Ornitopter

Ornithopter adalah jenis pesawat terbang yang beroperasi dengan cara mengepakkan sayapnya, mirip dengan gerakan sayap burung, kelelawar, atau serangga. Desain ornithopter didasarkan pada prinsip gerakan alami hewan terbang tersebut. Meskipun bentuk dan ukuran mesinnya dapat bervariasi, ornithopter umumnya dibuat dalam skala yang sama dengan hewan terbang yang ditirunya. Beberapa ornithopter berukuran besar bahkan berhasil dikembangkan dan dioperasikan. Ornithopter berawak sering kali didorong oleh mesin atau dikendalikan langsung oleh pilotnya.

Desain ornithopter karya Leonardo da Vinci

Sejarah awal

Sejumlah percobaan awal dalam penerbangan berawak mungkin dimaksudkan untuk mencapai gerakan mengepakkan sayap, namun pada kenyataannya, hanya pergerakan luncuran yang dapat berhasil dicapai. Contohnya adalah penerbangan yang diceritakan melibatkan biarawan Katolik pada abad ke-11, Eilmer dari Malmesbury (yang dicatat pada abad ke-12), serta penyair abad ke-9, Abbas Ibn Firnas (yang dicatat pada abad ke-17). Roger Bacon, dalam karyanya pada tahun 1260, adalah salah satu dari mereka yang pertama kali mempertimbangkan teknologi penerbangan. Kemudian, pada tahun 1485, Leonardo da Vinci memulai penelitiannya mengenai cara terbangnya burung. Dia menyadari bahwa manusia, karena berat badannya yang besar dan kekurangan kekuatan, tidak dapat terbang hanya dengan menggunakan sayap yang melekat pada lengan. Oleh karena itu, dia merancang sebuah alat di mana penerbang berbaring di atas sebuah platform dan menggerakkan dua sayap besar yang berselaput menggunakan tuas tangan, pedal kaki, dan sistem katrol.

Ornitopter EP Frost tahun 1902

Pada tahun 1841, seorang tukang besi kalfa bernama Manojlo, yang datang ke Beograd dari Vojvodina, mencoba melakukan penerbangan dengan alat yang disebut ornithopter (mengepakkan sayap seperti burung). Meskipun ditolak oleh pihak berwenang untuk lepas landas dari menara tempat lonceng bergantung di Katedral Saint Michael, dia berhasil naik secara diam-diam ke atap Dumrukhana (kantor pusat pajak impor) dan lepas landas, mendarat dengan selamat di tumpukan salju.

Ornithopter pertama yang berhasil terbang dibuat di Prancis. Pada tahun 1871, seorang bernama Jobert menggunakan karet gelang untuk menggerakkan model burung kecil. Selanjutnya, Alphonse Pénaud, Abel Hureau de Villeneuve, dan Victor Tatin juga menciptakan ornithopter yang menggunakan karet sebagai sumber tenaga pada tahun 1870-an. Ornithopter karya Tatin kemungkinan adalah yang pertama menggunakan torsi aktif pada sayapnya, dan tampaknya menjadi dasar bagi mainan komersial yang ditawarkan oleh Pichancourt sekitar tahun 1889. Gustave Trouvé adalah orang pertama yang menggunakan pembakaran internal, dan pada tahun 1890, model ornithopter miliknya berhasil terbang sejauh 80 meter dalam demonstrasi untuk Akademi Ilmu Pengetahuan Perancis, dengan sayapnya yang digerakkan oleh bubuk mesiu yang mengaktifkan tabung Bourdon.

Mulai tahun 1884, Lawrence Hargrave membuat sejumlah ornithopter yang menggunakan karet gelang, pegas, uap, atau udara bertekanan sebagai sumber tenaga. Dia memperkenalkan penggunaan sayap mengepak kecil yang memberikan dorongan pada sayap tetap yang lebih besar, menghilangkan kebutuhan akan pengurangan gigi dan menyederhanakan konstruksi ornithopter.

EP Frost mulai membuat ornithopter pada tahun 1870-an; model awalnya ditenagai oleh mesin uap, dan kemudian pada tahun 1900-an, dia berhasil membuat ornithopter yang ditenagai oleh mesin pembakaran internal yang cukup besar untuk membawa satu orang, meskipun tidak berhasil terbang.

Pada tahun 1930-an, Alexander Lippisch dan Korps Penerbang Sosialis Nasional Nazi Jerman berhasil membangun dan menerbangkan serangkaian ornithopter yang menggunakan pembakaran internal sebagai sumber tenaga, dengan konsep sayap mengepak kecil yang dikembangkan oleh Hargrave, tetapi dengan peningkatan aerodinamika yang dihasilkan dari studi yang teliti.

Erich von Holst, juga aktif pada tahun 1930-an, mencapai tingkat efisiensi dan realisme yang luar biasa dalam ornithopter yang digerakkan oleh karet gelang. Dia kemungkinan mencapai kesuksesan pertama dalam merancang ornithopter dengan sayap yang bisa ditekuk, meniru gerakan melipat sayap burung lebih dekat, meskipun belum menggunakan sayap dengan bentang variabel seperti yang dimiliki oleh burung.

Pada sekitar tahun 1960, Percival Spencer berhasil menerbangkan serangkaian ornithopter tanpa awak yang menggunakan mesin pembakaran internal dengan perpindahan mulai dari 0,020 hingga 0,80 inci kubik dan lebar sayap hingga 8 kaki. Pada tahun 1961, Spencer bersama Jack Stephenson menerbangkan ornithopter bertenaga mesin pertama yang dikemudikan dari jarak jauh, yang dikenal sebagai Spencer Orniplane. Orniplane memiliki lebar sayap 90,7 inci, berat 7,5 pon, dan ditenagai oleh mesin dua langkah berkapasitas 0,35 inci kubik. Pesawat ini memiliki konfigurasi biplan untuk mengurangi osilasi badan pesawat.

Penerbangan berawak

Ornithopter berawak dapat dikelompokkan ke dalam dua kategori utama: ornithopter yang digerakkan oleh tenaga manusia (ornithopter bertenaga manusia), dan yang digerakkan oleh mesin.

Pada sekitar tahun 1894, Otto Lilienthal, seorang pionir dalam bidang penerbangan, menjadi terkenal di Jerman berkat eksperimen glidernya yang sukses dan secara luas dipublikasikan. Lilienthal juga melakukan studi tentang penerbangan burung dan melakukan beberapa eksperimen terkait. Meskipun dia berhasil membangun sebuah ornithopter, pengembangan lebih lanjut terhambat oleh kematiannya yang mendadak dalam kecelakaan pesawat layang pada tanggal 9 Agustus 1896.

Pada tahun 1929, ornithopter bertenaga manusia yang dirancang oleh Alexander Lippisch (yang juga merancang Messerschmitt Me 163 Komet) berhasil terbang sejauh 250 hingga 300 meter setelah diluncurkan menggunakan derek. Meskipun beberapa pihak mempertanyakan apakah pesawat tersebut mampu terbang sendiri setelah diluncurkan, Lippisch menegaskan bahwa pesawat itu memang terbang, bukan hanya melakukan luncuran panjang. Sebagian besar ornithopter bertenaga manusia kemudian menggunakan peluncuran derek, namun penerbangan mereka cenderung singkat karena kekuatan otot manusia yang terbatas.

Pada tahun 1942, Adalbert Schmid berhasil melaksanakan penerbangan lebih lama dengan ornithopter bertenaga manusia di Munich-Laim. Ia berhasil menempuh jarak 900 meter dengan mempertahankan ketinggian sekitar 20 meter sepanjang sebagian besar penerbangan. Pesawat yang sama kemudian dilengkapi dengan mesin sepeda motor Sachs tiga tenaga kuda, memungkinkannya terbang selama 15 menit. Schmid kemudian merancang ornithopter berkekuatan 10 tenaga kuda berdasarkan pesawat layar Grunau-Baby IIa pada tahun 1947, yang memiliki panel sayap luar yang dapat mengepak.

