- Penerbangan adalah hasil dari distribusi tekanan dan gaya yang dibuat oleh aliran udara di sekitar sayap, dan airfoil adalah bentuk penampang sayap yang menghasilkan gaya tersebut
- Aliran udara perlu dipahami sebagai kecepatan rata-rata pada area kecil, bukan gerak acak tiap molekul; kecepatan relatif terhadap benda dapat membuat udara diam terasa seperti angin
- Tekanan muncul ketika molekul udara bertumbukan dengan permukaan, dan perbedaan tekanan di sekitar benda mendorong udara serta permukaan padat sehingga mengubah kecepatan dan arah
- Ketika angle of attack meningkat, gaya angkat bertambah, tetapi jika melewati sudut kritis, boundary layer terpisah dan stall membuat gaya angkat berkurang
- Viskositas, boundary layer, turbulensi, ketebalan, dan bentuk asimetris sama-sama mengubah gaya angkat dan drag; karena itu desain sayap nyata adalah persoalan mencari distribusi tekanan dan kecepatan yang menghasilkan gaya angkat yang dibutuhkan sambil mengurangi drag
Penampang sayap yang menciptakan penerbangan
- Sejak lama manusia bermimpi terbang di langit seperti burung, dan di era modern transportasi udara sudah menjadi hal biasa, tetapi fisika penerbangan tetap bisa terasa tidak intuitif
- Prinsip pesawat terbang dapat dipahami melalui gaya yang dibuat oleh aliran udara di sekitar sayap pesawat
- Bentuk penampang sayap disebut airfoil, dan bentuk serta orientasi ini berperan penting dalam menjaga pesawat tetap berada di udara
- Penjelasan dimulai dari visualisasi aliran udara, lalu berlanjut ke kecepatan dan tekanan pada tingkat molekul, aliran di sekitar airfoil, viskositas, boundary layer, serta berbagai bentuk airfoil
Cara melihat aliran
- Udara transparan sehingga geraknya sulit dilihat secara langsung; karena itu aliran dilacak melalui efek angin pada benda seperti rerumputan, daun gugur, debu, atau asap
- Panah menunjukkan arah dan kecepatan aliran udara pada posisi tetap
- Semakin panjang panah, semakin cepat aliran di posisi tersebut
- Setiap titik memiliki kecepatannya sendiri, dan keseluruhan aliran dapat dilihat sebagai medan vektor (vector field)
- Marker bergerak mengikuti aliran seperti benda yang sangat kecil dan ringan, menunjukkan jalur yang benar-benar ditempuh oleh suatu massa udara
- Lintasan marker menjadi jejak waktu yang menunjukkan dari mana massa udara tersebut berasal
- Visualisasi berbasis warna menampilkan besar kecepatan sebagai kecerahan, bukan arah
- Aliran yang lebih cepat tampak dengan warna lebih terang
- Saat informasi arah diperlukan, panah dapat ditumpangkan di atasnya
- Selanjutnya aliran dibahas dalam dua dimensi, dan untuk aliran udara yang dijelaskan dalam tulisan ini gambar bidang saja sudah memadai
- Aliran yang sifat-sifatnya tidak berubah seiring waktu disebut aliran tunak; meski panah terlihat tetap, posisi massa udara terus berubah
Kecepatan udara dan kecepatan relatif
- Bahkan di dalam kubus kecil berukuran 80 nanometer terdapat lebih dari 12.000 partikel udara yang bergerak, dan udara nyata tersusun dari jumlah partikel yang jauh lebih banyak
- Pada udara diam pun, partikel bergerak cepat ke arah acak
- Pada suhu ruang, kecepatan rata-rata partikel udara sekitar 1030mph, atau 1650km/h
- Setiap partikel bertumbukan sekitar 10 miliar kali per detik
- Kecepatan aliran udara bukanlah kecepatan molekul individual, melainkan kecepatan rata-rata partikel dalam area tertentu
- Pada udara diam, gerak acak partikel rata-ratanya mendekati 0
- Saat angin bertiup, arah yang teratur muncul dari gerak rata-rata banyak partikel
- Jika benda bergerak, seperti mobil atau pesawat, maka dari kerangka benda, udara diam pun menjadi angin yang mengalir ke arah berlawanan
