Teknik Mesin

Melintasi Udara: Sejarah dan Peran Terowongan Angin dalam Pengembangan Teknologi Aerodinamika

Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra pada 07 Mei 2024


Terowongan angin

Terowongan angin (bahasa Inggris: wind tunnel) adalah sebuah alat yang digunakan dalam penelitian aerodinamika penelitian untuk mempelajari efek dari udara yang bergerak melewati benda padat. Sebuah terowongan angin terdiri atas bagian tubular dengan objek yang diuji dipasang di tengah. Udara digerakkan melewati objek dengan sistem kipas atau sistem lain yang kuat. Objek uji, sering disebut model terowongan angin, diiinstrumentasikan dengan sensor-sensor yang cocok untuk mengukur gaya-gaya aerodinamika, distribusi tekanan, atau karakteristik-karakteristik lainnya yang berkaitan dengan aerodinamika.

Terowongan angin pertama diciptakan menjelang akhir abad ke-19, pada masa awal penelitian aeronautika, ketika banyak orang yang berusaha mengembangkan mesin terbang, yang beratnya lebih berat daripada udara. Terowongan angin dibayangkan sebagai sarana yang membalikkan paradigma biasa bahwa bukan udara yang diam dan objek bergerak dengan cepat melalui udara itu, tetapi efek yang sama akan diperoleh jika objek diam dan udara bergerak dengan cepat melalui objek itu. Dengan cara itu pengamat stasioner bisa mempelajari objek saat terbang dan bisa mengukur gaya-gaya aerodinamika yang berlaku padanya.

Pembangunan terowongan angin menyertai pengembangan pesawat. Terowongan angin yang besar dibangun pada masa Perang Dunia Kedua. Pengujian terowongan angin dianggap penting dan strategis selama pengembangan pesawat dan rudal supersonik dalam Perang Dingin.

Kemudian, studi terowongan angin berdiri sendiri. Efek angin pada struktur atau objek-objek buatan manusia perlu dipelajari ketika bangunan-bangunan menjadi cukup tinggi untuk memberikan permukaan yang besar bagi angin dan kekuatan yang dihasilkan angin harus mampu ditahan oleh struktur dalam bangunan. Pengetahuian akan kekuatan-kekuatan tersebut diperlukan sebelum aturan-aturan pembangunan dapat menentukan kekuatan yang dibutuhkan oleh bangunan dan pengujian tersebut kemudian digunakan untuk bangunan-bangunan yang besar atau tidak biasa.

Lebih jauh lain, pengujian terowongan angin kemudian diterapkan pada mobil, bukan untuk menentukan gaya aerodinamika per se tetapi lebih pada menemukan cara-cara untuk mengurangi daya yang diperlukan untuk menggerakkan kendaraan di jalan raya pada kecepatan tertentu. Dalam studi ini, interaksi antara jalan dan kendaraan memainkan peran penting dan interaksi ini harus dipertimbangkan ketika menginterpretasikan hasil tes. Dalam situasi yang sebenarnya jalan bergerak relatif terhadap kendaraan tetapi udara relatif diam terhadap jalan, berbeda dengan di dalam terowongan angin, udara bergerak relatif terhadap jalan, sementara jalan relatif diam terhadap kendaraan uji. Beberapa terowongan angin untuk uji otomotif telah menyertakan sabuk yang bergerak di bawah kendaraan uji dalam upaya untuk mendekati kondisi yang sebenarnya, dan perangkat yang sangat mirip digunakan dalam pengujian terowongan angin untuk konfigurasi pesawat yang sedang lepas landas dan mendarat.

Pengukuran gaya aerodinamik 

Kecepatan dan tekanan udara diukur dalam beberapa cara di terowongan angin.

Kecepatan udara yang melalui bagian tes ditentukan berdasarkan prinsip Bernoulli. Pengukuran tekanan dinamis, tekanan statis, dan (hanya untuk aliran termampatkan) kenaikan suhu dalam aliran udara. Arah aliran udara di sekitar model dapat ditentukan dari jumbai benang yang melekat pada permukaan aerodinamika. Arah aliran udara yang mendekati permukaan dapat divisualisasikan dengan pemasangan benang pada aliran udara di depan dan di belakang model uji. Asap atau gelembung cairan dapat dimasukkan ke dalam aliran udara di depan model uji dan jalur mereka di sekitar model dapat difoto.

Gaya-gaya aerodinamika pada model uji biasanya diukur dengan timbangan yang terhubung dengan model uji dengan balok, tali, atau kabel.

Penyebaran tekanan pada model uji secara historis diukur dari banyaknya lubang-lubang kecil yang terbentuk di sepanjang jalur aliran udara dan dengan menggunakan manometer banyak tabung untuk mengukur tekanan pada setiap lubang. Penyebaran tekanan dapat lebih mudah diukur dengan menggunakan cat yang sensitif terhadap tekanan, yang menunjukkan fluoresensi cat lebih rendah pada titik terjadinya tekanan yang lebih tinggi. Penyebaran tekanan juga dapat dengan mudah diukur dengan menggunakan sabuk yang sensitif terhadap tekanan, suatu perkembangan baru berupa suatu strip fleksibel yang mengintegrasikan beberapa modul sensor tekanan ultramini. Strip ini melekat pada permukaan aerodinamika dengan pita dan mengirimkan sinyal-sinyal yang menggambarkan penyebaran tekanan di sepanjang permukaannya.

Penyebaran tekanan pada model uji juga dapat ditentukan dengan melakukan survei olak, yang dalam tes ini satu tabung pitot digunakan untuk mendapatkan beberapa ukuran yang mengalir dari model uji, atau beberapa manometer tabung dipasang pada aliran dan semua ukuran diambil.

Sifat aerodinamika dari sebuah objek tidak tetap sama untuk model berskala. Tapi, dengan mengamati aturan-aturan kesamaan tertentu aturan, keterkaitan yang sangat memuaskan antara sifat aerodinamika dari model berskala dan objek berukuran penuh dapat dicapai. Pilihan parameter-parameter kesamaan tergantung pada tujuan tes, tetapi kondisi yang paling penting untuk memuaskan biasanya:

  • Kesamaan secara geometris: semua dimensi dari objek harus secara proporsional berskala;
  • Angka mach: rasio antara kecepatan udara dan kecepatan suara harus identik untuk model berskala dan objek aktual (memiliki angka mach identik di terowongan angin dan di sekitar objek yang sebenarnya tidak sama dengan memiliki kecepatan udara yang identik)
  • Bilangan Reynolds: rasio antara gaya inersia dan gaya viskos harus terjaga. Parameter ini sulit untuk memuaskan dengan model berskala dan telah mengarah pada pengembangan terowongan angin bertekanan dan kriogenik, yang di dalamnya viskositas fluida yang bekerja dapat sangat berubah untuk mengimbangi pengurangan skala model.

Dalam beberapa kasus tes tertentu, parameter kesamaan lain harus dipenuhi, misalnya bilangan Froude.

Sejarah

Asal mula

Insinyur dan matematikawan militer berkebangsaan Inggris Benjamin Robins (1707–1751) menemukan alat lengan pusaran untuk menentukan seretan dan melakukan beberapa percobaan awal dalam teori penerbangan. Sir George Cayley (1773-1857) juga menggunakan lengan pusaran untuk mengukur seretan dan pengangkatan dari berbagai lempeng sayap. Lengan pusaran Cayley memiliki panjang 5 kaki (1.5 m) dan mencapai kecepatan tertinggi antara 10 dan 20 kaki per detik (3 hingga 6 m/detik).

Namun, lengan pusaran tidak menghasilkan aliran udara yang andal yang berdampak pada bentuk tes pada peristiwa normal. Gaya sentrifugal dan fakta bahwa objek bergerak dalam pusarannya menjadikan pemeriksaan rinci dari aliran udara sebagai hal yang sulit. Francis Herbert Wenham (1824-1908), seorang Anggota Dewan Aeronautical Society of Great Britain, menunjukkan masalah ini dengan menciptakan, merancang, dan mengoperasikan terowongan angin tertutup pertama pada tahun 1871. Setelah terobosan ini dicapai, data teknis terinci dengan cepat ditarik dengan menggunakan alat ini. Wenham dan rekannya John Browning dihargai karena banyak penemuan fundamental karya mereka, termasuk pengukuran rasio l/d dan pengungkapan efek yang menguntungkan dari rasio aspek tinggi.

Konstantin Tsiolkovsky membangun terowongan angin bagian terbuka dengan pengembus sentrifugal tahun 1897 dan menentukan koefisien seret dari pelat datar, silinder, dan bola. Penemu Denmark Poul la Cour menerapkan terowongan angin dalam prosesnya mengembangkan dan menyempurnakan teknologi turbin angin pada awal 1890-an.Carl Rickard Nyberg menggunakan sebuah terowongan angin saat merancang Flugan-nya tahun 1897 dan seterusnya.

