Cara Kerja mesin Pesawat Terbang

Pesawat terbang yang lebih berat dari udara diterbangkan pertama kali oleh Wright Bersaudara (Orville Wright dan Wilbur Wright) dengan menggunakan pesawat rancangan sendiri yang dinamakan Flyer yang diluncurkan pada tahun 1903 di Amerika Serikat. Selain Wright bersaudara, tercatat beberapa penemu pesawat lain yang menemukan pesawat terbang antara lain Samuel F Cody yang melakukan aksinya di lapangan Fanborough, Inggris tahun 1910. Setelah zaman Wright, pesawat terbang banyak mengalami modifikasi baik dari rancang bangun, bentuk dan mesin pesawat untuk memenuhi kebutuhan transportasi udara.

Prinsip dasar dari cara pesawat terbang untuk mengudara sama untuk semua pesawat, baik pesawat capung maupun pesawat super jumbo seperti Airbus A380.

Yang mempengaruhi pesawat unuk terbang adalah gaya - gaya aerodinamis yang mengenainya yaitu, gaya angkat (lift), gaya hambat (drag), gaya berat (grafitasi), dan gaya dorong (trust).

aya dorong pesawat kedepan didapat dari baling-baling yang berputar pada ujung pesawat (lihat gambar). Sedangkan gaya hambat merupakan pergesekan pesawat udara dengan angin. Karena pesawat udara mempunyai massa, maka gaya grafitasi akan membawa pesawat kebawah, untuk itulah gaya angkat diperlukan. Gaya angkat dihasilkan dari sayap pesawat udara.

Sayap pesawat udara ini yang memegang peranan kunci untuk mengkat badan pesawat. Penampang sayap ini biasanya disebut "aerofoil" Selama penerbangan udara mengalir ke atas dan bawah sayap. Udara yang megalir diatas sayap lebih cepat dari udara yang mengalir dibawah sayap, sehingga tekanan udara diatas pesawat lebih rendah.

Disaat yang bersamaan udara dibawah sayap dibelokan kebawah, sehingga terjadi gaya angkat (udara yang terdorong kebawah akan mendorong sayap keatas- gaya aksi reaksi).

Gaya dorong terhadap sayap dan tekanan udara yang rendah diatas sayap inilah yang di butuhkan untuk pesawat terbang di udara.

Terdapat beberapa faktor yang menyebabkan pesawat dapat terbang, diantaranya :


- SayapAirfoil

Sebuah pesawat memerlukan gaya angkat atau lift yang di butuhkan untuk terbang. Lift dihasilkan oleh permukaan suatu sayap (wing) yang berbentuk airfoil.

Gaya angkat terjadi karena adanya aliran udara yang melewati bagian atas dan bagian bawah di sekitar airfoil. Pada saat terbang, aliran udara yang melewati bagian atas airfoil akan memiliki kecepatan yang lebih besar daripada kecepatan aliran udara yang melewati bagian bawah dari airfoil. Maka, pada permukaan bawah airfoil akan memiliki tekanan yang lebih besar daripada permukaan di atas. Perbedaan tekanan pada bagian atas dan bawah inilah yang menyebabkan terjadinya gaya angkat atau lift pada sayap pesawat. Oleh karena tekanan berpindah dari daerah yang bertekanan besar menuju ke daerah yang bertekanan kecil, maka tekanan pada bagian bawah airfoil akan bergerak menuju bagian atas airfoil sehingga tercipta gaya angkat pada sayap pesawat. Gaya angkat inilah yang membuat pesawat dapat terbang dan melayang bebas di udara.

Untuk bergerak ke depan (baik di darat maupun di udara), pesawat memerlukan daya dorong yang di hasilkan oleh tenaga penggerak atau yang biasa di sebut dengan mesin (engine). Daya dorong yang nantinya di hasilkan oleh engine ini biasa di sebut dengan thrust.
Terdapat beberapa jenis engine dari pesawat, diantaranya :
-Piston Engine
-Turbojet Engine
-Turboporop Engine
-Turbofan Engine
-Turboshaft Engine

- Piston Engine

Piston engine atau biasa di sebut dengan mesin torak, merupakan mesin yang menggunakan piston (torak) sebagai tenaga penggerak. Piston yang bergerak naik turun di hubungkan dengan crankshaft melalui connecting rod untuk memutar propeller atau baling-baling. Piston dapat bergerak naik turun karena adanya pembakaran antara campuran udara dengan bahan bakar (fuel) di dalam ruang bakar (combustion chamber). Pembakaran di dalam combustion chamber menghasilkan expansion gas panas yang dapat menggerakkan piston bergerak naik turun.

