Turbulensi Pada Pesawat Terbang

Turbulensi adalah sebuah keadaan yang
ditandai ketidakstabilan (disorder) dan
keacakan (randomness) pergerakan di
setiap skalanya. Turbulensi menarik
komponen-komponen yang dipengaruhinya
ke arah tertentu dan kemudian melepasnya
secara tiba-tiba. Timbullah guncangan.
Wilayah turbulensi ini dipengaruhi oleh apa
yang dinamakan dengan downdraft
(gerakan massa udara ke bawah).
Turbulensi banyak sekali jenisnya.
Turbulensi atau turbulence adalah gerakan
tidak beraturan atau berputar tidak
beraturan akibat perbedaan tekanan udara
atau perbedaan temperatur udara.
-> Ada mechanical turbulence
karena gesekan angin
dengan bangunan atau
gunung, dll.
-> Ada wake turbulence yang
disebabkan oleh gerakan
manuver pesawat.
Semakin besar pesawat,
semakin besar juga efek
wake turbulence-nya.
Biasanya kalo ada pesawat
kecil terbang di
belakangnya bisa terkena
efek bergoyang-goyang
bhkan bisa terhempas.
-> Ada juga Convection
Turbulence akibat udara
panas yang mengalir ke
atas sebagai akibat
perbedaan temperatur.
Inversion turbulence,
perubahan arah angin
(berbalik) karena
perubahan temperatur.
Frontal turbulence
perubahan arah angin
karena arah angin
horizontal mendadak
karena perbedaan tekanan.
-> Terakhir adalah clear air
turbulence (CAT) karena
fenomena alam, disebut
juga atau termasuk dari
jenis jet stream.
Jet stream sendiri adalah arus angin
berkecepatan tinggi (bisa lebih dari 150
knot = > 277 Km/jam) yang terjadi di
lapisan atmosfir bagian atas yang sangat
tinggi (high altitude), di atas 30.000 ft.
Para pilot di seluruh dunia paling takut
sama yang namanya clear air turbulence,
sama halnya dengan jetstream, karena
tidak bisa diprediksi dan tidak bisa
dideteksi oleh radar cuaca. Makanya para
penerbang di airline setelah mendapat
ATPL (Airline Transport Pilot Licence) akan
mengikuti suatu training untuk
mngantisipasi kejadian tersebut, nama
trainingnya adalah Windshear Training.
Penyebab :
1. Suhu – Pemanasan dari matahari
menyebabkan masa udara panas naik
dan sebaliknya masa udara dingin
turun, turbulensi jenis ini sering
disebut dengan ”turbulensi thermis”
2. Jet stream – Pergerakan yang sangat
cepat arus udara pada level ketinggian
yang tinggi, dan mempengaruhi udara
disekitarnya.
3. Pegunungan – Massa udara yang
melewati pegunungan dan
mengakibatkan turbulensi pada saat
pesawat terbang diatasnya pada sisi
yang lain. Turbulensi jenis ini sering
disebut dengan “turbulensi mekanis”
4. Wake turbulence – Turbulensi yang
terjadi karena dekat dengan
permukaan yang dilewati pesawat atau
helikopter
Berikut ini tiga tipe turbulensi pada
pesawat terbang seperti yang dikutip dari
salah satu situs :
1. Turbulensi Selama Badai
Pola cuaca konvektif atau badai menurut
pilot dan ahli meteorologi merupakan satu-
satunya turbulensi yang dapat dilihat. Arus
naik dan turun yang kuat di pusat badai
dapat mendorong pesawat ke atas atau
turun sebanyak 6.000 kaki. Dengan kondisi
seperti itu tidak bisa dilalui, disarankan
menjauh dari badai.
Turbulensi terburuk terjadi di tengah badai,
biasanya antara 12.000 sampai 20.000
kaki. Badai dan turbulensi dapat meningkat
setinggi 50.000 kaki, jauh di atas batas
tertinggi pesawat yakni antara 30.000
sampai 40.000 kaki. Prakiraan cuaca, radar,
dan laporan terkini dari bandara dan
pesawat lain dapat membantu pilot
mengarahkan pesawat dengan jelas pada
cuaca terburuk.
Cuaca buruk bukanlah unsur paling
berbahaya dalam penerbangan yang
melewati badai. Bencana ini mendatangkan
bahaya lain, seperti petir dan hujan batu es
yang dapat memecah jendela kokpit atau
merusak mesin.
2. Turbulensi di Gunung
Saat angin kencang bertiup mengarah ke
pegunungan, udara mengalir dari puncak
gunung menghasilkan turbulensi dalam
bentuk gelombang saat mencapai sisi lain
gunung. Proses ini sama seperti gelombang
laut yang memecah pada sisi karang yang
terendam.
Turbulensi ini tidak dapat terlihat jelas.
Pilot dapat mengantisipasi "gelombang
gunung" saat mereka terbang di atas
gunung. Para pilot seharusnya sudah paham
dengan potensi bahaya ini. Saat kondisi
pesawat aman dari gelombang gunung, ada
peringatan lain yakni "gelombang awan"
lenticular.
3. Turbulensi Tak Terduga
Jenis paling berbahaya dari turbulensi yakni
Clear Air Turbulence (CAT). Turbulensi ini
tidak terlihat dan datang tanpa diduga.
Ancaman ini bisa menimpa kapan saja
selama penerbangan.
Salah satu penyebab utama CAT yakni
batas antara aliran jet dan gerakan udara
yang lambat berdekatan dengan pesawat.
Batas tidak terlihat ini memberikan kejutan.
Ancaman terberat mengarah pada
penumpang yang melepas sabuk pengaman
saat pesawat melintasi area ini.
Tanggungjawab terhadap penumpang
merupakan kunci untuk keselamatan saat
pesawat terkena turbulensi, khususnya
turbulensi yang datang tanpa diduga.

