berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

review edisi sebelumnya: ilmu pengetahuan populer: ada berapa jenis airfoil pada sayap pesawat (1)

kecepatan lepas landas, kecepatan mendarat, dan kemampuan manuver sayap menyapu variabel, sayap delta, dan sayap trapesium tidak sebaik sayap lurus, namun hambatan terbang kecepatan tinggi dari sayap lurus terlalu besar cara mekanis dapat digunakan untuk membuat sayap belakang sayap. sudut penggembalaan dapat diubah sesuai kebutuhan selama penerbangan, bukankah ini yang terbaik dari kedua dunia? inilah asal muasal sayap sapuan variabel.

konsep sayap sapuan variabel terkesan sederhana, namun banyak permasalahan dalam penerapannya. pertama, masalah stabilitas penerbangan. ketika sudut sapuan sayap meningkat, pusat gaya angkat secara bertahap bergerak mundur, dan segera akan timbul masalah bahwa pusat gaya angkat berada jauh dari pusat gravitasi. sekalipun ekor horizontal yang sangat besar dapat menekannya, hal itu akan menimbulkan hambatan yang sangat besar , dan keuntungannya tidak sebanding dengan kerugiannya. untuk mengurangi pergerakan pusat angkat, sayap sapuan variabel hanya dapat dibagi menjadi dua bagian. engsel dipasang di luar bagian dalam tetap, sedangkan bagian luar yang dapat digerakkan dikurangi, sehingga mengorbankan efek sayap sapuan variabel menjadi menyederhanakan desain teknik.

untuk meminimalkan masalah stabilitas penerbangan, bagian bergerak su-17 hanya menyumbang setengah dari lebar sayap; bagian bergerak f-14 memiliki proporsi yang lebih besar, namun masih memiliki bagian tetap yang besar. ada banyak masalah khusus dengan sayap sapuan variabel: tidak mudah menemukan tempat untuk memasang roda pendarat di bawah sayap, tangki bahan bakar di sayap tidak dapat dirancang di bagian yang dapat digerakkan, yang sangat mengurangi total sayap yang ada di dalam. ruang tangki bahan bakar, dan tiang senjata di bawah sayap perlu berputar secara serempak dengan bagian yang dapat digerakkan untuk menjaga roda pendaratan diarahkan ke depan, dan ditambah dengan masalah mekanis yang melekat pada sayap sapuan variabel, sapuan variabel. sayap pada akhirnya akan menjadi sangat berat, yang sangat mengimbangi keunggulan aerodinamis dari sayap sapuan variabel.

setelah kemunculannya yang berumur pendek pada tahun 1960an dan 1970an, sayap sapuan variabel kini jarang digunakan. tu-160, yang pertama kali terbang pada tahun 1981, adalah pesawat sayap sapuan variabel terakhir yang diproduksi.

untuk sayap sapuan ke depan, sayap sapuan besar, dan sayap delta, gaya hambat dikurangi melalui sudut sapuan, namun udara sebenarnya hanya tertarik pada sudut sapuan miring, dan tidak peduli apakah sayap disapu ke belakang atau ke depan. lalu apa manfaat sayap menyapu ke depan? aliran aliran udara yang menyebar ke depan pada sayap yang menyapu ke depan mengarah ke dalam, dan badan pada akhirnya akan secara alami memblokir aliran yang menyebar, sehingga meningkatkan efisiensi sayap dalam menghasilkan gaya angkat.

lebih penting lagi, sayap yang disapu ke depan sangat memperlambat masalah ujung sayap yang terhenti. udara bersifat kental, dan kekentalan ini membentuk lapisan batas (disebut juga lapisan batas) pada permukaan sayap. pada lapisan batas, aliran udara menjadi lamban dan efek menghasilkan gaya angkat hilang. saat terbang dengan sudut serang yang tinggi, aliran udara mengalir sepanjang rentang sayap yang disapu, menyebabkan lapisan batas menumpuk ke arah ujung sayap, menyebabkan ujung sayap terhenti terlebih dahulu, menyebabkan pusat gaya angkat bergerak menuju akar sayap, menyebabkan hidung pesawat semakin naik, dan pada akhirnya menyebabkan seluruh pesawat mengalami wing stall.

sayap yang menyapu ke depan berbeda. ujung sayap berada dalam aliran udara yang "bersih", akumulasi lapisan batas terjadi di akar sayap, kehilangan daya angkat kecil, dan aileron mempertahankan kontrol gulungan yang efektif. sayap yang disapu ke depan tidak mengalami masalah ujung sayap terhenti sampai hampir seluruh sayap terhenti, yang lebih lambat dibandingkan dengan sayap yang disapu ke belakang. hal ini bermanfaat untuk meningkatkan kemampuan manuver.