Pesawat yang menggunakan mesin piston umumnya menggunakan propeller sebagai tenaga pendorong untuk menghasulkan thrust. Bentuk penampang dari propeller itu sendiri sama seperti sayap, yaitu juga berbentuk airfoil. Sehingga pada saat propeller berputar maka akan menghasilkan gaya dorong atau thrust sehingga pesawat dapat bergerak ke depan. Pesawat dengan mesin piston ini merupakan jenis pesawat ringan atau biasa di sebut dengan light aircraft. Pesawat ini mempunyai daya jelajah yang kecil dan ketinggian terbang yang tidak terlalu tinggi.

Pada dasarnya, prinsip kerja dari semua engine pesawat sama. Yaitu memanfaatkan energi pembakaran antara campuran bahan bakar dengan udara yang menghasilkan expansion gas yang terjadi di dalam ruang bakar cc (combustion chamber).

- Turbojet Engine

Dinamakan turbojet engine karena mesin ini menggunakan turbin dalam membangkitkan tenaga, dan jet yang artinya semburan/pancaran. Yaitu semburan hasil pembakaran di dalam cc keluar menuju turbin dan memutar turbin, lalu turbin memutar compressor dan menggerakkan komponen engine lainnya.

Turbofan

Sama dengan turboprop, prinsip kerja turbofan sama dengan turbojet engine. Perbedaannya adalah pada turbofan engine terdapat fan di depan compressor. Fan berfungsi untuk menghisap udara masuk ke dalam compressor.

Prinsip kerja dari Turboprop engine sama dengan proses kerja dari turbojet engine. Yang membedakannya adalah terdapat propeller pada engine ini. Propeller terhubung dengan turbin dan compressor melalui shaft.

Turbofan

Sama dengan turboprop, prinsip kerja turbofan sama dengan turbojet engine. Perbedaannya adalah pada turbofan engine terdapat fan di depan compressor. Fan berfungsi untuk menghisap udara masuk ke dalam compressor.

- Turboshaft Engine

Prinsip kerja dari turboshaft engine juga hampir sama deng an turbojet engine. Engine ini di gunakan pada helikopter. Pada turboshaft engine, terdapat shaft yang terhubung dengan turbin. Shaft ini menghubungkan ke main rotor atau baling-baling pada helikopter. Rotor pada helikopter mempunyai penampang berbentuk airfoil.

- Bidang Kendali (Flight Control Surface)

Untuk menggerakkan pesawat (berbelok, menukik, dan rolling atau berbalik), seorang pilot memerlukan bidang kendali atau control surface .

Primary control surface

Primary control surface atau bidang kendali utama adalah bidang kendali pesawat yang dapat mengatur pergerakan pesawat pada saat terbang di udara.
Aileron, elevator, dan rudder merupakan bidang kendali utama pada pesawat.

1). Aileron terletak pada sayap, digunakan pesawat pada saat melakukan rolling (berbalik) di udara dan pergerakannya berada pada sumbu longitudinal pesawat, aileron dikendalikan dengan menggunakan stick control yang berada pada cockpit.

2). Elevator terletak pada bagian ekor (empenage) atau bagian horizontal stabilizer, digunakan pesawat untuk melakukan piching (mengangguk) dan pergerakannya pada sumbu lateral pesawat, elevator di kendalikan dengan menggunakan stick control yang berada di ruangan cockpit.

3). Rudder terletak di pada bagian ekor tepatnya di bagian vertical stabilizer, di gunakan pesawat untuk melakukan yawing (berbelok) diudara dan pergerakannya pada sumbu vertical pesawat, rudder di kendalikan dengan menggunakan rudder pedal yang terletak pada ruang cockpit.

