Dear Aeromodeller, aku mau berbagi pengetahuan nih, :
Lihat gambar percobaan dibawah ini: Udara di "semburkan" dari sumber di sebelah kiri, dan melewati tabung yg memiliki beda penampang.
Gambar 1. Percobaan semprotan udara dan air .
Percobaan diatas menjelaskan, pada penampang kecil, tekanan lebih kecil dibanding pada penampang yg lebar , sehingga level air nya
"ketarik" ke atas.
Teoritis dari fenomena diatas dg persamaan Bernoulli:
Gambar 2. Persamaan Bernoulli
Sesuai hukum kekekalan energi, Sigma Energi sebelum , pada, dan sesudah titik penyempitan adalah sama.
Pada penampang kecil, karena massa fluida yg lewat adalah tetap, maka yg berubah ada kecepatannya.
Karena kecepatan berubah, energi kinetik berubah, dan konsekuensinya, tekanan pada penampang kecil berkurang.
Cerita diatas dapat sedikit (
krn ga bener seratus persen, ntar ku jelasin kenapa nya ) menjelaskan kenapa sayap bisa mengangkat psw kita:
Gambar 3. Hubungan Daya angkat dengan Sudut Sayap (Angle of Attack)
Di gambar pertama, dengan asumsi masa udara yg melewati sisi atas dan bawah adalah sama,
maka,
karena bentuk airfoil, lintasan permukaan sayap atas akan lebih panjang ketimbang lintasan bawahnya (apalagi pada tipe flat bottom),
maka lagi,
partikel partikel udara yg lewat permukaan atas HARUS berlari lebih kenceng untuk sampai ke trailing edge.
Gambar 4. Terminologi pada Airfoil
Konsekuensinya, seperti diawal cerita tentang air dan seprotan udara diatas , tekanan udara pada sisi atas sayap akan lebih kecil ketimbang tekanan di sisi bawah,
akibatnya,
Sayap akan
"ketarik" ke atas.
Gambar 3 juga menjelaskan, untuk menambah daya angkat dapat dilakukan dengan menaikkan sudut serang(Angle of Attack) sampe suatu ketika , aliran udara di daerah trailing edge menjadi tidak laminar lagi (Reynolds number naik), dan menjadi turbulen yang mengakibatkan perlawanan udara ato DRAG.
DRAG akan mengurangi kecepatan psw, dan psw bisa STALL.
Trus, gimana penjelasannya kalo psw terbang inverted ?
Gambar 5. Terbang terbalik ?
Atur saja AoA nya utk mendapat kan lift yg cukup, plus tambah kecepatan ( dg Throttle).
Gambar 5 juga bisa menjelaskan kenapa psw trainer (semi dan flat bottom airfoil) kalo inverted harus lebih "ndangak/ menegadah" dibanding psw aerobatik/sport ( airfoil simetris)
Ada penjelasan lain mengapa sayap bisa punya daya angkat :
Gambar 6. Hukum Newton ke 3 pada airfoil sayap.
Sesuai hukum Newton ke-3 (Tentang aksi-reaksi), Tumbukan partikel udara pada sisi bawah sayap akan mengakibatkan sayap mendapat "Gaya angkat / lift ). walaupun sebenarnya partikel udara sdh "berbelok" sesaat sebelum menyentuk permukaan bawah sayap ( bidang datar).
Hal ini juga menjelaskan kenapa sayap air foil datar bisa terbang, tinggal atur AoA saja..
Gambar 7. Sebaran / profil Tekanan pada sayap ( wind tunnel )
Terlihat di gambar 7, Net Resultance dari gaya-2 yang bekerja pada sayap ada pada daerah orange-pekat (D).
Resultan gaya ini lah yg dirasakan sebagai daya angkat psw.
Jadi jelas, daya angkat(Lift) tergantung jenis airfoil psw. Di web NASA banyak grafik jenis2 airfoil dan koefisien daya.
Kalo mau coba2 berbagai jenis airfoil di wind tunnel, silahkan ke
Airfoil simulator
Disini kita bisa nyobain, jenis2 airfoil, gimana Lift pada sayap inverted dan normal, dan variasi AoA-nya. Sangat membantu untuk memahami fenomena sayap.
Gambar 8. Contoh data airfoil NACA.
L = lift
Cl = lift coefficient
(rho) = air density
V = air velocity
A = wing area
Contoh:
Sebuah psw wingspan 40 feet,chord 4 feet (wing area = 160 sq. ft.), bergerak pada 100 mph (161 kph) diatas permukaan laut (147 feet atau 45 meters, per detik).
Sayap menggunakan NACA 1408 airfoil, dengan AoA 4 degrees.
Maka :
A = 160 square feet
(rho) = 0.0023769 slugs / cubic foot (at sea level on a standard day)
V = 147 feet per detik
Cl = 0.55 (lift coefficient NACA 1408 airfoil @ 4 degrees AOA)
Lift = 0.55 x .5 x .0023769 x 147 x 147 x 160
Lift = 2,260 lbs atau sekitar 1 ton.
Hadi
Dari berbagai sumber.
Ayo temen2 lain, kita berbagi ilmu untuk kemajuan aeromodeling tanah air..
lagi nyari informasi lebih sebelum maiden Cessna 182 50 engine.
](./images/smilies/eusa_wall.gif "Brick wall")
otakku nggak nyampe.......hiks hiks....