Dalam serangkaian percobaan klasik, seorang berkebangsaan Inggris Osborne Reynolds (1842-1912) dari Universitas Manchester menunjukkan bahwa pola aliran udara pada model berskala akan sama dengan kendaraan berskala penuh jika parameter aliran tertentu sama dalam kedua kasus. Faktor ini, yang sekarang dikenal sebagai bilangan Reynolds, merupakan parameter dasar dalam deskripsi dari semua aliran cairan, termasuk bentuk pola aliran, kemudahan perpindahan panas, dan terjadinya turbulensi. Hal ini mencakup pembenaran ilmiah untuk penggunaan model dalam terowongan angin untuk mensimulasikan fenomena kehidupan nyata. Tapi, ada keterbatasan-keterbatasan pada kondisi yang kesamaan dinamisnya hanya berdasarkan bilangan Reynolds.

Wright bersaudara menggunakan terowongan angin sederhana pada tahun 1901 untuk mempelajari efek dari aliran udara yang melalui berbagai bentuk saat mengembangkan Wright Flyer dalam beberapa cara revolusioner. Teknologi yang mereka gunakan adalah teknologi yang banyak diterapkan saat ini, tetapi pada saat itu belum umum di Amerika.

Di Prancis, Gustave Eiffel (1832-1923) membangun terowongan angin pertamanya pada tahun 1909, yang ditenagai oleh motor listrik 50 kW, di Champs-de-Mars, dekat kaki menara yang menyandang namanya. Antara tahun 1909 dan 1912 Eiffel menjalankan sekitar 4000 tes di terowongan anginnya dan eksperimen sistematisnya menetapkan standar baru bagi penelitian aeronautika. Pada tahun 1912 laboratorium Eiffel dipindahkan ke Auteuil, suatu daerah pinggiran kota Paris, tempat terowongan angin tersebut masih beroperasi saat ini. Eiffel secara signifikan meningkatkan efisiensi terowongan angin dengan menutup bagian uji dalam ruang, merancang jalur masuk melebar dengan sebuah penguat aliran berbentuk sarang lebah, dan menambahkan sebuah pemencar antara bagian tes dan kipas yang terletak di ujung pemencar. Pengaturan ini diikuti oleh sejumlah terowongan angin yang dibangun kemudian. Pada kenyataannya terowongan angin kecepatan rendah yang terbuka di jalur kembali sering disebut terowongan angin jenis Eiffel.

Pada tahun 1931 NACA membangun sebuah terowongan angin "skala penuh" 30 kaki kali 60 kaki di Pusat Penelitian Langley di Langley, Virginia. Terowongan itu ditenagai oleh sepasang kipas yang didorong oleh motor listrik 4000 hp. Terowongan ini bisa menampung banyak pesawat sungguhan berukuran penuh. Terowongan itu akhirnya ditutup dan, meskipun dinyatakan sebagai mercu tanda sejarah nasional pada tahun 1995, mulai dihancurkan pada tahun 2010.

Hingga Perang Dunia Kedua, terowongan angin terbesar di dunia dibangun tahun 1932-1934 yang berada di pinggiran kota Paris, Chalais-Meudon, Prancis. Terowongan ini dirancang untuk menguji pesawat berukuran penuh dan memiliki enam kipas besar yang didorong oleh motor listrik berdaya tinggi. Terowongan angin Chalais Meudon digunakan oleh ONERA dengan nama S1Ch hingga tahun 1976, antara lain dalam mengembangkan pesawat Caravelle dan Concorde. Kini terowongan angin ini berfungsi sebagai monumen nasional.

Perang Dunia Kedua

Tahun 1941 Amerika Serikat (A.S.) membangun salah satu terowongan angin terbesar pada masa itu di Wright Field di Dayton, Ohio. Terowongan angin ini memiliki ukuran diameter paling besar 45 kaki (14 m) dan paling kecil 20 kaki (6,1 m). Dua kipas berukuran 40-kaki (12 m) digerakkan oleh motor listrik 40.000 hp. Model pesawat berukuran besar dapat diuji pada kecepatan udara 400 mph (640 km/h).

Terowongan angin yang digunakan oleh para ilmuwan Jerman di Peenemünde sebelum dan selama PD II adalah sebuah contoh yang menarik dari kesulitan-kesulitan terkait perluasan jangkauan terowongan angin besar. Terowongan angin ini menggunakan beberapa gua alami besar yang ukurannya ditingkatkan dengan penggalian dan ditutup untuk menyimpan udara dalam volume besar yang dapat dialirkan melalui terowongan angin. Pendekatan inovatif ini memungkinkan penelitian laboratorium dalam rezim kecepatan tinggi dan dengan cepat meningkatkan kemajuan teknik aeronautika Jerman. Hingga akhir perang, Jerman telah memiliki sedikitnya tiga terowongan angin supersonik yang berbeda, dengan salah satunya memiliki kemampuan aliran udara (dipanaskan) Mach 4,4.

Sumber: id.wikipedia.org

Selengkapnya
Melintasi Udara: Sejarah dan Peran Terowongan Angin dalam Pengembangan Teknologi Aerodinamika

Teknik Mesin

Aerodinamika: Dari Konsep Kuno hingga Aplikasi Modern

Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra pada 07 Mei 2024


Aerodinamika

Aerodinamika adalah salah satu cabang dinamika yang berkenaan dengan kajian pergerakan udara, khususnya ketika udara tersebut berinteraksi dengan benda padat. Aerodinamika adalah cabang dari dinamika fluida dan dinamika gas, dengan banyak teori yang saling berbagi pakai di antara mereka. Aerodinamika sering kali digunakan secara sinonim dengan dinamika gas alam, dengan perbedaan bahwa dinamika gas berlaku bagi semua gas.prinsipnya seperti gas yang dikeluarkan oleh bagian belakang manusia.

Deskripsi

Pada tahun 1810 Sir George Canley berpendapat bahwa udara dipaksa meniup berlawanan dengan arah gerak dari sayap dalam udara atau fluida tersebut. Kemudian pada tahun 1871 Pranoim Wenham merencanakan airfoil yang melengkung seperti bentuk dari sayap burung. Juga pada tahun ini Wenham yang pertama-tama membuat terowongan angin yang digerakkan dengan tenaga uap. Penyelidikan airfoil ini dilanjutkan oleh Wreight bersaudara dengan mengadakan percobaan-percobaan kurang lebih 150 buah air foil disamping melengkapi alat-alat kemudi untuk mengemudikan pesawat yang sedang terbang.dalam penyelidikan Iaanc Newton telah menemukan gaya-gaya udara yang melalui benda yang bergerak yaitu gaya angkat (lift dan hambatan/drag). Pada tahun 1902-1907 N Wilhelm Kutti (jerman), N.E. Janhowaki (rusia), Frederiek W. Launohoster (Inggris) menemukan teori bagaimana terjadinya gaya angkat (lift) pada airfoil.

Dengan penemuan-penemuan pada tahun-tahun di atas jelaslah bahwa aerodinamika merupakan ilmu yang masih baru, dan bukanlah suatu pengetahuan yang abstrak seperti ilmu pasti dan mekanik karena hingga kini penyelidikan-penyelidikan masih terus dilakukan.

Aerodinamika sebenarnya tidak lain daripada suatu yang mempelajari atau menyelidiki sifat-sifat udara,reaksi-reaksi dan akibat-akibat yang timbul dari gerakan udara terhadap benda yang dilalui oleh udara atau gerakan benda-benda di dalam udara tersebut. Jadi aerodinamika berarti pula pengetahuan atau penyelidikan mengenai gerakan-gerakan benda di dalam udara di mana pengertian ini sangat erat hubungannya denganilmu penerbangan.

Adapun factor-faktor yang mempengaruhi Aerodinamika:

  • Temperature (suhu udara)
  • Tekanan udara
  • Kecepatan udara
  • Kerapatan / kepadatan udara

Untuk mempelajari ilmu aerodinamika, ada beberapa hukum di antaramya

Hukum Newton

Hukum Newton I
Mengatakan bahwa benda yang diam akan tetap diam sedangkan benda yang bergerak akan tetap bergerak dalam garis lurus dan kecepatan yang tetapkecuali suatu sebab dari luar yaitu gaya yang memaksanya mengubah keadaan tersebut

Hukum Newton II
Mengatakan bahwa perubahan banyaknya gerakan berbanding langsung dengan gaya yang bekerja dan menurut garis kerja gaya tersebut. Selanjutnya Hukum Newton II mengatakan bahwa benda yang bergerak akan mendapat perlambatan.

Hukum Newton III
Mengatakan bahwa aksi sama besar dan berlawanan arah dengan reaksi. Artinya gaya yang dilaksanakan oleh dua benda terhadap sesamanya sama besar dan berlawanan arahnya.