Pengereman Pada Pesawat Terbang

Bagaimana pesawat mengurangkan
kecepatannya pada kecepatan sekitar 200
knot atau sekitar 300-400 km/jam? Nah, dalam
postingan ini anda akan mengetahui
bagaimana pesawat melambat pada
kecepatan tinggi dan hanya tersedia jarak
3.000 - 4.000 meter. Ternyata,
pesawat mempunyai beberapa tahapan
untuk melambat.

1. Spoiler
Pertama, pilot akan menggunakan spoiler
yang terdapat pada bagian atas sayap
pesawat. Spoiler berguna sebagai
airbrake (gaya hambat udara) untuk
mengurangi daya dorong dan daya angkat
pesawat, walaupun hanya terjadi sebagian
perubahan pada kecepatan pesawat.
Bagaimana jika pilot hanya menggunakan
spoiler sebagai rem pesawat? Pastinya
pesawat akan melaju sampai berkilo-
kilometer dari batas akhir runway (landas
pacu).

2. Flap
Sebelumnya saya akan menjelaskan dahulu,
apa itu flap? Flap atau biasa disebut sirip
sayap adalah permukaan yang dapat dinaik
turunkan yang terdapat di tepi belakang
sayap pesawat. Pada saat pilot menurunkan
flap maka kecepatan pesawat akan turun
drastis (stall). Ukuran flap pada pesawat
komersil biasanya lebih besar daripada
spoiler dan gunanya juga sebagai gaya
hambat udara (airbrake).
Berbagai jenis flap :
1. Plain Flap : Jenis ini biasa digunakan
pada pesawat kecil/capung dan merupakan
penggunaa jenis flap yang sederhana dan
biasanya digunakan untuk pengereman saat
pendaratan. Pada Plain Flap seluruh bagian
flap diturunkan maksimal untuk dapat
memperlambat dengan cepat.
2. Split Flap : Pada Split Flap hanya bagian
bawah flap yang diturunkan, sedangkan
bagian atas tetap normal. Metode flap jenis
ini ditemukan oleh Orville Wright dan
James M. H Jacob pada tahun 1920. Flap
seperti ini biasanya ditemukan pada
pesawat Douglas DC-3 & C-47.
3. Fowler Flap : Jenis flap ini banyak
ditemukan pada pesawat komersil/
penumpang. Fowler Flap hampir sama
dengan Plain Flap tetapi Fowler Flap
memberi sedikit celah sebagai lewat udara
(airflow). Jenis flap ini ditemukan pertama
kali oleh Harlan D. Fowler pada tahun
1924.
Sebenarnya masih banyak lagi jenis flap,
karena terlalu banyak saya tidak
menjelaskan satu persatu. Kalau mau baca
selengkapnya kunjungi http://
en.wikipedia.org/wiki/Flap_(aircraft) .

3. Landing Gear
Tahukah kamu apa landing gear itu?
Landing gear atau dalam bahasa Indonesia
roda pesawat adalah bagian pesawat yang
digunakan saat take off ataupun landing.
Pada saat pesawat meninggalkan tanah/
runway, pilot akan memasukkan landing
gear ke dalam ruang landing gear. Apa
gunanya? Gunanya adalah untuk
mengurangi gaya hambat udara saat
pesawat berada di langit pada kecepatan
tinggi dan juga untuk mengurangi
kerusakan pada landing gear saat melawan
terpaan angin yang sangat kencang. Pada
saat pesawat mau mendarat, barulah
landing gear diturunkan yang gunanya
untuk mengurangi sedikit kecepatan
pesawat dan alas untuk mendarat pada
saat touch down (menyentuh tanah). Selain
untuk alas mendarat, landing gear juga
dimanfaatkan sebagai gaya gesek terhadap
landas pacu (drag) . Sudah jelas, bukan?
Dengan adanya landing gear akan ada gaya
hambat udara sekaligus gaya gesek
terhadap landas pacu.

