem radiator atau interior dari kendaraan untuk

tujuan pendinginan atau ventilasi. Hal ini bergantung pada rencana saluran.

Komponen ini hanya berkonstribusi beberapa persn terhadap tahanan total.

Hambatan udara kendaraan (D) diungkapkan dengan per samaan (Clancy,1975).

D = 0,5..Cd.V2.A

Dari rumus hambatan udara didapat koefisien drag :

Cd = D0,5V2A

Dimana :

D = Hanbatan udara

Cd = Koefisien hambatan udara

= Massa jenis udara = 1,12 Kg/m3

V = Kecepatan (Km/jam)

A = Luas penampang tegak lurus dengan aliran udara

Hal yang menarik dalam hambatanb udara oleh J.Y Wong dalam bukunya

Theory of Ground Vehicle yang diterjemahkan oleh Djoeli Satrijo (1999 : 54)

menyatakan bahwa :

“Tahanan aerodinamika sebanding dengan kuadrat dari kecepatan. Jadi daya

kuda yang diperlukan untuk melawan tahanan aerodinamika meningkat dengan

pangkat tiga dari kecepatan, Kalau kecepatan dinaikkan dua kali dari semula maka

daya kuda yang dibutuhkan untuk melawan tahanan aerodinamika menjadi delapan

kali dari semula”.

Pengujian Pada Wind Tunnel

Untuk menetukan nilai koefisien hambatan udara (Cd) kendaraan (otomotif)

pada umumnya dapat dilakukan dengan percobaan menggunakan terowongan angin

(Wind Tunnel). Terowongan ini dapat berskala penuh apabila digunakan untuk model

uji sebenarnya atau berskala kecil untuk model uji dengan skala pengecilan.

Fan

Fairing Gauezes

Camber Diffuser Exit

Entry

Bagan Wind Tunnel

Terowongan angin mempunyai beberapa bagian diantaranya adalah Setting

camber, section work, diffuser dan bagian yang membangkitkan gerakan udara yaitu

fan, ada dua jenis terowongan angin yaitu siklus terbuka dan tertutup.

Bahan uji diletakkan dalam sesi uji (working section) kemudian dihembuskan

angin dengan cara memutar fan sehingga didapatkan aliran udara, besarnya gaya-gaya

dapat dibaca pada timbangan pengukur.

Elemen pada sebuah mobil yang menerapkan prinsip-prinsip aerodinamika

Pada dasarnya mobil standard dari pabrik sudah memperhitungkan prinsip-

prinsip aerodinamika, namun untuk penyempurnaannya maka dimodifikasilah mobil

tersebut dengan menambahkan elemen-elemen seperti tertera dibawah ini :

Side skirt (lekukan pemecah angin bagian samping)

Spoiler depan maupun belakang (lekukan pemecah angin depan dan

belakang)

Vender

Front Guard (tanduk)

Roof Rack (tempat barang)

Dan lain-lain