Persamaan Gaya Angkat:
L=12ρv2CLAL = \frac{1}{2} \rho v^2 C_L AL=21ρv2CLA
Di mana:
- LLL: Gaya angkat (Lift), yang harus sama dengan berat (W=m⋅gW = m \cdot gW=m⋅g) agar pesawat bisa lepas landas.
- ρ\rhoρ: Densitas udara (kg/m³), tergantung pada ketinggian dan suhu.
- vvv: Kecepatan aliran udara relatif terhadap sayap (m/s).
- CLC_LCL: Koefisien gaya angkat, tergantung pada sudut serang (angleofattackangle of attackangleofattack) dan bentuk sayap.
- AAA: Luas sayap (wing area) dalam meter persegi.
Berat dan Kecepatan
Agar pesawat bisa terangkat, gaya angkat harus sama atau lebih besar dari beratnya:L=W ⟹ 12ρv2CLA=WL = W \implies \frac{1}{2} \rho v^2 C_L A = WL=W⟹21ρv2CLA=W
Dari persamaan ini, kita bisa melihat hubungan kecepatan (vvv) dengan berat (WWW):v=2WρCLAv = \sqrt{\frac{2W}{\rho C_L A}}v=ρCLA2W
Penjelasan Hubungan
- Berat Pesawat (WWW):
Semakin berat pesawat, semakin besar gaya angkat yang dibutuhkan untuk melawannya. Untuk mencapai gaya angkat ini, kecepatan udara (vvv) harus lebih tinggi. - Kecepatan (vvv):
Kecepatan yang lebih tinggi meningkatkan gaya angkat secara eksponensial (v2v^2v2), sehingga berat pesawat yang besar bisa diimbangi dengan kecepatan lepas landas yang lebih besar. - Faktor Lainnya:
- Densitas udara (ρ\rhoρ): Udara yang lebih tipis (di ketinggian tinggi atau suhu panas) mengurangi gaya angkat, sehingga pesawat membutuhkan kecepatan lebih tinggi untuk lepas landas.
- Luas dan Desain Sayap (AAA dan CLC_LCL): Sayap yang lebih besar atau lebih efisien menghasilkan lebih banyak gaya angkat, sehingga kecepatan lepas landas bisa lebih rendah.
Contoh Perhitungan
Pesawat dengan berat total (WWW) 500.000 Newton, luas sayap (AAA) 200 m², koefisien gaya angkat (CLC_LCL) 1.5, dan densitas udara (ρ\rhoρ) 1.225 kg/m³ (di permukaan laut):v=2⋅500,0001.225⋅1.5⋅200v = \sqrt{\frac{2 \cdot 500,000}{1.225 \cdot 1.5 \cdot 200}} v=1.225⋅1.5⋅2002⋅500,000
Pesawat ini harus mencapai kecepatan 188 km/jam untuk lepas landas.
Kesimpulan
- Berat pesawat secara langsung memengaruhi kecepatan yang dibutuhkan untuk lepas landas.
- Desain aerodinamis, densitas udara, dan luas sayap membantu mengurangi kebutuhan kecepatan untuk mengangkat pesawat.
