Prinsip Kerja Helikopter

PRINSIP KERJA HELIKOPTER

A.    Definisi Helikopter

Helikopter adalah pesawat udara yang lebih berat dari udara, bersayap putar yang rotornya digerakkan oleh mesin^[1]. Helikopter merupakan pesawat udara yang mengangkat dan terdorong oleh satu atau lebih rotor (propeller) horizontal besar. Helikopter diklasifikasikan sebagai pesawat bersayap putar untuk membedakannya dari pesawat bersayap tetap biasa lainnya. Kata helikopter berasal dari bahasa Yunani helix (spiral) dan pteron (sayap). Helikopter yang dijalankan oleh mesin diciptakan oleh penemu Slovakia Jan Bahyl.

Dibandingkan dengan pesawat bersayap tetap , helikopter lebih kompleks dan lebih mahal untuk dibeli dan dioperasikan, lumayan lambat, memiliki jarak jelajah dekat dan muatan yang terbatas. Sedangkan keuntungannya adalah gerakannya; helikopter mampu terbang di tempat, mundur, dan lepas landas dan mendarat secara vertikal. Terbatas dalam fasilitas penambahan bahan bakar dan beban/ketinggian, helikopter dapat terbang ke lokasi mana pun, dan darat di mana pun dengan lapangan sebesar rotor dan setengah diameter. Landasan helikopter disebut helipad.

Helikopter merupakan alat transportasi yang digerakan oleh rotor dan memiliki kemampuan mendarat dan terbang secara vertikal. Helikopter juga bisa bergerak maju dan mundur di udara, selain itu helikopter memiliki kemampuan mengapung di udara. Karena kemampuannya ini helikopter banyak di manfaatkan untuk berbagai kepentingan.

Helikopter mendapatkan daya untuk bergerak dari rotor yang berputar. Rotor helikopter memiliki bentuk aerofoil yang bentuknya mirip dengan sayap pada pesawat terbang. Saat rotor berputar udara akan bergerak pada permukaan atas rotor dan mengakibatkan tekanan diatas permukaan rotor lebih rendah dari permukaan dibawah rotor sehingga helikopter terangkat keatas , konsep dasar aerodinamika inilah yang menghasilkan helikopter dapat bebas terbang bergerak ke semua arah.

B.     Bagian – bagian Utama Helikopter

1)      Main rotor (rotor blade)

Merupakan baling-baling penggerak utama dan poros kendali dari sebuah helikopter yang terletak di bagian atas, rotor blade mempunyai bentuk aerofoil yang sudutnya bisa diubah-ubah dan berfungsi untuk menimbulkan gaya angkat dan gaya dorong pada helikopter. Rotor blade melekat pada main rotor dengan bantuah rotor hub.

Gambar Swash Plate pada Main Rotor

Swash plate mempunyai dua bagian utama utama yaitu satu pelat yang tetap (fixed) yaitu yang berwarna biru dan pelat yang berputar yang ber warna merah. Swash plate ini yang berfungsi untuk mengatur pergerakan pesawat dengan cara mengatur sudut serang udara pada rotor blade.

2)      Cockpit

Merupakan kabin awak/pilot yang terletak di bagian paling depan dari sebuah helikopter, dimana terdapat panel-panel dan instrumen-instrumen yang digunakan untuk mengendalikan/mengoperasikan helikopter pada saat terbang.

Gambar Ruang Cockpit pada Helikopter

Gambar Panel Instrumen di ruang Cockpit

3)      Landing skids

Merupakan bagian bawah helikopter untuk menyangga kedudukan helikopter ketika berada di landasan. Untuk beberapa jenis helikopter ada yang menggunakan roda untuk helikopter mendarat.

4)      Engine, Transmision, fuel, etc.

