Cara Kerja Winglet

Komponen utama pesawat terbang yang menghasilkan gaya angkat adalah sayap. Prinspip kerja sayap adalah sebagai berikut, udara yang mengalir dibawah sayap lebih lambat daripada dibagian atasnya dikarenakan jalur yang dilewati udara diatas sayap lebih jauh, perbedaan kecepatan tersebut menghasilkan perbedaan tekanan (untuk lebih detailnya baca di artikel lift dan drag) yaitu tekanan dibawah sayap lebih tinggi dari pada tekanan diatas sayap, yang mana mengakibatkan pesawat terangkat keatas.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fe/Airplane_vortex_edit.jpg

Tentu saja kita ketahui bahwa udara mengalir dari tekanan rendah ke tekananan tinggi, misalkan balon yang kita tiup akan menyemburkan udaranya keluar ketika kita lepaskan karena tekanan
didalam balon lebih tinggi dari tekanan luar balon. Hal tersebut juga terjadi pada perbedaan tekanan antara bagian bawah dan atas sayap, tepatnya terjadi pada ujung sayap (wing tip). Aliran udara dari bawah ke atas sayap pada ujung sayap menghasilkan aliran udara yang berputar dengan cepat pada ujung sayap yang disebut juga dengan tip vortex. Aliran ini dapat meningkatkan drag pada sayap, menurunkan gaya angkat dan mengganggu aliran udara.

1-vortex
http://www.boldmethod.com/learn-to-fly/aerodynamics/winglets-and-wingtip-vortices/
 

Penurunan gaya angkat pada tip vortex tersebut terjadi akibat perubahan distribusi tekanan pada bagian atas pesawat yang diilustrasikan dengan simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) berikut ini:

Ilustrasi distribusi tekanan pada atas sayap dengan CFD

Dapat dilihat dari gambar di atas, pada ujung sebelah kanan sayap (tip) terlihat distribusi tekanan yang terdistrupsi. Terlihat suction (tekanan rendah/warna biru) yang semakin menghilang pada bagian tip. Kemudian efek pada pola aliran yang terjadi pada tip diilustrasikan dengan menghitung vorticity pada sekitar sayap tersebut seperti diilustrasikan menggunakan CFD sebagai berikut:

ilustrasi tip vortex dengan software CFD

Untuk menghindari terjadinya hal tersebut, ujung sayap dibuat berbelok keatas dan mengecil atau disebut juga dengan winglet. Winglet ini sangat efektif untuk mengurangi wing tip vortex dengan mengarahkan aliran udara akubat perbedaan tekanan udara yang dijelaskan diatas, terutama pada pesawat kelas berat. Akibat dari penurunan drag ini, bahan bakar yang dibutuhkan oleh pesawat menjadi lebih sedikit, sehingga penemuan winglet ini disambut dengan sangat baik di dunia dirgantara.

 
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Embraer_190_-_Wing_and_winglet.jpg
     

Untuk membandingkan pola vorticity pada sekitar tip sayap, diilustrasikan juga hasil CFD sayap dengan winglet sebagai berikut:

ilustrasi tip vortex dengan winglet

Efek dari winglet tersebut sebenarnya sama dengan meningkatkan aspect ratio (perbandingan span dengan chord sayap), semakin tinggi aspect ratio maka efek wing tip vortex akan semakin mudah diantisipasi, tetapi tentu saja penambahan aspect ratio akan meningkatkan beban pada sayap dan mudah patah, disamping itu pada pesawat penumpang, bentang sayap dibatasi oleh regulasi di bandara, sehingga tidak memungkinkan membuat pesawat memiliki sayap sangat panjang.

Namun perlu diketahui juga, tidak semua pesawat terbang menggunakan winglet, karena winglet tidak selalu menguntungkan, sebagai contoh karena masalah pembuatanya hingga masalah flutter (getaran) yang mungkin terjadi pada struktur sayap.

>> KLIK DI SINI UNTUK SIMULASI CFD PADA PESAWAT TERBANG !

By Caesar Wiratama

aeroengineering services merupakan jasa layanan dibawah CV. Markom dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA.

Author: Caesar Wiratama

caesar@aeroengineering.co.id +62 821-3868-4162

14 comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *