Aerodinamika, pada dasarnya, mencakup gaya yang dihasilkan sebagai akibat dari aliran udara atau substansi fluida lainnya.
Prinsip Bernoulli menyatakan bahwa semakin cepat udara bergerak, maka tekanannya akan semakin rendah. Dengan menerapkan prinsip ini pada sayap pesawat terbang, mobil balap Formula 1, perahu layar, dan sejenisnya, kita dapat mengamati fenomena menarik.
Dalam konteks sayap pesawat terbang, mereka dirancang dengan teliti sehingga penampang permukaan atasnya lebih panjang daripada permukaan bawahnya (lihat ilustrasi penampang sayap). Desain ini mendorong udara yang melewati bagian atas sayap untuk menempuh jarak yang lebih besar daripada udara yang melewati permukaan bagian bawah. Karena udara bagian atas menempuh jarak yang lebih jauh, maka harus dipercepat untuk dapat bertemu dengan udara yang melewati bagian bawah sayap.
Pada dasarnya, kecepatan udara di atas sayap lebih cepat daripada kecepatan udara di bawah sayap. Dengan peningkatan kecepatan ini, tekanannya lebih rendah daripada tekanan udara yang melewati sayap bagian bawah. Disparitas tekanan ini menimbulkan gaya angkat pada sayap, di mana tekanan yang lebih tinggi di bawah sayap mendorong pesawat ke atas.
Anda mungkin menganggap bahwa pesawat naik karena “sudut serang” dari sayap pesawat. Meskipun “sudut serang” memang berkontribusi pada gaya angkat, itu tidak diterapkan pada kecepatan sangat tinggi, seperti kecepatan supersonik. Sudut serang yang berlebihan akan menimbulkan masalah hambatan udara yang signifikan, berujung pada masalah stall pada sayap pesawat.
Apa itu “sudut serang”?
Ini mengacu pada sudut antara sayap pesawat dan badan pesawat sehubungan dengan udara yang datang dari depan. Sayap tidak sejajar dengan badan pesawat; sebaliknya, bagian depannya posisinya lebih tinggi dari bagian belakang sayap.
Saat sayap bergerak, posisi sayap yang miring ini memindahkan/menekan udara ke bawah. Akibatnya, pesawat terangkat oleh jumlah udara yang tertekan ke bawah.
Apa itu Stall?
Stall adalah kondisi di mana sayap kehilangan gaya angkatnya. Hal ini disebabkan oleh sudut serang yang terlalu besar dibandingkan dengan kecepatannya. Dengan sudut serang yang terlalu besar untuk suatu kecepatan, aliran udara di atas permukaan sayap menjadi turbulen, karena udara tidak mampu mengikuti lengkungan sayap. Turbulensi menghasilkan aliran udara yang kacau (turbulence) di atas permukaan atas sayap, membuat hukum Bernoulli tidak berlaku lagi dalam kondisi seperti itu. Akibatnya, sayap kehilangan gaya angkatnya.
Sebaliknya, pesawat terbang, mobil balap Formula 1 juga menggunakan prinsip-prinsip yang sama seperti pesawat terbang, meskipun terbalik. Bayangkan sayap pesawat terbalik. Jadi, bukan gaya angkat yang timbul, tetapi gaya tekan ke bawah (downforce). Ini dimaksudkan untuk mencegah mobil balap Formula 1 terbang pada kecepatan tinggi, memastikan agar tetap melekat pada lintasan balap. Semakin cepat kecepatan, semakin besar “downforce”-nya. Sebaliknya, semakin lambat kecepatan, semakin kecil “downforce”-nya. Jadi, hal ini tidak merugikan dalam hal hambatan udara (drag) nya.