René Riout, seorang insinyur Prancis, mengabdikan waktu selama tiga dekade untuk mengembangkan ornithopter sayap mengepak. Pada tahun 1905, ia berhasil membuat model ornithopter pertamanya. Pada tahun 1909, ia memenangkan medali emas dalam kompetisi Lépine untuk model tereduksi. Namun, pengujian ornithopter Riout dihentikan pada tahun 1916 meskipun ia berhasil menyelesaikan ornithopter Riout 102T Alérion pada tahun 1937, yang merupakan ornithopter sayap mengepak yang paling sukses hingga dekade kedua abad ke-21.

Pada tahun 2005, Yves Rousseau dianugerahi Diploma Paul Tissandier oleh FAI atas kontribusinya dalam bidang penerbangan. Rousseau melakukan penerbangan bertenaga manusia pertamanya dengan mengepakkan sayap pada tahun 1995. Pada tanggal 20 April 2006, ia berhasil terbang sejauh 64 meter dalam upaya ke-212, tetapi pada upaya ke-213, sayap pesawat patah akibat hembusan angin, menyebabkan Rousseau mengalami luka parah dan lumpuh.

Sebuah tim di Institut Studi Dirgantara Universitas Toronto, yang dipimpin oleh Profesor James DeLaurier, telah bekerja selama beberapa tahun pada ornithopter yang dikemudikan dan bertenaga mesin. Pada bulan Juli 2006, mesin ornithopter No.1 UTIAS buatan Profesor DeLaurier berhasil terbang selama 14 detik setelah lepas landas dari Lapangan Udara Bombardier di Downsview Park, Toronto. Menurut DeLaurier, meskipun jet diperlukan untuk penerbangan berkelanjutan, sebagian besar dorongan berasal dari kepakan sayap.

Pada tanggal 2 Agustus 2010, Todd Reichert dari institusi yang sama berhasil mengemudikan ornithopter bertenaga manusia bernama Snowbird. Pesawat ini terbuat dari serat karbon, balsa, dan busa, dengan lebar sayap mencapai 32 meter. Reichert berhasil terbang selama hampir 20 detik, menempuh jarak 145 meter dengan kecepatan rata-rata 25,6 km/jam. Penerbangan serupa dari derek juga telah dilakukan sebelumnya, namun pengumpulan data yang lebih akurat memverifikasi bahwa ornithopter tersebut mampu terbang dengan tenaga sendiri setelah diluncurkan dari ketinggian.

Aplikasi untuk ornithopter yang tidak berawak

Penerapan praktis ornithopter mengambil manfaat dari kemiripannya dengan gerakan burung atau serangga. Sebagai contoh, Taman dan Margasatwa Colorado menggunakan mesin ini untuk membantu menyelamatkan burung belibis bijak Gunnison yang terancam punah. Dengan mengendalikan ornithopter yang menyerupai elang, para operator dapat mengarahkan burung belibis untuk tetap berada di tanah sehingga mereka bisa ditangkap dan dipelajari.

Kemampuan ornithopter untuk dibuat menyerupai burung atau serangga memungkinkannya digunakan untuk keperluan militer, seperti misi pengintaian udara tanpa terdeteksi oleh musuh. Beberapa ornithopter telah dilengkapi dengan kamera video dan dapat melayang serta melakukan manuver di ruang yang sempit. Pada tahun 2011, AeroVironment menampilkan ornithopter yang dikemudikan dari jarak jauh, menyerupai burung kolibri besar, yang dimungkinkan untuk misi mata-mata.

Di bawah kepemimpinan Paul B. MacCready (yang terkenal dengan Gossamer Albatross), AeroVironment mengembangkan model ornithopter raksasa yang dikendalikan radio, Quetzalcoatlus northropi, untuk Smithsonian Institution pada pertengahan tahun 1980-an. Model ini memiliki lebar sayap 5,5 meter dan dilengkapi dengan sistem kontrol autopilot terkomputerisasi yang kompleks, mirip dengan cara pterosaurus berukuran penuh menggunakan sistem neuromuskular untuk menyesuaikan diri dalam penerbangan.

Para peneliti berharap dapat menghilangkan penggunaan motor dan roda gigi dari desain ornithopter dengan lebih meniru otot terbang hewan. Sebagai contoh, Robert C. Michelson dari Georgia Tech Research Institute sedang mengembangkan otot kimia bolak-balik untuk digunakan dalam ornithopter skala mikro, yang ia sebut "entomopter". SRI International juga sedang mengembangkan otot buatan polimer untuk digunakan dalam ornithopter.

Selain itu, terobosan dalam pengembangan ornithopter juga terjadi melalui pendekatan berbasis algoritma evolusi. Pada tahun 2002, Krister Wolff dan Peter Nordin dari Universitas Teknologi Chalmers di Swedia berhasil menciptakan ornithopter dengan menggunakan desain kayu balsa yang ditenagai oleh teknologi perangkat lunak pembelajaran mesin yang dikenal sebagai algoritma evolusi linier kondisi mapan. Dengan terinspirasi oleh evolusi alam, perangkat lunak tersebut secara mandiri "mengembangkan" diri untuk menghasilkan gaya angkat maksimum dan gerakan horizontal yang optimal.

Perkembangan ornithopter juga memperlihatkan diversifikasi penggunaannya. Contohnya, pada tahun 2008, Bandara Schiphol Amsterdam mulai menggunakan elang mekanis yang realistis yang dirancang oleh ahli elang Robert Musters. Robot burung ini dikendalikan dari jarak jauh untuk menakut-nakuti burung liar yang dapat membahayakan pesawat. Sementara itu, RoBird (sebelumnya Clear Flight Solutions), sebuah spin-off dari University of Twente, mulai memproduksi burung pemangsa buatan untuk digunakan di bandara serta di industri pertanian dan pengelolaan limbah.

Pendekatan yang menarik lainnya adalah upaya Adrian Thomas dan Alex Caccia dalam mendirikan Animal Dynamics Ltd pada tahun 2015, dengan tujuan mengembangkan analog mekanis capung untuk digunakan sebagai drone yang dapat melampaui kinerja quadcopter. Proyek ini mendapat pendanaan dari Laboratorium Sains dan Teknologi Pertahanan Inggris serta Angkatan Udara Amerika Serikat.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Otto Lilienthal

Karl Wilhelm Otto Lilienthal (23 Mei 1848 - 10 Agustus 1896) adalah seorang pelopor penerbangan Jerman yang dikenal sebagai "manusia terbang". Dia adalah orang pertama yang melakukan penerbangan yang didokumentasikan dengan baik dan berulang kali dengan pesawat layang yang berhasil, sehingga membuat ide pesawat yang lebih berat dari udara menjadi kenyataan. Koran dan majalah menerbitkan foto-foto Lilienthal yang sedang meluncur, sehingga mempengaruhi opini publik dan ilmiah tentang kemungkinan mesin terbang menjadi praktis.

Karya Lilienthal menyebabkan dia mengembangkan konsep sayap modern. Percobaan penerbangannya pada tahun 1891 dianggap sebagai awal dari penerbangan manusia dan "Lilienthal Normalsegelapparat" dianggap sebagai pesawat terbang pertama yang diproduksi secara seri, menjadikan Maschinenfabrik Otto Lilienthal di Berlin sebagai perusahaan produksi pesawat terbang pertama di dunia. Dia telah disebut sebagai "bapak penerbangan".

Pada tanggal 9 Agustus 1896, pesawat layang Lilienthal terhenti dan dia tidak dapat mendapatkan kembali kendali. Jatuh dari ketinggian sekitar 15 meter (49 kaki), lehernya patah dan meninggal keesokan harinya.

Kehidupan awal

Lilienthal lahir pada tanggal 23 Mei 1848 di Anklam, Provinsi Pomerania, di kerajaan Prusia, Jerman. Orang tuanya bernama Gustav dan Caroline, née Pohle. Dia dibaptis di gereja St Nicholas yang beraliran evangelis-lutheran dan dikukuhkan di gereja St Mary di Anklam. Orang tua Lilienthal yang berasal dari kalangan menengah ini memiliki delapan orang anak, tetapi hanya tiga yang selamat dari masa bayi: Otto, Gustav, dan Marie. Kedua bersaudara ini bekerja bersama sepanjang hidup mereka dalam proyek-proyek teknis, sosial, dan budaya. Lilienthal bersekolah di sekolah tata bahasa dan mempelajari penerbangan burung bersama saudaranya, Gustav (1849-1933). Terpesona dengan ide penerbangan berawak, Lilienthal dan saudaranya membuat sayap berikat, tetapi gagal dalam upaya mereka untuk terbang. Dia bersekolah di sekolah teknik regional di Potsdam selama dua tahun dan dilatih di Perusahaan Schwarzkopf sebelum menjadi insinyur desain profesional. Dia kemudian kuliah di Royal Technical Academy di Berlin.