(http://rockypanjaitan.blogspot.com)

Bagaimana mesin diesel bekerja??

Mesin diesel adalah sejenis mesin pembakaran dalam; lebih spesifik lagi, sebuah mesin pemicu kompresi, dimana bahan bakar dinyalakan oleh suhu tinggi gas yang dikompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi).

Mesin ini ditemukan pada tahun 1892 oleh Rudolf Diesel, yang menerima paten pada 23 Februari 1893. Diesel menginginkan sebuah mesin untuk dapat digunakan dengan berbagai macam bahan bakar termasuk debu batu bara. Dia mempertunjukkannya pada Exposition Universelle (Pameran Dunia) tahun 1900 dengan menggunakan minyak kacang (lihat biodiesel). Kemudian diperbaiki dan disempurnakan oleh Charles F. Kettering.

Ketika udara dikompresi suhunya akan meningkat (seperti dinyatakan oleh Hukum Charles), mesin diesel menggunakan sifat ini untuk proses pembakaran. Udara disedot ke dalam ruang bakar mesin diesel dan dikompresi oleh piston yang merapat, jauh lebih tinggi dari rasio kompresi dari mesin bensin. Beberapa saat sebelum piston pada posisi Titik Mati Atas (TMA) atau BTDC (Before Top Dead Center), bahan bakar diesel disuntikkan ke ruang bakar dalam tekanan tinggi melalui nozzle supaya bercampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi. Hasil pencampuran ini menyala dan membakar dengan cepat. Penyemprotan bahan bakar ke ruang bakar mulai dilakukan saat piston mendekati (sangat dekat) TMA untuk menghindari detonasi. Penyemprotan bahan bakar yang langsung ke ruang bakar di atas piston dinamakan injeksi langsung (direct injection) sedangkan penyemprotan bahan bakar kedalam ruang khusus yang berhubungan langsung dengan ruang bakar utama dimana piston berada dinamakan injeksi tidak langsung (indirect injection).

Ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang pembakaran mengembang dengan cepat, mendorong piston ke bawah dan menghasilkan tenaga linear. Batang penghubung (connecting rod) menyalurkan gerakan ini ke crankshaft dan oleh crankshaft tenaga linear tadi diubah menjadi tenaga putar. Tenaga putar pada ujung poros crankshaft dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.

Untuk meningkatkan kemampuan mesin diesel, umumnya ditambahkan komponen :

Turbocharger atau supercharger untuk memperbanyak volume udara yang masuk ruang bakar karena udara yang masuk ruang bakar didorong oleh turbin pada turbo/supercharger.

Intercooler untuk mendinginkan udara yang akan masuk ruang bakar.

Udara yang panas volumenya akan mengembang begitu juga sebaliknya, maka dengan didinginkan bertujuan supaya udara yang menempati ruang bakar bisa lebih banyak. Mesin diesel sulit untuk hidup pada saat mesin dalam kondisi dingin. Beberapa mesin menggunakan pemanas elektronik kecil yang disebut busi menyala (spark/glow plug) di dalam silinder untuk memanaskan ruang bakar sebelum penyalaan mesin. Lainnya menggunakan pemanas "resistive grid" dalam "intake manifold" untuk menghangatkan udara masuk sampai mesin mencapai suhu operasi. Setelah mesin beroperasi pembakaran bahan bakar dalam silinder dengan efektif memanaskan mesin. Dalam cuaca yang sangat dingin, bahan bakar diesel mengental dan meningkatkan viscositas dan membentuk kristal lilin atau gel. Ini dapat mempengaruhi sistem bahan bakar dari tanki sampai nozzle, membuat penyalaan mesin dalam cuaca dingin menjadi sulit. Cara umum yang dipakai adalah untuk memanaskan penyaring bahan bakar dan jalur bahan bakar secara elektronik. Untuk aplikasi generator listrik, komponen penting dari mesin diesel adalah governor, yang mengontrol suplai bahan bakar agar putaran mesin selalu para putaran yang diinginkan. Apabila putaran mesin turun terlalu banyak kualitas listrik yang dikeluarkan akan menurun sehingga peralatan listrik tidak dapat berkerja sebagaimana mestinya, sedangkan apabila putaran mesin terlalu tinggi maka bisa mengakibatkan over voltage yang bisa merusak peralatan listrik. Mesin diesel modern menggunakan pengontrolan elektronik canggih mencapai tujuan ini melalui elektronik kontrol modul (ECM) atau elektronik kontrol unit (ECU) - yang merupakan "komputer" dalam mesin. ECM/ECU menerima sinyal kecepatan mesin melalui sensor dan menggunakan algoritma dan mencari tabel kalibrasi yang disimpan dalam ECM/ECU, dia mengontrol jumlah bahan bakar dan waktu melalui aktuator elektronik atau hidrolik untuk mengatur kecepatan mesin.