4. Reverse Thrust
Bagian pengereman ini menggunakan mesin
jet pesawat. Bagaimana cara kerjanya?
Mesin jet pesawat (thrust) memiliki daya
dorong ke belakang untuk meningkatkan
kecepatan pesawat, tetapi pada bagian ini
mesin jet pesawat akan mengubah daya
dorong sehingga angin dari mesin jet akan
terdorong ke depan pesawat. Sudah pasti,
jika angin yang super besar ini atau disebut
juga jet blast , didorong ke depan akan
mengurangi laju pesawat.

5. Autobrake
Ini merupakan bagian pengereman terakhir
yang terdapat pada landing gear. Proses
pengereman ini menggunakan rem hidrolik
atau hampir sama dengan pengereman
pada mobil biasa. Autobrake hanya
digunakan saat kecepatan pesawat sudah
lambat, jika autobrake digunakan saat
touch down sudah pasti kanvas akan
terbakar dan bisa-bisa pesawat tergelincir.
Autobrake biasa digunakan saat landing
ataupun take off.
Tidak terbayang bukan? Bagaimana sulitnya
pengereman pesawat jika dibandingkan
dengan kendaraan lain. Sungguh tidak
terbayang jika pilot pesawat digantikan
dengan supir bajaj yang sudah
berpengalaman sekalipun. Sudah pasti
pesawat akan nylonong melawati batas
runway.

Ada sedikit tambahan nih!
Untuk pendaratan pesawat besar, pesawat
militer, dan pesawat ulang alik
menggunakan bagian berikut :

Parasut
Selain digunakan untuk terjun payung,
ternyata parasut juga digunakan pada
pengereman pesawat. Mengapa
pengereman menggunakan parasut jarang
digunakan pada pesawat komersial?
Penjelasannya begini : pada saat parasut
dikeluarkan dan terbentang sempurna
parasut akan membuat efek kejut yang
sangat besar. Karena kecepatan pesawat
yang tinggi menurun drastis. Sehingga
parasut hanya digunakan pada pesawat
militer, pesawat ulang alik, dan pesawat
besar yang tidak dapat melambatkan
kecepatannya pada jarak tertentu.

Kabel Pengait
Kabel pengait ini khusus digunakan pada
pendaratan di kapal pengangkut pesawat
(aircraft carrier) yang memiliki landas pacu
yang pendek. Cara pengereman ini cukup
sederhana, pertama pesawat akan
mengeluarkan sebatang logam pengait
sebelum landing di aircraft carrier ,
kemudian logam pengait itu akan
menyangkut pada kabel pengait yang
terbentang di dek penerbangan.

Jaring Penahan
Alat pengereman ini juga digunakan pada
aircraft carrier , tetapi pada saat
pendaratan darurat. Apa saja? Pendaratan
darurat itu seperti pesawat mengalami
kerusakan dan tidak dapat mengurang
kecepatannya. Sebelum pesawat mendekat
dek penerbangan, petugas dek
penerbangan akan membentangkan jaring
penahan yang terbuat dari tambang yang
sangat kuat. Kemudian pesawat akan
menabrak jaring penahan itu tanpa
menabrak pesawat lain atau nyebur ke laut.

Turboprop, Turbofan, Turbojet

1. Turboprop
Sebuah engine yang menggunakan propeller di bagian
depannya untuk menghasilkan power
sebagai tenaga kinerja engine untuk
terus bekerja selama dalam
penerbangan. Dimana 70% hasil
penghisapan Propeller untuk gaya
dorong dan 30% untuk supply ke dalam
engine. Berikutnya saya akan
menjelaskan tentang keuntungan dan
kerugian dari Turbo Prop.

Keuntungan :
1. Tidak perlu memerlukan
Runway yang panjang untuk Landing
2. Low fuel consumption

Kerugian :
1. Bising
2. High Vibration
3. Tidak bisa menempuh
jarak jauh

2.Turbofan:
Sebuah engine
yang menggunakan fan untuk
melakukan kerja engine selama
penerbangan. Fan dan propeller
berbeda, fan lebih banyak bilah-bilahnya
dan Propeller lebih sedikit dan letak fan
itu di dalam housing engine sedangkan
propeller di luar. Untuk turbofan ini,
udara masuk tidak sepenuhnya masuk
kedalam engine untuk dilakukan
pembakaran tetapi ada juga yang
mengalir diantara bagian utama engine
dan housing yang di sebut aliran
secondary air fungsinya sebagai cooling.