Pada tahun 1867, Lilienthal memulai eksperimen dengan sungguh-sungguh tentang kekuatan udara, tetapi menghentikan pekerjaannya untuk bertugas dalam Perang Prancis-Prusia. Kembali ke kehidupan sipil, ia menjadi staf insinyur di beberapa perusahaan teknik dan menerima paten, paten pertamanya, untuk mesin pertambangan. Dia mendirikan perusahaannya sendiri untuk membuat boiler dan mesin uap.

Pada tanggal 6 Juni 1878, Lilienthal menikahi Agnes Fischer, putri seorang deputi. Musik mempertemukan mereka; Fischer terlatih dalam piano dan suara, sementara Lilienthal memainkan terompet Prancis dan memiliki suara tenor yang bagus. Setelah menikah, mereka menetap di Berlin dan memiliki empat orang anak: Otto, Anna, Fritz, dan Frida. Lilienthal menerbitkan bukunya yang terkenal, Birdflight as the Basis of Aviation, pada tahun 1889.

Eksperimen dalam penerbangan

Kontribusi terbesar Lilienthal adalah dalam pengembangan penerbangan yang lebih berat dari udara. Dia melakukan penerbangan dari bukit buatan yang dibangunnya di dekat Berlin dan dari bukit-bukit alami, terutama di wilayah Rhinow.

Pengajuan paten AS pada tahun 1894 oleh Lilienthal mengarahkan pilot untuk mencengkeram "batang" untuk membawa dan menerbangkan gantole. A-frame Percy Pilcher dan Lilienthal bergema dalam kerangka kontrol saat ini untuk gantole dan pesawat ultralight. Bekerja sama dengan saudaranya, Gustav, Lilienthal melakukan lebih dari 2.000 penerbangan dengan pesawat layang rancangannya yang dimulai pada tahun 1891 dengan versi pesawat layang pertamanya, Derwitzer Glider, hingga kematiannya dalam sebuah kecelakaan pesawat layang pada tahun 1896. Total waktu terbangnya adalah lima jam.

Pada awalnya, pada musim semi 1891, Lilienthal melakukan lompatan dan penerbangan pertama di lereng lubang pasir di sebuah bukit di antara desa Derwitz dan Krielow di Havelland, sebelah barat Potsdam (52°24′48″LU 12°49′22″BT). Ini adalah tempat penerbangan pertama manusia. Kemudian ia melakukan percobaan penerbangan di bukit buatan dekat Berlin dan terutama di Bukit Rhinow. Pada tahun 1891, Lilienthal berhasil dengan lompatan dan penerbangan yang menempuh jarak sekitar 25 meter (82 kaki). Dia dapat menggunakan angin yang berhembus dengan kecepatan 10 meter per detik (33 kaki per detik) di atas bukit untuk tetap diam di atas tanah, sambil berteriak kepada seorang fotografer yang ada di tanah untuk bermanuver ke posisi terbaik untuk mengambil foto.  Pada tahun 1893, di Rhinow Hills, ia mampu mencapai jarak terbang sejauh 250 meter (820 kaki). Rekor ini tetap tak terkalahkan olehnya atau orang lain pada saat kematiannya.Lilienthal melakukan penelitian untuk menggambarkan secara akurat penerbangan burung, terutama bangau, dan menggunakan diagram kutub untuk menggambarkan aerodinamika sayap mereka. Dia melakukan banyak eksperimen dalam upaya mengumpulkan data aeronautika yang dapat diandalkan.

Proyek

Selama karir terbangnya yang singkat, Lilienthal mengembangkan selusin model monoplanes, pesawat mengepakkan sayap, dan dua biplanes. Pesawat layang buatannya didesain dengan hati-hati untuk mendistribusikan berat badan serata mungkin untuk memastikan penerbangan yang stabil. Lilienthal mengendalikannya dengan mengubah pusat gravitasi dengan menggeser tubuhnya, seperti layang-layang modern. Pesawat ini sulit untuk bermanuver dan memiliki kecenderungan untuk meluncur ke bawah, yang sulit untuk dipulihkan. Salah satu alasannya adalah karena ia memegang pesawat layang di pundaknya, bukan menggantungnya seperti pesawat layang modern. Hanya kaki dan tubuh bagian bawahnya yang bisa digerakkan, yang membatasi jumlah pergeseran berat badan yang bisa dia capai.

Lilienthal melakukan banyak upaya untuk meningkatkan stabilitas dengan berbagai tingkat keberhasilan. Ini termasuk membuat biplane yang membagi dua rentang sayap untuk area sayap tertentu, dan dengan memiliki ekor berengsel yang dapat bergerak ke atas untuk membuat flare di akhir penerbangan menjadi lebih mudah. Dia berspekulasi bahwa mengepakkan sayap burung mungkin diperlukan dan telah mulai mengerjakan pesawat bertenaga seperti itu.

Lokasi pengujian

Lilienthal melakukan percobaan meluncur pertamanya pada musim semi tahun 1891 di tempat yang disebut "Spitzer Berg" di dekat desa Krielow dan Derwitz, sebelah barat Potsdam.

Pada tahun 1892, area latihan Lilienthal adalah sebuah formasi bukit yang disebut "Maihöhe" di Steglitz, Berlin. Dia membangun sebuah gudang setinggi 4 meter (13 kaki), berbentuk menara, di atasnya. Dengan cara ini, ia mendapatkan tempat "lompatan" setinggi 10 meter (33 kaki). Gudang tersebut juga berfungsi untuk menyimpan peralatannya.

Pada tahun 1893, Lilienthal juga mulai melakukan percobaan meluncur di "Rhinower Berge", di "Hauptmannsberg" di dekat Rhinow dan kemudian, pada tahun 1896, di "Gollenberg" di dekat Stölln.

Pada tahun 1894, Lilienthal membangun sebuah bukit berbentuk kerucut buatan di dekat rumahnya di Lichterfelde, yang dinamakan Fliegeberg (artinya "Bukit Terbang"). Bukit ini memungkinkannya untuk meluncurkan pesawat layang ke arah angin, dari mana pun angin itu datang. Bukit ini memiliki tinggi 15 meter (49 kaki). Di sana selalu ada kerumunan orang yang tertarik untuk melihat eksperimen meluncurnya.

Pada tahun 1932, Fliegeberg didesain ulang oleh arsitek Berlin Fritz Freymüller sebagai tugu peringatan untuk Lilienthal. Di atas bukit dibangun sebuah bangunan seperti kuil kecil, yang terdiri dari pilar-pilar yang menopang atap bundar yang agak miring. Di dalamnya diletakkan bola dunia perak yang bertuliskan rincian penerbangan terkenal. Saudara laki-laki Lilienthal, Gustav, dan mekanik dan asistennya, Paul Baylich, menghadiri upacara peresmiannya pada tanggal 10 Agustus 1932 (36 tahun setelah kematian Otto.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Propulsi

Propulsi adalah pembangkitan gaya dengan kombinasi mendorong atau menarik untuk memodifikasi gerakan translasi suatu benda, yang biasanya berupa benda kaku (atau benda kaku yang diartikulasikan), namun dapat juga berupa fluida. Istilah ini berasal dari dua kata dalam bahasa Latin: pro, yang berarti di depan atau ke depan; dan pellere, yang berarti menggerakkan. Sistem propulsi terdiri dari sumber tenaga mekanis, dan propulsor (alat untuk mengubah tenaga ini menjadi tenaga penggerak).

Memetik senar gitar untuk menginduksi terjemahan getaran secara teknis adalah bentuk propulsi senar gitar; hal ini tidak umum digambarkan dalam kosakata ini, meskipun otot manusia dianggap mendorong ujung jari. Gerakan sebuah benda yang bergerak melalui medan gravitasi dipengaruhi oleh medan tersebut, dan dalam beberapa kerangka acuan, fisikawan berbicara tentang medan gravitasi yang menghasilkan gaya pada benda tersebut, tetapi untuk alasan teori yang mendalam, fisikawan sekarang menganggap jalur melengkung dari sebuah objek yang bergerak bebas melalui ruang-waktu yang dibentuk oleh gravitasi sebagai gerakan alami objek, tidak terpengaruh oleh gaya pendorong (dalam pandangan ini, apel yang jatuh dianggap tidak terdorong, sementara pengamat apel yang berdiri di tanah dianggap terdorong oleh gaya reaktif permukaan bumi).

