How do airplanes actually fly? - Raymond Adkins

Translator: Esti Evintawati Reviewer: Reno Kanti Riananda

By 1917, Albert Einstein had explained the relationship between space and time.

Pada 1917, Albert Einstein menjelaskan hubungan antara ruang dan waktu.

But, that year, he designed a flawed airplane wing.

Namun, pada tahun itu pula, dia mendesain sayap pesawat yang tidak sempurna.

His attempt was based on an incomplete theory of flight.

Percobaannya berasal dari teori penerbangan yang tidak lengkap.

Indeed, insufficient and inaccurate explanations still circulate today.

Tentu, masih ada penjelasan yang tidak lengkap dan tidak akurat

yang masih beredar sampai sekarang.

So, where did Einstein go wrong?

Jadi, di mana kesalahan Einstein?

And how do planes fly?

Dan bagaimana cara pesawat terbang?

Though we don’t always think of it this way, air is a fluid medium—

Meski kita tidak selalu melihatnya seperti ini, udara adalah media cair—

it’s just less dense than liquids like water.

hanya tidak sepadat cairan seperti air.

Things that are lighter than air are buoyant within it,

Benda yang lebih ringan dari udara, mengapung di dalamnya,

while heavier objects require an upward force, called lift, to stay aloft.

sedangkan benda lebih berat butuh gaya ke atas,

yang disebut sebagai gaya angkat untuk tetap terangkat.

For planes, this force is mostly generated by the wings.

Pada pesawat, gaya ini paling banyak dihasilkan oleh sayap.

One especially pervasive false description of lift

Salah satu penjelasan tidak benar yang menyebar mengenai gaya angkat

is the “Longer Path” or “Equal Transit Time” explanation.

adalah teori “Longer Path” atau “Equal Transit Time”.

It states that air molecules traveling over the top of a curved wing

Teori ini mengatakan bahwa molekul udara yang bergerak di atas sayap melengkung

cover a longer distance than those traveling underneath.

menempuh jarak yang lebih jauh daripada yang bergerak di bawahnya.

For the air molecules above to reach the wing’s trailing edge

Agar molekul udara pada bagian atas dapat mencapai ujung belakang sayap

in the same instance as those that split off and went below,

dalam hal yang sama seperti udara yang terbagi dan bergerak ke bawah,

air must travel faster above,

udara harus bergerak ke atas lebih cepat,

creating a pocket of lower pressure that lifts the plane.

menciptakan tekanan bawah yang mengangkat pesawat.

This explanation has been thoroughly debunked.

Penjelasan ini telah disangkal.

Air molecules floating above and below the wing don't need to meet back up.

Molekul udara yang berada di atas dan di bawah sayap tak perlu bertemu lagi.

In reality, the air traveling above reaches the wing’s trailing edge

Kenyataannya, udara yang bergerak di atas mencapai ujung belakang sayap

much faster than the air beneath.

jauh lebih cepat dari udara yang di bawah.

To get a sense of how lift is actually generated,

Untuk mengetahui bagaimana gaya angkat sebenarnya dihasilkan,

let's simulate an airplane wing in motion.

kita simulasikan sayap pesawat dalam gerakan.

As it moves forward, the wing affects the movement of the air around it.

Saat bergerak maju, sayap memengaruhi pergerakan udara di sekitarnya.

As air meets the wing’s solid surface, a thin layer sticks to the wing.

Saat udara memenuhi permukaan padat sayap, lapisan tipis menempel di sayap.

This layer pulls the surrounding air with it.

Lapisan ini menarik udara di sekitarnya.

The air splits into pathways above and below the wing,

Udara terbagi menjadi jalur di atas dan di bawah sayap,

following the wing’s contour.

mengikuti kontur sayap.

As the air that’s routed above makes its way around the nose of the wing,

Saat udara yang diarahkan ke atas melewati hidung sayap,

it experiences centripetal acceleration,

hal itu mengalami percepatan sentripetal,

the force you also feel in a sharply turning car.

gaya yang juga Anda rasakan dalam mobil yang berbelok tajam.

The air above therefore gathers more speed than the air traveling below.

Oleh karena itu, udara di atas mengumpulkan lebih banyak kecepatan

daripada udara yang bergerak di bawah.

This increased speed is coupled with a decrease in pressure above the wing,

Peningkatan kecepatan ini disertai dengan penurunan tekanan di atas sayap,

which pulls even more air across the wing’s upper surface.

yang menarik lebih banyak udara melintasi permukaan atas sayap.

The air flowing across the lower surface, meanwhile,

Udara yang mengalir melintasi permukaan bawah, sementara itu,

experiences less of a change in direction and speed.

mengalami lebih sedikit perubahan arah dan kecepatan.