(http://id.wikipedia.org)

Model, Teori, Hukum dan Prinsip

Tahukah anda apa yang dimaksudkan dengan model, teori dan hukum ? Ketika mempelajari fisika, kita selalu menggunakan istilah-istilah ini. Kata “model” yang digunakan dalam fisika berbeda pengertiannya dengan kata “model” yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari, seperti “model iklan” atau “foto model”. Mungkin hingga saat ini anda juga masih kebingungan atau bahkan tidak mengetahui pengertian model, teori dan hukum dari sudut pandang ilmu fisika. Oleh karena itu pada kesempatan ini kami ingin membantu anda untuk lebih memahami makna beberapa istilah tersebut.

Model

Ketika fisikawan ingin memahami suatu fenomena tertentu, mereka selalu menggunakan model. Dalam fisika, model adalah suatu analogi alias perbandingan mengenai suatu hal dengan sesuatu yang sudah kita ketahui dalam kehidupan sehari-hari. Selain itu, model juga merupakan sebuah bentuk sederhana dari suatu sistem yang sulit untuk dianalisis secara keseluruhan. Para fisikawan selalu menggunakan perbandingan mengenai suatu hal atau fenomena yang rumit tersebut dengan sesuatu yang kita kenal dalam kehidupan sehari-hari.

Misalnya model gelombang cahaya. Dalam kenyataannya cahaya bersifat sebagai gelombang dan hal ini telah dibuktikan melalui eksperimen di laboratorium. Walaupun demikian, cahaya yang kita lihat langsung dengan mata tidak menunjukkan bentuk sebagai gelombang. Untuk mengatasi hal ini, para fisikawan menggunakan analogi alias perbandingan gelombang cahaya dengan gelombang air, karena kita sudah mengetahui dan sering melihat gelombang air. Jadi kita bisa membayangkan bahwa cahaya seolah-olah terbuat dari gelombang-gelombang, karena dalam berbagai eksperimen di laboratorium para fisikawan mengamati bahwa cahaya juga berprilaku sebagai gelombang.

Selain contoh model gelombang cahaya, ada juga contoh lain yaitu model partikel. Misalnya kita menganalisis bola yang melakukan gerak parabola di udara. Dalam kenyataannya, bola tersebut tidak benar-benar bulat, tetapi ada lapisan-lapisan di kulitnya (anda dapat mengamati bola sepak). Ketika bergerak di udara, gerakan bola tersebut dihambat oleh gesekan udara dan dipengaruhi oleh tiupan angin. Berat bola juga selalu berubah-ubah, sesuai dengan ketinggiannya dari permukaan bumi dan bumi juga sedang berotasi. Apabila kita memasukan semua hal itu dalam perhitungan maka akan menjadi persoalan yang sangat rumit. Oleh karena itu kita menganggap bola sebagai obyek atau partikel, di mana gerakannya seolah-olah dalam ruang hampa (gesekan udara diabaikan), beratnya dianggap tetap alias tidak berubah, dan rotasi bumi juga kita abaikan. Sekarang kita dengan mudah menganalisis gerakan bola menggunakanmodel ini. Walaupun banyak hal diabaikan dalam model di atas, tidak berarti kita juga mengabaikan semua hal yang mempengaruhi gerakan bola. Dalam menganalisis gerak parabola yang dilaukan bola, kita tidak bisa mengabaikan gravitasi yang membuat gerakan bola berbentuk parabola. jadi intinya, model yang kita pilih harus difokuskan aspek penting yang ingin kita analisis. Model yang baru dijelaskan secara panjang lebar ini dikenal dengan julukan model ideal. Tujuan adanya model adalah memberikan kita gambaran atau pendekatan.

