Tepat pada 17 Desember 1903, ketika Orville dan Wilbur Wright terbang di Kitty Hawk, North Carolina, Amerika Serikat. Mereka memicu ekuivalen aeronautika Big Bang. Meskipun tidak terlihat pada saat itu, Flyer mereka yang tampak canggung berisi semua elemen penerbangan modern termasuk sayap, mesin, kontrol, dan bahkan roda pendarat.
Penerbangan pertama dilakukan pada pukul 10.35 pagi (22.35 WIB) dalam cuaca dingin yang mendung dengan menggunakan pesawat udara berkendali. Penerbangan tersebut merupakan penerbangan pesawat yang pertama dalam sejarah.
Sejarah Pesawat
Sementara Wright Flyer mungkin terlihat tidak dapat dibedakan dari pesawat seperti F-35 super-canggih, banyak prinsip yang sama yang dipelopori Wright bertahan. Tapi itu adalah perjalanan yang panjang dan aneh untuk pergi dari titik A ke titik B, dan setiap bagian dari pesawat modern saat ini memiliki kisah yang luar biasa untuk diceritakan.
- Sayap
Ketika berbicara tentang Wright Flyer, sayap adalah segalanya. Wright bersaudara tahu bahwa monoplane mungkin memiliki hambatan yang lebih sedikit, tetapi biplan lebih kuat. Mereka juga menyadari bahwa pembangun jembatan Amerika Octave Chanute telah menemukan formula yang baik ketika ia menggunakan sistem rangka Pratt dengan penyangga diagonal dan vertikal.
Struktur biplan juga memungkinkan sistem "wing warping" milik Wright, menghubungkan sayap ke kemudi vertikal. Sistem memungkinkan kemudi vertikal untuk secara otomatis mengkoordinasikan belokan pesawat.
Penemu lain bereksperimen dengan desain sayap, mencoba untuk meningkatkan kinerja. Penerbang Louis Blériot berhasil dengan monoplanenya, sampai ia mencapai kekuatan dan kecepatan yang memenuhi batas keterampilan tekniknya.
Insinyur lain menciptakan bentuk dan pengaturan yang bertahan selama bertahun-tahun setelahnya. Desain ekor pertama Eugene Lefebvre, seorang insinyur dan salah satu pilot stunt pertama di dunia, muncul lagi di Focke Wulf "Ente," yang Curtiss XP-55 , dan Rutan panjang-EZ .
John Dunne mulai bereksperimen dengan pesawat sayap tanpa ekor, pada tahun 1911 Alexander Lippisch, Reimar dan Walter Horten, dan John Northrop mengikuti jejaknya. Konfigurasi delta yang sekarang dikenal, di mana sayap membentuk segitiga, muncul dalam desain Lippisch, dan digunakan oleh banyak pabrikan seperti Convair dan Dassault.
Pada tahun-tahun awal, sayap dibuat dari kayu, kawat, dan linen (bukan kanvas seperti yang sering diklaim), tetapi karena airfoil dan desain sayap menjadi lebih rumit, para insinyur membutuhkan bahan baru.
- Kontrol
The Wrights tidak mematenkan pesawat mereka, tetapi mereka mematenkan sistem kontrol. Hal ini menyebabkan para penemu penerbangan di seluruh dunia mencari cara lain untuk mengendalikan mesin terbang mereka.
Pada 1920-an, pabrikan pesawat Inggris Handley Page menemukan sesuatu yang besar ujung depan yang berlubang, batang tipis yang menempel pada ujung sayap yang menghadap ke depan.
Sistem baru Page relatif belum sempurna, tetapi itu akan dianggap sebagai kakek dari flaps trailing-edge tiga slot yang ditemukan di Boeing 727 masa depan.
Lompatan teknik lainnya terjadi pada tahun 1940-an ketika sayap terbang Northrop N-9M menggunakan pemangkas pitch dengan kemudi split-drag dan elevon (untuk roll dan pitch) sehingga semua permukaan dapat dioperasikan bersama-sama atau sendiri-sendiri.