udara hanya tertarik pada "sapuan" sayapnya, tidak peduli apakah ia disapu ke depan atau ke belakang, jadi sayapnya juga bisa disapu ke depan pesawat penelitian sayap menyapu ke depan.

namun, sayap yang menyapu ke depan juga memiliki kelemahan penting: divergensi aeroelastik. sayapnya tidak kaku, tetapi memiliki tingkat kelenturan tertentu.

aliran udara di atas permukaan sayap menimbulkan gaya angkat, dan gaya angkat tersebut bekerja pada sayap, sehingga ujung sayap cenderung memuntir ke atas dengan akar sayap sebagai titik tumpu. karena titik tumpu sayap menyapu ke depan berada di belakang ujung sayap, ujung sayap sayap menyapu ke depan memiliki kecenderungan alami untuk memutar ke belakang dan ke atas. gerakan ke atas menyebabkan sudut serang sayap lokal meningkat, sehingga menghasilkan gaya angkat yang lebih besar memperparah gerakan memutar ke belakang dan ke atas.

jika dibiarkan, struktur dapat cepat rusak akibat puntiran yang berlebihan. titik tumpu sayap sapuan berada di depan ujung sayap, dan ujung sayap memiliki kecenderungan alami untuk memutar ke depan dan ke atas akibat gaya angkat. masalah ini tidak terjadi ketika sudut serang lokal dikurangi. pada masa-masa awal, karena keterbatasan material, sayap menyapu ke depan tidak dapat menyelesaikan masalah divergensi aeroelastik, dan sayap menyapu ke belakang menjadi satu-satunya pilihan. setelah munculnya material komposit, apa yang disebut "penjahitan aeroelastik" dapat digunakan, yaitu melalui pengaturan arah serat yang cerdik, kekakuan struktural lebih tinggi pada arah normal daripada pada arah bentang, dan masalah yang disebabkan oleh divergensi aeroelastik dapat diatasi dengan cerdik.

tentang sayap miring

baik sayap sapuan maupun sayap sapuan ke depan adalah simetris, kedua sisinya disapu ke belakang, atau kedua sisi disapu ke depan secara bersamaan. namun dari sudut pandang pengurangan gaya hambat, tidak ada alasan mengapa satu sisi tidak dapat disapu ke depan dan sisi lainnya disapu ke belakang hingga membentuk sayap miring asimetris.

karena tidak masalah jika anda menyapu ke depan atau ke belakang, maka tidak masalah jika anda menyapu ke depan dan ke belakang. ini adalah sayap miring. ini adalah pesawat penelitian ad-1 amerika.

(saat lepas landas dan mendarat, bentuknya datar, seperti pesawat sayap lurus biasa. setelah lepas landas, menjadi sayap miring saat terbang dengan kecepatan tinggi, salah satu ujungnya disapu ke depan dan ujung lainnya disapu ke belakang.)

dibandingkan dengan sayap menyapu dan sayap menyapu ke depan, total distribusi luas penampang sayap miring sepanjang sumbu badan pesawat relatif seragam, yang bermanfaat untuk memenuhi hukum area transonik dan mengurangi hambatan transonik.

sayap miring tetap memiliki kelebihan, tetapi sayap miring miring variabel adalah keunggulannya.

sayap sapuan variabel tradisional bermasalah dengan posisi engselnya, tetapi engsel sayap miring sapuan variabel hanya memiliki satu posisi ideal: di tengah, dan posisi lainnya tidak berguna. karena bobot di kedua sisinya seimbang, desain mekanis sayap miring ke belakang sedikit lebih sederhana, yaitu seperti perbedaan antara menjulurkan tangan ke luar untuk langsung membawa ember atau membawa beban di bahu. secara aerodinamis, perubahan sudut kemiringan juga menjaga pergerakan pusat pengangkatan secara kasar tidak berubah, sehingga menyederhanakan desain stabilitas penerbangan.

sayap miring secara tak terduga memecahkan masalah penggantian sayap sapuan, tetapi tempat di mana sayap miring dapat menunjukkan keunggulannya dengan lebih baik adalah sayap terbang.

