Teknik dirgantara
Teknik dirgantara adalah bidang teknik utama yang berkaitan dengan pengembangan pesawat terbang dan pesawat ruang angkasa. Ia memiliki dua cabang utama dan saling tumpang tindih: teknik penerbangan dan teknik astronotika . Rekayasa avionik serupa, tetapi berhubungan dengan sisi elektronik dari teknik dirgantara.
"Teknik penerbangan" adalah istilah asli untuk bidang ini. Seiring dengan kemajuan teknologi penerbangan yang mencakup kendaraan yang beroperasi di luar angkasa , istilah yang lebih luas " rekayasa dirgantara " mulai digunakan. Teknik dirgantara, khususnya cabang astronotika, sering kali dalam bahasa sehari-hari disebut sebagai "ilmu roket".
Ikhtisar
Kendaraan penerbangan dihadapkan pada kondisi yang menuntut seperti yang disebabkan oleh perubahan tekanan atmosfer dan suhu , dengan beban struktural yang diterapkan pada komponen kendaraan. Akibatnya, mereka biasanya merupakan produk dari berbagai disiplin ilmu teknologi dan teknik termasuk aerodinamika , propulsi udara , avionik , ilmu material , analisis struktural, dan manufaktur . Interaksi antara teknologi ini dikenal sebagai teknik dirgantara. Karena kompleksitas dan banyaknya disiplin ilmu yang terlibat, teknik dirgantara dilaksanakan oleh tim insinyur, yang masing-masing memiliki bidang keahlian khusus.
Sejarah
Asal usul teknik dirgantara dapat ditelusuri kembali ke para pionir penerbangan sekitar akhir abad ke-19 hingga awal abad ke-20, meskipun karya Sir George Cayley berasal dari dekade terakhir abad ke-18 hingga pertengahan abad ke-19. Salah satu orang paling penting dalam sejarah aeronautika dan pelopor dalam teknik penerbangan, Cayley dianggap sebagai orang pertama yang memisahkan gaya angkat dan tarik , yang memengaruhi kendaraan penerbangan di atmosfer.
Pengetahuan awal teknik penerbangan sebagian besar bersifat empiris, dengan beberapa konsep dan keterampilan yang diimpor dari cabang teknik lain. Beberapa elemen kunci, seperti dinamika fluida , dipahami oleh para ilmuwan abad ke-18.
Pada bulan Desember 1903, Wright Bersaudara melakukan penerbangan pertama yang berkelanjutan dan terkendali dari pesawat bertenaga yang lebih berat dari udara, yang berlangsung selama 12 detik. Tahun 1910-an menyaksikan perkembangan teknik penerbangan melalui desain pesawat militer Perang Dunia I.
Antara Perang Dunia I dan II, lompatan besar terjadi di bidang ini, yang dipercepat dengan munculnya penerbangan sipil arus utama. Pesawat terkenal pada era ini termasuk Curtiss JN 4 , Farman F.60 Goliath , dan Fokker Trimotor . Pesawat militer terkenal pada periode ini termasuk Mitsubishi A6M Zero , Supermarine Spitfire dan Messerschmitt Bf 109 masing-masing dari Jepang, Inggris, dan Jerman. Perkembangan signifikan dalam teknik kedirgantaraan datang dengan operasional pertama pesawat bertenaga mesin Jet , Messerschmitt Me 262 yang mulai beroperasi pada tahun 1944 menjelang akhir Perang Dunia Kedua.
Definisi pertama dari teknik dirgantara muncul pada bulan Februari 1958, dengan mempertimbangkan atmosfer bumi dan luar angkasa sebagai satu kesatuan, sehingga mencakup pesawat terbang ( aero ) dan pesawat ruang angkasa ( luar angkasa ) di bawah istilah baru yang diciptakan dirgantara.
Menanggapi peluncuran satelit pertama Uni Soviet, Sputnik , ke luar angkasa pada tanggal 4 Oktober 1957, para insinyur dirgantara AS meluncurkan satelit Amerika pertama pada tanggal 31 Januari 1958. Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional didirikan pada tahun 1958 sebagai tanggapan terhadap Cuaca Dingin. Perang . Pada tahun 1969, Apollo 11 , misi luar angkasa manusia pertama ke bulan berlangsung. Di dalamnya terlihat tiga astronot memasuki orbit mengelilingi Bulan, dengan dua astronot, Neil Armstrong dan Buzz Aldrin , mengunjungi permukaan bulan. Astronot ketiga, Michael Collins , tetap berada di orbit untuk bertemu dengan Armstrong dan Aldrin setelah kunjungan mereka.
Inovasi penting terjadi pada tanggal 30 Januari 1970, ketika Boeing 747 melakukan penerbangan komersial pertamanya dari New York ke London. Pesawat ini mencetak sejarah dan dikenal dengan nama "Jumbo Jet" atau "Whale" karena kemampuannya menampung hingga 480 penumpang.
Perkembangan signifikan lainnya dalam bidang teknik kedirgantaraan terjadi pada tahun 1976, dengan pengembangan pesawat supersonik penumpang pertama , Concorde . Pengembangan pesawat ini disepakati oleh Perancis dan Inggris pada tanggal 29 November 1962.
Pada tanggal 21 Desember 1988, pesawat kargo Antonov An-225 Mriya memulai penerbangan pertamanya. Pesawat ini memegang rekor sebagai pesawat terberat di dunia, kargo yang diangkut melalui udara terberat, dan kargo yang diangkut melalui udara terpanjang, dan memiliki lebar sayap terluas dari semua pesawat yang beroperasi.