Tinjauan

Pemahaman akan pergerakan udara (sering kali disebut "medan aliran") di sekitar suatu benda membolehkan perhitungan gaya-gaya dan momen-momen yang bertindak pada benda tersebut. Sifat-sifat sejenis yang dihitung untuk suatu medan aliran meliputi kecepatan, tekanan, kerapatan, dan temperatur sebagai fungsi posisi ruang dan waktu. Aerodinamika membolehkan definisi dan solusi persamaan untuk kekekalan massa, momentum, dan energi di dalam udara. Penggunaan aerodinamika melalui analisis matematika, hampiran empirik, percobaan lorong angin, dan simulasi komputer membentuk landasan ilmiah bagi pesawat terbang dan sejumlah teknologi lainnya.

Persoalan-persoalan aerodinamik dapat dikelompokkan menurut lingkungan alirannya. Aerodinamika eksternal adalah kajian aliran di sekitar benda-benda padat dengan bentuk yang berbeda-beda. Pengevaluasian gaya angkat dan gaya hambat pada sebuah pesawat terbang bersayap diam atau gelombang kejut yang terbentuk di depan moncong roket merupakan contoh-contoh aerodinamika eksternal. Aerodinamika internal adalah kajian aliran melalui bagian-memanjang di dalam benda padat. Misalnya, aerodinamika internal mencakup kajian aliran udara melalui enjin jet atau melalui pipa penyaman udara.

Pemahaman akan pergerakan udara (sering kali disebut "medan aliran") di sekitar suatu benda membolehkan perhitungan gaya-gaya dan momen-momen yang bertindak pada benda tersebut. Sifat-sifat sejenis yang dihitung untuk suatu medan aliran meliputi kecepatan, tekanan, kerapatan, dan temperatur sebagai fungsi posisi ruang dan waktu. Aerodinamika membolehkan definisi dan solusi persamaan untuk kekekalan massa, momentum, dan energi di dalam udara. Penggunaan aerodinamika melalui analisis matematika, hampiran empirik, percobaan lorong angin, dan simulasi komputer membentuk landasan ilmiah bagi pesawat terbang dan sejumlah teknologi lainnya.

Persoalan-persoalan aerodinamik dapat dikelompokkan menurut lingkungan alirannya. Aerodinamika eksternal adalah kajian aliran di sekitar benda-benda padat dengan bentuk yang berbeda-beda. Pengevaluasian gaya angkat dan gaya hambat pada sebuah pesawat terbang bersayap diam atau gelombang kejut yang terbentuk di depan moncong roket merupakan contoh-contoh aerodinamika eksternal. Aerodinamika internal adalah kajian aliran melalui bagian di dalam benda padat. Misalnya, aerodinamika internal mencakup kajian aliran udara melalui enjin jet atau melalui pipa penyaman udara.

Persoalan-persoalan aerodinamik dapat juga dikelompokkan menurut perbandingannya terhadap laju suara, yaitu laju aliran di bawah, di sekitar, atau di atas laju suara. Suatu persoalan disebut subsonik jika semua laju dalam persoalan tersebut lebih kecil daripada laju suara, transonik jika laju di atas dan di bawah laju suara kedua-duanya hadir (biasanya ketika laju karakteristik hampir menyamai laju suara), supersonik ketika laju aliran karakteristik lebih besar daripada laju suara, dan hipersonik ketika laju aliran sangat-lebih-besar daripada laju suara. Para aerodinamikawan tidak sepakat dalam hal ketepatan definisi aliran hipersonik; bilangan Mach minimum untuk aliran hipersonik berada pada kisaran 3 sampai 12.

Pengaruh viskositas dalam aliran memberikan klasifikasi ketiga. Beberapa persoalan mungkin hanya akan menghadapi efek viskos sangat kecil pada solusinya, di mana kasus viskositas dianggap dapat diabaikan. Hampiran terhadap persoalan-persoalan ini disebut aliran invisid. Aliran di mana viskositas tidak dapat diabaikan disebut aliran viskos.

Sejarah

Gagasan mula-mula – zaman kuno sampai abad ke-17

Lukisan sebuah desain mesin terbang, karya Leonardo da Vinci (kira-kira tahun 1488). Mesin ini merupakan sebuah ornitopter, dengan sayap yang mengepak serupa dengan sayap burung, kali pertama disajikan dalam karyanya Kodeks tentang Penerbangan Burung pada tahun 1505.

Manusia telah memanfaatkan gaya-gaya aerodinamik selama ribuan tahun berupa kapal layar dan kincir angin. Gambar-gambar dan kisah-kisah penerbangan telah muncul sepanjang sejarah ditulis, misalnya kisah legendaris Icarus dan Daedalus. Meskipun pengamatan beberapa efek aerodinamik seperti hambatan angin (misalnya gaya geser) telah ditulis oleh Aristoteles, Leonardo da Vinci, dan Galileo Galilei, sangat sedikit usaha telah dilakukan untuk mengembangkan teori kuantitatif yang menyeluruh mengenai aliran udara sebelum abad ke-17.

Pada tahun 1505, Leonardo da Vinci menulis Kodeks tentang Penerbangan Burung, salah satu risalah terawal mengenai aerodinamika. Dia menulis untuk kali pertama bahwa pusat massa seekor burung yang sedang terbang tidaklah koinsiden dengan pusat tekanannya, dan dia menjelaskan konstruksi ornitopter, dengan sayap yang mengepak, serupa sayap burung.

Sir Isaac Newton ialah orang pertama yang mengembangkan teori kelembaman udara, membuatnya menjadi salah satu aerodinamikawan perdana. Sebagai bagian dari teori itu, Newton memandang bahwa pergeseran disebabkan oleh dimensi benda, kerapatan fluida, dan kecepatan pangkat dua. Ini semua terbukti benar untuk laju aliran rendah. Newton juga mengembangkan sebuah hukum untuk gaya geser pada lempengan datar yang condong ke arah aliran fluida. Dengan menggunakan F untuk gaya geser, ρ untuk kerapatan, S untuk luas lempengan datar, V untuk kecepatan aliran, dan θ untuk sudut kecondongan, hukum ini disajikan sebagai

{\displaystyle F=\rho SV^{2}\sin ^{2}(\theta )}

Persamaan ini tidak benar untuk perhitungan pergeseran dalam sebagian besar kasus. Pergeseran pada lempengan datar mendekati linear dengan sudut kecondongan, berkebalikan kuadratik dengan tindakan pada sudut kecil. Rumus Newton dapat menggiring seseorang untuk percaya bahwa penerbangan lebih sukar daripada yang sebenarnya, karena salah memperkirakan pergeseran ini dan dengan demikian juga gaya dorong yang diperlukan, dan keadaan ini ikut serta menunda penerbangan manusia. Meski demikian, rumus ini lebih tepat digunakan untuk lempengan yang sangat ramping ketika sudut membesar dan pemisahan aliran terjadi, atau jika laju aliran tergolong supersonik.

Aerodinamika

Aerodinamika merupakan ilmu yang mempelajari, meneliti dan mengembangkan karakteristik gerakan aliran udara di sekitar permukaan benda dengan bentuk tertentu untuk mengetahui distribusi tekanan udara sekitar permukaan benda tersebut serta menetapkan gaya dan momen yang dibangkitkannya.

Pentingnya Aerodinamika: Contoh contoh Historis

Jika kita melihat sejarah, bisa dikatakan ada tiga periode sejarah berkenaan dengan perkembangan aerodinamika ini, periode pertama dimulai dari aerodinamika pada kapal tahun 1588, di mana ketika itu kapal dari spanyol memiliki ukuran yang besar dan memiliki massa yang besar, sebaliknya kapal kapal inggris memiliki ukuran yang kecil dan memiliki massa yang kecil juga. Pada periode kedua pada tahun 1901 Wilbur dan Orville wright mendisain glider yang desain aerofoil sayapnya berdasarkan data data aerodinamika yang diterbitkan pada tahun 1890 oleh Otto Lilienthal dan Samuel Pierpont Langley, sayangnya desain tersebut tidak membuahkan hasil alias gagal, pada tahun yang sama yaitu 1901 wright merancang sebuah wind tunnel yang memiliki panjang 6 feet dan luas penampang 16 inchi persegi kemudian lebih dari 200 bentuk aerofoil dan sayap yang berbeda diuji atau dites dalam wind tunnel tersebut akhirnya diperoleh data data aerodinamika. Berdasarkan data data tersebut wright mendesain kembali glidernya yang baru pada tahun 1902, aerofoilnya lebih efisien dan membuahkan hasil. Sejak saat itu terjadi perkembangan yang amat pesat di dunia penerbangan terutama dari segi aerodinamikanya.