Keuntungan :
1. Low vibration
2. Dapat menempuh jarak
yang jauh/antar benua
3. Medium fuel consumption

Kerugian :
1. High cost maintenance
2. Membutuhkan runway
yang panjang

3. Turbojet :
Udara luar yang
masuk sepenuhnya akan dibakar
didalam ruang combustion chamber
alias tidak ada lagi udara luar yang lolos
seperti di turbofan dan turbo prop full
burning inilah salah satu keunggulan
dari turbo jet.

Keuntungan:
1. Full power energy
2. Dapat menempuh jarak
jauh
3. Low vibration

Kerugian :
1. High fuel consumption
2. High cost maintenance
3. Bising

Part of Aircraft (4)

Part of Aircraft (4)

RUDDER

At the rear of the fuselage of most aircraft
one finds a vertical stabilizer and a rudder.
The stabilizer is a fixed wing section whose
job is to provide stability for the aircraft, to
keep it flying straight. The vertical stabilizer
prevents side-to-side, or yawing, motion of
the aircraft nose. The rudder is the small
moving section at the rear of the stabilizer
that is attached to the fixed sections by
hinges. Because the rudder moves, it varies
the amount of force generated by the tail
surface and is used to generate and control
the yawing motion of the aircraft.
The rudder is used to control the position of
the nose of the aircraft. Interestingly, it is
NOT used to turn the aircraft in flight.
Aircraft turns are caused by banking the
aircraft to one side using either ailerons or
spoilers. The banking creates an unbalanced
side force component of the large wing lift
force which causes the aircraft’s flight path to
curve. The rudder input insures that the
aircraft is properly aligned to the curved
flight path during the maneuver. Otherwise,
the aircraft would encounter additional drag
or even a possible adverse yaw condition in
which, due to increased drag from the control
surfaces, the nose would move farther off the
flight path.
The rudder works by changing the effective
shape of the airfoil of the vertical stabilizer.
As described on the shape effects slide,
changing the angle of deflection at the rear of
an airfoil will change the amount of lift
generated by the foil. With increased
deflection, the lift will increase in the opposite
direction. The rudder and vertical stabilizer
are mounted so that they will produce forces
from side to side, not up and down. The side
force (F) is applied through the center of
pressure of the vertical stabilizer which is
some distance (L) from the aircraft center of
gravity. This creates a torque
T = F * L
on the aircraft and the aircraft rotates about
its center of gravity. With greater rudder
deflection to the left as viewed from the back
of the aircraft, the force increases to the
right. If the pilot reverses the rudder
deflection to the right, the aircraft will yaw in
the opposite direction. We have chosen to
base the deflections on a view from the back
of the aircraft towards the nose, because that
is the direction in which the pilot is looking

Part of Aircraft (6)

Part of Aircraft (6)

ELEVATOR

At the rear of the fuselage of most aircraft
one finds a horizontal stabilizer and an
elevator. The stabilizer is a fixed wing section
whose job is to provide stability for the
aircraft, to keep it flying straight. The
horizontal stabilizer prevents up-and-down,
or pitching, motion of the aircraft nose. The
elevator is the small moving section at the
rear of the stabilizer that is attached to the
fixed sections by hinges. Because the elevator
moves, it varies the amount of force
generated by the tail surface and is used to
generate and control the pitching motion of
the aircraft. There is an elevator attached to
each side of the fuselage. The elevators work
in pairs; when the right elevator goes up, the
left elevator also goes up. This slide shows
what happens when the pilot deflects the
elevator.
The elevator is used to control the position of
the nose of the aircraft and the angle of attack
of the wing. Changing the inclination of the
wing to the local flight path changes the
amount of lift which the wing generates. This,
in turn, causes the aircraft to climb or dive.
During take off the elevators are used to
bring the nose of the aircraft up to begin the
climb out. During a banked turn, elevator
inputs can increase the lift and cause a tighter
turn. That is why elevator performance is so
important for fighter aircraft.
The elevators work by changing the effective
shape of the airfoil of the horizontal
stabilizer. As described on the shape effects
slide, changing the angle of deflection at the
rear of an airfoil changes the amount of lift
generated by the foil. With greater downward
deflection of the trailing edge, lift increases.
With greater upward deflection of the trailing
edge, lift decreases and can even become
negative as shown on this slide. The lift force
(F) is applied at center of pressure of the
horizontal stabilzer which is some distance
(L) from the aircraft center of gravity. This
creates a torque
T = F * L
on the aircraft and the aircraft rotates about
its center of gravity. The pilot can use this
ability to make the airplane loop. Or, since
many aircraft loop naturally, the deflection
can be used to trim or balance the aircraft,
thus preventing a loop. If the pilot reverses
the elevator deflection to down, the aircraft
pitches in the opposite direction.