Sistem penggerak biologis menggunakan otot hewan sebagai sumber tenaga, dan anggota tubuh seperti sayap, sirip, atau kaki sebagai pendorongnya. Sistem teknologi menggunakan mesin atau motor sebagai sumber tenaga (biasanya disebut pembangkit listrik), dan roda serta as roda, baling-baling, atau nosel pendorong untuk menghasilkan tenaga. Komponen seperti kopling atau kotak roda gigi mungkin diperlukan untuk menghubungkan motor ke as, roda, atau baling-baling. Sistem teknologi/biologis dapat menggunakan kerja otot manusia, atau hewan terlatih, untuk menggerakkan perangkat mekanis.

Benda kecil, seperti peluru, yang didorong dengan kecepatan tinggi dikenal sebagai proyektil; benda yang lebih besar yang didorong dengan kecepatan tinggi, sering kali melesat secara balistik, dikenal sebagai roket atau rudal.

Mempengaruhi gerakan rotasi juga secara teknis merupakan bentuk propulsi, tetapi dalam pembicaraan, seorang mekanik otomotif mungkin lebih suka menggambarkan gas panas dalam silinder mesin sebagai pendorong piston (gerakan translasi), yang menggerakkan poros engkol (gerakan rotasi), poros engkol kemudian menggerakkan roda (gerakan rotasi), dan roda mendorong mobil ke depan (gerakan translasi). Dalam bahasa umum, propulsi dikaitkan dengan perpindahan spasial lebih kuat daripada bentuk gerakan yang terkandung secara lokal, seperti rotasi atau getaran. Sebagai contoh lain, tekanan internal pada bola bisbol yang berputar menyebabkan permukaan bola bisbol bergerak sepanjang lintasan sinusoidal atau heliks, yang tidak akan terjadi jika tidak ada gaya internal ini; gaya-gaya ini memenuhi definisi teknis propulsi dari mekanika Newton, tetapi tidak umum dibicarakan dalam bahasa ini.

Penggerak kendaraan

Penggerak udara

Sistem propulsi pesawat terbang umumnya terdiri dari mesin pesawat terbang dan beberapa alat untuk menghasilkan daya dorong, seperti baling-baling atau nosel pendorong.

Sistem propulsi pesawat harus mencapai dua hal. Pertama, daya dorong dari sistem propulsi harus menyeimbangkan gaya hambat pesawat ketika pesawat sedang melaju. Dan kedua, daya dorong dari sistem propulsi harus melebihi daya hambat pesawat agar pesawat dapat berakselerasi. Semakin besar perbedaan antara gaya dorong dan gaya hambat, yang disebut dengan kelebihan gaya dorong, maka semakin cepat pesawat berakselerasi.

Beberapa pesawat, seperti pesawat terbang dan pesawat kargo, menghabiskan sebagian besar masa hidupnya dalam kondisi jelajah. Untuk pesawat-pesawat ini, daya dorong berlebih tidak sepenting efisiensi mesin yang tinggi dan penggunaan bahan bakar yang rendah. Karena daya dorong bergantung pada jumlah gas yang dipindahkan dan kecepatan, kita dapat menghasilkan daya dorong yang tinggi dengan mempercepat massa gas yang besar dengan jumlah yang kecil, atau dengan mempercepat massa gas yang kecil dengan jumlah yang besar. Karena efisiensi aerodinamis baling-baling dan kipas, akan lebih hemat bahan bakar untuk mempercepat massa yang besar dengan jumlah yang kecil, itulah sebabnya mengapa turbofan pintas tinggi dan turboprop biasanya digunakan pada pesawat kargo dan pesawat terbang.

Tanah

Propulsi darat adalah mekanisme apa pun untuk menggerakkan benda padat di sepanjang tanah, biasanya untuk tujuan transportasi. Sistem propulsi sering kali terdiri dari kombinasi mesin atau motor, kotak roda gigi, serta roda dan as roda pada aplikasi standar.

Maglev

Maglev (berasal dari levitasi magnetik) adalah sistem transportasi yang menggunakan levitasi magnetik untuk menangguhkan, memandu, dan mendorong kendaraan dengan magnet daripada menggunakan metode mekanis, seperti roda, as roda, dan bantalan. Dengan maglev, sebuah kendaraan melayang dalam jarak yang tidak terlalu jauh dari jalur pemandu dengan menggunakan magnet untuk menciptakan daya angkat dan daya dorong. Kendaraan maglev diklaim dapat bergerak lebih mulus dan tenang serta membutuhkan lebih sedikit perawatan daripada sistem angkutan massal beroda. Ketidaktergantungan pada gesekan juga berarti akselerasi dan deselerasi dapat jauh melampaui bentuk transportasi yang ada saat ini. Tenaga yang dibutuhkan untuk melayang tidak terlalu besar dari keseluruhan konsumsi energi; sebagian besar tenaga yang digunakan dibutuhkan untuk mengatasi hambatan udara (drag), seperti halnya bentuk transportasi berkecepatan tinggi lainnya.

Ruang

Pendorong pesawat ruang angkasa adalah metode apa pun yang digunakan untuk mempercepat pesawat ruang angkasa dan satelit buatan. Ada banyak metode yang berbeda. Setiap metode memiliki kekurangan dan kelebihan, dan pendorong pesawat ruang angkasa adalah bidang penelitian yang aktif. Namun, sebagian besar wahana antariksa saat ini didorong dengan memaksa gas dari bagian belakang kendaraan dengan kecepatan yang sangat tinggi melalui nosel supersonik de Laval. Mesin semacam ini disebut mesin roket.

Semua pesawat ruang angkasa saat ini menggunakan roket kimia (bipropelan atau bahan bakar padat) untuk peluncurannya, meskipun beberapa (seperti roket Pegasus dan SpaceShipOne) telah menggunakan mesin bernapas udara pada tahap pertama. Sebagian besar satelit memiliki pendorong kimia sederhana yang dapat diandalkan (biasanya roket monopropelan) atau roket resistojet untuk mempertahankan stasiun orbit dan beberapa menggunakan roda momentum untuk kontrol sikap. Satelit-satelit blok Soviet telah menggunakan tenaga penggerak listrik selama beberapa dekade, dan pesawat ruang angkasa geo-orbital Barat yang lebih baru mulai menggunakannya untuk pemeliharaan stasiun utara-selatan dan peningkatan orbit. Kendaraan antarplanet sebagian besar juga menggunakan roket kimia, meskipun beberapa telah menggunakan pendorong ion dan pendorong efek Hall (dua jenis pendorong listrik yang berbeda) dengan sukses besar.

Kabel

Kereta gantung adalah salah satu dari berbagai sistem transportasi yang mengandalkan kabel untuk menarik kendaraan atau menurunkannya dengan kecepatan yang stabil. Terminologi ini juga mengacu pada kendaraan pada sistem ini. Kendaraan kereta gantung tidak memiliki motor dan mesin dan ditarik oleh kabel yang diputar oleh motor di luar kereta.

Hewan

Penggerak hewan, yang merupakan tindakan penggerak sendiri oleh hewan, memiliki banyak manifestasi, termasuk berlari, berenang, melompat, dan terbang. Hewan bergerak karena berbagai alasan, seperti untuk mencari makanan, pasangan, atau habitat mikro yang sesuai, dan untuk menghindari predator. Bagi banyak hewan, kemampuan untuk bergerak sangat penting untuk kelangsungan hidup dan, akibatnya, tekanan selektif telah membentuk metode dan mekanisme gerak yang digunakan oleh organisme yang bergerak. Sebagai contoh, hewan-hewan yang bermigrasi dan menempuh jarak yang jauh (seperti rusa kutub) biasanya memiliki mekanisme gerak yang hanya membutuhkan sedikit energi per satuan jarak, sedangkan hewan-hewan yang tidak bermigrasi dan harus sering bergerak cepat untuk menghindari pemangsa (seperti katak) cenderung memiliki mekanisme gerak yang mahal tapi sangat cepat. Studi tentang pergerakan hewan biasanya dianggap sebagai sub-bidang biomekanik.