Perioda selanjutnya yaitu perioda ketiga mengenai perkembangan roket dan penerbangan ruang angkasa, penerbangan high speed atau supersonik menjadi pembicaraan yang hangat dalam aerodinamika setelah perang dunia kedua, saat itu aerodinamika sudah tidak dipandang sebelah mata lagi dalam artian sudah dihargai dalam membuat berbagai bentuk benda agar benda tersebut memiliki drag yang kecil. Pada tahun 1953 bom hidrogen diledakkan oleh amerika lalu dikembangkanlah ICBMs (Intercontinental Balistic Missile), ICBMs tersebut didesain untuk bisa melewati luar atmosfer yang memiliki kecepatan 20.000 sampai dengan 22.000 ft/s, karena kecepatan tersebut maka timbullah masalah baru dalam aerodinamika yaitu temperatur. Agar panas yang ditimbulkan seminimal mungkin, kita harus membuat alirannya laminer karena aliran yang laminer akan sedikit menimbulkan panas jika dibandingkan dengan aliran yang turbulen. Permasalah heat aerodinamic ditanggulangi oleh H Julian Allen, dia memperkenalka n konsep blunt reentry body.

Pada saat memasuki atmosfer vehicles memiliki energi kinetik yang besar sebab kecepatannya sangat tinggi begitu pula dengan energi potensialnya karena ketinggiannya bertambah menjadi lebih tinggi dibandingkan ketika pada saat di permukaan bumi, pada saat sampai dipermukaan bumi vehicles memiliki energi kinetik yang cenderung kecil dan energi potensialnya nol, energinya hilang dan berubah menjadi panas pada badan/body dan panas udara disekitar body. Shock wave dan hidung pesawat membuat panas aliran udara di sekeliling pesawat pada saat yang sama badan pesawat mengalami gesekan yang hebat antara boundary layer dengan permukaan sehingga menimbulkan panas. Allen berpendapat jika energi masuk atmosfer yang besar itu bisa dibuang dalam aliran udara maka panas sisa yang tidak begitu besar ini bisa diserap oleh pesawat itu sendiri, sedangkan cara untuk membuat yang panas adalah udara di sekeliling pesawat yaitu dengan membuat shockwave yang kuat, misalnya dengan ujung yang tumpul, sehingga shock wave dapat membuat panas udara di sekeliling pesawat.

Aerodinamika: Klasifikasi dan Kenyataan Kenyataan Praktis

Perbedaan antara padat, cair dan gas jika ditinjau dari keadaan fisik. Zat padat jika dimasukkan kedalam ruangan tertutup maka bentuknya tetap tidak berubah, zat cair jika dimasukkan kedalam ruangan tertutup maka bentuknya akan berubah sesuai dengan bentuk tempatnya, sedangkan gas jika dimasukkan kedalam ruangan tertutup akan memenuhi ruangan. Perbedaan antara padat dan fluida (gas dan cair) jika ditinjau dari tegangan dan deformasi, zat padat jika diberi gaya tangensial pada permukaannya maka akan mengalami deformasi yang terbatas, jika fluida dikenakan gaya geser maka fluida itu akan berdeformasi terus menerus, dan tegangan gesernya atau shear stressnya sebanding dengan perubahan deformasi rata rata. Selanjutnya perbedaan padat, cair dan gas jika ditinjau dari atom atom dan molekul molekul yang menyusunnya, zat padat molekul molekulnya rapat dan bentuk struktur geometri dari elektron adalah struktur geometri padat, liquid atau cair ruang antar molekulnya besar dan walaupun gaya antar molekul masih kuat tetapi masih memungkinkan pergeseran molekul, sedangkan gas jarak antara molekul cenderung lebih jauh sehingga gaya antar molekulnya kecil menyebabkan pergerakan molekulnya bergerak dengan bebas.

Dinamika fluida merupakan ilmu yang mempelajari dinamika dari fluida dan gas. Dinamika fluida terbagi menjadi tiga bagian yaitu hidrodinamika, gasdinamika, dan aerodinamika. Hidrodinamika merupakan ilmu yang mempelajari dinamika aliran air atau zat cair, gasdinamika aliran gas sedangkan aerodinamika mempelajari dinamika aliran udara atau aliran udara sekitar benda. Aerodinamika merupakan ilmu terapan yang banyak digunakan dalam penerapan plastik. Pada buku fundamental of aerodynamics ini kita dapat menentukan pergerakan aliran yang melalui pipa, untuk nomor 1 merupakan aplikasi dari external aerodinamik sedangkan nomor dua merupakan aplikasi dari internal aerodinamika.

Sumber: id.wikipedia.org

Selengkapnya
Aerodinamika: Dari Konsep Kuno hingga Aplikasi Modern

Teknik Mesin

Roket: Teknologi, Pengunaan dan Sejarah

Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra pada 07 Mei 2024


Roket

Roket merupakan wahana luar angkasa, peluru kendali, atau kendaraan terbang yang mendapatkan dorongan melalui reaksi roket terhadap keluarnya secara cepat bahan fluida dari keluaran mesin roket. Mesin roket menghasilkan gas dengan kecepatan hipersonik melalui reaksi kimia di ruang bakar, menciptakan dorongan reaktif yang besar, sesuai dengan Hukum Pergerakan Newton ke-3. Penggunaan roket dimulai pada abad ke-13 untuk keperluan militer dan rekreasional, namun intensifikasi penggunaan dalam militer, industri, dan eksplorasi luar angkasa dimulai pada awal abad ke-20.

Roket memiliki berbagai aplikasi, termasuk sebagai kembang api, persenjataan, kendaraan peluncur luar angkasa, dan eksplorasi ke planet lain. Meskipun kurang efisien pada kecepatan rendah, roket mampu memberikan akselerasi luar biasa dan mencapai kecepatan sangat tinggi dengan efisiensi yang dapat diterima. Meskipun menyimpan sejumlah besar energi yang dapat dilepaskan dengan mudah, risiko dari roket kimia dapat diminimalkan melalui desain, tes, dan penggunaan yang berhati-hati.

Ukuran roket bervariasi, mulai dari model kecil seperti kembang api hingga yang besar seperti Saturn V yang digunakan dalam program Apollo. Mayoritas roket saat ini adalah roket kimia, menggunakan bahan bakar padat atau cair untuk menghasilkan dorongan. Ada juga konsep roket lain seperti pendorong ion yang menggunakan energi elektromagnet dan roket termal nuklir, meskipun terakhir ini belum pernah digunakan secara luas.

Penggunaan untuk militer

Dalam konteks militer, roket merujuk pada bahan peledak berpendorong tanpa alat pengendali. Roket dapat diluncurkan dari pesawat penyerang darat untuk serangan udara-ke-permukaan, ditembakkan dari darat atau laut ke sasaran udara-ke-darat, atau ditembakkan dari darat atau laut ke sasaran permukaan lainnya. Selama Perang Vietnam, roket darat-udara tanpa kendali digunakan untuk menyerang pesawat yang terbang dalam formasi. Peluru kendali mirip dengan roket namun dilengkapi dengan sistem kendali untuk meningkatkan akurasi dalam mengenai sasaran.

Sejarah roket

Roket pertama kali dikembangkan di Tiongkok pada abad ke-13, awalnya digunakan sebagai kembang api yang bisa melesat ke udara. Mercon berubah menjadi roket, menjadi sarana untuk membawa muatan dalam konteks perang maupun perdamaian. Pada masa perang, mercon diubah menjadi peluncur panah api untuk menghalau serangan musuh, seperti yang digunakan oleh tentara China melawan serangan bangsa Mongolia pada tahun 1232.

Pengetahuan tentang pembuatan mercon menyebar ke India dan bangsa Barat melalui jalur perdagangan, dan di tangan bangsa Barat, mercon berkembang menjadi roket setelah serangkaian penelitian selama lima abad. Nama "roket" berasal dari Italia "Rocchetta," sebuah petasan kecil yang diciptakan oleh artificer Italia Muratori pada tahun 1379. Robert Anderson, ilmuwan Inggris, memainkan peran penting dengan menciptakan cetakan roket dan campuran bahan bakar roket (propelan) pada tahun 1696. Namun, baru pada awal abad ke-20, ilmuwan seperti Konstantin Tsiolkovsky dari Rusia dan Robert Goddard dari Amerika Serikat bermimpi menggunakan roket untuk perjalanan ke luar angkasa.

Roket modern dimulai dengan penemuan Robert Goddard, seorang insinyur Amerika Serikat, yang meningkatkan daya dorong dan keefisienan roket dengan menempatkan corong de Laval pada kamar pembakaran mesin roket. Pada tahun 1926, Goddard berhasil meluncurkan roket pertama di Auburn, Massachusetts, menggunakan minyak dan oksigen. Di Jerman, roket digunakan sebagai senjata dalam Perang Dunia II, yang kemudian memunculkan pengembangan roket modern oleh Hermann Oberth dan Wernher von Braun.