Part of Aircraft (5)

Part of Aircraft (5)

AILERON

Aileron can be used to generate a rolling
motion for an aircraft. Ailerons are small
hinged sections on the outboard portion of a
wing. Ailerons usually work in opposition: as
the right aileron is deflected upward, the left
is deflected downward, and vice versa. This
slide shows what happens when the pilot
deflects the right aileron upwards and the left
aileron downwards.
The ailerons are used to bank the aircraft; to
cause one wing tip to move up and the other
wing tip to move down. The banking creates
an unbalanced side force component of the
large wing lift force which causes the
aircraft’s flight path to curve. (Airplanes turn
because of banking created by the ailerons,
not because of a rudder input.
The ailerons work by changing the effective
shape of the airfoil of the outer portion of the
wing. As described on the shape effects slide,
changing the angle of deflection at the rear of
an airfoil will change the amount of lift
generated by the foil. With greater downward
deflection, the lift will increase in the upward
direction. Notice on this slide that the aileron
on the left wing, as viewed from the rear of
the aircraft, is deflected down. The aileron on
the right wing is deflected up. Therefore, the
lift on the left wing is increased, while the lift
on the right wing is decreased. For both
wings, the lift force (Fr or Fl) of the wing
section through the aileron is applied at the
aerodynamic center of the section which is
some distance (L) from the aircraft center of
gravity. This creates a torque
T = F * L
about the center of gravity. If the forces (and
distances) are equal there is no net torque on
the aircraft. But if the forces are unequal,
there is a net torque and the aircraft rotates
about its center of gravity. For the conditions
shown in the figure, the resulting motion will
roll the aircraft to the right (clockwise) as
viewed from the rear. If the pilot reverses the
aileron deflections (right aileron down, left
aileron up) the aircraft will roll in the
opposite direction. We have chosen to name
the left wing and right wing based on a view
from the back of the aircraft towards the
nose, because that is the direction in which
the pilot is looking.

Part of Aircraft (3)

Part of Aircraft (3)

SPOILER

Spoilers are small, hinged plates on the top
portion of wings. Spoilers can be used to
slow an aircraft, or to make an aircraft
descend, if they are deployed on both wings.
Spoilers can also be used to generate a rolling
motion for an aircraft, if they are deployed on
only one wing. This slide shows what
happens when the pilot only deflects the
spoiler on the right wing.

1. Spoilers Deployed on Both Wings

When the pilot activates the spoilers, the
plates flip up into the air stream. The flow
over the wing is disturbed by the spoiler, the
drag of the wing is increased, and the lift is
decreased. Spoilers can be used to “dump” lift
and make the airplane descend; or they can be
used to slow the airplane down as it prepares
to land. When the airplane lands on the
runway, the pilot usually brings up the
spoilers to kill the lift, keep the plane on the
ground, and make the brakes work more
efficiently. The friction force between the tires
and the runway depends on the “normal”
force, which is the weight minus the lift. The
lower the lift, the better the brakes work. The
additional drag of the spoilers also slows the
plane down.

2. Spoiler Deployed on Only One Wing

A single spoiler is used to bank the aircraft;
to cause one wing tip to move up and the
other wing tip to move down. The banking
creates an unbalanced side force component
of the large wing lift force which causes the
aircraft’s flight path to curve.
If the airplane’s right wing spoiler
is deployed, while the left wing spoiler is
stored flat against the wing surface. The
flow over the right wing will be disturbed by
the spoiler, the drag of this wing will be
increased, and the lift will decrease relative to
the left wing. The lift force (F) is applied at
the center of pressure of the segment of the
wing containing the spoiler. This location is
some distance (L) from the aircraft center of
gravity which creates a torque
T = F * L
about the center of gravity. The net torque
causes the aircraft to rotate about its center
of gravity. The resulting motion will roll the
aircraft to the right (clockwise) as viewed
from the rear. If the pilot reverses the spoiler
deflections (right spoiler flat and left spoiler
up) the aircraft will roll in the opposite
direction. We have chosen to name the left
wing and right wing based on a view from the
back of the aircraft towards the nose,
because that is the direction in which the pilot
is looking.