sayap dan badan pesawat pesawat tradisional terpisah, dengan sayap menghasilkan daya angkat dan badan pesawat membawa orang dan kargo. namun badan pesawat tidak menghasilkan gaya angkat dan bersifat "bobot mati". masalah ini menyebabkan tekanan yang tinggi pada akar sayap dan tidak efisien secara struktural. cara terbaik adalah menempatkan seluruh beban di dalam sayap, dimana persyaratan kekuatan strukturalnya minimal. secara teoritis, jika gaya angkat dan gravitasi di setiap titik pada sayap diimbangi secara tepat, sebuah pesawat dapat dibuat dari kertas, sehingga meminimalkan berat strukturnya. tentu saja, hal ini tidak mungkin terjadi pada kenyataannya. sebelum mencapai langit, beban tersebut telah menembus kulit kertas. namun hal ini menunjukkan bahwa secara umum arah sayap terbang yang tidak memiliki badan pesawat dan hanya sayap saja sudah benar.

sayap terbang menggunakan struktur sayap untuk membawa beban, yang memaksimalkan efisiensi aerodinamis struktur dan menghilangkan masalah tegangan akar sayap. ini adalah b-2 amerika

bahasa indonesia: x47b

sayap elips

jika daya dorong tidak dihasilkan, seluruh energi yang ditransfer pesawat ke udara akan membentuk gaya hambat, dan vortisitas ujung sayap merupakan bagian yang sangat penting dalam hambatan terbang. rancang distribusi gaya angkat dengan benar sehingga lebih sedikit gaya angkat yang dihasilkan di dekat ujung sayap, dan hambatan yang dihasilkan oleh aliran di sekitar ujung sayap secara alami akan berkurang. ini adalah gagasan tentang sayap elips bentuk elips yang terkenal dari pesawat tempur spitfire inggris jet dalam perang dunia ii beginilah bentuk sayap itu muncul.

sayap elips yang terkenal dari jet tempur british spitfire dirancang untuk mengurangi aliran ujung sayap dan mengoptimalkan distribusi gaya angkat, seperti terlihat pada gambar di atas.

perpanjangan alami dari sayap elips adalah sayap bundar. sayap melingkar tidak hanya memusatkan bagian-bagian yang menghasilkan gaya angkat ke arah akar sayap, tetapi juga lebih sesuai dengan hukum luas, terutama dalam kasus sayap terbang melingkar tanpa badan pesawat. cakram terbang semacam ini tidak hanya cocok untuk semua rentang kecepatan mulai dari kecepatan melayang hingga kecepatan supersonik secara teori, tetapi juga menjadi favorit orang-orang fiksi ilmiah. namun, ini adalah desain ideal yang sulit dilepaskan dalam desain pesawat terbang masalah kendali penerbangan semakin sulit dipecahkan. tidak hanya lengan kendali yang sangat sulit, pendek, desain mesin, nosel, dan permukaan kendali harus dipertimbangkan kembali.

yang lebih ekstrim tentu saja piring terbangnya. ini adalah avrocar kanada. ini dirancang untuk angkatan udara as, jadi dicat di angkatan udara as, seperti terlihat pada gambar di atas.

sayap kecil

cara lain untuk mengatasi masalah aliran ujung sayap adalah dengan menggunakan winglet, yaitu winglet vertikal yang berdiri di atas ujung sayap dan secara langsung mencegah aliran ujung sayap. secara aerodinamis, winglet memperluas lebar sayap efektif dan meningkatkan daya angkat. jika dirancang dengan benar, sayap kecil dapat mencapai lebar sayap efektif yang melebihi "lebar sayap" sebenarnya, tetapi sayap kecil juga meningkatkan gaya hambat dan bobot, dan juga menimbulkan gaya hambat aerodinamis pada transisi permukaan sayap.

tanpa sayap elips atau piring terbang, winglet dapat secara efektif mengurangi dampak aliran di sekitar ujung sayap.

winglet dapat diperpanjang ke atas dan ke bawah pada saat yang sama, atau dapat diperpanjang hanya ke atas. pilihan antara keduanya tentu saja merupakan trade-off antara meningkatkan gaya angkat dan mengurangi bobot dan hambatan. winglet adalah pendekatan yang sangat efektif ketika memanfaatkan potensi desain lama, atau ketika lebar sayap dibatasi oleh kondisi bandara. namun ketika merancang sayap dari awal, menambah rentang seringkali lebih sederhana dan efektif.

sejarah singkat perkembangan winglet

wingletnya tidak hanya bisa terbalik ke atas, tapi juga bisa terkulai ke bawah. ini adalah winglet a320.