Setelah Perang Dunia II, teknologi roket dibawa ke Uni Soviet dan Amerika Serikat, yang mengembangkan roket untuk peluru kendali pada tahun 1950-an. Uni Soviet berhasil meluncurkan Sputnik ke orbit pada tahun 1957, diikuti oleh peluncuran kosmonot Yuri Gagarin pada tahun 1961. Amerika Serikat juga mencetak sejarah dengan misi Apollo 11 pada tahun 1969, yang membawa Neil Armstrong dan Edwin Aldrin mendarat di bulan.Saat ini, industri angkasa luar menjadi bisnis yang sangat menjanjikan, dengan roket menjadi sarana utama untuk meluncurkan satelit komersial ke orbit. NASA dan European Space Agency (ESA) adalah dua pemasok utama roket untuk misi ini.

Pada zaman kuno

Ketersediaan bubuk hitam atau mesiu untuk mendorong proyektil adalah salah satu pelopor pengembangan roket berbahan bakar padat. Pada abad ke sembilan, ahli kimia Taoisme Tiongkok menemukan bubuk hitam saat sedang berusaha membuat obat awet muda. Penemuan ini secara kebetulan membawa pada eksperimen senjata seperti bom, meriam, panah api pembakar, dan panah api pembakar berpendorong roket. Penemuan mesiu diperkirakan terjadi selama periode eksperimen produk alkimia.

Pada masa awal di Tiongkok, penggunaan roket terjadi dalam konteks pertempuran. Salah satu catatan pertama penggunaan roket tercatat dalam pertempuran oleh orang Tiongkok pada tahun 1232 melawan Mongol. Laporan menyebutkan panah api dan 'panci besi' yang dapat didengar hingga jarak 5 liga (sekitar 25 km), menyebabkan kerusakan hingga radius 600 meter, mungkin akibat pecahan peluru. Penggunaan roket juga tercatat dalam catatan tentang tikus-tanah pada tahun 1264 yang digunakan untuk mengusir Ibu Suri-Kung Sheng dalam sebuah pesta.

Salah satu teks awal yang mencatat penggunaan roket adalah Huolongjing yang ditulis oleh perwira artileri Tiongkok, Jiao Yu, pada pertengahan abad ke-14. Teks ini juga menyebutkan penggunaan pertama yang diketahui dari roket multi-tahap, yang dikenal sebagai 'api-naga keluar dari air,' yang banyak digunakan oleh Angkatan Laut Tiongkok.

Penyebaran teknologi roket

Teknologi roket pertama kali dikenal di Eropa setelah penggunaannya oleh pasukan Mongol yang dipimpin oleh Genghis Khan dan Ogadai Khan saat mereka menaklukkan sebagian wilayah Rusia, Eropa Timur, dan Eropa Tengah. Mongolia memperoleh teknologi ini melalui penaklukan Tiongkok bagian utara dan melibatkan pekerja ahli peroketan Tiongkok sebagai tentara bayaran untuk militer Mongol. Laporan dari Pertempuran Mohi pada tahun 1241 mencatat penggunaan senjata roket-seperti oleh bangsa Mongol terhadap Magyar. Teknologi roket juga menyebar ke Korea pada abad ke-15 dengan penggunaan hwacha beroda yang meluncurkan roket Shin Ki Chon.

Pengaruh Utsmani dalam pengepungan Konstantinopel pada tahun 1453 juga mempercepat penyebaran roket ke Eropa. NASA menyatakan bahwa roket muncul dalam sastra Arab pada tahun 1258 Masehi, yang menggambarkan penyerbuan Mongol menggunakan roket untuk merebut kota Baghdad. Antara tahun 1270 dan 1280, Hasan Al-Rammah menulis buku al-furusiyyah wa al-manasib al-harbiyya (Buku Tentang Penunggang Kuda dan Alat Perang Cerdik), yang mencakup 107 resep bubuk mesiu, 22 di antaranya untuk roket. Namun, resep Al-Rammah dikatakan lebih mudah meledak daripada roket yang digunakan di Tiongkok pada saat itu.

Nama "roket" berasal dari Italia "Rocchetta" yang merujuk pada sekering kecil, yang diciptakan oleh ahli seni Italia Muratori pada tahun 1379.Antara tahun 1529 dan 1556, Conrad Haas menulis buku yang menggambarkan teknologi roket, termasuk gerakan roket multi-tahap, campuran bahan bakar, dan pengenalan fin berbentuk Delta dan nozzle berbentuk lonceng.

Pada akhir abad ke-18, roket digunakan dalam peperangan di India melawan Inggris, yang kemudian memajukan teknologi roket tersebut lebih lanjut pada abad ke-19. William Congreve menjadi tokoh utama dalam bidang roket saat itu. Penggunaan roket dalam peperangan meluas di Eropa, dan lampu merah roket bahkan menjadi inspirasi untuk lagu kebangsaan Amerika Serikat, "The Star-Spangled Banner".

Meskipun teknologi roket pada saat itu tidak efisien, roket modern dimulai ketika Robert Goddard memasukkan corong de Laval pada kamar pembakaran mesin roket, meningkatkan daya dorong dan efisiensi, membuka kemungkinan perjalanan vertikal ke angkasa. Teknik ini kemudian digunakan dalam roket V-2, yang dirancang oleh Wernher Von Braun, yang memainkan peran penting dalam memajukan roket modern. V-2 digunakan secara luas oleh Jerman Nazi sebagai senjata teror terhadap Inggris pada akhir Perang Dunia II, menandai awal Zaman Angkasa.

Sumber: id.wikipedia.org

Selengkapnya
Roket: Teknologi, Pengunaan dan Sejarah

Teknik Mesin

Roger Bacon: Ilmuwan Abad Pertengahan yang Menerangi Dunia

Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra pada 07 Mei 2024


Roger Bacon

Roger Bacon (1214 – 1294) lahir di Ilcherter, Somersetshire, Inggris, sekitar tahun 1214. Dia menempuh pendidikan di berbagai universitas di Oxford dan Paris. Dikenal dengan julukan Doctor Mirabilis (Latin: "guru yang sangat mengagumkan"), Bacon merupakan salah satu biarawan Fransiskan yang paling terkenal pada zamannya, bahkan di segala zaman. Dia adalah seorang filsuf Inggris yang menekankan pada empirisisme, dan diakui sebagai salah satu pendukung awal metode ilmiah modern di dunia Barat. Meskipun demikian, studi terakhirnya juga menekankan kepercayaannya pada okultisme dan tradisi alkimia. Bacon memiliki akses yang luas terhadap karya ilmiah dan filsafat dari dunia Arab, terutama setelah penaklukan wilayah Arab atas Syria dan Mesir, yang memungkinkannya untuk mengakses banyak karya klasik.

Roger Bacon dianggap sebagai orang yang menemukan kaca pembesar, sebuah pencapaian penting dalam ilmu pengetahuan. Dia kadang-kadang dianggap sebagai salah satu pendukung awal metode ilmiah modern di Eropa, yang terinspirasi oleh karya-karya Plato dan Aristoteles melalui pemikiran para ilmuwan sebelumnya seperti Ibnu Sina, Ibnu Rusyd, dan sarjana Yahudi seperti Maimonides.

Riwayat hidup

Roger Bacon tidak memiliki catatan kelahiran yang pasti. Namun, dalam Opus Tertium yang ditulisnya pada tahun 1267, ia menyatakan bahwa "empat puluh tahun telah berlalu sejak aku pertama kali belajar alfabet." Tanggal kelahiran 1214 dianggap tidak harus diartikan secara harfiah, dan mungkin merujuk pada fakta bahwa 40 tahun telah berlalu sejak ia lulus di Oxford pada usia 13 tahun.

Bacon belajar dan kemudian menjadi guru di Universitas Oxford, memberikan kuliah tentang Aristoteles, meskipun tidak ada bukti bahwa ia pernah dianugerahi gelar doktor. Gelar "Doktor Mirabilis" adalah gelar figuratif. Antara sekitar 1237 dan 1245, ia belajar di Universitas Paris, sebelum akhirnya memusatkan kehidupan intelektualnya di Eropa. Meskipun tidak ada catatan pasti tentang keberadaannya antara 1247 dan 1256, sekitar tahun 1256 ia menjadi biarawan dalam Ordo Fransiskan. Sebagai seorang biarawan Fransiskan, ia tidak lagi mengajar, dan setelah tahun 1260, aktivitasnya lebih dibatasi oleh undang-undang yang melarang seorang biarawan Fransiskan untuk menerbitkan buku dan pamflet tanpa persetujuan khusus.

