Jabarkan Lift dari Pesawat terbang

(gaya angkat) melawan gaya dari weight, dan dihasilkan oleh efek dinamis dari udara yang beraksi di sayap, dan beraksi tegak lurus pada arah penerbangan melalui center of lift' dari sayap.

Pada penerbangan yang stabil, jumlah dari gaya yang saling berlawanan adalah sama dengan nol. Tidak akan ada ketidakseimbangan dalam penerbangan yang stabil dan lurus (Hukum ketiga Newton). Hal ini berlaku pada penerbangan yang mendatar atau mendaki atau menurun.

Hal ini tidak sama dengan mengatakan seluruh keempat gaya adalah sama. Secara sederhana semua gaya yang berlawanan adalah sama besar dan membatalkan efek dari masing-masing gaya. Seringkali hubungan antara keempat gaya ini diterangkan dengan salah atau digambarkan dengan sedemikian rupa sehingga menjadi kurang jelas.

Hubungan yang benar antara gaya-gaya dalam penerbangan Perhatikan gambar berikut sebagai contoh. Pada ilustrasi di bagian atas, nilai dari semua vektor gaya terlihat sama. Keterangan biasa pada umumnya akan mengatakan (tanpa menyatakan bahwa 'thrust' dan drag tidak sama nilainya dengan weight dan lift) bahwa thrust sama dengan drag dan lift sama dengan weight.

Harus dimengerti bahwa dalam penerbangan yang lurus dan mendatar (straight and level), adalah benar gaya lift/weight yang saling berlawanan adalah sama, tetapi kedua gaya itu juga lebih besar dari gaya berlawanan thrust/drag yang juga sama nilainya di antara keduanya, bukan dibandingkan dengan lift/weight. Untuk kebenarannya, harus dikatakan bahwa dalam keadaan stabil (steady):

Jumlah gaya ke atas (tidak hanya lift) sama dengan jumlah gaya ke bawah (tidak hanya weight)

Jumlah gaya dorong (tidak hanya thrust) sama dengan jumlah gaya ke belakang (tidak hanya drag)

Perbaikan dari rumus lama yang mengatakan thrust sama dengan drag dan lift sama dengan weight ini juga mempertimbangkan fakta bahwa dalam climb/terbang mendaki, sebagian gaya thrust juga diarahkan ke atas, beraksi seperti gaya lift, dan sebagian gaya weight, karena arahnya yang ke belakang juga beraksi sebagai drag. Pada waktu melayang turun (glide) sebagian vektor gaya weight diarahkan ke depan, beraksi seperti gaya thrust. Dengan kata lain, jika kapan pun arah pesawat tidak horisontal maka lift, weight, thrust dan drag akan terbagi menjadi dua komponen.

Gaya Angkat Sayap Pada Pesawat Terbang

Pesawat terbang dapat terangkat ke udara yang melalui sayap peswat, tidak seperti roket yang terangkat ke atas karena aksi-reaksi antara gas yang disemburkan roketdengan roket itu sendiri. Roket yang menyemburkan gas ke belakang dan sebagai reaksinya gas mendorong roket maju. Jadi, roket tetap dapat terangkat ke atas walaupun tidak ada udara, tetapi pesawat terbang tidak dapat terangkat jika tidak ada udara.