Gerakan membutuhkan energi untuk mengatasi gesekan, hambatan, inersia, dan gravitasi, meskipun dalam banyak situasi, beberapa faktor ini dapat diabaikan. Di lingkungan darat, gravitasi harus diatasi, meskipun hambatan udara tidak terlalu menjadi masalah. Namun, di lingkungan berair, gesekan (atau tarikan) menjadi tantangan utama, dengan gravitasi yang tidak terlalu menjadi perhatian. Meskipun hewan dengan daya apung alami tidak perlu mengeluarkan banyak energi untuk mempertahankan posisi vertikal, beberapa hewan secara alami akan tenggelam dan harus mengeluarkan energi untuk tetap mengapung.

Gaya hambat juga bisa menjadi masalah dalam penerbangan, dan bentuk tubuh burung yang secara aerodinamis efisien menyoroti hal ini. Namun, penerbangan menghadirkan masalah yang berbeda dari pergerakan di air, karena tidak mungkin organisme hidup memiliki kepadatan yang lebih rendah daripada udara. Organisme tak bertulang belakang yang bergerak di darat sering kali harus menghadapi gesekan permukaan, tetapi biasanya tidak perlu mengeluarkan energi yang signifikan untuk melawan gravitasi.

Hukum gerak ketiga Newton digunakan secara luas dalam studi gerak hewan: jika dalam keadaan diam, untuk bergerak maju, seekor hewan harus mendorong sesuatu ke belakang. Hewan darat harus mendorong tanah yang kokoh; hewan yang berenang dan terbang harus mendorong cairan (air atau udara). Pengaruh gaya selama gerak pada desain sistem kerangka juga penting, seperti halnya interaksi antara gerak dan fisiologi otot, dalam menentukan bagaimana struktur dan efektor gerak memungkinkan atau membatasi gerakan hewan.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Parasut

Parasut adalah alat yang digunakan untuk memperlambat gerakan suatu objek melalui atmosfer dengan menciptakan daya tarik atau, dalam parasut ram-air, daya angkat aerodinamis. Aplikasi utamanya adalah untuk mendukung manusia, untuk rekreasi atau sebagai alat keselamatan bagi penerbang, yang dapat keluar dari pesawat terbang di ketinggian dan turun dengan aman ke bumi.

Parasut biasanya terbuat dari kain yang ringan dan kuat. Parasut awal terbuat dari sutra. Kain yang paling umum saat ini adalah nilon. Kanopi parasut biasanya berbentuk kubah, tetapi ada juga yang berbentuk persegi panjang, kubah terbalik, dan bentuk-bentuk lainnya.Berbagai muatan dipasang pada parasut, termasuk orang, makanan, peralatan, kapsul ruang angkasa, dan bom.

Sejarah

Abad Pertengahan

Pada tahun 852, di Córdoba, Spanyol, seorang pria Moor bernama Armen Firman mencoba terbang namun gagal dengan melompat dari sebuah menara sambil mengenakan jubah besar. Tercatat bahwa "ada cukup udara dalam lipatan jubahnya untuk mencegah cedera parah saat dia mencapai tanah."

Renaisans Awal

Bukti paling awal untuk parasut yang sebenarnya berasal dari periode Renaisans.Desain parasut tertua muncul dalam sebuah manuskrip dari tahun 1470-an yang dikaitkan dengan Taccola (British Library, Add MS 34113, fol. 200v), yang menunjukkan seorang pria yang sedang bergelantungan bebas mencengkeram sebuah rangka palang yang terpasang pada kanopi berbentuk kerucut. Sebagai langkah pengamanan, empat tali diikatkan dari ujung-ujung batang ke ikat pinggang. Meskipun luas permukaan desain parasut tampaknya terlalu kecil untuk menawarkan hambatan udara yang efektif dan kerangka dasar kayu tidak berguna dan berpotensi membahayakan, konsep dasar parasut yang berfungsi sudah jelas.

Desain ini merupakan peningkatan yang nyata dari folio lain (189v), yang menggambarkan seorang pria yang mencoba mematahkan kekuatan jatuhnya dengan menggunakan dua pita kain panjang yang diikatkan pada dua palang, yang ia genggam dengan tangannya.

Seorang ahli matematika dan penemu asal Kroasia, Fausto Veranzio, atau Faust Vrančić (1551-1617), meneliti sketsa parasut da Vinci dan mempertahankan bingkai persegi namun mengganti kanopi dengan kain seperti layar yang menggembung yang kemudian disadarinya dapat memperlambat laju jatuh secara lebih efektif. Penggambaran parasut yang sekarang terkenal yang dia juluki Homo Volans (Manusia Terbang), yang menunjukkan seorang pria terjun payung dari sebuah menara, mungkin St Mark's Campanile di Venesia, muncul dalam bukunya tentang mekanika, Machinae Novae ("Mesin Baru", yang diterbitkan pada tahun 1615 atau 1616), di samping sejumlah perangkat dan konsep teknis lainnya.

Pernah diyakini secara luas bahwa pada tahun 1617, Veranzio, yang saat itu berusia 65 tahun dan sedang sakit parah, mengimplementasikan desainnya dan menguji parasut dengan melompat dari St Mark's Campanile, dari jembatan di dekatnya, atau dari Katedral St Martin di Bratislava. Berbagai publikasi secara keliru mengklaim bahwa peristiwa tersebut didokumentasikan sekitar tiga puluh tahun kemudian oleh John Wilkins, salah satu pendiri dan sekretaris Royal Society di London, dalam bukunya Mathematical Magick or, the Wonders that may be Performed by Mechanical Geometry, yang diterbitkan di London pada tahun 1648. Akan tetapi, Wilkins menulis mengenai penerbangan, bukan parasut, dan tidak menyebutkan Veranzio, lompatan parasut, atau kejadian apa pun pada tahun 1617. Keraguan tentang tes ini, termasuk kurangnya bukti tertulis, menunjukkan bahwa tes ini tidak pernah terjadi, dan justru merupakan kesalahan pembacaan terhadap catatan sejarah.

Abad ke-18 dan ke-19

Parasut modern ditemukan pada akhir abad ke-18 oleh Louis-Sébastien Lenormand di Prancis, yang melakukan lompatan publik pertama kali pada tahun 1783. Lenormand juga membuat sketsa perangkatnya sebelumnya.

Dua tahun kemudian, pada tahun 1785, Lenormand menciptakan kata "parasut" dengan menggabungkan awalan para dalam bahasa Italia, sebuah bentuk imperatif dari parare = mencegah, mempertahankan, melawan, menjaga, melindungi atau menyelimuti, dari paro = menangkis, dan parasut, kata dalam bahasa Prancis yang berarti jatuh, untuk menggambarkan fungsi sebenarnya dari alat penerbangan tersebut.

Pada tahun 1785, Jean-Pierre Blanchard mendemonstrasikannya sebagai alat untuk turun dari balon udara dengan aman. Meskipun demonstrasi parasut pertama Blanchard dilakukan dengan seekor anjing sebagai penumpangnya, ia kemudian mengklaim bahwa ia berkesempatan mencobanya sendiri pada tahun 1793 saat balon udaranya pecah, dan ia menggunakan parasut untuk turun. (Peristiwa ini tidak disaksikan oleh orang lain).

Pada tanggal 12 Oktober 1799, Jeanne Geneviève Garnerin naik dengan gondola yang terpasang pada balon. Pada ketinggian 900 meter, ia melepaskan gondola dari balon dan turun dengan parasut. Dengan melakukan hal tersebut, ia menjadi wanita pertama yang terjun payung. Ia kemudian menyelesaikan banyak pendakian dan penurunan parasut di berbagai kota di Prancis dan Eropa.

