Lipatan sayap yang terinspirasi dari bulu dapat meningkatkan daya angkat dan kinerja pesawat, menurut sebuah studi baru

Penutup sayap yang terinspirasi dari burung mungkin merupakan masa depan dunia penerbangan, karena memberikan dorongan pada kinerja penerbangan dengan meningkatkan daya angkat dan mengurangi hambatan. Dalam sebuah penelitian baru-baru ini, para insinyur menyelidiki cara meniru “bulu siluman” – bulu yang berlapis dan tumpang tindih pada sayap burung – pada sayap pesawat untuk meningkatkan kemampuan manuver dan stabilitas. Menurut sebuah penelitian, memasang penutup negatif ringan di seluruh permukaan sayap pesawat dapat memberikan keuntungan aerodinamis yang signifikan, memungkinkan pesawat mencapai peningkatan daya angkat dan pengurangan hambatan.

Pendekatan baru terhadap desain penutup pesawat

Menurut penelitian diterbitkan Dalam Prosiding National Academy of Sciences tanggal 28 Oktober, sayap pesawat konvensional biasanya menggunakan penutup dan spoiler, yang dikendalikan oleh sistem mekanis untuk mengatur aliran udara selama penerbangan. Namun, pendekatan yang terinspirasi dari alam ini bertujuan untuk menggantikan kontrol kompleks dengan desain pasif yang hanya diaktifkan oleh perubahan tekanan udara pada sudut serang yang tinggi – posisi di mana sayap bertemu langsung dengan aliran udara yang masuk. Tidak seperti komponen konvensional, penutup ini “tidak dikendalikan oleh motor atau aktuator” tetapi merespons aliran udara secara alami, memberikan kesederhanaan dan cakupan di seluruh permukaan sayap, jelas insinyur Amy Wesa, dari Universitas Princeton.

Uji terowongan angin menunjukkan peningkatan stabilitas dan daya angkat

Dalam uji terowongan angin, para peneliti menguji efek penutup seperti bulu pada model airfoil. Flap yang diposisikan di bagian depan sayap mengarahkan aliran udara dengan lebih efektif, meningkatkan daya angkat dan mengurangi hambatan. Barisan penutup tambahan memperkuat efek ini, sementara penutup yang ditempatkan di belakang menstabilkan tekanan udara dengan mencegahnya mengalir ke depan, yang merupakan aspek penting dalam mempertahankan daya angkat. Studi tersebut menemukan bahwa desain dengan lima baris penutup meningkatkan daya angkat sebesar 45% dan mengurangi hambatan sebesar 31%, hal ini menunjukkan kemampuan penutup tersebut untuk meningkatkan aerodinamis tanpa menggunakan mesin yang rumit.

Potensi manfaat penerbangan modern

Ketika diuji pada pesawat yang dikendalikan dari jarak jauh, penutup seperti bulu ini juga membantu memperluas jangkauan sudut penerbangan yang aman sebesar sembilan persen, mengurangi kemungkinan terjadinya stall – hilangnya gaya angkat secara tiba-tiba yang sering terjadi saat tanjakan curam atau tikungan tajam. Peningkatan jangkauan sudut serang ini dapat membuat penerbangan lebih aman, terutama dalam kondisi turbulen atau pendaratan di landasan pacu yang pendek. Wisa mencatat, flap pasif dapat mendukung manuver yang lebih luas, sehingga menawarkan keuntungan untuk berbagai aplikasi penerbangan mulai dari pesawat komersial hingga drone.