The pressure across the wing’s lower surface is thus higher

Tekanan di permukaan bawah sayap dengan demikian lebih tinggi

than that above the upper surface.

daripada di atas permukaan bagian atas

This pressure difference results in the upwards force of lift.

Perbedaan tekanan ini menghasilkan gaya angkat ke atas.

The faster the plane travels,

Semakin cepat pesawat terbang,

the greater the pressure difference, and the greater that force.

semakin besar perbedaan tekanan, dan semakin besar kekuatan itu.

Once it overcomes the downward force of gravity,

Setelah mengatasi gaya gravitasi ke bawah,

the plane takes off.

pesawat lepas landas.

Air flows smoothly around curved wings.

Udara mengalir lancar di sekitar sayap yang melengkung.

But a wing’s curvature is not the cause of lift.

Namun, kelengkungan sayap bukanlah penyebab gaya angkat.

In fact, a flat wing that’s tilted upwards can also create lift—

Bahkan, sayap datar yang miring ke atas juga dapat menciptakan gaya angkat—

as long as the air bends around it,

selama udara melengkung di sekitarnya,

contributing to and reinforcing the pressure difference.

berkontribusi dan memperkuat perbedaan tekanan.

Meanwhile, having a wing that’s too curved or steeply angled

Sementara itu, memiliki sayap yang terlalu melengkung atau miring tajam

can be disastrous:

dapat menjadi bencana:

the airflow above may detach from the wing and become turbulent.

aliran udara di atas dapat terlepas dari sayap

dan menjadi turbulen.

This is probably what happened with Einstein’s wing design,

Ini mungkin yang terjadi dengan desain sayap Einstein,

nicknamed “the cat’s back.”

yang dijuluki “the cat’s back.”

By increasing the wing’s curvature,

Dengan meningkatkan kelengkungan sayap,

Einstein thought it would generate more lift.

Einstein mengira itu akan menghasilkan lebih banyak gaya angkat.

But one test pilot reported that the plane wobbled

Namun, seorang pilot uji melaporkan bahwa pesawat bergoyang

like “a pregnant duck” in flight.

seperti “bebek hamil” dalam penerbangan.

Our explanation is still a simplified description

Penjelasan kami masih merupakan deskripsi sederhana

of this nuanced, complex process.

dari proses yang tidak kentara dan kompleks ini.

Other factors, like the air that’s flowing meters beyond the wing’s surface—

Faktor lain, seperti udara yang mengalir beberapa meter di luar permukaan sayap—

being swept up, then down—

yang tersapu ke atas, lalu ke bawah—

as well as air vortices formed at the wing’s tips,

serta pusaran udara yang terbentuk di ujung sayap,

all influence lift.

semuanya memengaruhi gaya angkat.

Dan meskipun para ahli sepakat bahwa perbedaan tekanan

And, while experts agree that the pressure difference generates lift,

menghasilkan gaya angkat,

their explanations for how can vary.

penjelasan mereka tentang caranya dapat bervariasi.

Some might emphasize the air’s behavior at the wing’s surface,

Beberapa mungkin menekankan perilaku udara di permukaan sayap,

others the upward force created as the air is deflected downwards.

yang lain menciptakan gaya ke atas karena udara dibelokkan ke bawah.

However, there's no controversy when it comes to the math.

Namun, tidak ada kontroversi ketika membicarakan matematika.

Engineers use a set of formulas called the Navier-Stokes equations

Insinyur menggunakan seperangkat rumus yang disebut persamaan Navier-Stokes

to precisely model air’s flow around a wing

untuk memodelkan aliran udara di sekitar sayap dengan tepat

and detail how lift is generated.

dan detail bagaimana gaya angkat dihasilkan.

More than a century after Einstein’s foray into aeronautics,

Lebih dari satu abad setelah Einstein terjun ke bidang aeronautika,

lift retains its reputation as a confounding concept.

gaya angkat mempertahankan reputasinya sebagai konsep yang membingungkan.

But when it feels like it’s all going to come crashing down, remember:

Namun, saat rasanya semua akan jatuh, ingat:

it’s just the physics of fluid in motion.

itu hanya cairan yang bergerak dalam fisika.

This video was made possible with support from Marriott Hotels.

Video ini dibuat dengan dukungan dari Hotel Marriott.

With over 590 hotels and resorts across the globe,

Dengan lebih dari 590 hotel dan resor di seluruh dunia,

Marriott Hotels celebrates the curiosity that propels us to travel.

Hotel Marriott merayakan rasa ingin tahu yang mendorong kita

untuk melakukan perjalanan.

Check out some of the exciting ways TED-Ed and Marriott are working together,

Lihat beberapa cara menarik TED-Ed dan Marriott bekerja sama,

and book your next journey at Marriott Hotels.

dan pesan perjalanan Anda berikutnya di Hotel Marriott.