Selama hidupnya, Bacon menghasilkan banyak penemuan, termasuk di bidang optik, alkimia, pembuatan mesiu, perhitungan posisi dan ukuran benda-benda angkasa, dan bahkan mengantisipasi penemuan-penemuan seperti mikroskop, teleskop, kacamata, pesawat terbang, hidrolika, dan kapal uap. Bacon juga mempelajari astrologi dan percaya bahwa benda langit memiliki pengaruh terhadap nasib dan pikiran manusia.

Roger Bacon meninggal sekitar tahun 1294. Kisah hidupnya telah banyak diabadikan dalam berbagai buku, dengan salah satu yang paling sukses secara komersial adalah buku "The Black Rose" karya Thomas Costain, di mana Bacon muncul sebagai ilmuwan pertama.

Sumber: id.wikipedia.org

Selengkapnya
Roger Bacon: Ilmuwan Abad Pertengahan yang Menerangi Dunia

Teknik Mesin

Montgolfier Besaudara: Pelopor Balon Udara

Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra pada 07 Mei 2024


Montgolfier Besaudara

Joseph-Michel Montgolfier (lahir 26 Agustus 1740 – meninggal 26 Juni 1810) dan Jacques-Étienne Montgolfier (lahir 6 Januari 1745 – meninggal 2 Agustus 1799) adalah dua tokoh utama dalam sejarah penerbangan, pengembang balon udara, dan produsen kertas asal Annonay di Ardèche, Prancis. Mereka terkenal karena menciptakan balon udara panas yang dikenal sebagai Montgolfière, atau globe aérostatique, yang berhasil meluncurkan penerbangan manusia pertama pada tahun 1783, dengan Jacques-Étienne menjadi penumpangnya. Di samping itu, Joseph-Michel menemukan sebuah ram hidrolik otomatis pada tahun 1796, sementara Jacques-Étienne mendirikan sekolah pertama untuk pembuatan kertas. Bersama-sama, keduanya juga mengembangkan proses pembuatan kertas transparan.

Joseph-Michel (kiri) dan Jacques-Étienne Montgolfier

Tahun Awal

Joseph-Michel dan Jacques-Étienne Montgolfier berasal dari keluarga yang telah lama terlibat dalam industri pembuatan kertas sejak didirikan pada tahun 1534 di Annonay. Ayah mereka adalah Pierre Montgolfier (1700-1793) dan ibu mereka, Anne Duret (1701-1760), yang memiliki total 16 anak. Pierre Montgolfier kemudian menunjuk putranya sulung, Raymond (1730-1772), sebagai pewaris bisnis keluarga tersebut.

Eksperimen Balon Udara Panas, 1782–84

Eksperimen balon udara panas, 1782

Dari kedua saudara tersebut, Joseph adalah yang pertama kali menunjukkan minat dalam bidang aeronautika. Pada tahun 1775, pada usia yang relatif muda, dia mulai membangun parasut dan bahkan melompat dari rumah keluarga sebagai eksperimen. Inspirasi awalnya untuk membangun mesin datang secara kebetulan saat dia mengamati kain cucian yang mengering di atas api, membentuk kantong yang naik ke atas. Eksperimen definitif pertamanya terjadi pada bulan November 1782 ketika dia tinggal di Avignon. Beberapa tahun kemudian, dia menceritakan pengalaman ketika sedang merenungkan masalah militer besar saat itu, yaitu bagaimana menaklukkan benteng Gibraltar yang tidak bisa ditembus baik dari laut maupun darat. Joseph mempertimbangkan kemungkinan serangan udara dengan menggunakan pasukan yang diangkat oleh kekuatan yang sama yang mengangkat bara api dari api. Dia mengusulkan bahwa asap itu sendiri mungkin mengandung gas khusus, yang dia sebut "Gas Montgolfier", yang memiliki sifat khusus yang membuatnya naik ke atas, dan inilah mengapa dia memilih bahan bakar yang bisa membakar dengan baik.

Joseph kemudian membangun sebuah ruang berbentuk kotak dengan ukuran 1×1×1,3 m (3 kaki × 3 kaki × 4 kaki) dari kayu yang sangat tipis, dan menutupi sisi dan atasnya dengan kain taffeta yang ringan. Dia menaruh beberapa lembar kertas di bawah kotak dan menyalakannya. Alat itu dengan cepat terangkat dari tempatnya dan menabrak langit-langit.

Setelah itu, Joseph mengajak saudaranya untuk membuat balon serupa, dan dengan cepat mereka memperbesar ukurannya menjadi tiga kali lipat (menghasilkan volume 27 kali lebih besar). Pada tanggal 14 Desember 1782, mereka melakukan uji terbang pertama mereka, menerangi balon dengan wol dan jerami. Daya angkatnya begitu besar sehingga mereka kehilangan kendali atas kapal mereka. Balon melayang hampir dua kilometer dan akhirnya hancur setelah mendarat karena kelalaian orang yang lewat.

Demonstrasi Publik, Musim Panas 1783

Untuk memperlihatkan penemuan mereka kepada publik dan mengklaimnya sebagai pencapaian mereka, saudara-saudara Montgolfier membuat sebuah balon udara berbentuk bola dunia dari kain karung yang diperkuat dengan tiga lapisan kertas tipis di dalamnya. Balon tersebut mampu menampung sekitar 790 m³ (28.000 kaki kubik) udara dan memiliki berat sekitar 225 kg (500 lb). Balon itu terdiri dari empat bagian (kubah dan tiga pita lateral) yang disatukan oleh 1.800 kancing. Bagian luar balon dilapisi dengan jaring ikan yang diperkuat dari tali.

Demonstrasi publik pertama di Annonay, 4 Juni 1783

Pada tanggal 4 Juni 1783, mereka melakukan penerbangan uji coba di Annonay di depan sekelompok pejabat dari états particuliers. Penerbangan tersebut menempuh jarak sekitar 2 km (1,2 mi), berlangsung selama 10 menit, dan diperkirakan mencapai ketinggian antara 1.600 hingga 2.000 m (5.200–6.600 kaki). Kabar keberhasilan mereka dengan cepat menyebar ke Paris. Jacques-Étienne pergi ke ibu kota untuk melakukan demonstrasi lebih lanjut dan memperkuat klaim saudara-saudara atas penemuan penerbangan. Sementara itu, Joseph, yang dikenal karena penampilannya yang tidak terawat dan sifat pemalu, memilih untuk tetap tinggal bersama keluarganya. Jacques-Étienne dianggap sebagai lambang kebajikan yang bijaksana, sederhana dalam busana dan perilaku.

Bekerjasama dengan produsen wallpaper Jean-Baptiste Réveillon, Jacques-Étienne Montgolfier menciptakan sebuah balon udara yang dilapisi dengan taffeta berukuran 37.500 kaki kubik (1.060 m3), yang diberi lapisan pernis tawas untuk ketahanan terhadap api. Balon tersebut dihiasi dengan warna biru langit dan ornamen berupa bunga emas, simbol zodiak, dan gambar matahari, dengan desain yang merupakan kolaborasi dengan Réveillon. Uji coba berikutnya dilakukan pada tanggal 11 September dari halaman la Folie Titon, yang berdekatan dengan rumah Réveillon. Ada kekhawatiran tentang efek penerbangan terhadap makhluk hidup di atmosfer atas. Awalnya, Raja mengusulkan untuk meluncurkan dua orang penjahat yang dihukum, tetapi kemudian para penemu memilih untuk mengirimkan seekor domba, bebek, dan ayam jantan sebagai alternatif.

Pada tanggal 19 September 1783, Aérostat Réveillon diterbangkan dengan makhluk hidup pertama yang dibawa dalam keranjang yang melekat pada balon: seekor domba yang diberi nama Montauciel ("Mendaki ke Langit"), bebek, dan ayam jantan. Domba dipilih karena diyakini memiliki reaksi fisiologis yang serupa dengan manusia terhadap perubahan ketinggian. Bebek dimasukkan sebagai kontrol untuk mengamati efek pengangkatan ke ketinggian terhadap hewan darat, sementara ayam jantan dimasukkan sebagai kontrol tambahan karena burung tersebut tidak biasa terbang pada ketinggian. Demonstrasi tersebut dilakukan di istana kerajaan di Versailles, di hadapan Raja Louis XVI dan Ratu Marie Antoinette bersama dengan kerumunan yang hadir. Penerbangan berlangsung sekitar delapan menit, menempuh jarak dua mil (3 km), dan mencapai ketinggian sekitar 1.500 kaki (460 m). Balon itu mendarat dengan aman setelah penerbangan tersebut.