- Angin yang terasa saat tangan dijulurkan keluar jendela adalah gerak relatif udara terhadap benda
- Baik angin biasa maupun angin yang dialami benda bergerak sama-sama merupakan gerak relatif antara udara dan benda
- Dari kerangka pesawat, udara mengalir menuju sayap, dan agar pesawat tidak jatuh dibutuhkan gaya ke atas yang mengimbangi gravitasi
- Mobil mengimbangi gravitasi dengan gaya reaksi dari tanah
- Pesawat mengimbangi gravitasi dengan gaya angkat yang dibuat oleh sayap
Bagaimana tekanan menghasilkan gaya
- Tekanan adalah efek kolektif dari gaya yang dibuat oleh partikel udara saat bertumbukan dengan permukaan
- Tumbukan satu partikel sangat kecil, tetapi jumlah tumbukan yang sangat besar dirata-ratakan dan bekerja seperti gaya seragam pada permukaan
- Besar tekanan bergantung pada intensitas tumbukan per satuan luas
- Jika tekanan dengan besar yang sama bekerja seimbang dari semua arah pada benda, benda tidak bergerak
- Jika tekanan di satu sisi lebih besar, gaya menjadi tidak seimbang dan benda terdorong ke sisi berlawanan
- Gaya netto pada benda ditentukan oleh perbedaan tekanan spasial, bukan oleh tekanan absolut
- Perbedaan tekanan menggerakkan bukan hanya benda padat, tetapi juga udara itu sendiri
- Secara rata-rata, partikel bergerak dari area bertekanan tinggi ke area bertekanan rendah
- Perbedaan tekanan yang dibiarkan bebas akan cepat menghilang seiring waktu
- Tekanan meningkat ketika jumlah partikel bertambah, dan juga membesar ketika kecepatan rata-rata partikel meningkat
- Jika suhu naik dan partikel bergerak lebih cepat, tumbukan menjadi lebih kuat dan tekanan juga meningkat
- Tekanan nyata tidak bisa bernilai negatif
- Kondisi tanpa tumbukan partikel adalah tekanan terendah yang mungkin, yaitu 0
- “Tekanan negatif” yang digunakan di sini adalah istilah praktis yang berarti tekanan lebih rendah daripada tekanan statis
Medan tekanan dan aliran di sekitar airfoil
- Distribusi tekanan dapat ditampilkan dengan warna dan garis kontur
- Merah menyatakan tekanan di atas tekanan statis, biru menyatakan tekanan di bawah tekanan statis
- Semakin rapat garis kontur, semakin cepat tekanan berubah
- Arah dan laju perubahan tekanan dapat dilihat sebagai gradien (gradient), dan gradien tekanan ini mengubah kecepatan serta arah massa udara
- Udara yang menaiki “bukit” tekanan melambat
- Udara yang mengikuti “turunan” tekanan mempercepat
- Medan tekanan yang dibuat secara arbitrer bisa jadi tidak sesuai secara fisik
- Jalur marker bisa saling berpotongan, atau udara bisa menembus bagian dalam airfoil
- Pada aliran tunak, udara di posisi yang sama tidak dapat memiliki dua kecepatan sekaligus, sehingga jalur marker yang berpotongan tidak realistis
- Dalam aliran nyata, aliran udara, medan tekanan, dan bentuk benda saling terhubung
- Untuk kecepatan masuk dan bentuk benda tertentu, medan tekanan tidak ditempatkan secara sembarang, melainkan terbentuk bersama aliran
- Medan tekanan nyata di sekitar airfoil membuat udara tidak menembus benda dan berbelok mengikuti permukaan
Tekanan stagnasi dan keseimbangan tekanan di depan-belakang airfoil
- Udara di depan airfoil tidak dapat menembus benda, sehingga tekanan positif terbentuk di bagian depan; tekanan ini memperlambat udara masuk dan mengubah arahnya
- Semakin cepat kecepatan masuk, semakin besar tekanan yang diperlukan untuk menghentikan dan membelokkan udara
- Tekanan yang dibutuhkan untuk menghentikan udara pada kecepatan tertentu disebut tekanan stagnasi
- Tekanan stagnasi sebanding dengan kuadrat kecepatan, sehingga jika kecepatan menjadi 2 kali lipat, tekanan yang diperlukan menjadi 4 kali lipat
- Di atas dan bawah airfoil terbentuk area tekanan negatif yang membantu udara mengalir mengikuti permukaan
