Bagaimana Rotor Bisa Mengangkat Helikopter? Ini Penjelasan Ilmiahnya
- Helikopter menggunakan rotor sebagai sayapnya, memungkinkan gerakan yang lebih leluasa dibanding pesawat terbang.
- Bilah rotor utama helikopter menggunakan bentuk geometri airfoil, menghasilkan gaya angkat untuk melayang di udara.
- Rotor mini pada ekor helikopter berfungsi sebagai anti-torka, mempertahankan posisi rotasi dan digunakan untuk rotasi yaw.
Dilansir National Aeronautics and Space Administration (NASA), helikopter merupakan jenis wahana terbang menggunakan sayap berputar dengan sebutan baling-baling untuk melayang di udara.
Rotor merupakan istilah yang merujuk pada baling-baling yang berputar dengan menggunakan mesin. Berbeda dengan pesawat terbang, helikopter memiliki sayap yang bergerak (baling-baling).
Pergerakan helikopter juga lebih leluasa dibandingkan pesawat terbang. Helikopter mampu bergerak lurus ke atas dan ke bawah, bergerak maju dan mundur, bergerak ke samping kanan dan kiri, berotasi (yaw), bahkan helikopter juga mampu melayang diam di udara (hover).
Kemampuan inilah yang menjadi kelebihan helikopter dan membuatnya sering dimanfaatkan sebagai alat transportasi pengantar muatan ke daerah yang sulit dijangkau. Helikopter memiliki berat ratusan kilogram dan mampu mengangkat muatan yang beratnya juga ratusan kilogram.
Lantas, bagaimana rotor bisa mengangkat beban seberat itu? Simak penjelasannya, ya!
1. Rotor helikopter merupakan sayap yang berputar
Kamu pasti mengira helikopter tidak memiliki sayap, kan? Helikopter faktanya memiliki sayap juga, hanya saja dalam bentuk yang berbeda. Baling-baling yang berputar dengan mesin atau biasa disebut rotor merupakan sayap bagi helikopter.
Masing-masing bilah pada rotor helikopter menggunakan bentuk geometri airfoil, bentuk geometri yang sama pada sayap pesawat terbang. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa sayap helikopter terletak pada bilah-bilah rotornya.
Pada umumnya, helikopter memiliki satu rotor utama berukuran besar yang terpasang di atas badan helikopter dan satu rotor mini yang terpasang di ekor helikopter. Keduanya memiliki fungsi dan peran yang berbeda, tetapi menggunakan prinsip kerja yang sama yaitu memanfaatkan bentuk geometri airfoil.
2. Gaya angkat yang dihasilkan rotor helikopter
Implementasi bentuk geometri airfoil pada bilah rotor utama helikopter dapat menghasilkan gaya angkat yang besar. Gaya angkat inilah membuat helikopter dapat terbang dan melayang di udara.
Ketika rotor utama berputar dengan kencang, udara di sekitar bilah rotor akan mengalami fenomena yang sama dengan pesawat terbang ketika sedang melayang di udara. Bentuk geometri airfoil memiliki permukaan yang cenderung melengkung. Bentuk ini membuat udara di permukaan atas akan mengalir lebih cepat dibandingkan udara di permukaan bawah bilah rotor.
Cepatnya aliran udara ini berimplikasi pada kecilnya tekanan di permukaan atas bilah rotor. Sebaliknya, tekanan di permukaan bawah akan lebih besar akibat rendahnya kecepatan aliran udara.
Tekanan besar di bawah bilah rotor inilah yang memberikan gaya angkat bagi helikopter. Kecepatan rotasi rotor berbanding lurus dengan kecepatan helikopter, yang artinya semakin cepat rotor berputar maka semakin cepat pula helikopter bergerak, begitu pula sebaliknya.
Posisi rotor utama yang ada di atas badan helikopter memungkinkannya melakukan gerakan ke atas dan bawah yang mana gerakan ini tidak dapat dilakukan oleh pesawat terbang.
Bilah rotor helikopter dapat diubah orientasinya oleh sang pilot. Pilot mempunyai kontrol atas sudut kritis (angle of attack) bilah rotor helikopter. Pengubahan angle of attack ini memungkinkan pilot mengatur kecepatan dari helikopter tanpa mengubah kecepatan rotasi rotor utama. Semakin besar angle of attack maka semakin besar gaya angkat yang diperoleh, begitu pula sebaliknya.
3. Rotor mini pada ekor helikopter menyeimbangkan terbang
Kencangnya putaran rotor utama helikopter tidak serta-merta hanya memberikan dampak positif bagi helikopter. Rotor utama hanya berotasi ke satu arah saja menghasilkan torka yang memberi momentum berputar sehingga seluruh badan helikopter juga akan ikut berputar ke arah yang berlawanan dengan arah putaran rotor utama.
Fenomena ini juga sesuai dengan hukum Newton 3 yang menyatakan bahwa setiap gaya aksi di alam pasti memiliki gaya reaksi yang arahnya berlawanan. Rotor mini pada ekor helikopter muncul sebagai solusi dari permasalahan tersebut.
Rotor mini ini sering disebut sebagai rotor anti-torka (anti-torque rotor). Sama seperti rotor utama, rotor anti-torka ini menggunakan prinsip gaya yang dihasilkan oleh bentuk airfoil pada bilah-bilahnya.
Rotor anti-torka akan menghasilkan gaya yang melawan momentum dihasilkan rotor utama sehingga helikopter dapat mempertahankan posisi rotasinya. Rotor anti-torka juga dimanfaatkan oleh pilot helikopter untuk bergerak secara yaw (rotasi terhadap sumbu vertikal).
Dengan mengatur kecepatan rotasi rotor anti-torka relatif terhadap momentum yang dihasilkan dari rotor utama, helikopter mampu berotasi searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam.
Itulah penjelasan ilmiah mengenai rotor pada helikopter. Rotor helikopter memiliki peran krusial bagi pergerakan helikopter yang sangat fleksibel. Ternyata ada penjelasan fisika yang kompleks di balik kesederhanaan prinsip rotor helikopter, ya!
