Sebuah winglet adalah alat yang digunakan untuk meningkatkan efisiensi pesawat dengan menurunkan lift induced drag yang disebabkan oleh aliran pusaran (vortex) padaujung sayap. Winglet meningkatkan efisiensi dengan menyebarkan aliran pusaran pada ujung sayap, sehingga dapat mengurangi drag karena lift dan meningkatkan lift sayap dengan cara meningkatkan efektifitas aspect ratio pada sayap tanpa menambah tegangan struktural dan juga berat dari struktur itu sendiri. Some researchers have tried to design and optimize the winglet shape for achieving minimum wing drag. However, adding a winglet to a wing affects the wing structural weight as well. Therefore a pure aerodynamic optimization may result in a winglet with a huge weight penalty. This additional weight may compensate the effect of drag reduction in an aircraft take-off weight or even fuel weight minimization. Besides, the increase in wing weight should be limited for add-on winglets to minimize the amount of required modifications in the wing structure.Beberapa peneliti telah mencoba untuk merancang dan mengoptimalkan bentuk winglet untuk mencapai gaya drag sayap minimum. Namun, menambahkan winglet untuk sayap juga mempengaruhi berat badan struktural sayap juga. Oleh karena itu optimasi aerodinamis murni dapat mengakibatkan winglet dengan hukuman berat besar. Berat tambahan ini dapat mengimbangi efek pengurangan hambatan dalam take-off pesawat atau mengurangi berat bahan bakar. Selain itu, kenaikan berat badan sayap harus dibatasi untuk tambahan sayap untuk meminimalkan jumlah modifikasi yang diperlukan dalam struktur sayap.Penelitian teknologi winglet untuk penerbangan komersial dipelopori oleh Richard Whitcomb pada pertengahan tahun 1970-an. Sirip kecil dan hampir vertikal dipasang pada KC-135A dan penerbangan diuji pada tahun 1979 dan 1980. Whitcomb mengungkapkan bahwa dalam pesawat ukuran besar, winglet pada sayap dapat memberikan perbaikan dalam efisiensi lebih dari 7%. Winglet telah diaplikasikan kedalam banyak pesawat, termasuk jet bisnis, Boeing 747-400, pesawat, dan transportasi militer.Teory tentang WingletKarena ada sirkulasi tentang pusaran berbentuk seperti tapal kuda, menimbulkan downwash-yang pada akhirnya menghasilkan induced drag.

Fig 2.1 bentuk vortexMenambah winglet akan mengubah aliran di ujung sayap, sehingga dapat menurunkan downwash, akhirnya akan mengurangi induced drag.

Fig 2.2 Reduksi Induced Drag setelah penambahan wingletInduced dragInduced drag adalah gaya yang terjadi setiap kali objek bergerak terhadap datangnya arah aliran udara. Hal ini juga disebut drag karena gaya angkat atau drag sayap.

Fig 2.3 Induced DragTipe WingletPada umumnya, semua wingtips (ujung sayap) tapi tidak berada pada ujung sayap dianggap sebagai semacam winglet. Ada tiga tipe winglet, yaitu: 1. Blended winglets2. Raked wingtips3. Wingtip fencesAda beberapa riset untuk memodifikasi desain dari winglet. Desain winglet meningkat secara signifikan akan menghasilkan kinerja yang lebih baik dari sebuah pesawat dan mengurangi konsumsi bahan bakar. Kendati manfaat winglet banyak, ada beberapa kelemahan yang perlu ditangani. Misalnya, momen lentur pada akar sayap lebih tinggi, dan mungkin memerlukan penguatan struktural tambahan sayap. Winglet meskipun dapat menghasilkan wing drag yang rendah, tapi akan menambah biaya dan komplektivitas pada kontruksi sayap pesawat. Selain itu juga memodifikasi penanganan dan stabilitas karakteristik. Dalam desain dan kontruksi winglet, haruslah hati-hati untuk menghindari masalah-masalah tersebut.Serangkaian optimasi telah diterapkan untuk mengoptimalkan bentuk winglet untuk jarak menengah dan jarak jauh pesawat penumpang. Bentuk luar dari sayap dibuat tetap tetapi struktur internal dan berat terkait yang disesuaikan berdasarkan perubahan muatan (besar dan distribusi) karena penambahan winglet tersebut. Hasil optimasi menunjukkan bahwa, meskipun jumlah pengurangan hambatan dicapai dengan menggunakan sayap hampir sama untuk kedua pesawat uji kasus, jumlah penghematan bahan bakar yang dihasilkan dari penerapan winglet, lebih besar untuk pesawat berbadan lebar. Alasan utama adalah perbedaan antara rasio berat bahan bakar untuk Maximum Takeoff Weight (MTOW) dan berat struktural sayap untuk MTOW tersebut. Pada tubuh pesawat kecil dan menengah rasio berat bahan bakar dan berat struktur pewawa hampir sama, namun dalam pesawat jarak jauh yang berbadan lebar, berat bahan bakar jauh lebih besar dari berat struktur sayap.

Dalam memilih hasil optimasi bentuk winglet terbaik, maka didasarkan pada tiga unsur. Yang pertama yaitu Maximum Takeoff Weight (MTOW), berat bahan bakar pesawat dan Direct Operating Cost (DOC) pesawat. Berat bahan bakar pesawat dihitung dengan menggunakan metode yang disajikan oleh Roskam. Dalam metode ini persamaan Breguet digunakan untuk memperkirakan bahan bakar yang digunakan untuk penerbangan, sementara serangkaian faktor statistik yang digunakan untuk memperkirakan bahan bakar yang diperlukan untuk segmen penerbangan lainnya (misalnya lepas landas, memanjat dll). DOC pesawat diuraikan menjadi 10 komponen:1. Cost dari awak pesawat2. Cost awak kabin3. Biaya Landing4. Biaya navigasi5. Biaya Maintenance - badan pesawat6. Biaya Maintenance - Mesin7. Biaya Fuel8. biaya - pesawat dan suku cadang9. Insurance

Analisis biaya menunjukkan bahwa, meskipun mengurangi berat bahan bakar dengan menggunakan winglet akan tetap menghasilkan biaya bahan bakar yang lebih rendah, peningkatan berat badan sayap karena adanya winglet yang meningkatkan beberapa komponen lain dari Direct Operating Cost (DOC) pesawat. Peningkatan ini dapat mengimbangi efek dari winglet pada pengurangan biaya bahan bakar untuk pesawat kecil, di mana berat bahan bakar dalam urutan yang sama besarnya sebagai berat struktural sayap. Namun untuk jangka panjang pesawat pesawat, penggunaan winglet dapat mengakibatkan pengurangan DOC sekitar 2%.