Perangkat angkat tinggi
Dalam desain pesawat terbang dan teknik dirgantara , perangkat gaya angkat tinggi adalah komponen atau mekanisme pada sayap pesawat yang meningkatkan jumlah gaya angkat yang dihasilkan oleh sayap tersebut. Perangkat tersebut dapat berupa komponen tetap, atau mekanisme bergerak yang digunakan bila diperlukan. Perangkat pengangkat tinggi bergerak yang umum mencakup penutup sayap dan bilah. Perangkat tetap mencakup slot terdepan, ekstensi akar terdepan, dan sistem kontrol lapisan batas.
Tujuan
Ukuran dan kapasitas angkat sayap tetap dipilih sebagai kompromi antara kebutuhan yang berbeda. Misalnya, sayap yang lebih besar akan memberikan daya angkat yang lebih besar dan mengurangi jarak serta kecepatan yang diperlukan untuk lepas landas dan mendarat, namun akan meningkatkan gaya hambat, sehingga mengurangi kinerja selama porsi penerbangan jelajah. Desain sayap jet penumpang modern dioptimalkan untuk kecepatan dan efisiensi selama penerbangan jelajah, karena di sinilah pesawat menghabiskan sebagian besar waktu penerbangannya. Perangkat daya angkat tinggi mengimbangi trade-off desain ini dengan menambahkan daya angkat saat lepas landas dan mendarat, mengurangi jarak dan kecepatan yang diperlukan untuk mendaratkan pesawat dengan aman, dan memungkinkan penggunaan sayap yang lebih efisien dalam penerbangan. Perangkat pengangkat tinggi pada Boeing 747-400 , misalnya, meningkatkan luas sayap sebesar 21% dan meningkatkan daya angkat yang dihasilkan sebesar 90%.
Jenis perangkat
Tutup
Perangkat pengangkat tinggi yang paling umum adalah penutup, bagian sayap yang dapat digerakkan dan diturunkan untuk menghasilkan daya angkat ekstra. Ketika penutup diturunkan, hal ini akan membentuk kembali bagian sayap agar lebih melengkung . Flap biasanya terletak di tepi belakang sayap, sedangkan flap tepi depan kadang-kadang digunakan. Ada banyak jenis penutup tepi belakang.
Penutup berengsel sederhana mulai umum digunakan pada tahun 1930-an, bersamaan dengan hadirnya monoplane cepat modern yang memiliki kecepatan pendaratan dan lepas landas lebih tinggi dibandingkan biplan lama.
Pada split flap, permukaan bawah berengsel ke bawah sedangkan permukaan atas tetap menempel pada sayap atau bergerak secara independen.
Flap perjalanan juga memanjang ke belakang, untuk meningkatkan tali sayap saat dipasang, meningkatkan area sayap untuk membantu menghasilkan lebih banyak daya angkat. Hal ini mulai muncul tepat sebelum Perang Dunia II karena upaya berbagai individu dan organisasi pada tahun 1920an dan 30an.
Slotted flap terdiri dari beberapa airfoil kecil terpisah yang terpisah, berengsel, dan bahkan meluncur melewati satu sama lain saat dipasang. Susunan penutup yang rumit seperti ini ditemukan pada banyak pesawat modern. Pesawat besar modern menggunakan penutup tiga slot untuk menghasilkan gaya angkat besar yang diperlukan saat lepas landas.
Bilah dan slot
Perangkat pengangkat tinggi umum lainnya adalah slat, perangkat berbentuk aerofoil kecil yang dipasang tepat di depan tepi depan sayap. Bilah tersebut mengarahkan kembali aliran udara di bagian depan sayap, memungkinkannya mengalir lebih lancar di atas permukaan ketika berada pada sudut serang yang tinggi . Hal ini memungkinkan sayap dioperasikan secara efektif pada sudut yang lebih tinggi yang diperlukan untuk menghasilkan daya angkat yang lebih besar. Slot adalah celah antara slat dan sayap. Bilah dapat dipasang pada posisinya, dengan slot terpasang secara permanen di belakangnya, atau dapat ditarik kembali sehingga slot dapat ditutup jika tidak diperlukan. Jika sudah diperbaiki, maka mungkin tampak sebagai bagian normal dari tepi depan sayap, dengan celah yang tertanam di permukaan sayap tepat di belakangnya.