- Jika tekanan negatif terlalu kecil, aliran tidak menempel dengan benar
- Jika terlalu rendah, udara akan tertarik kembali ke arah benda dan menghasilkan aliran yang tidak realistis
- Di bagian belakang, udara yang melewati permukaan atas dan bawah berkumpul ke area yang sama dan sebagian tekanan positif terbentuk
- Tekanan ini berperan mengurangi aliran massa udara yang saling bertabrakan di belakang
- Keseimbangan seperti ini dapat diformalkan secara matematis dengan Navier–Stokes equations
- Persamaan tersebut menangani gerak fluids seperti cairan dan gas, bersama gaya seperti tekanan dan gravitasi
- Sulit diselesaikan secara analitis, tetapi simulasi komputer dengan berbagai tingkat kompleksitas dapat memberi wawasan tentang perilaku fluida
- Simulasi dalam tulisan ini adalah model yang disederhanakan, dan tidak memadai sebagai dasar untuk merancang pesawat yang benar-benar bisa terbang
Gaya angkat, drag, dan angle of attack
- Jika semua gaya tekanan pada permukaan airfoil dijumlahkan, hasilnya adalah gaya netto yang bekerja pada benda
- Komponen yang tegak lurus terhadap aliran adalah gaya angkat
- Komponen searah aliran adalah drag tekanan atau form drag
- Jika airfoil simetris berada pada angle of attack 0°, gaya tekanan atas dan bawah rata-rata seimbang sehingga tidak menghasilkan gaya angkat berkelanjutan
- Ketika airfoil dimiringkan, bentuk yang dilihat aliran menjadi asimetris, dan medan kecepatan serta medan tekanan berubah menjadi distribusi asimetris baru
- Airfoil simetris yang dimiringkan ke atas menghasilkan gaya angkat ke atas
- Jika dimiringkan ke bawah, muncul gaya ke bawah
- Angle of attack adalah sudut antara garis acuan benda dan arah aliran masuk
- Semakin besar angle of attack, gaya angkat juga meningkat
- Pada airfoil simetris, hasil untuk angle of attack positif dan negatif saling bersesuaian seperti bayangan cermin
- Meski angle of attack terus diperbesar, gaya angkat tidak meningkat tanpa batas
- Pada titik tertentu, gaya angkat mengalami stagnasi
- Jika melewati angle of attack kritis, terjadi stall dan gaya angkat menurun
Viskositas dan pemisahan aliran
- Viskositas mengendalikan seberapa cepat momentum fluida menyebar
- Pada fluida berviskositas tinggi, lapisan dengan kecepatan berbeda cepat bercampur dan dirata-ratakan
- Pada fluida berviskositas rendah, perbedaan kecepatan bertahan lebih lama dan gelombang serta ketidakstabilan dapat membesar
- Aliran di dekat permukaan padat juga dipengaruhi viskositas
- Fluida tepat di sebelah permukaan seakan menempel dan tidak bergerak
- No-slip condition ini berlaku pada sebagian besar aliran fluida sehari-hari
- Ketika aliran lambat yang menempel di permukaan bercampur dengan aliran cepat di luar, terbentuk boundary layer
- Boundary layer adalah area yang dimulai dari kecepatan 0 di permukaan dan mendekati kecepatan aliran luar
- Biasanya titik yang mencapai 99% kecepatan aliran luar dapat dianggap sebagai batas akhir boundary layer
- Gradien kecepatan di dalam boundary layer menghasilkan skin friction drag
- Semakin curam profil kecepatan di dekat permukaan, semakin besar skin friction drag
- Pada banyak bentuk aerodinamis, komponen utama total drag dalam kondisi umum adalah skin friction drag
- Gradien tekanan menentukan apakah boundary layer tetap menempel pada permukaan atau terlepas
- Gradien tekanan menguntungkan, yaitu tekanan menurun searah aliran, mempercepat udara dan menekan pertumbuhan boundary layer
- Gradien tekanan merugikan, yaitu tekanan meningkat searah aliran, dapat membalikkan aliran boundary layer yang lambat
- Jika aliran boundary layer berbalik, ia terpisah dari permukaan dan terjadi pemisahan aliran