Pengembangan parasut selanjutnya difokuskan pada bentuknya yang lebih ringkas. Sementara parasut awal terbuat dari linen yang direntangkan di atas bingkai kayu, pada akhir 1790-an, Blanchard mulai membuat parasut dari sutra yang dilipat, mengambil keuntungan dari kekuatan sutra dan bobotnya yang ringan. Pada tahun 1797, André Garnerin melakukan penerjunan pertama parasut "tanpa bingkai" yang dilapisi sutra. Pada tahun 1804, Jérôme Lalande memperkenalkan lubang angin pada kanopi untuk menghilangkan osilasi yang hebat. Pada tahun 1887, Park Van Tassel dan Thomas Scott Baldwin menemukan parasut di San Francisco, California, dengan Baldwin melakukan penerjunan parasut pertama yang berhasil di bagian barat Amerika Serikat.

Malam Perang Dunia I

Pada tahun 1907, Charles Broadwick mendemonstrasikan dua kemajuan utama dalam parasut yang digunakannya untuk melompat dari balon udara di pameran: ia melipat parasutnya ke dalam ransel, dan parasut ditarik dari kemasannya oleh garis statis yang melekat pada balon. Ketika Broadwick melompat dari balon, garis statis menjadi kencang, menarik parasut dari kantongnya, dan kemudian patah.

Pada tahun 1911, sebuah uji coba yang sukses dilakukan dengan sebuah boneka di Menara Eiffel di Paris. Berat boneka adalah 75 kg (165 lb); berat parasut adalah 21 kg (46 lb). Kabel antara boneka dan parasut memiliki panjang 9 m (30 kaki). Pada tanggal 4 Februari 1912, Franz Reichelt melompat ke kematiannya dari menara selama pengujian awal parasut yang dapat dikenakan.

Juga pada tahun 1911, Grant Morton melakukan lompatan parasut pertama dari pesawat terbang, Wright Model B yang dikemudikan oleh Phil Parmalee, di Venice Beach, California. Alat yang digunakan Morton adalah jenis "throw-out" di mana dia memegang parasut di lengannya saat dia meninggalkan pesawat. Pada tahun yang sama (1911), Gleb Kotelnikov dari Rusia menemukan parasut ransel pertama, meskipun Hermann Lattemann dan istrinya, Käthe Paulus, telah terjun dengan parasut kantung pada dekade terakhir abad ke-19.

Pada 1912, di sebuah jalan dekat Tsarskoye Selo, beberapa tahun sebelum menjadi bagian dari Sankt Peterburg, Kotelnikov berhasil mendemonstrasikan efek pengereman parasut dengan mengendarai mobil Rusia-Balt hingga mencapai kecepatan tertingginya dan kemudian membuka parasut yang terpasang di kursi belakang, dan dengan demikian, ia pun menciptakan parasut drogue.

Pada tanggal 1 Maret 1912, Kapten Angkatan Darat AS Albert Berry melakukan lompatan parasut (tipe terpasang) pertama di Amerika Serikat dari pesawat bersayap tetap, pendorong Benoist, saat terbang di atas Barak Jefferson, St Louis, Missouri. Lompatan ini menggunakan parasut yang disimpan atau ditempatkan di dalam selubung berbentuk kerucut di bawah pesawat dan dilekatkan pada tali pengaman di tubuh penerjun.

Štefan Banič mematenkan desain yang menyerupai payung pada tahun 1914, dan menjual (atau menyumbangkan) paten tersebut kepada militer Amerika Serikat, yang kemudian memodifikasi desainnya, sehingga menghasilkan parasut militer pertama. Banič merupakan orang pertama yang mematenkan parasut, dan desainnya merupakan desain yang pertama kali berfungsi dengan baik di abad ke-20.

Pada tanggal 21 Juni 1913, Georgia Broadwick menjadi wanita pertama yang terjun dengan parasut dari pesawat yang sedang bergerak, melakukannya di atas Los Angeles, California. Pada tahun 1914, ketika melakukan demonstrasi untuk Angkatan Darat A.S., Broadwick menggunakan parasutnya secara manual, dan dengan demikian menjadi orang pertama yang melakukan terjun bebas.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Joseph Black

Joseph Black (16 April 1728 – 6 Desember 1799) adalah seorang fisikawan dan kimiawan Skotlandia, yang terkenal karena penemuan magnesium , panas laten , panas spesifik , dan karbon dioksida. Dia adalah Profesor Anatomi dan Kimia di Universitas Glasgow selama 10 tahun sejak tahun 1756, dan kemudian Profesor Kedokteran dan Kimia di Universitas Edinburgh dari tahun 1766, mengajar dan memberi kuliah di sana selama lebih dari 30 tahun.Gedung kimia di Universitas Edinburgh dan Universitas Glasgow diberi nama setelah Black.

Kehidupan awal dan pendidikan 

Black lahir "di tepi sungai Garonne " di Bordeaux , Prancis, anak keenam dari 12 bersaudara dari pasangan Margaret Gordon (wafat 1747) dan John Black. Ibunya berasal dari keluarga Aberdeenshire yang memiliki hubungan dengan bisnis anggur dan ayahnya berasal dari Belfast , Irlandia, dan bekerja sebagai faktor dalam perdagangan anggur. Ia dididik di rumah hingga usia 12 tahun, setelah itu ia bersekolah di sekolah tata bahasa di Belfast. Pada tahun 1746, pada usia 18 tahun, ia masuk Universitas Glasgow, belajar di sana selama empat tahun sebelum menghabiskan empat tahun lagi di Universitas Edinburgh , melanjutkan studi kedokterannya. Selama studinya ia menulis tesis doktoral tentang pengobatan batu ginjal dengan garam magnesium karbonat.

Studi Ilmiah

Prinsip kimia

Seperti kebanyakan eksperimentalis abad ke-18, konseptualisasi kimia Black didasarkan pada lima prinsip materi: Air, Garam, Tanah, Api, dan Logam. Dia menambahkan prinsip Udara ketika eksperimennya menunjukkan adanya karbon dioksida, yang disebutnya udara tetap , sehingga berkontribusi terhadap kimia pneumatik .

Penelitian Black dipandu oleh pertanyaan-pertanyaan yang berkaitan dengan bagaimana prinsip-prinsip tersebut digabungkan satu sama lain dalam berbagai bentuk dan campuran yang berbeda. Dia menggunakan istilah afinitas untuk menggambarkan kekuatan yang menyatukan kombinasi-kombinasi tersebut. Sepanjang karirnya ia menggunakan berbagai diagram dan rumus untuk mengajari mahasiswanya di Universitas Edinburgh cara memanipulasi afinitas melalui berbagai jenis eksperimen.

Neraca analitik 

Timbangan analitis yang presisi

Sekitar tahun 1750, saat masih menjadi mahasiswa, Black mengembangkan timbangan analitik berdasarkan balok ringan yang diseimbangkan pada titik tumpu berbentuk baji . Setiap lengan membawa panci tempat sampel atau anak timbangan standar ditempatkan. Ini jauh melebihi keakuratan timbangan waktu lainnya dan menjadi instrumen ilmiah penting di sebagian besar laboratorium kimia.

Panas laten 

Kalorimeter es pertama di dunia , digunakan pada musim dingin tahun 1782–83, oleh Antoine Lavoisier dan Pierre-Simon Laplace , untuk menentukan panas yang dihasilkan dalam berbagai perubahan kimia , perhitungan yang didasarkan pada penemuan panas laten Joseph Black sebelumnya. Pada tahun 1757, Black diangkat sebagai Profesor Regius dalam Praktek Kedokteran di Universitas Glasgow .

Pada tahun 1761, ia menyimpulkan bahwa penerapan panas pada es pada titik lelehnya tidak menyebabkan kenaikan suhu campuran es/air, melainkan peningkatan jumlah air dalam campuran. Selain itu, Black mengamati bahwa penerapan panas pada air mendidih tidak mengakibatkan kenaikan suhu campuran air/uap, melainkan peningkatan jumlah uap. Dari pengamatannya, ia menyimpulkan bahwa panas yang diberikan pasti telah bergabung dengan partikel es dan air mendidih dan menjadi laten.

Teori panas laten menandai dimulainya termodinamika. Teori Black tentang panas laten adalah salah satu kontribusi ilmiahnya yang paling penting, dan salah satu landasan ketenaran ilmiahnya. Dia juga menunjukkan bahwa zat yang berbeda mempunyai panas spesifik yang berbeda.

