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 (gravitasi), dan gaya dorong (trust).
Gaya dorong pesawat ke depan didapat dari baling-baling yang berputar
pada ujung pesawat (lihat gambar di atas). Sedangkan gaya hambat
merupakan pergesekan pesawat udara dengan angin. Karena pesawat udara
mempunyai massa, maka gaya gravitasi akan membawa pesawat ke bawah,
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 mengalir
di atas sayap lebih cepat dari udara yang mengalir dibawah sayap,
sehingga tekanan udara di atas pesawat lebih rendah.
Di saat yang bersamaan udara di bawah sayap dibelokan ke bawah, sehingga
terjadi gaya angkat (udara yang terdorong ke bawah akan mendorong sayap
ke atas- gaya aksi reaksi).
Gaya dorong terhadap sayap dan tekanan udara yang rendah di atas sayap inilah yang dibutuhkan untuk pesawat terbang di udara.
Terdapat beberapa faktor yang menyebabkan pesawat dapat terbang, di antaranya :
a. Aerofoil pada sayap
Sebuah pesawat memerlukan gaya angkat atau lift yang dibutuhkan untuk
terbang. Lift dihasilkan oleh permukaan suatu sayap (wing) yang
berbentuk aerofoil.Gaya angkat terjadi karena adanya aliran udara yang
melewati bagian atas dan bagian bawah di sekitar aerofoil. Pada saat
terbang, aliran udara yang melewati bagian atas aerofoil akan memiliki
kecepatan yang lebih besar daripada kecepatan aliran udara yang melewati
bagian bawah dari aerofoil. Maka, pada permukaan bawah aerofoil 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 aerofoil akan bergerak menuju
bagian atas aerofoil sehingga tercipta gaya angkat pada sayap pesawat.
Gaya angkat inilah yang membuat pesawat dapat terbang dan melayang bebas
di udara.
b. Mesin Pendorong
Untuk bergerak ke depan (baik di darat maupun di udara), pesawat
memerlukan daya dorong yang di hasilkan oleh tenaga penggerak atau yang
biasa disebut dengan mesin (engine). Daya dorong yang nantinya
dihasilkan oleh engine ini biasa di sebut dengan thrust.
Terdapat beberapa jenis engine dari pesawat, di antaranya :
- Piston Engine
- Turbojet Engine
- Turboporop Engine
- Turbofan Engine
- Turboshaft Engine
1. Piston Engine
Piston engine atau biasa disebut dengan mesin torak, merupakan mesin
yang menggunakan piston (torak) sebagai tenaga penggerak. Piston yang
bergerak naik turun dihubungkan 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
aerofoil. 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 disebut 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).
2. 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.
3. Turboprop Engine
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.
4. Turbofan Engine
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.
5. 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.
c. 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.
- 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.
- 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.
- 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.