Boundary layer turbulen dan stall
- Pada kecepatan tinggi, jarak panjang, dan Reynolds number besar, boundary layer dapat bertransisi dari laminar menjadi turbulen
- Boundary layer turbulen memiliki pencampuran kuat sehingga lebih tebal daripada boundary layer laminar dan tumbuh lebih cepat
- Ia menarik aliran luar yang cepat ke dekat permukaan sehingga lebih mampu bertahan terhadap gradien tekanan merugikan
- Namun skin friction drag lebih besar daripada pada aliran laminar
- Dimples pada bola golf adalah contoh yang membuat boundary layer menjadi turbulen untuk menunda pemisahan
- Penundaan pemisahan mengurangi drag tekanan
- Drag tekanan yang berkurang mengimbangi peningkatan skin friction drag, sehingga bola terbang lebih jauh daripada bola yang mulus
- Pada airfoil juga, boundary layer turbulen dapat menunda pemisahan aliran dan menunda stall pada angle of attack tinggi
- Dalam kondisi jelajah normal, peningkatan skin friction menjadi kelemahan penting
- Stall muncul ketika boundary layer permukaan atas terpisah secara besar pada angle of attack tinggi
- Medan tekanan di atas menjadi tidak stabil
- Terbentuk pusaran dan vortex yang terlepas
- Aliran terpisah yang kompleks mengubah medan tekanan dan mengurangi gaya angkat
Reynolds number dan viskositas tiap fluida
- Perilaku aliran bergantung bukan hanya pada viskositas μ, tetapi juga kecepatan u, densitas ρ, serta ukuran benda atau wadah L
- Reynolds number didefinisikan sebagai
Re = ρ · u · L / μ- Aliran dengan Reynolds number yang sama menunjukkan perilaku serupa
- Jika ukuran penghalang L digandakan dan kecepatan aliran u dikurangi setengahnya, Reynolds number tidak berubah
- Semakin besar Reynolds number, semakin tinggi kemungkinan turbulensi terjadi
- Meningkatkan kecepatan akan menaikkan Reynolds number
- Menurunkan viskositas akan menaikkan Reynolds number
- Nilai viskositas pada 20°C sangat berbeda antarfluida
- Madu: sekitar 10000 mPa·s
- Minyak zaitun: sekitar 100 mPa·s
- Air: 1.0 mPa·s
- Udara: 0.018 mPa·s
- Viskositas udara sekitar 50 kali lebih rendah daripada air, tetapi viskositas yang rendah pun memengaruhi interaksi antara aliran dan dinding padat
Perubahan bentuk airfoil
- Pada angle of attack kecil, pelat datar pun dapat menghasilkan gaya angkat
- Bentuk airfoil bukan syarat wajib untuk menghasilkan gaya angkat
- Gaya angkat adalah hasil dari distribusi tekanan yang dibuat dan dipertahankan oleh aliran
- Airfoil yang dirancang dengan baik dapat menghasilkan gaya angkat lebih besar atau drag lebih rendah dibandingkan bentuk sederhana
- Airfoil simetris tidak menghasilkan gaya angkat berkelanjutan pada angle of attack 0°, tetapi jika bentuk bagian atas dan bawah dibuat berbeda, gaya angkat dapat muncul bahkan pada 0°
- Bentuk asimetris menghasilkan distribusi tekanan asimetris
- Pesawat umum pada dasarnya menggunakan airfoil asimetris
- Jika diperlukan penerbangan terbalik seperti pada pesawat akrobatik, airfoil simetris kadang digunakan
- Laminar flow airfoil dapat dibentuk untuk memindahkan titik tekanan negatif minimum lebih ke belakang
- Gradien tekanan menguntungkan dari bagian depan hingga titik tekanan minimum berlangsung lebih panjang
- Secara prinsip, ini membantu menjaga boundary layer tetap laminar sehingga menurunkan skin friction
- Leading edge yang bulat dan trailing edge yang tajam adalah ciri yang berulang pada banyak airfoil
- Leading edge yang bulat membantu udara membelok mulus mengitari bagian depan pada berbagai angle of attack
- Trailing edge yang tajam membantu menghindari pemisahan aliran dan mengurangi drag tekanan
Aliran berkecepatan tinggi dan sayap nyata
- Aliran di atas airfoil dapat menjadi lebih cepat daripada aliran masuk