Teori ini pada akhirnya terbukti penting tidak hanya dalam pengembangan ilmu pengetahuan abstrak namun juga dalam pengembangan mesin uap. Black dan James Watt menjadi teman setelah bertemu sekitar tahun 1757 saat keduanya berada di Glasgow . Black memberikan pendanaan yang signifikan dan dukungan lain untuk penelitian awal Watt di bidang tenaga uap. Penemuan Black tentang panas laten air akan menarik bagi Watt, menginformasikan upayanya untuk meningkatkan efisiensi mesin uap yang ditemukan oleh Thomas Newcomen dan mengembangkan ilmu termodinamika.

Karbon dioksida 

Black juga mengeksplorasi sifat-sifat gas yang dihasilkan dalam berbagai reaksi. Ia menemukan bahwa batu kapur (kalsium karbonat) dapat dipanaskan atau diolah dengan asam untuk menghasilkan gas yang disebutnya "udara tetap". Dia mengamati bahwa udara yang diam lebih padat daripada udara dan tidak mendukung nyala api atau kehidupan hewan. Black juga menemukan bahwa ketika digelembungkan melalui larutan kapur (kalsium hidroksida) berair, kalsium karbonat akan mengendap. Dia menggunakan fenomena ini untuk menggambarkan bahwa karbon dioksida dihasilkan oleh respirasi hewan dan fermentasi mikroba.

Jabatan profesor 

Pada tahun 1766, mengikuti jejak temannya dan mantan gurunya di Universitas Glasgow, Black menggantikan William Cullen sebagai Profesor Kedokteran dan Kimia di Universitas Edinburgh (Cullen pindah ke Edinburgh pada tahun 1755). Posisinya di Universitas Glasgow diisi oleh Alexander Stevenson. 

Pada titik ini dia berhenti melakukan penelitian dan mengabdikan dirinya secara eksklusif untuk mengajar. Dalam hal ini ia berhasil dengan kehadiran penonton pada ceramahnya yang meningkat dari tahun ke tahun selama lebih dari tiga puluh tahun. Ceramahnya mempunyai pengaruh yang kuat dalam mempopulerkan ilmu kimia dan kehadirannya bahkan menjadi hiburan yang modis.

Black dikenal luas sebagai salah satu dosen paling populer di Universitas. Kursus kimianya secara rutin menarik jumlah siswa yang sangat banyak, dan banyak yang mengikuti dua atau tiga kali. Selain secara teratur memperkenalkan topik-topik mutakhir dan dengan cermat memilih eksperimen yang mengesankan secara visual, Black menggunakan beragam alat pengajaran yang berhasil membuat kimia dapat diakses oleh siswanya (banyak di antaranya berusia 14 tahun).  Murid-muridnya datang dari seluruh Britania Raya , koloni-koloninya , dan Eropa , dan ratusan dari mereka menyimpan ceramahnya di buku catatan mereka dan menyebarkan ide-idenya setelah mereka meninggalkan universitas.

Ia menjadi salah satu hiasan utama Universitas; dan ceramahnya dihadiri oleh audiens yang terus meningkat dari tahun ke tahun, selama lebih dari tiga puluh tahun. Tidak mungkin sebaliknya. Penampilan dan sikap pribadinya adalah seorang pria sejati, dan sangat menyenangkan. Suaranya saat berceramah pelan, tapi bagus; dan artikulasinya begitu jelas, sehingga ia dapat didengar dengan baik oleh ratusan penonton. Ceramahnya begitu jelas dan jelas, ilustrasinya melalui eksperimen begitu tepat, sehingga sentimennya terhadap subjek apa pun tidak akan pernah bisa disalahartikan bahkan oleh orang yang paling buta huruf sekalipun; dan instruksi-instruksinya begitu jelas terhadap semua hipotesis atau dugaan, sehingga pendengar bersandar pada kesimpulan-kesimpulannya dengan keyakinan yang hampir tidak melebihi pengalamannya sendiri. 

Pada 17 November 1783 ia menjadi salah satu pendiri Royal Society of Edinburgh. Dari tahun 1788 hingga 1790 ia menjadi Presiden Royal College of Physicians of Edinburgh. Ia adalah anggota komite revisi untuk edisi Pharmacopoeia Edinburgensis perguruan tinggi tahun 1774, 1783, dan 1794. Black diangkat sebagai dokter utama Raja George III di Skotlandia.

Penelitian dan pengajaran Black berkurang karena kesehatan yang buruk. Sejak tahun 1793 kesehatannya semakin menurun dan dia secara bertahap menarik diri dari tugas mengajarnya. Pada tahun 1795, Charles Hope diangkat sebagai koajutor dalam jabatan profesornya, dan pada tahun 1797, dia mengajar untuk terakhir kalinya.

Kehidupan pribadi 

Hitam adalah anggota Klub Poker. Dia adalah sepupu pertama, teman baik dan kolega Adam Ferguson FRSE yang menikahi keponakannya Katherine Burnett pada tahun 1767, dan berhubungan dengan David Hume , Adam Smith , dan sastrawan Pencerahan Skotlandia . Ia juga dekat dengan ahli geologi perintis James Hutton.

Pada tahun 1773 dia terdaftar sebagai orang yang tinggal di College Wynd di sisi selatan Kota Tua. Pada tahun 1790-an, dia menggunakan Sylvan House di Sciennes sebagai tempat peristirahatan musim panas. Sebuah plakat, yang diresmikan pada tahun 1991, memperingati dia menempati rumah tersebut.

Hitam tidak pernah menikah. Dia meninggal dengan tenang di rumahnya 12 Nicolson Street di selatan Edinburgh pada tahun 1799 pada usia 71 tahun dan dimakamkan di Greyfriars Kirkyard . Monumen besar ini terletak di bagian tertutup di barat daya yang dikenal sebagai Penjara Perjanjian.

Pada tahun 2011, peralatan ilmiah yang diyakini milik Black ditemukan selama penggalian arkeologi di Universitas Edinburgh.Rumahnya, sebuah flat di 12 Nicolson Street yang sangat dekat dengan Old College, masih ada, tetapi tidak memiliki plakat yang menunjukkan keberadaannya.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Jacques Charles

Jacques Alexandre César Charles (12 November 1746 – 7 April 1823) adalah seorang penemu, ilmuwan, matematikawan, dan penerbang balon asal Perancis. Charles hampir tidak menulis apa pun tentang matematika, dan sebagian besar kredit yang diberikan kepadanya disebabkan oleh kesalahannya dengan Jacques Charles yang lain, juga anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Paris, yang masuk pada 12 Mei 1785. Ia kadang-kadang disebut Charles sang Geometer.

Charles dan Robert bersaudara meluncurkan balon gas berisi hidrogen pertama di dunia pada 27 Agustus 1783; kemudian tanggal 1 Desember 1783, Charles dan co-pilotnya Nicolas-Louis Robert naik ke ketinggian sekitar 1.800 kaki (550 m) dengan balon gas yang dikemudikan. Perintis penggunaan hidrogen untuk gaya angkat menyebabkan balon gas jenis ini diberi nama Charlière (berbeda dengan balon udara panas Montgolfière).

Hukum Charles, yang menjelaskan bagaimana gas cenderung memuai ketika dipanaskan, dirumuskan oleh Joseph Louis Gay-Lussac pada tahun 1802, tetapi ia mengaitkannya dengan karya Charles yang tidak dipublikasikan.

Charles terpilih menjadi anggota Académie des Sciences pada tahun 1795 dan kemudian menjadi profesor fisika di Académie de Sciences. 

Biografi 

Charles lahir di Beaugency-sur-Loire pada tahun 1746. Ia menikah dengan Julie Françoise Bouchaud des Hérettes (1784–1817), seorang wanita kreol 37 tahun lebih muda dari dirinya. Kabarnya penyair Alphonse de Lamartine juga jatuh cinta padanya, dan dia menjadi inspirasi bagi Elvire dalam otobiografinya tahun 1820 Meditasi Puisi "Le Lac" ("Danau"), yang menggambarkan dalam retrospeksi cinta kuat yang dimiliki oleh pasangan dari sudut pandang orang yang berduka. Charles hidup lebih lama darinya dan meninggal di Paris pada 7 April 1823.