Engine merupakan komponen utama dari sebuah helikopter yang berfungsi menggerakkan semua mekanik yang ada dan tentunya memerlukan bahan bakar untuk menjalankan mesin yang disuplai dari tangki bahan bakar yang berada di bawah bagian belakang dari badan utama helikopter. Untuk menggerakkan main rotor dan  tail rotor serta komponen lainnya memerlukan shaft-shaft (as) yang terhubung dengan accessory gear box yang ada di engine, dan oleh karena itu engine dari helikopter biasa juga dinamakan dengan Engine Turboshaft.

Gambar Engine pada Helikopter

5)      Tail rotor

Tail rotor terletak dibagain belakang helikopter, rotor ini merupakan rotor kecil yang berputar secara vertikal dan fungsi dari rotor ini untuk mebelokan helikopter sesuai arah yang dinginkan. Selain itu tail rotor juga berfungsi untuk melawan torsi atau efek putaran yang ditimbulkan oleh main rotor saat berputar (aksi dan reaksi) agar badan helikopter tidak berputar dalam arah kebalikan (counter-rotating).

Gambar Tail Rotor

C.    Cara Helikopter Terbang

Helikopter memiliki kemampuan yang unik saat mengudara. Untuk lebih jelasnya lebih baik kita lihat sekilas tentang bentuk aerofoil baling-baling helikopter.

Gambar Airfoil pada Rotor Blade yang mirip Sayap Pesawat

Setiap baling-baling heli memiliki bentuk aerofoil yang mirip dengan sayap pada pesawat terbang. Namun daya angkat (lift) yang ditimbulkannya tergantung pada sudut serang (angel of attack) dan kecepatan baling-baling saat berputar.

Gambar variasi besarnya sudut serang pada Rotor Blade

Helikopter dapat naik keatas karena adanya gaya angkat yang dihasilkan oleh baling-baling helikopter. prinsip baling-baling ini sama dengan prinsip kerja sayap pesawat pada umumnya.

Ketika dilihat dari samping, bentuk bilah baling-baling helikopter, akan tampak seperti gambar diatas. ketika bilah berputar maka udara didepan bilah akan menumbuk dibagian bawah bilah. karna hal ini,bilah akan mendapatkan gaya dorong keatas. besar gaya angkat (gaya dorong keatas) ditentukan oleh kecepatan putar baling-baling,luas penampang bilah,dan sudut serangan(angle of attact).

agar helikopter bisa terbang kedepan, bidang putaran baling-baling bisa diubah miring kedepan ,sehingga gaya angkat tadi tidak vertikal tapi condong kearah depan.

( di bagian kokpit ada kontroler untuk mengatur kemiringan bidang putaran baling-baling)

Ketika baling - baling berputar, berlaku hukum kekekalan momentum sudut yang menyebabkan  badan pesawat akan berputar berlawanan arah dengan arah putar baling-baling. untuk mencegah berputarnya badan pesawat diperlukan gaya pembalik,yaitu dibuatnya baling-baling pada ekor pesawat

D.    Macam -  macam Gerakan Helikopter

1)      Collective control

Gerakan ini berfungsi untuk menaikan dan menurunkan helikopter. Gerakan ini di dapat dengan cara menaikan atau menurukan swash plate terhadap poros rotor utama tanpa mengubah sudutnya. Karena perubahan sudut serang (pitch angel) serentak atau kolektif maka gerakan naik heli akan selalu konstan terhadap putaran baling-balingnya.

2)  Cyclic control

Gerakan ini berhubungan dengan gerakan memutar dan maju. Untuk bergerak maju sudut serang blade di ubah dengan cara memiringkan swash plate. Karena sudut serang pada masing-masing blade tidak sama, maka gaya angkat pun berubah. Perbedaan gaya angkat inilah yang digunakan untuk memajukan, memundurkan, atau memutar helikopter.

3)  Pedal control

Pedal control  ini digunakan untuk mengontrol sudut serang dari tail rotor ,yang fungsinya untuk menggerakan hidung helikopter kekiri atau kekanan dan juga berfungsi untuk melawan torsi yang ditimbulkan oleh main rotor saat berputar.