Pernahkan anda memikirkan mengapa helikopter tidak bisa melaju dengan cepat seperti pesawat terbang lainnya? Dalam artikel ini akan kami jelaskan secara detail mengapa helikopter tidak bisa melaju dengan cepat.
Penjelasan singkat :
Helikopter tidak dapat terbang dengan kecepatan supersonik karena aerodinamika dan cara kerja dari baling-baling helikopter itu sendiri.
Penjelasan lebih lanjut :
Terdapat fenomena dissymmetry of lift pada baling-baling helikopter ketika bergerak maju. Ketika sebuah helikopter bergerak maju, helikopter ini memiliki airspeed tertentu. Pada advancing side, kecepatan aliran udara disekitar bilah baling-baling/rotor blade sama dengan kecepatan putaran baling-baling + airspeed. Sedangkan pada retreating side, kecepatan aliran udara ini tentu saja berkurang, karena bilang-baling cenderung memiliki komponen kecepatan tangen yang searah dengan airspeed. Ini sama analoginya ketika anda menerbangkan pesawat dengan angin datang dari arah muka, dan dengan angin datang dari arah belakang. Pada helikopter, sisi bilah baling-baling pada advancing side cenderung menghasilkan lift lebih besar dari retreating side. Perbedaan lift yang dihasilkan antara advancing rotor blade dan retreating rotor blade inilah yang dikenal sebagai dissymmetry of lift. Jika dibiarkan demikian, helikopter dapat mengalami roll.
sumber gambar : E. Torenbeek, H. Wittenberg – Flight Physics_ Essentials of Aeronautical Disciplines and Technology, with Historical Notes-Springer (2009)halaman 413, gambar 8.7
Pada helikopter, terdapat mekanisme untuk menyeimbangkan efek di atas. Mekanisme ini memungkinkan rotor blade untuk menurunkan AOA ketika berada pada advancing side, dan meningkatkan AOA ketika berada pada retreating side.
Semakin kencang putaran baling-baling helikopter, semakin besar pula lift yang dihasilkan oleh advacing blade. Sehingga, retreating blade harus menyeimbangkan lift dengan meningkatkan AOA. Ketika advancing blade mendekati Mach 1, AOA dari retreating blade hampir melewati critical angle, dan akan mendekati stall. Jika dipaksa lebih lanjut, helikopter akan masuk kondisi retreating blade stall. Jika dipaksa, ini dapat membuat helikopter bergetar hebat, nose-up, dan roll ke kiri ( pada helikopter dengan arah putaran baling-baling CCW).
sumber gambar : E. Torenbeek, H. Wittenberg – Flight Physics_ Essentials of Aeronautical Disciplines and Technology, with Historical Notes-Springer (2009) halaman 421 gambar 8.13
Jika kita lihat dari sisi advancing side, ada juga penghalang bagi helikopter untuk dapat terbang dengan kecepatan supersonik. Sebelum sebuah helikopter dapat mencapai kecepatan supersonik, aliran udara pada advancing side akan terlebih dahulu mencapai kecepatan supersonik. Ketika ujung dari advancing blade mendekati dan menembus Mach 1, terdapat kenaikan drag yang signifikan disana, dan ini mencegah helikopter dapat “melaju lebih kencang lagi.” Oleh karena itu, cenderung tidak efisien.
Alasan lainnya yang tidak memungkinkan helikopter untuk terbang dengan kecepatan supersonik ialah stress dan bending momen pada rotor blade sangatlah besar. Ini dapat merusak baling-baling.
Prinsipnya sama dengan pesawat atau jet lainnya. Semakin cepat pesawat, dan semakin jauh pesawat dari Mach 1, semakin baik. Ini juga berlaku untuk helikopter. Kita ingin rotor blade berputar secepat mungkin( lebih cepat, lift lebih besar) namun sejauh mungkin dari Mach 1 (karena drag, sangat tidak efisien, dan dapat merusak).