Pada tanggal 25 Oktober 2007, Airbus A380 melakukan penerbangan komersial perdananya dari Singapura ke Sydney, Australia. Pesawat ini merupakan pesawat penumpang pertama yang mengungguli Boeing 747 dalam hal kapasitas penumpang, dengan jumlah maksimum 853. Meskipun pengembangan pesawat ini dimulai pada tahun 1988 sebagai pesaing 747, A380 melakukan uji terbang pertamanya pada bulan April 2005.
Elemen
Beberapa unsur teknik dirgantara adalah:
- Penampang radar – studi tentang tanda-tanda kendaraan yang terlihat melalui penginderaan jauh oleh radar .
- Mekanika fluida – studi tentang aliran fluida di sekitar benda. Khususnya aerodinamika mengenai aliran udara di atas benda seperti sayap atau melalui benda seperti terowongan angin (lihat juga gaya angkat dan aeronautika ).
- Astrodinamika – studi tentang mekanika orbital termasuk prediksi elemen orbital ketika diberikan beberapa variabel tertentu. Meskipun hanya sedikit sekolah di Amerika Serikat yang mengajarkan hal ini pada tingkat sarjana, beberapa memiliki program pascasarjana yang mencakup topik ini (biasanya bekerja sama dengan departemen Fisika di perguruan tinggi atau universitas tersebut).
- Statika dan Dinamika (mekanika teknik) – studi tentang gerak, gaya, momen dalam sistem mekanik.
- Matematika – khususnya kalkulus , persamaan diferensial , dan aljabar linier .
- Elektroteknologi – studi elektronik dalam bidang teknik.
- Propulsi – energi untuk menggerakkan kendaraan di udara (atau di luar angkasa) disediakan oleh mesin pembakaran internal , mesin jet dan mesin turbo , atau roket (lihat juga propulsi baling-baling dan pesawat ruang angkasa ). Tambahan terbaru pada modul ini adalah penggerak listrik dan penggerak ion .
- Rekayasa kontrol – studi tentang pemodelan matematis dari perilaku dinamis sistem dan merancangnya, biasanya menggunakan sinyal umpan balik, sehingga perilaku dinamisnya diinginkan (stabil, tanpa penyimpangan besar, dengan kesalahan minimum). Hal ini berlaku pada perilaku dinamis pesawat terbang, pesawat ruang angkasa, sistem propulsi, dan subsistem yang ada pada kendaraan luar angkasa.
- Struktur pesawat – desain konfigurasi fisik pesawat untuk menahan gaya yang ditemui selama penerbangan. Rekayasa kedirgantaraan bertujuan untuk menjaga struktur tetap ringan dan berbiaya rendah dengan tetap menjaga integritas struktural.
- Ilmu material – terkait dengan struktur, teknik dirgantara juga mempelajari material yang akan digunakan untuk membangun struktur dirgantara. Material baru dengan sifat yang sangat spesifik ditemukan, atau material yang sudah ada dimodifikasi untuk meningkatkan kinerjanya.
- Mekanika benda padat – Terkait erat dengan ilmu material adalah mekanika benda padat yang mempelajari analisis tegangan dan regangan pada komponen kendaraan. Saat ini terdapat beberapa program Elemen Hingga seperti MSC Patran/Nastran yang membantu para insinyur dalam proses analisis.
- Aeroelastisitas – interaksi gaya aerodinamis dan fleksibilitas struktur, berpotensi menyebabkan flutter , divergensi, dll.
- Avionik – desain dan pemrograman sistem komputer di pesawat atau pesawat ruang angkasa dan simulasi sistem.
- Perangkat Lunak – spesifikasi, desain, pengembangan, pengujian, dan implementasi perangkat lunak komputer untuk aplikasi luar angkasa, termasuk perangkat lunak penerbangan , perangkat lunak kendali darat , perangkat lunak pengujian & evaluasi, dll.
- Risiko dan keandalan – studi tentang teknik penilaian risiko dan keandalan serta matematika yang terlibat dalam metode kuantitatif.
- Pengendalian kebisingan – studi tentang mekanisme transfer suara.
- Aeroakustik – studi tentang timbulnya kebisingan melalui gerakan fluida turbulen atau gaya aerodinamis yang berinteraksi dengan permukaan.
- Pengujian penerbangan – merancang dan melaksanakan program uji terbang untuk mengumpulkan dan menganalisis data kinerja dan kualitas penanganan untuk menentukan apakah sebuah pesawat memenuhi tujuan desain dan kinerja serta persyaratan sertifikasi.
Dasar dari sebagian besar elemen ini terletak pada teori fisika , seperti dinamika fluida untuk aerodinamika atau persamaan gerak untuk dinamika penerbangan . Ada juga komponen empiris yang besar . Secara historis, komponen empiris ini berasal dari pengujian model skala dan prototipe, baik di terowongan angin atau di atmosfer bebas. Baru-baru ini, kemajuan dalam komputasi telah memungkinkan penggunaan dinamika fluida komputasi untuk mensimulasikan perilaku fluida, mengurangi waktu dan biaya yang dihabiskan untuk pengujian terowongan angin. Mereka yang mempelajari hidrodinamika atau hidroakustik sering kali memperoleh gelar di bidang teknik dirgantara.
Selain itu, teknik dirgantara membahas integrasi semua komponen yang membentuk kendaraan dirgantara (subsistem termasuk tenaga, bantalan dirgantara , komunikasi, kontrol termal , sistem pendukung kehidupan , dll.) dan siklus hidupnya (desain, suhu, tekanan, radiasi , kecepatan , seumur hidup ).
Disadur dari: en.wikipedia.org