Barangkali anda pernah merasa keadaan dimana kapal terbang dilanggar oleh angin ribut ketika di udara mahupun ketika mendarat bukan? Ianya suatu pengalaman yang mendebarkan lagi mencemaskan. Segala doa-doa dan surah-surah akan membasahi lidah anda dan ada juga penumpang acap kali mengucap seperti tahu ajal mahu menjemput. Kapal terbang akan bergerak dengan senang dan lancar apabila udaranya tenang, secara teknikalnya iaitu aliran udara tetap ‘melekat’ pada sayap kapal terbang. Apabila aliran itu dikatakan ‘melekat’ pada permukaan pengemudian itu, komponen tersebut dapat berfungsi dengan baik. Jika tidak, keadaan itu dipanggil ‘stall’ dan aliran itu akan terpisah menyebabkan aliran turbulen dan ruang ‘wake’ terbentuk. Aliran yang turbulen ini menyebabkan perbezaan tekanan yang berkeceramuk dan kesannya wujud getaran pada alat pengemudi tersebut.  Ku sangkakan cerah sepanjang hari namun ribut badai melanda dipertengahan hari juga. Perubahan cuaca tiada siapa yang boleh menduga. Maka, pereka kapal terbang sudah mengambilkira apabila berlaku keadaan sedemikian. Ini didalam bidang kestabilan dan kawalan kapal terbang.

 

Kita mengambil contoh, paksi-x adalah sepanjang fuselaj kapal terbang, paksi-y adalah paksi berserenjang dengan fuselaj iaitu sayap, dan paksi-z adalah terarah kebawah (ikut hukum tangan kanan). Pusingan kepada paksi-x dikira sebagai ‘roll’ (pergerakan lateral), pusingan pada paksi-y adalah ‘pitch’ (pergerakan longitudinal), dan pusingan pada paksi-z adalah ‘yaw’ (pergerakan directional). Kesemua pergerakan ini dikemudikan oleh tiga kawalan asas iaitu: ailerons-untuk pergerakan paksi-x (terletak dihujung sayap), elevator-untuk pergerakan di paksi-y (terletak di ekor mendatar), dan rudder-untuk pergerakan paksi-z (terletak di ekor menegak). Bagaimana juruterbang kemudi kapal terbang tersebut adalah dengan memesongkan aliran udara pada airleron, rudder, dan elevator tersebut. Apabila pengemudi ini dipesong kan, aliran udara akan teralih kearah lain menghasilkan daya tujahan kerana perbezaan tekanan (Hukum Bernoulli). Maka ketiga-tiga pergerakan ini harus dikawal dengan baik oleh juruterbang. Lihat gambarajah dibawah. Pengawalan dan pengemudian kapal terbang tersebut berfungsi untuk:

  1. mengubah keadaan kapal terbang dari suatu keseimbangan ke keseimbangan yang lain.
  2. menghasilkan ketidakseimbangan ketika gerakan dipercepatkan sebagai contoh ketika manuver.

Taken from: https://www.slideshare.net/soulstalker/easa-part66-module-84-flight-stability-and-dynamics

 

Terdapat dua jenis kestabilan iaitu: kestabilan statik dan kestabilan dinamik. Kestabilan statik bermaksud sekiranya terdapat daya dan juga momen terhadap kapal terbang yang mengganggu keseimbangannya (equilibrium), kapal terbang itu berupaya untuk kembali ke keadaan keseimbangannya. Ini disebut keseimbangan statik yang positif. Analoginya seperti guli didalam mangkuk. Apabila guli itu digerakkan (diganggu), ianya akan kembali semula kedasar mangkuk tersebut. Manakala, kestabilan dinamik merujuk kepada masa pergerakan kapal terbang itu untuk kembali kepada keseimbangannya.

 

Terdapat dua titik utama pada kapal terbang iaitu pusat graviti dan pusat aerodinamik. Pusat graviti (CG) objek adalah titik di mana beratnya sama rata dan semua sisi seimbang. Manakala, pusat aerodinamik merujuk kepada titik dimana momen tidak bergantung kepada sudut terarah (angle of attack). Pusat aerodinamik ini merupakan konsep yang penting untuk mengkaji kestabilan dan pengawalan. Malahan, sistem daya dan momen sayap boleh ditejemahkan oleh daya angkat dan daya seretan yang bertindak melalui pusat aerodinamik ini.

 

Taken from: http://www.willingtons.com/aircraft_center_of_gravity_calcu.htm

 

Mereka bentuk kapal terbang merupakan proses yang sangat rumit. Musuh utamanya adalah berat tetapi harus mempunyai struktur yang kukuh. Beberapa reka bentuk yang boleh dikongsikan disini adalah kewujudan sayap kecil pada hujung sayap kapal terbang yang dipanggil ‘winglet’. Rekabentuk winglet ini mempunyai perbagai bentuk. Fungsinya adalah untuk menghindarkan aliran udara dibawah sayap (yang bertekanan tinggi) mengalir ke bahagian atas sayap. Jika ini berlaku, perbezaan tekanan akan kurang dan daya angkat pun berkurangan. Keadaan sayap pun juga berbeza. Keratan rentasnya berbentuk airfoil dan sepanjang sayap tersebut terdapat jenis-jenis airfoil yang berbeza-beza. Ada juga sayap yang di ‘twist’ kan untuk menangguhkan permisahan aliran udara. Kududukan sayap dan ekor juga berbeza-beza ikut keperluan. Ada sayap diatas, ditengah, dan dibawah fuselaj kapal terbang. Begitu juga dengan ekor. Kedudukan ekor pesawat juga perlu bebas dari pengaruh aliran udara dari sayap agar ianya dapat dikemudi dengan baik.

Kapal terbang tidak bertali! Ianya besi yang boleh terbang dengan pengawalan dan kestabilan yang baik. Namun, untuk terbang, ianya perlu udara seperti juga manusia untuk bernafas. Jika tidak bergerak, jatuhlah ia. Sebab itu, kapal terbang bukan boleh duduk diam sahaja dengan mengharapkan bumi sahaja berputar untuk sampai ke destinasi!

WAllahua’lam.

Shares