Pada 1950-an, Convair B-58 Hustler menggunakan kemudi, elevon, dan sistem trim otomatis yang kompleks. Desain ini akhirnya mengarah pada stabilator yang ditemukan pada banyak pesawat tempur modern saat ini, seperti F-15EX Eagle II dan Boeing F/A-18 , beberapa pesawat paling kompleks di dunia.
- Mesin
Meskipun Wright tahu secara intuitif bahwa kontrol akan menjadi tantangan yang paling sulit, mereka juga khawatir tentang kekuasaan. Ketika mereka tidak dapat menemukan mesin yang ringan dan bertenaga, mereka memecahkan masalah dengan membangunnya sendiri.
Mesin 4-tak 4-silinder yang sederhana namun elegan dirancang, seperti setiap elemen Wright Flyer, untuk memenuhi tujuan tertentu menghasilkan tenaga kuda yang relatif tinggi untuk waktu yang relatif singkat. Perlu mendapatkan 8 hp, cukup untuk membuat Flyer mengudara.
Kemajuan pertama dalam kinerja mesin piston datang dengan Gnome Rotary karya Louis dan Laurent Seguin pada tahun 1909.
Gagasan untuk memasang baling-baling ke silinder yang berputar di sekitar poros engkol tetap bukanlah hal baru, tetapi Seguin menjalankan gagasan itu dengan sempurna. Beratnya sekitar 120 pon, Gnome 5-silinder asli menghasilkan 34 hp pada 1300 rpm.
Gnome 7-silinder 50-hp, dipasang di biplan Voisin Louis Paulhan, adalah yang pertama terbang, pada 16 Juni 1909. Pengembangan mesin rotari berkembang pesat, karena rasio power-to-weight yang tinggi lebih dari mengimbangi fakta bahwa mereka membakar banyak bahan bakar (campuran bensin dan minyak jarak) dan mengeluarkan asap yang tak tertahankan.
Dimulai pada tahun 1921, eksperimen inovatif insinyur Charles Lawrance menyebabkan persaingan luar biasa antara Pratt & Whitney dan Wright Aeronautical yang menghasilkan mesin radial paling kuat dan andal di dunia.
Pembangkit listrik ini dibantu oleh penutup mesin yang ramping yang meningkatkan pendinginan dan kecepatan, dan mereka akan membawa penerbangan pesawat semakin tinggi sampai Perang Dunia II akan mengubah pesawat selamanya.
- JET
Pada tahun 1942, mesin piston hampir sekuat sebelumnya. Untuk mendapatkan lebih banyak tenaga, para insinyur harus menambahkan lebih banyak silinder, supercharger yang semakin kompleks, atau sistem untuk menyuntikkan air, alkohol, atau bahan kimia ke dalam bahan bakar. Itu tidak mungkin.
Untungnya, dua insinyur yang bekerja secara independen satu sama lain akan mengantarkan era baru penerbangan. Pilot aerobatik Angkatan Udara Kerajaan Frank Whittle dan Hans Joachim Pabst von Ohain, Ph.D. dari Universitas Goettingen Jerman, masing-masing mengembangkan mesin jet yang sukses.
Sementara Whittle mengalami penolakan awal dari pemerintah Inggris, Ohain menerima dukungan antusias dari industrialis Ernst Heinkel.
Maka pada 27 Agustus 1939, Heinkel He 178 ditenagai oleh mesin HeS 3B Ohain menjadi pesawat jet pertama. Dua tahun kemudian, mesin Whittle's Power Jets W.1 terbang di Gloster E.28/39.
Mesin jet pertama adalah jenis aliran sentrifugal dan aksial. Seiring waktu, mesin jet menjadi lebih rumit, tetapi tidak pernah mencapai tingkat kerumitan mesin piston generasi terakhir.
Pada tahun 1958, P&W mengambil langkah besar berikutnya dengan pengembangan turbofan TF33, versi sipil dari mesin JT8D. Mesinnya sepertinya melakukan hal yang mustahil mendapatkan daya dorong tanpa biaya hanya dengan melewatkan udara dingin melalui kipas yang terpasang.