- Ini dapat dilihat dari marker yang mulai pada garis yang sama tetapi bergerak lebih maju di sisi atas airfoil
- Semakin besar angle of attack, efek ini semakin jelas
- Pesawat penumpang tidak terbang lebih cepat dari suara, tetapi aliran yang dipercepat di atas sayap dapat melampaui kecepatan suara
- Saat itu, gelombang kejut dapat terbentuk dan menghasilkan drag
- Pesawat penumpang modern menggunakan supercritical airfoils untuk mengurangi drag gelombang kejut ini
- Pada pesawat supersonik digunakan supersonic airfoils
- Airfoil supersonik tipis, dan leading edge-nya tajam, bukan bulat
- Pada aliran supersonik, perubahan densitas dan temperatur menjadi faktor penting dalam perilaku aliran
- Saat ini banyak airfoil dirancang khusus untuk pesawat tertentu
- Bentuk penampang dapat berbeda sepanjang bentang sayap
- Pesawat nyata adalah benda tiga dimensi, dan wing configuration juga sangat memengaruhi gaya angkat dan drag
- Semua gaya akhir berasal dari interaksi antara aliran udara dan bentuk benda
Bacaan dan tontonan lanjutan
- Fundamentals of Aerodynamics oleh John Anderson: buku teks aerodinamika yang membahas gerak fluida dan interaksi benda dalam aliran
- Understanding Aerodynamics oleh Doug McLean: membahas fenomena aerodinamika melalui penalaran fisik, serta masalah dalam berbagai penjelasan populer tentang gaya angkat
- Video lecture terkait merangkum beberapa kesalahpahaman
- Materi pengantar computational fluid dynamics
- Series of lectures oleh Tony Saad
- 12 steps to Navier-Stokes dan video lectures oleh Lorena Barba
- Beautiful videos dari braintruffle: seri video yang berkembang bertahap dari perilaku fluida pada skala kuantum hingga model praktis
- Aliran udara transparan membentuk medan tekanan dan medan kecepatan, dan gaya angkat yang dihasilkannya mengalahkan gravitasi sehingga pesawat tetap berada di udara
1 komentar
Komentar Hacker News
Cukup menarik bahwa banyak airfoil yang dipakai dalam desain pesawat berasal dari NACA pada era 1920–1930-an https://en.wikipedia.org/wiki/NACA_airfoil
Dengan perangkat lunak komputer modern, rasanya kita bisa merancang airfoil yang lebih baik, tetapi bentuk-bentuk itu tampaknya sudah sangat dioptimalkan lewat matematika dan eksperimen
Jadi kalau ingin merancang pesawat sekarang, sepertinya tinggal mencari airfoil NACA yang diinginkan dari tabel sesuai kecepatan, tekanan udara, dan sebagainya yang diperlukan
Selain itu, airfoil di bagian pangkal sayap dan ujung sayap biasanya berbeda, dan sayap komposit terbaru sedikit berubah bentuknya saat terbang agar beradaptasi dan meningkatkan efisiensi
NACA memang menerbitkan angka kinerja dari uji terowongan angin untuk beberapa kombinasi parameter; itu hasil riset yang berguna, bukan pernyataan “nilai-nilai ini bagus, jadi pakai ini saja”
Ini mirip mengatakan semua satelit mengikuti orbit TLE yang dibuat NASA/NORAD pada 1950-an. Kenyataannya, itu hanya format standar untuk menuliskan elemen orbit yang mendeskripsikan elips tertentu, bukan daftar “orbit bagus yang sudah tervalidasi”
Ini kasus ketika, seperti komentar saudara di sini, perlu memeras beberapa persen tambahan dari karakteristik kinerja. xfoil masih bisa dijalankan sampai sekarang, dan merupakan program Fortran jadul yang cukup menarik
Namun jika perusahaan atau lembaga perlu memeras sampai 5% performa terakhir, mereka akan mulai dari salah satu airfoil ini lalu mengoptimalkannya sesuai flight envelope dan profil misi
Ada juga video yang menunjukkan perubahan bentuk bulat menjadi airfoil yang dioptimalkan untuk supersonik https://www.youtube.com/watch?v=FHYTBguMfWc
Yang terutama dipakai adalah airfoil dari profesor Jerman Wortmann(FX), Quabeck(HQ), dan Boermans(DU). Namun pada turbin angin, airfoil NACA masih digunakan