Penerbangan balon hidrogen 

Balon hidrogen pertama

Charles mendapatkan gagasan bahwa hidrogen akan menjadi bahan pengangkat yang cocok untuk balon setelah mempelajari karya Hukum Boyle karya Robert Boyle yang diterbitkan 100 tahun sebelumnya pada tahun 1662, dan karya rekan sezamannya Henry Cavendish , Joseph Black , dan Tiberius Cavallo. Dia merancang kerajinan itu dan kemudian bekerja sama dengan Robert bersaudara , Anne-Jean dan Nicolas-Louis, untuk membangunnya di bengkel mereka di Place des Victoires di Paris. Saudara-saudara menemukan metodologi untuk kantong gas yang ringan dan kedap udara dengan melarutkan karet dalam larutan terpentin dan memoles lembaran sutra yang dijahit menjadi satu untuk membuat amplop utama. Mereka menggunakan potongan sutra merah dan putih secara bergantian, namun perubahan warna akibat proses pernis/karet meninggalkan hasil merah dan kuning. 

Charles dan Robert bersaudara meluncurkan balon berisi hidrogen pertama di dunia pada tanggal 27 Agustus 1783, dari Champ de Mars (sekarang menjadi lokasi Menara Eiffel) di mana Ben Franklin berada di antara kerumunan penonton. Balonnya relatif kecil, berbentuk bola sutra karet berukuran 35 meter kubik, dan hanya mampu mengangkat sekitar 9 kg (20 lb). Wadah tersebut diisi dengan hidrogen yang dibuat dengan menuangkan hampir seperempat ton asam sulfat ke dalam setengah ton besi tua. Gas hidrogen dimasukkan ke dalam balon melalui pipa timah ; tetapi karena tidak melewati air dingin, kesulitan besar dialami dalam mengisi balon hingga terisi penuh (gas menjadi panas saat diproduksi, tetapi saat mendingin di dalam balon, gas tersebut berkontraksi). Buletin kemajuan harian mengenai inflasi diterbitkan; dan kerumunannya begitu banyak sehingga pada tanggal 26 balon tersebut dipindahkan secara diam-diam pada malam hari ke Champ de Mars, yang jaraknya empat kilometer. 

Balon tersebut terbang ke utara selama 45 menit, dikejar oleh para pemburu yang menunggang kuda, dan mendarat 21 kilometer jauhnya di desa Gonesse di mana para petani setempat dilaporkan ketakutan dan menghancurkannya dengan garpu rumput atau pisau.  Proyek ini didanai oleh langganan yang diselenggarakan oleh Barthelemy Faujas de Saint-Fond. 

Penerbangan balon hidrogen berawak pertama

Pada pukul 13:45 (13:45) tanggal 1 Desember 1783, Charles dan Robert bersaudara meluncurkan balon berawak baru dari Jardin des Tuileries di Paris. Charles didampingi oleh Nicolas-Louis Robert sebagai co-pilot balon berisi hidrogen berukuran 380 meter kubik. Amplop tersebut dilengkapi dengan katup pelepas hidrogen dan ditutup dengan jaring tempat keranjang digantung. Pemberat pasir digunakan untuk mengontrol ketinggian. Mereka naik ke ketinggian sekitar 1.800 kaki (550 m) dan mendarat saat matahari terbenam di Nesles-la-Vallée setelah penerbangan 2 jam 5 menit sejauh 36 km. Para pemburu yang menunggang kuda, dipimpin oleh Duc de Chartres , menahan kapalnya sementara Charles dan Nicolas-Louis turun.

Charles kemudian memutuskan untuk naik lagi, tetapi kali ini sendirian karena balon tersebut telah kehilangan sebagian hidrogennya. Kali ini ia naik dengan cepat ke ketinggian sekitar 3.000 meter, di mana ia melihat matahari lagi. Dia mulai menderita sakit di telinganya sehingga dia "bergerak" untuk mengeluarkan gas, dan turun untuk mendarat dengan lembut sekitar 3 km jauhnya di Tour du Lay  [ fr ] . Berbeda dengan Robert bersaudara, Charles tidak pernah terbang lagi, meskipun balon hidrogen kemudian disebut Charlière untuk menghormatinya.

Dilaporkan bahwa 400.000 penonton menyaksikan peluncuran tersebut, dan ratusan orang telah membayar masing-masing satu crown untuk membantu membiayai pembangunan dan menerima akses ke "ruangan khusus" untuk "melihat dari dekat" lepas landas. Di antara kerumunan "ruangan khusus" adalah Benjamin Franklin , perwakilan diplomatik Amerika Serikat. Hadir pula Joseph Montgolfier, yang dihormati Charles dengan memintanya melepaskan balon pilot kecil berwarna hijau terang untuk menilai kondisi angin dan cuaca.

Peristiwa ini terjadi sepuluh hari setelah penerbangan balon berawak pertama di dunia oleh Jean-François Pilâtre de Rozier menggunakan balon udara panas Montgolfier bersaudara . Simon Schama menulis di Warga :

Kolaborator ilmiah utama Montgolfier adalah M. Charles, ... yang merupakan orang pertama yang mengusulkan gas yang dihasilkan oleh vitriol , bukan pembakaran, jerami dan kayu basah yang telah ia gunakan pada penerbangan sebelumnya. Charles sendiri juga berkeinginan untuk naik jabatan tetapi mendapat hak veto tegas dari Raja, yang sejak laporan paling awal telah mengamati kemajuan penerbangan dengan penuh perhatian. Khawatir dengan bahaya penerbangan perdananya, Raja kemudian mengusulkan agar dua penjahat dikirim ke dalam keranjang, yang membuat Charles dan rekan-rekannya menjadi marah.

Kegiatan menggelembung lebih lanjut 

Proyek Charles dan Robert bersaudara berikutnya adalah membangun sebuah pesawat yang memanjang dan dapat dikendalikan mengikuti usulan Jean Baptiste Meusnier (1783–85) untuk balon yang dapat dikemudikan. Desainnya menggabungkan ballonnet internal (sel udara), kemudi, dan metode penggerak Meusnier.

Charles memilih untuk tidak pernah terbang dengan pesawat ini, tetapi pada tanggal 15 Juli 1784, saudara-saudara terbang selama 45 menit dari Saint-Cloud ke Meudon bersama M. Collin-Hullin dan Louis Philippe II, Adipati Chartres di La Caroline . Kapal itu dilengkapi dengan dayung untuk penggerak dan pengarahan, tetapi terbukti tidak berguna. Tidak adanya 'katup pelepas gas' membuat sang duke harus memotong 'ballonnet' untuk mencegah pecah ketika mencapai ketinggian sekitar 4.500 meter (14.800 kaki). 

Pada tanggal 19 September 1784, Robert bersaudara dan M. Collin-Hullin terbang selama 6 jam 40 menit, menempuh jarak 186 km dari Paris ke Beuvry dekat Béthune . Ini adalah penerbangan pertama sejauh 100 km.

Penemuan 

Charles mengembangkan beberapa penemuan berguna, termasuk katup untuk mengeluarkan hidrogen dari balon dan perangkat lain, seperti hidrometer dan goniometer pemantul , serta meningkatkan heliostat Gravesand dan aerometer Fahrenheit. Selain itu dia mengkonfirmasi eksperimen kelistrikan Benjamin Franklin.

Hukum Charles 

Hukum Charles (juga dikenal sebagai hukum volume), yang menggambarkan bagaimana gas cenderung memuai ketika dipanaskan, pertama kali diterbitkan oleh filsuf alam Joseph Louis Gay-Lussac pada tahun 1802, tetapi ia mengaitkannya dengan karya Charles yang tidak diterbitkan, dan diberi nama hukum untuk menghormatinya.

Sekitar tahun 1787 Charles melakukan percobaan dimana dia mengisi lima balon dengan volume yang sama dengan gas yang berbeda. Dia kemudian menaikkan suhu balon menjadi 80 °C (bukan pada suhu konstan) dan memperhatikan bahwa volume semua balon meningkat dengan jumlah yang sama. Eksperimen ini diacu oleh Gay-Lussac pada tahun 1802 ketika ia menerbitkan makalah tentang hubungan yang tepat antara volume dan suhu suatu gas. Hukum Charles menyatakan bahwa pada tekanan konstan, volume gas ideal sebanding dengan suhu absolutnya. Volume gas pada tekanan konstan meningkat secara linear dengan suhu absolut gas. Rumus yang dibuatnya adalah V 1 / T 1  = V 2 / T 2. 

Disadur dari: en.wikipedia.org