29

BAB III

AERODINAMIKA PESAWAT TERBANG

1. Pengantar. Dalam pokok bahasan Aerodinamika Pesawat Terbang akan

dibahas karakteristik Aerodinamika suatu pesawat terbang yang secara langsung

diperlukan dalam analisa prestasi terbang. Aerodinamika pesawat terbang secara

umum diberikan dalam kuliah Aerodinamika I dan II.

2. Gaya-gaya Aerodinamika Pada Pesawat Terbang. Dalam analisa prestasi

terbang, gaya-gaya aerodinamis yang penting adalah gaya-gaya yang menentukan

bentuk lintasan terbang pesawat. gaya-gaya aerodinamik tersebut harus terletak

pada bidang simetris dari pesawat. Gaya aerodinamis total pada bidang simetris

pesawat dinyatakan oleh Resultan gaya (Aerodynamic Force). Dalam prestasi

terbang biasanya Resultante (R) diuraikan dalam 2 komponen, yaitu :

a. Komponen yang sejajar dengan kecepatan terbang disebut "Gaya hambat" atau

"Drag" (D).

b. Komponen yang tegak lurus arah kecepatan terbang disebut "Gaya Angkat" atau

"Lift" (L).

3. Gaya angkat L terutama dihasilkan dari sayap pesawat sedangkan Drag di

hasilkan oleh sayap pesawat, badan pesawat (fuselage), tempat-tempat mesin

(necelle, Engine, Cowling), bidang-bidang ekor dan sebagainya.

Dari kuliah aerodinamika, telah dijelaskan bahwa gaya aerodinamis (R) berbanding

lurus dengan tekanan dinamis

29

30

dan luas sayap (S).

Gambar 3.1

Gaya-gaya yang bekerja pada pesawat terbang

4. Karakteristik Pesawat Terbang. Untuk suatu tipe pesawat terbang, besarnya

koefisien Lift dan koefisien Drag pada penerbangan stasioner, tergantung pada :

30

L

Xb

Xa

Za

31

a. Sudut serang (α).

b. Konfigurasi pesawat.

c. Kedudukan bidang kemudi.

d. Bilangan Mach (M) dan Bilangan Raynold (Re).

Koefisien Lift dan Koefisien Drag dari Wing sebagai fungsi dari sudut serang (angle of

attack), ditunjukkan dalam grafik di bawah :

Positive camber airfoil

CL

Zero camber (symmetrical)

Negative camber airfoil

Sudut serang

Gambar 3.2. Grafik coefisien Lift Terhadap Sudut Serang

CD

31

32

CDo

Sudut serang

Gambar 3.3. Grafik Coefisien Drag Terhadap Sudut Serang.

Untuk memperoleh perkiraan harga besarnya slope dari kurva koefisien lift, dapat

dihitung dengan rumus sebagai berikut :

dimana :

dCL = slope dari kurva koefisien lift.

d

AR = Aspect Ratio.

= Sweet angle dari Wing.

Hubungan antara CL dan CD yang disebut "Karakteristik Pesawat terbang", atau juga

disebut "Polar Pesawat terbang" yang dilukiskan dalam grafik sebagai berikut :

32

33

.......... CDo = Zero lift drag coefficient (parasit drag)

SDi = induced drag coefficient.

Gambar 3.4. Grafik Polar Pesawat Terbang.

Karakteristik Aerodinamis untuk wing, biasanya dituliskan dalam persamaan drag

polar

Perbandingan antara CL dan CD (Lift dan Drag) merupakan performance dan desain

parameter dari pesawat terbang. Perbandingan CL dan CD biasa disebut

"Aerodynamic Efficiency" dengan simbol "".

Harga maksimum dari aerodynamic efficiency () dapat dirumuskan sebagai berikut :

33

34

Untuk mencari harga maxima, jadikan derivasi pertama dari persamaan diatas sama

dengan nol :

sehingga diperoleh :

Subsitusi kedalam persamaan diatas, maka rumus untuk Emax

Perbandingan CL/CD max adalah merupakan karakteristik desain pesawat terbang.

Dibawah ini contoh beberapa harga Em dari masing-masing jenis pesawat terbang.

- Sail planes : 35

- Transport (M = 0,8) : 18

- Subsonic fighter : 10

- Supersonic fighter : 7

- Helikopter : 3

34

35

5. Pengaruh Bilangan Mach. Bilangan Mach (M) mulai berpengaruh bila efek

kompresibilitas udara pada sayap mulai dirasakan. Dalam hal ini besar kecilnya efek

dari M pada karakteristik sayap dapat digolongkan dalam 4 daerah :

Daerah Kecepatan

Subsonic rendah

Subsonic tinggi

Transonic

Supersonic

Hypersonic

Bilangan Mach

0 , M , 0,4 ~ 0,5

0,4 < M < 0,7 ~ 0,9

0,8 < M < 1,2 ~ 1,3

1,2 < M < 5 ~ 6

M > 5

6. Pengaruh Bilangan Reynold (Re). Dalam aerodinamika bilangan Reynold di

definisikan sebagai :

dimana :

ρ = density udara

V = kecepatan

= chord dari wing

μ = viskositas

Bilangan ini merupakan alat pengindera besar kecilnya pengaruh viskositas pada

aliran udara di sekitar pesawat terbang. Besarnya bilangan Reynold berkisar antara

106 s/d 108 (Untuk penerbangan normal)

35