Winglet Pada Pesawat Terbang

Salam para blogger..

Pada posting kali saya ingin bercerita sedikit tentang dunia dirgantara yang juga saya sukai di luar bidang komputer. Keep read all my post.

Boeing 737 NG

Setiap kali saya naik pesawat, saya selalu memperhatikan setiap kejadian pada pesawat yang saya tumpangi sejak sebelum take-off hingga setelah landing, sehingga biasanya saya suka meminta petugas di counter check-in bandara untuk menempatkan saya duduk di dekat jendela yang tidak jauh dari bagian sayap pesawat. Untuk penerbangan BTJ-CGK atau sebaliknya, saya biasa menggunakan jasa maskapai Lion Air atau Garuda Indonesia. Saat ini, kedua maskapai tersebut menggunakan pesawat yang berbeda untuk rute BTJ-CGK-BTJ, yaitu pesawat jenis Boeing 737-800 (Garuda Indonesia) dan Boeing 737-900ER (Lion Air) atau biasa disebut seri Boeing 737 NG (Next Generation, red.), sebelumnya kedua maskapai tersebut menggunakan Boeing 737-300/400 atau MD-90 (Lion Air) untuk rute yang saya lewati. Perbedaan yang saya lihat pada Boeing 737 NG adalah dari bentuk sayap. Terdapat lekukan pada ujung dari bentangan sayap Boeing 737 NG yang tidak terdapat pada seri pesawat sebelumnya yang pernah saya naiki.
Awalnya saya mengira itu hanyalah sebuah aksesoris untuk memperindah bentuk pesawat (emang keliatan lebih bagus sih..), tapi ternyata di balik semua itu ada manfaat yang cukup besar dari penggunaan desain tersebut. Bahkan penggunaan lekukan yang disebut winglet tersebut dapat menghemat bahan bakar hingga 7% (bayangkan betapa berartinya 7%, terutama untuk penerbangan jarak jauh). Lalu, apa sebenarnya winglet itu, dan apa kegunaan utamanya pada pesawat terbang? Let's check it out..

Winglet adalah salah satu aksesoris pada sayap pesawat yang memungkinkan penambahan performansi sayap tanpa harus memperlebar wingspan (lebar sayap pesawat). Di pelajaran fisika, dijelaskan bahwa pesawat bisa melayang di udara karena adanya prinsip Bernoulli yang secara sederhana prinsipnya adalah : "Tekanan pada suatu aliran gas ditambah kuadrat kecepatan harus tetap besarnya." Hal ini mengakibatkan jika kecepatan aliran meningkat, maka tekanan akan berkurang (Kalau berminat baca aja di buku fisika tentang fluida..). Nah, untuk membuat pesawat bisa terbang, maka dapat kita lihat pada profil sayap pesawat terbang, yaitu cembung di bagian atas dan datar di bagian bawah. Saat pesawat melaju, sayap membelah udara dan terbagi di bagian atas dan bawah sayap, kemudian menyatu kembali di bagian belakang sayap. Karena bagian atas sayap yang cembung, maka lintasan udara di bagian atas pesawat lebih panjang dibandingkan bagian bawah sehingga relatif terhadap pesawat, kecepatan aliran udara di atas sayap lebih besar dibanding di bagian bawah sayap. Hal ini menyebabkan tekanan di bagian bawah lebih besar dibanding bagian atas sayap sehingga memberikan gaya angkat yang menyebabkan pesawat dapat terbang (Hff.. Panjang juga nih penjelasannya.). Lalu, apa hubungannya prinsip Bernoulli dengan penggunaan winglet?

aliran udara pada sayap pesawat

Pada pesawat terbang, penampang sayap pesawat dibuat lebih lebar di dekat fuselage (badan pesawat), kemudian terus menyempit makin ke ujung sayap. Hal ini tentunya dipengaruhi kekuatan dari fuselage untuk menahan beban sayap sehingga didesain seperti itu. Nah, di sinilah masalah ditemukan. Saat di dekat fuselage, pesawat masih leluasa membelah udara karena penampang sayapnya yang cukup lebar. Tetapi, makin ke ujung, pembatas antara udara bagian bawah sayap yang bertekanan tinggi dengan udara di bagian atas yang bertekanan rendah semakin kecil, sehingga udara bertekanan tinggi menyerbu bagian udara udara bertekanan rendah. Hal ini menyebabkan terjadinya putaran udara (vortex) di bagian ujung sayap yang disebut turbulence. Hal ini sangat berbahaya, terutama jika ada pesawat lain yang bergerak di belakang pesawat tersebut. Selain itu, gerak udara yang berputar ini juga menyebabkan induced drag (drag pada gaya angkat) pada pesawat. Gerak udara yang berputar tersebut menyebabkan dibutuhkan energi yang lebih besar untuk menerbangkan pesawat yang tentunya diambil dari gerak maju pesawat. Hal ini menyebabkan pemborosan di sisi penggunaan bahan bakar (Nah, udah keliatan kan masalahnya).

perbedaan putaran udara di ujung sayap tanpa winglet (sayap kiri) dan sayap dengan winglet (sayap kanan)

penanganan putaran udara oleh winglet pada sayap peawat

Nah, dari masalah di atas, keliatan kalau masalah utamanya adalah tidak adanya pembatas udara di bagian ujung pesawat yang menyebabkan terjadinya turbulence. Untuk menyiasatinya, maka digunakanlah teknologi yang sangat sederhana, yaitu dengan menambahkan sirip tambahan pada bagian ujung sayap dengan posisi vertikal terhadap sayap atau lebih dikenal dengan istilah winglet. Kadang-kadang winglet juga berupa perpanjangan sayap yang ditekuk ke bagian atas (penjelasan lebih lengkap akan saya jelaskan di posting berikutnya mengenai jenis-jenis winglet). Dengan adanya winglet, putaran udara di ujung sayap dapat direduksi karena adanya dinding yang menghambat pertemuan udara betekanan tinggi dengan udara yang bertekanan rendah. Hal ini menyebabkan putaran udara diperkecil dan mengurangi induces drag, dan tentunya energi yang dibutuhkan menjadi lebih rendah sehingga dapat menghemat bahan bakar pesawat hingga 7%. Mungkin tidak terlalu signifikan, tapi akan sangat berarti untuk penerbangan jarak jauh (harapan saya sebagai penumpang sih, biaya fuel surcharge yang dikenakan untuk penumpang bisa dikurangi biar tiket lebih murah. Hehe..).

Berikut ini adalah gambar-gambar pesawat dengan bentuk winglet-nya yang beraneka ragam.

References :

http://en.wikipedia.org/wiki/Wing_tip

http://en.wikipedia.org/wiki/Wingtip_device

http://rifkymedia.wordpress.com/2009/10/30/wingtip-dan-kegunaan-nya-pada-pesawat

http://netsains.com/2010/07/apa-guna-winglet-pada-pesawat-terbang/