Slat atau slot dapat berukuran penuh, atau dapat ditempatkan hanya pada sebagian sayap (biasanya tempel), tergantung pada bagaimana karakteristik gaya angkat perlu dimodifikasi untuk pengendalian kecepatan rendah yang baik. Slot dan bilah kadang-kadang digunakan hanya untuk bagian di depan aileron, memastikan bahwa ketika sisa sayap terhenti, aileron tetap dapat digunakan.
Bilah pertama dikembangkan oleh Gustav Lachmann pada tahun 1918 dan sekaligus oleh Handley-Page yang mendapat paten pada tahun 1919. Pada tahun 1930-an telah dikembangkan bilah otomatis yang dapat dibuka atau ditutup sesuai kebutuhan sesuai dengan kondisi penerbangan. Biasanya mereka dioperasikan dengan tekanan aliran udara terhadap slat untuk menutupnya, dan pegas kecil untuk membukanya pada kecepatan yang lebih lambat ketika tekanan dinamis berkurang, misalnya ketika kecepatan turun atau aliran udara mencapai sudut serang yang telah ditentukan pada sayap.
Sistem modern, seperti flap modern, bisa lebih kompleks dan biasanya digunakan secara hidrolik atau dengan servo.
Kontrol lapisan batas dan penutup yang ditiup
Sistem pengangkatan tinggi bertenaga umumnya menggunakan aliran udara dari mesin untuk membentuk aliran udara di atas sayap, menggantikan atau memodifikasi kerja sayap. Flap yang ditiup mengambil " udara yang keluar " dari kompresor mesin jet atau knalpot mesin dan meniupkannya ke permukaan atas belakang sayap dan flap, memberi energi kembali pada lapisan batas dan memungkinkan aliran udara tetap menempel pada sudut serang yang lebih tinggi. Versi yang lebih canggih dari penutup tiup adalah sayap pengatur sirkulasi , sebuah mekanisme yang mengeluarkan udara ke belakang melalui airfoil yang dirancang khusus untuk menciptakan daya angkat melalui efek Coandă . Blackburn Buccaneer memiliki sistem kendali lapisan batas (Boundary Layer Control/BLC) canggih yang melibatkan udara kompresor yang dihembuskan ke sayap dan bidang belakang untuk mengurangi kecepatan terhenti dan memfasilitasi pengoperasian dari kapal induk yang lebih kecil.
Pendekatan lainnya adalah dengan memanfaatkan aliran udara dari mesin secara langsung, dengan memasang penutup sehingga mengalir ke jalur pembuangan. Flap seperti itu memerlukan kekuatan yang lebih besar karena kekuatan mesin modern dan juga ketahanan panas yang lebih besar terhadap knalpot panas, namun pengaruhnya terhadap gaya angkat bisa sangat signifikan. Contohnya termasuk C-17 Globemaster III.
Ekstensi root terdepan
Lebih umum pada pesawat tempur modern tetapi juga terlihat pada beberapa jenis pesawat sipil, adalah ekstensi akar terdepan (LERX), kadang-kadang disebut hanya ekstensi tepi terdepan (LEX). LERX biasanya terdiri dari fillet segitiga kecil yang menempel pada akar tepi depan sayap dan pada badan pesawat. Dalam penerbangan normal, LERX menghasilkan sedikit daya angkat. Namun, pada sudut serang yang lebih tinggi, hal ini menghasilkan pusaran yang ditempatkan pada permukaan atas sayap utama. Gerakan pusaran yang berputar meningkatkan kecepatan aliran udara di atas sayap, sehingga mengurangi tekanan dan memberikan daya angkat yang lebih besar. Sistem LERX terkenal karena potensi sudut efektifnya yang besar.
Jet Aliran Bersama
Sayap Co-Flow Jet (CFJ) memiliki permukaan atas dengan slot injeksi setelah tepi depan dan slot hisap sebelum tepi belakang, untuk menambah daya angkat, meningkatkan margin stall , dan mengurangi hambatan. CFJ dipromosikan oleh departemen teknik mesin dan kedirgantaraan di Universitas Miami . Untuk pesawat regional hibrida-listrik berbasis ATR 72 dengan luas sayap, ukuran dan berat yang sama, CFJ meningkatkan koefisien gaya angkat jelajahnya untuk beban sayap yang lebih tinggi , sehingga memungkinkan lebih banyak bahan bakar dan baterai untuk jangkauan yang lebih jauh.
Disadur dari: en.wikipedia.org