Penampang sayap pesawat terbang mempunyai bagian belakang yang lebih tajam dan sisi bagian atas yang lebih melengkung daripada sisi bagian bawahnya. Bentuk sayap seperti ini dinamakan aerofoil. Bentuk ini menyebabkan garis arus seperti arus. Garis arus pada sisi bagian atas lebih rapat daripaa sisi bagian bawahnya, yang berarti kelajuan aliran udara pada sisi bagian atas pesawat (v2) lebih besar daripada sisi bagian bawah sayap (v1). Sesuai dengan asas Bernoulli, tekanan pada sisi bagian atas (p2) lebih kecil daripada sisi bagian bawah (p1) karena kelajuan udaranyalebih besar. Beda tekanan p1 - p2 menghasilkan gaya angkat sebesar F1 - F2 = (p1 - p2)A Dengan A adalah luas penampang totl sayap Jika nilai p1 - p2 dari persamaan p1 - p2 = 1/2 p (v2^2 - v1^2) kita masukkan ke persamaan di atas menjadi F1 - F2 = 1/2 p (v2^2 - v1^2)A Dengan p massa jenis udara Pesawat terbang dapat terangkat ke tas jika gaya angkat lebih besar daripada berat pesawat. Jadi, apakah suatu pesawat dapat terbang atau tidak tergantung pada berat pesawat, kelajuan pesawat, dan ukuran sayapnya. Makin besar kecepatan pesawat maka makin besar kecepatan udaranya dan ini berarti v2^2 - V1^2 bertambah besar sehingga gaya angkat F1 - F2 makin besar. Makin besar ukuran sayap (A) makin besar gaya angkatnya. Supaya pesawat dapat terangkat gaya angkat harus lebih besar daripada berat pesawat (F1-F2) > mg). Jika pesawat telah berada pada ketinggian tertentu dan pilot ingin mempertahankan ketinggiannya (melayang di udara) makakelajuan pesawat harus diatur sedemikian rupa sehingga gaya angkat sama dengan berat pesawat (F1 - F2 = mg) Pada dasarnya ada 4 buah gaya yang bekerja pada sebuah pesawat terbang yang sedang mengangkasa 1. Berat pesawat yang disebabkan oleh gaya gravitasi bumi 2. Gaya angkat yang disebabkan oleh bentuk pesawat 3. Gaya ke depan yang disebabkan oleh gesekan udara 4. Gaya hambatan yang disebabkan oleh gesekan udara.

Jika pesawat hendak bergrak mendatar dengan suatu percepatan maka gaya ke depan harus lebih besar daripada gaya hambatan dan gaya angkat harus sama dengan berat pesawat. Jika pesawat hendak menambah ketinggian yang tetap, maka resultan gaya mendatar dan gaya vertikal harus sama dengan nol. Ini berarti bahwa gaya ke depan sama dengan gaya hambatan dan gaya angkat sama dengan berat pesawat.

Vektor gaya pada saat pesawat mendaki

Diskusi dari konsep sebelumnya sering diabaikan dalam teks, buku-buku atau manual aeronautika. Alasannya bukan karena tidak ada konsekwensinya, tetapi karena mengabaikan diskusi ini maka ide utama dari hal gaya-gaya aerodinamika yang bekerja pada sebuah pesawat yang terbang dapat disampaikan tanpa harus mendalami teknisnya seorang ahli aerodinamika. Dalam kenyataannya mempertimbangkan hanya terbang datar/level flight, dan mendaki secara normal dan meluncur dengan mantap/steady, tetaplah benar bahwa gaya angkat sayap adalah gaya ke atas yang penting, dan berat/weight adalah gaya ke bawah yang sangat penting.

Seringnya, kesulitan yang dihadapi pada saat menerangkan gaya yang bekerja pada pesawat udara adalah masalah bahasa dan artinya. Contohnya, penerbang telah lama mempercayai bahwa pesawat mendaki karena kelebihan gaya angkat (excess lift). Hal ini tidak benar jika seseorang hanya memikirkan hubungannya dengan sayap saja. Tapi bagaimanapun hal ini benar, jika gaya angkat adalah penjumlahan total dari semua “gaya ke atas”. Tetapi ketika merujuk ke “gaya angkat dari thrust” definisi yang sebelumnya telah dibuat untuk gaya-gaya ini tidak berlaku lagi dan membuat lebih sulit. Hal yang tidak tepat dalam bahasa ini telah menjadi alasan untuk menggunakannya sebagai argumen, terutama dalam sektor akademik, bukannya untuk membuatnya lebih mudah sebagai penjelasan pada prinsip-prinsip dasar penerbangan.

Meskipun gaya-gaya yang bekerja pada pesawat terbang telah ditetapkan, masih diperlukan sebuah diskusi yang lebih detail tentang bagaimana penerbang menggunakannya untuk memproduksi penerbangan yang terkendali.