Pada tahun-tahun berikutnya, peningkatan tenaga dan penghematan bahan bakar menjadi landasan bagi pengembangan mesin serupa dari General Electric, Rolls-Royce, dan lainnya.
Sejak awal, para insinyur berencana menggunakan mesin jet untuk menggerakkan baling-baling, memberikan kombinasi pembangkit listrik yang lebih efisien pada kecepatan subsonik.
Munculnya kekuatan jet, dengan kecepatan dan ketinggiannya yang lebih tinggi, menghadirkan tantangan baru bagi perancang pesawat. Pesawat harus diberi tekanan untuk memberikan kenyamanan di ketinggian, dan sayap harus disapu lebih radikal pada kecepatan yang lebih tinggi.
Ketika tenaga mesin jet meningkat, pesawat yang lebih besar dapat dibuat dengan mesin yang lebih sedikit. Saat ini pesawat komersial terbesar Boeing 747 dan Airbus A380 memiliki empat mesin, tetapi kebanyakan pesawat besar hanya mengandalkan dua mesin.
- Roda Pendarat
Beberapa perintis penerbangan awal tidak terlalu memikirkan masalah pendaratan. Tidak demikian dengan Wright bersaudara, yang memilih menggunakan skid untuk lepas landas dan mendarat. Mereka dibangun ke dalam struktur Flyer mereka sebagai solusi paling sederhana, terkuat, paling ringan.
Wright kontemporer Glenn Curtiss mengambil pendekatan yang sama sekali berbeda, melengkapi desain awalnya dengan roda tiga roda pendaratan yang berasal, setidaknya sebagian, dari pengalamannya dengan membangun sepeda motor.
Roda pendarat "Taildragger" roda belakang segera menjadi populer, tetapi ketika rem yang efektif tersedia secara luas, desainer kembali ke undercarriage roda tiga. Pada pesawat yang lebih besar, gaya lain, termasuk jenis sepeda dan multi-bogie, disesuaikan dengan tugas tersebut.
Meskipun tampaknya paling canggih, roda pendarat yang dapat ditarik adalah salah satu komponen penerbangan tertua, merentang kembali ke paten tahun 1876 Alphonse Pénaud untuk amfibi monoplane.
Digunakan untuk pertama kalinya di pesawat Matthew Sellers tahun 1908. Ada beberapa tipe eksperimental yang diikuti termasuk yang digunakan pada pembalap Verville Sperry .
Pada pertengahan 1930-an, kecepatan udara yang lebih tinggi telah membuat landing gear yang dapat ditarik menjadi penting. Beberapa desainer memilih untuk membiarkan roda yang ditarik terbuka, seperti yang dilakukan pada Boeing Model 247 dan Douglas DC-1, 2 dan 3 , untuk mengurangi tekanan pendaratan darurat roda-up.
- ELEKTRONIK
Sementara produsen pesawat di seluruh dunia terus menyempurnakan setiap elemen desain pesawat modern, akhir abad ke-20 dan ke-21 telah terjadi ledakan pada elektronik yang ditempatkan di dalam badan pesawat.
Dari pengenalan penentuan posisi global berbasis satelit untuk navigasi penerbangan pada pertengahan 1990-an hingga menghubungkan pesawat tempur siluman dengan drone berjaringan pada tahun 2020-an, teknologi baru yang ditanamkan ke dalam pesawat modern terus membentuk masa depan penerbangan.
Dengan munculnya drone, upaya sedang dilakukan untuk memasangkan wingmen drone canggih yang dilengkapi dengan kecerdasan buatan dengan pesawat berawak dalam program seperti Skyborg , Loyal Wingman , dan Sukhoi S-70 Okhotnik-B Rusia .
Tahun 1960-an dan awal 1970-an melihat pengenalan "kokpit kaca" baik dalam aplikasi komersial dan militer, atau kokpit yang menampilkan tampilan elektronik pengukur analog yang agak tradisional. Tetapi baru pada revolusi fusi data pada pergantian abad, kekuatan sebenarnya dari tampilan ini dapat dimanfaatkan dalam pesawat taktis canggih seperti F-35 Joint Strike Fighter. arn