Ini salah satu UX dengan rancangan terbaik yang pernah saya lihat. Tata letaknya sangat bagus, navigasinya sederhana, dan elemen UI seperti konversi satuan juga disediakan secara inline saat dibutuhkan
Kontennya sendiri juga luar biasa, jadi saya sedang mencatatnya untuk referensi
Saya tumbuh sambil berburu bebek, jadi saya belajar cukup secara intuitif bagaimana bebek menggunakan sayapnya dan bagaimana bentuknya berubah menurut kecepatan saat melambat untuk mendarat di air
Saya juga tumbuh dengan perahu dan berenang, jadi saya punya pemahaman serupa tentang rasa mendayung, menjaga kano tetap lurus, dan menaikkan perahu ke kondisi planing dengan trim motor perahu
Karena itu, tulisan seperti ini justru terasa sulit, sebab banyak bagian sudah tampak bagi saya lewat intuisi campuran tentang udara dan dinamika fluida. Airfoil tetap terasa membosankan kalau melihat apa yang bisa dilakukan bebek
https://www.youtube.com/watch?v=-3CVZYY8xS4
Di luar pembahasan fisika yang muluk-muluk, bebek ini secara harfiah sedang mendayung udara dengan sayapnya. Kelihatannya seperti struktur biologis yang sama dengan yang dipakai untuk tetap mengapung di air saat berenang
Ini tidak sesederhana mendayung di kano. Mengapa sayap bebek justru berbentuk seperti itu, dan mengapa bergerak dengan cara seperti itu?
Saya teringat analisis bahwa sayap lalat buah, saat mengepak, mengambil kembali energi dari udara https://www.nature.com/articles/s41598-021-86359-z
Saya tidak tahu apakah bebek melakukan hal serupa, tetapi jutaan tahun evolusi membuat hewan-hewan seperti ini tampak mudah melakukannya
Contoh airfoil dengan sisi datar yang bekerja cukup baik pada pesawat model dan lebih mudah dibuat daripada airfoil seri NACA adalah keluarga airfoil KFm
https://en.wikipedia.org/wiki/Kline%E2%80%93Fogleman_airfoil
Sangat berguna saat membuat pesawat model dari foam board
Artinya, area di depan step bertindak seperti permukaan semacam canard. Apakah airfoil ini cocok untuk pesawat dengan ekor, tetapi tidak cocok untuk tailless?
Edit: setelah sekilas membaca buku pesawat kertas KF, ternyata untuk pesawat kertas memang digunakan variasi dengan step di bagian bawah
Yang lebih mengejutkan lagi, saya tidak tahu bagaimana ide memberi reflex camber pada sayap delta untuk memberikan stabilitas pada pesawat tanpa ekor bisa dipatenkan. Itu sudah diketahui sejak glider awal yang dinaiki manusia, dan orang yang banyak melipat pesawat kertas kemungkinan besar sudah menemukannya secara implisit. Sepertinya saya harus membaca bukunya lebih teliti
Aduh. Dulu saya pernah kebetulan membaca tulisan orang ini tentang jam tangan mekanis; padahal topiknya sama sekali tidak saya minati, tapi sisa waktu hari itu habis saya pakai untuk belajar soal jam tangan
Saya berharap semua presentasi yang menjelaskan bagaimana pesawat terbang benar-benar dimulai dari pelat datar. Maksudnya sayap dengan penampang datar
Menurut saya bentuk airfoil sayap adalah elemen pengganggu yang menghambat pemahaman orang. Siapa pun yang pernah menjulurkan benda datar ke luar jendela mobil yang sedang melaju tahu bahwa bentuk yang mewah tidak diperlukan untuk mendapatkan gaya angkat
Banyak orang mengira pesawat bisa terbang karena bentuk airfoil, biasanya dengan anggapan bahwa udara di atas sayap harus menempuh jalur lebih panjang daripada udara di bawah, sehingga hukum Bernoulli menciptakan perbedaan tekanan yang mengangkat pesawat. Namun itu penjelasan yang nyaris keliru, mengingat pesawat juga bisa terbang terbalik
Saya hanya membaca tulisannya sekilas dan animasinya memang indah, tetapi rasanya inti untuk memahami apa yang terjadi masih hilang