Teori

Makhluk apakah teori itu ? jika anda pernah mendengar nama eyang Einstein maka anda mungkin mengetahui salah satu teorinya yang luar biasa, yakni teori relativitas khusus. Mengapa disebut teori, bukanmodel ? apakah perbedaan antara teori dengan model ?

Model relatif lebih sederhana dan mempunyai kesamaaan struktur dengan fenomena yang dipelajari, sedangkan teori lebih luas, lebih mendetail dan memberikan ramalan yang dapat diuji dan sering hasil pengujian memiliki ketepatan yang tinggi. Terkadang karena sebuahmodel dikembangkan dan mempunyai cakupan fenomena yang lebih luas maka dapat disebut sebagai teori. Contohnya dalah teori gelombang cahaya dan teori atom.

Hukum

Bagaimanakah dengan hukum, misalnya Hukum I Newton ?

Hukum merupakan pernyataan yang singkat tapi bersifat umum dalam menjelaskan perilaku alam. Terkadang pernyataan itu membentuk suatu persamaan atau hubungan, misalnya Hukum IINewton . Suatu pernyataan disebut hukum jika secara eksperimental berlaku secara luas. Hukum-hukum ilmiah bersifat deskriptif; menjelsakan bagaimana alam berprilaku, tidak menjelsakan bagaimana alam harus berprilaku. Berbeda dengan hukum politik yang preskriptif, di mana menjelaskan bagaimana manusia harus beprilaku. Suatu pernyataan disebut hukum jika validitasnya telah teruji secara luas. Walaupun demikian, jika terdapat informasi-informasi baru yang muncul maka hukum-hukum tertentu harus disesuaikan, bahkan harus dilenyapkan.

Prinsip

Jika hukum mempunyai cakupan yang luas, maka prinsip mempunyai cakupan yang terbatas, misalnya prinsip Archimedes atau prinsip Pascal. Prinsip dan hukum memiliki kemiripan, hanya pernyataan sebuah prinsip kurang umum, sedangkan pernyataan yang dikategorikan ke dalam hukum memiliki cakupan yang luas.

www.gurumuda.com

Besaran dan Satuan

Besaran merupakan segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka, misalnya panjang, massa, waktu, luas, berat, volume, kecepatan, dll. Warna, indah, cantik, bukan merupakan besaran karena tidak dapat diukur dan dinyatakan dengan angka.

Dari pengertian ini dapat diartikan bahwa sesuatu itu dapat dikatakan sebagai besaran harus mempunyai 3 syarat yaitu

1. dapat diukur atau dihitung
2. dapat dinyatakan dengan angka-angka atau mempunyai nilai
3. mempunyai satuan

Besaran berdasarkan arah dapat dibedakan menjadi 2 macam

1. Besaran vektor adalah besaran yang mempunyai nilai dan arah sebagai contoh besaran kecepatan, percepatan dan lain-lain.
2. Besaran skalar adalah besaran yang mempunyai nilai saja sebagai contoh kelajuan, perlajuan dan lain-lain.

Satuan didefinisikan sebagai pembanding dalam suatu pengukuran besaran. Setiap besaran mempunyai satuan masing-masing, tidak mungkin dalam 2 besaran yang berbeda mempunyai satuan yang sama. Apa bila ada dua besaran berbeda kemudian mempunyai satuan sama maka besaran itu pada hakekatnya adalah sama. Sebagai contoh Gaya (F) mempunyai satuan Newton dan Berat (w) mempunyai satuan Newton. Besaran ini kelihatannya berbeda tetapi sesungguhnya besaran ini sama yaitu besaran turunan gaya. Untuk melihat berbagai rumus dalam bab besaran dan satuan silakan klik http://alljabbar.files.wordpress.com/2008/03/01-besaran-dan-satuan.pdf