Penerbangan pilot, Musim Gugur 1783

Setelah keberhasilan penerbangan dengan hewan-hewan tersebut, Raja memberikan izin untuk melakukan penerbangan dengan manusia. Sekali lagi bekerja sama dengan Jean-Baptiste Réveillon, Jacques-Étienne Montgolfier membuat sebuah balon udara berukuran 60.000 kaki kubik (1.700 m3) untuk tujuan melakukan penerbangan manusia. Balon tersebut memiliki tinggi sekitar 23 m (75 kaki) dan diameter sekitar 15 m (50 kaki). Réveillon menyediakan dekorasi yang kaya, termasuk figur emas dengan latar belakang biru tua, seperti fleur-de-lis, simbol zodiak, dan matahari dengan wajah Louis XVI di tengahnya yang terhubung dengan monogram kerajaan di bagian tengah. Tirai merah dan biru serta elang emas melengkapi desain dasar balon.

Jacques-Étienne Montgolfier menjadi orang pertama yang mengudara dengan balon tersebut, melakukan uji terbang tertambat dari halaman bengkel Réveillon di Faubourg Saint-Antoine, kemungkinan besar pada 15 Oktober 1783. Beberapa saat kemudian pada hari yang sama, fisikawan Pilâtre de Rozier menjadi orang kedua yang naik ke udara, mencapai ketinggian sekitar 80 kaki (24 m), yang merupakan panjang tali pengikat.

Penerbangan bebas pertama oleh manusia dilakukan pada tanggal 21 November 1783, oleh Pilâtre de Rozier dan seorang perwira tentara, marquis d'Arlandes. Penerbangan dimulai dari halaman Château de la Muette di pinggiran barat Paris, dan mereka terbang sekitar 3.000 kaki (910 m) di atas Paris, menempuh jarak sembilan kilometer. Setelah 25 menit, balon mendarat di luar benteng kota, di Butte-aux-Cailles. Meskipun bahan bakar yang cukup tersisa untuk beberapa penerbangan lagi, balon itu hampir terbakar oleh bara api dari tungku, sehingga Pilâtre de Rozier melepas mantelnya untuk memadamkan api.

Keberhasilan penerbangan awal ini menimbulkan sensasi di masyarakat, dan banyak ukiran serta barang-barang pecah belah dibuat untuk memperingati peristiwa tersebut. Pada bulan Desember 1783, ayah Pierre Montgolfier diangkat menjadi bangsawan dengan gelar de Montgolfier oleh Raja Louis XVI dari Prancis.

Balon lainnya, Klaim Yang Bersaing

Beberapa klaim bahwa penemuan balon udara sudah dilakukan sekitar 74 tahun sebelumnya oleh seorang pendeta Brasil/Portugis bernama Bartolomeu de Gusmão. Deskripsi penemuannya diterbitkan sekitar tahun 1709 di Wina, dan salah satu dokumen lainnya ditemukan di Vatikan sekitar tahun 1917. Namun, klaim tersebut umumnya tidak diakui oleh sejarawan penerbangan di luar komunitas berbahasa Portugis, terutama oleh Fédération Aéronautique Internationale.

Pada tanggal 1 Desember 1783, beberapa bulan setelah penerbangan pertama Montgolfiers, Jacques Alexandre César Charles naik ke ketinggian sekitar 3 km (1,9 mi) di dekat Paris dengan menggunakan balon yang diisi dengan hidrogen yang telah ia kembangkan.Pada awal tahun 1784, balon Flesselles, yang dinamai menurut Jacques de Flesselles yang kemudian menjadi korban di Bastille, mendarat dengan kasar membawa penumpangnya.Pada bulan Juni 1784, Gustave (balon udara panas yang diberi nama La Gustave untuk menghormati kunjungan Raja Gustav III dari Swedia ke Lyon) menjadi saksi pertama kali seorang wanita, yaitu Élisabeth Thible, terbang menggunakan balon udara.

Penemuan Montgolfier Lainnya

Kedua bersaudara tersebut menemukan proses pembuatan kertas transparan yang menyerupai vellum, meniru teknik yang telah diperkenalkan oleh produsen kertas asal Inggris, yang kemudian diikuti oleh pembuat kertas Johannot dan Réveillon. Pada tahun 1796, Joseph Michel Montgolfier menemukan ram hidrolik pertama yang beroperasi secara otomatis, yaitu sebuah pompa air yang digunakan untuk meningkatkan pasokan air untuk pabrik kertasnya di Voiron. Pada tahun 1772, pembuat jam asal Inggris, John Whitehurst, telah menemukan pendahuluannya yang dikenal sebagai "mesin denyut". Kemudian, pada tahun 1797, teman dekat Montgolfier, Matthew Boulton, memperoleh paten Inggris atas nama Montgolfier untuk inovasinya.

Pada tahun 1816, putra Joseph Michel memperoleh paten Inggris untuk versi yang lebih ditingkatkan dari pompa tersebut.

Kematian, Perusahaan Montgolfier

Kedua bersaudara Montgolfier merupakan anggota freemason di pondok Les Neuf Soeurs di Paris.

Pada tahun 1799, Jacques-Étienne Montgolfier meninggal dalam perjalanannya dari Lyon ke Annonay. Menantu laki-lakinya, Barthélémy Barou de la Lombardière de Canson (1774–1859), menggantikannya sebagai kepala perusahaan setelah menikahi Alexandrine de Montgolfier, putri Jacques-Étienne. Perusahaan kemudian dikenal sebagai "Montgolfier et Canson" pada tahun 1801, dan berganti nama menjadi "Canson-Montgolfier" pada tahun 1807. Pada tahun 1810, Joseph-Michel Montgolfier meninggal di Balaruc-les-Bains.

Perusahaan Montgolfier di Annonay masih beroperasi hingga hari ini dengan nama Canson, yang dikenal memproduksi berbagai jenis kertas seni rupa, kertas gambar sekolah dan seni rupa digital, serta kertas fotografi yang dijual di lebih dari 150 negara.Pada tahun 1983, kedua saudara Montgolfier dihormati dengan pengangkatan ke dalam International Air & Space Hall of Fame di San Diego Air & Space Museum.

Sumber: id.wikipedia.org

Selengkapnya
Montgolfier Besaudara: Pelopor Balon Udara

Teknik Mesin

Tentang Kehidupan dan Karya Luar Biasa Leonardo da Vinci: Mengungkap Misteri Sang Genius

Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra pada 07 Mei 2024


Leonardo da Vinci

Leonardo di ser Piero da Vinci, yang lebih dikenal dengan nama Leonardo da Vinci, adalah seorang pelukis, pemahat, arsitek, penemu, ilmuwan, penulis, dan filsuf terkenal dari Italia pada masa Renaisans. Ia diakui sebagai pelopor dalam ilmu paleontologi, ichnologi, dan arsitektur, serta dianggap sebagai salah satu pelukis terbesar sepanjang sejarah, meskipun hanya sebagian kecil dari karyanya yang masih bertahan hingga kini.

Karya terkenalnya, Mona Lisa, adalah salah satu potret manusia paling ikonik yang pernah diciptakan, sementara Lukisan Makan Malam (The Last Supper) sering kali dianggap sebagai lukisan keagamaan yang paling sering digambarkan ulang sepanjang masa. Gambar Manusia Vitruvian dianggap sebagai salah satu ikon budaya yang paling menginspirasi.

Salvator Mundi, lukisan karyanya, memecahkan rekor sebagai karya seni dengan harga jual tertinggi di dunia, terjual dengan harga US$450,3 juta pada lelang Christie’s di New York pada tahun 2017. Karya-karya Leonardo, baik dalam bentuk lukisan, sketsa, maupun catatan ilmiah, memberikan kontribusi besar bagi seniman-seniman di generasi-generasi berikutnya, sejajar dengan kontribusi Michelangelo.

Meskipun tidak mendapat pendidikan formal, Leonardo dianggap sebagai seorang jenius atau "Renaissance Man" karena rasa penasaran dan imajinasi luar biasa yang dimilikinya. Para sejarawan seni mengakui bahwa jangkauan dan kedalaman ketertarikannya terhadap berbagai subjek tidak ada bandingannya dalam sejarah.

Leonardo juga dihormati karena inovasi teknologinya yang luar biasa. Meskipun hanya sedikit desainnya yang dibangun pada masa itu, beberapa penemuan kecilnya berhasil diwujudkan tanpa diketahui, seperti alat penggulung otomatis dan mesin pengujian ketegangan kawat. Ia juga sering dianggap sebagai penemu parasut, helikopter, dan tank. Selain itu, Leonardo juga membuat penemuan penting dalam anatomi, teknik sipil, geologi, optika, dan hidrodinamika, meskipun penemuannya tidak dipublikasikan pada masanya sehingga tidak berpengaruh langsung pada perkembangan ilmu pengetahuan di masa mendatang.