Yang ingin saya lihat adalah penjelasan yang melihat sayap jauh lebih jauh dan lebih besar, lalu menunjukkan apa yang terjadi pada udara di belakang sayap
Pada kenyataannya, pesawat terbang maju sambil membelokkan massa udara yang besar ke bawah, dan tetap melayang dengan mendorong udara
Sebagian udara dibelokkan oleh sisi bawah sayap, tetapi porsi gaya angkat yang lebih besar berasal dari gumpalan udara yang lebih besar di atas dan di belakang sayap. Dari sudut pandang gumpalan udara yang diam, bisa dikatakan udara itu tersedot turun ke belakang sayap
Peran utama airfoil adalah menjaga agar gumpalan udara di belakang itu tetap menempel pada airfoil pada rentang sudut serang dan kecepatan seluas mungkin. Pelat datar sangat buruk dalam melakukan ini
Sebagai catatan, saya punya gelar teknik dirgantara, pernah memakai xFoil, dan banyak melakukan simulasi fluida
Dalam kondisi tertentu, bentuk itu bisa benar-benar terlihat karena kondensasi. Saat sudut serang diperbesar, gelembungnya menjadi lebih besar dan kuat, lalu ketika sudutnya terlalu besar, gelembung itu “terlepas” dan sayap mengalami stall
Pada penampang sayap yang umum, udara di sisi atas harus menempuh jarak lebih panjang, sehingga bergerak lebih cepat daripada sisi bawah, dan juga bergerak ke bawah saat meninggalkan sayap
Ketika aliran udara yang lebih cepat dan bergerak ke bawah ini bertemu dengan aliran yang lebih lambat di bawah, massa udara terdorong ke bawah. Seperti yang Anda katakan, itulah kerja yang diperlukan untuk mengangkat pesawat
Tulisan itu juga mengatakan bahwa gaya angkat bisa dibuat hanya dengan mengubah kemiringan airfoil simetris, dan menjelaskan bahwa airfoil asimetris bisa menghasilkan gaya angkat dengan drag lebih rendah bahkan tanpa kemiringan
Dijelaskan juga bahwa alasan pesawat akrobatik memakai penampang simetris adalah karena harus mudah terbang terbalik
Lain kali saat naik mobil, saya harus menjulurkan tangan dengan aman untuk mengecek sudut stall tangan saya
Saya setuju bahwa hampir semua materi, termasuk tulisan ini, terlalu menekankan bentuk penampang sayap. Bentuk apa pun yang panjangnya lebih besar daripada ketebalannya akan memberikan gaya angkat pada sudut serang yang tepat
Di tulisan ini memang ada model seperti pintu gudang, tetapi muncul cukup belakangan
Bentuk terutama soal efisiensi dan memperluas rentang sudut serang yang efektif, lalu barulah perbedaan yang lebih detail
Terlepas dari berbagai bantahan rinci, tulisan ini termasuk salah satu penjelasan topik paling mengesankan yang saya lihat dalam beberapa tahun terakhir. Penyampaiannya indah, bahkan interaktif
Saya penasaran mengapa tidak disebutkan “satu sifat” apa yang diatur oleh slider kubus pertama. Apakah viskositas, atau kecepatan udara?
Dijelaskan lebih lanjut nanti, tetapi yang sebenarnya diubah adalah bilangan Reynolds. Itu adalah nilai yang dihitung dari kecepatan, densitas fluida, viskositas, dan panjang
Hal keren dari bilangan Reynolds adalah, misalnya, meski kecepatan udara berbeda, jika bilangan Reynolds-nya sama, secara teori karakteristik aliran udaranya sama
Bahkan, kata viskositas baru pertama kali muncul kira-kira setelah tiga perempat bagian keseluruhan
Cukup mengesankan. Saya penasaran bagaimana semuanya dibuat, jadi saya melihat sumber gambarnya; sebagian besar ada dalam satu file JS 10 ribu baris yang menggambar grafik dengan JS, dan ada cukup banyak WebGL yang sulit dipahami
Di dalam kodenya ada koordinat kurva seperti ini
function draw_car(ctx, rot) { ... ctx.bezierCurveTo(...) ... }Saya penasaran dengan alur kerjanya. Rasanya tidak mungkin semua kurva itu diprogram dengan tangan
Namun bagian 2D kemungkinan besar adalah kode yang dihasilkan