Kehidupan

Leonardo lahir dari hubungan di luar pernikahan antara seorang notaris bernama Piero da Vinci dan seorang perempuan pedesaan bernama Caterina. Kelahirannya terjadi di Vinci, sebuah wilayah di Florence, dan ia mendapatkan pendidikan di studio milik pelukis terkenal, Andrea del Verrocchio. Sebagian besar hidupnya dihabiskan untuk melayani Ludovico Sforza di Milan, sebelum ia melakukan perjalanan ke berbagai kota seperti Roma, Bologna, dan Venezia. Pada akhirnya, ia menetap di Prancis, di sebuah rumah yang disediakan oleh Francis I, di mana ia menghabiskan sisa hidupnya.

Masa awal

Rumah masa kecil Leonardo di Anchiano, Vinci, Italia

Leonardo lahir pada tanggal 14 atau 15 April 1452 di kota Vinci, yang terletak di lembah Sungai Arno di wilayah Republik Florence yang dipimpin oleh Medici.

Ia adalah anak di luar nikah dari Messer Piero di Antonio da Vinci, seorang notaris kaya dari Florence, dan seorang perempuan pedesaan bernama Caterina, yang diidentifikasi oleh sejarawan Martin Kemp sebagai Caterina Buti del Vacca. Namun, ada berbagai teori tentang identitas ibunya, termasuk kemungkinan bahwa dia adalah seorang budak dari luar negeri atau seorang remaja lokal yang miskin. Leonardo tidak memiliki nama keluarga seperti yang dimengerti dalam konteks modern; "da Vinci" hanya berarti "dari Vinci." Nama lengkapnya saat lahir adalah Leonardo di ser Piero da Vinci, yang bermakna "Leonardo, anak dari ser Piero dari Vinci."

Leonardo menghabiskan masa kecilnya di rumah ibunya di Anchiano dan kemudian di rumah ayahnya, kakeknya, dan pamannya di kota Vinci. Ayahnya menikah beberapa kali, dan Leonardo memiliki banyak saudara tiri dari pernikahan-pernikahan ayahnya. Catatan-catatan dari masa kecilnya mencatat beberapa insiden penting, termasuk pertemuan dengan seekor burung yang membuka mulut bayinya dengan ekornya dan penjelajahannya ke dalam gua yang menimbulkan perasaan takut dan rasa ingin tahu yang besar.

Masa kecil Leonardo telah menarik minat banyak sejarawan, dengan beberapa cerita yang dicatat oleh Vasari, seorang biografer seniman Renaissance abad ke-16. Salah satu cerita yang terkenal adalah ketika seorang penduduk lokal meminta Ser Piero untuk melukis gambar di perisai, tetapi karena lukisan yang dihasilkan oleh Leonardo terlalu menyeramkan, perisai itu harus diganti dan lukisan itu kemudian dijual dengan harga tinggi kepada Duke of Milan.

Studio seni Verrocchio

The Baptism of Christ (1472–1475) karya Verrocchio dan Leonardo, Galeri Uffizi

Pada tahun 1460-an, keluarga Leonardo pindah ke Florence ketika ia berusia 14 tahun. Di kota itu, ia bergabung dengan studio seni milik Verrocchio, seorang pelukis dan pematung terkemuka pada masa itu. Leonardo menjadi murid Verrocchio pada usia 17 tahun dan melanjutkan pelatihannya selama tujuh tahun ke depan. Studio seni Verrocchio juga menjadi tempat berkembangnya beberapa pelukis terkenal lainnya seperti Domenico Ghirlandaio, Perugino, Botticelli, dan Lorenzo di Credi. Di bawah bimbingan Verrocchio, Leonardo mempelajari berbagai disiplin ilmu, termasuk kimia, metalurgi, mekanika, serta keterampilan artistik dalam menggambar, melukis, dan memahat.

Banyak lukisan yang keluar dari studio Verrocchio sebenarnya dilakukan oleh karyawan-karyawan, tetapi Leonardo juga berkontribusi dalam beberapa karya. Leonardo berkolaborasi dengan Verrocchio dalam pembuatan lukisan The Baptism of Christ, di mana ia melukis malaikat kecil yang memegang jubah Yesus dengan sangat baik. Keahlian Leonardo dalam teknik melukis, terutama dalam penggunaan cat minyak, tercermin dalam detail-detail gambar pemandangan dan elemen-elemen lain dalam lukisan tersebut. Selain itu, Leonardo juga menjadi model untuk beberapa karya Verrocchio, termasuk patung perunggu David di Bargello dan sosok Rafael di lukisan Tobias dan Malaikat.

Pada tahun 1472, pada usia 20 tahun, Leonardo menjadi anggota Guild of Saint Luke, sebuah perkumpulan seniman dan dokter. Meskipun ayahnya telah mendirikan sebuah studio seni khusus untuknya, Leonardo memilih untuk tetap bekerja dan berkolaborasi dengan Verrocchio. Salah satu karya awal yang diketahui dari Leonardo adalah sebuah gambar pemandangan lembah Arno yang dibuat dengan pena pada tahun 1473. Vasari mencatat bahwa Leonardo juga menjadi tokoh pertama yang mengusulkan penggunaan Sungai Arno sebagai jalur transportasi antara Florence dan Pisa.

Kehidupan profesional

Pada bulan Januari 1478, Leonardo menerima tawaran secara pribadi untuk melukis sebuah altar di kapel St. Bernard di Palazzo Vecchio, menandakan bahwa ia telah meninggalkan studio seni Verrocchio. Seorang penulis anonim mencatat bahwa sekitar tahun 1480, Leonardo tinggal dengan keluarga Medici dan sering bekerja di taman Piazza San Marco di Florence, tempat para seniman, penyair, dan filsuf di bawah perlindungan Medici berkumpul. Pada bulan Maret 1481, ia mendapat tawaran dari biarawan San Donato di Scopeto untuk membuat lukisan ‘’The Adoration of the Magi''. Namun, kedua lukisan tersebut tidak pernah selesai karena Leonardo meninggalkan proyek tersebut untuk pergi ke Milan dan menawarkan jasanya kepada Ludovico Sforza, penguasa kota tersebut. Dalam surat kepada Sforza, Leonardo menggambarkan keahliannya dalam berbagai bidang, dari teknik hingga desain senjata, dan baru menyebutkan kemampuannya dalam melukis di akhir surat.

Leonardo kemudian bekerja di Milan dari tahun 1482 hingga 1499. Dia diminta untuk membuat lukisan ‘’Virgin of the Rocks’’ untuk Persaudaraan Pembuahan Suci dan ‘’The Last Supper’’ untuk Biara Santa Maria delle Grazie. Pada musim semi tahun 1485, ia pergi ke Hungaria atas nama Sforza untuk bertemu Raja Matthias Corvinus dan diminta untuk membuat lukisan Bunda Maria. Leonardo terlibat dalam berbagai proyek untuk Sforza, termasuk persiapan pertunjukan untuk perayaan penting, gambar dan model kayu untuk kompetisi desain pembuatan kubah Katedral Milan, dan sebuah model untuk monumen berkuda bagi pendahulu Ludovico, Francesco Sforza. Namun, rencana pembuatan monumen tersebut terhenti ketika perunggu yang dibutuhkan oleh Leonardo diambil oleh ipar Ludovico untuk membuat meriam demi mempertahankan kota Milan dari serangan Raja Charles VIII.

Selain melukis dan membuat patung, Leonardo juga terlibat dalam pekerjaan lain di Milan, termasuk mengubah jalan-jalan sungai dan membangun kanal-kanal. Dia juga menghibur Duke dengan memainkan alat musik dan bernyanyi. Selanjutnya, Leonardo bekerja untuk Raja Louis XII dari Prancis di Milan dan untuk Paus Leo X di Roma. Di samping itu, ia membantu Raphael dan Michelangelo dalam merancang katedral Santo Petrus. Leonardo sangat tertarik pada ilmu pengetahuan dan membuat banyak penemuan dan studi tentang berbagai topik, termasuk mesin terbang dan anatomi tubuh manusia. Salah satu karya terkenalnya adalah lukisan Jamuan Terakhir yang kini rusak, dan Mona Lisa yang kini terdapat di musium Louvre Paris.

Leonardo da Vinci wafat di Clos Lucé, Prancis pada tanggal 2 Mei 1519, dan dimakamkan di Kapel St. Hubert di kastel Amboise, Prancis. Meskipun setelah kematiannya banyak spekulasi tentang peran Leonardo dalam organisasi rahasia bernama Priory of Sion, tidak ada bukti yang menunjukkan kebenaran klaim-klaim tersebut, sehingga tudingan ini hanya dianggap sebagai upaya untuk memojokkan posisi umat Kristiani.

Sumber: id.wikipedia.org

Selengkapnya
Tentang Kehidupan dan Karya Luar Biasa Leonardo da Vinci: Mengungkap Misteri Sang Genius
« First Previous page 3 of 8 Next Last »