Cara kerja sayap pesawat: bagaimana gaya angkat terbentuk

Apa yang ditunjukkan model ini

Sayap pesawat bekerja dengan mengubah gerak udara dan tekanan di sekitar permukaannya, sehingga timbul gaya angkat. Menambah sudut serang menaikkan gaya angkat dalam rentang normal, tetapi sudut yang terlalu besar membuat aliran terlepas dan terjadi stall. Aliran udara di atas dan di bawah sayap tidak harus bertemu lagi di tepi belakang.

Pesawat ringan dengan berat lebih dari satu ton lepas landas pada sekitar 100 km/h, ditopang dua sayap aluminium yang tipis. Pameran ini menaruh irisan sayap seperti itu di terowongan angin supaya Anda bisa melihat apa yang dilakukan udara di sekitarnya, dan berapa besar gaya yang terkumpul.

Penampang di panggung adalah NACA 2412, keluarga profil sayap yang dipakai pada Cessna 172. Garis alir, titik-titik yang bergerak, dan warna pada kulit semuanya berasal dari perhitungan yang berjalan di peramban Anda setiap kali Anda mengubah sudut serang atau flap. Angka di sudut layar menerapkan sudut dan kecepatan udara yang sama pada satu pesawat utuh: Cessna 172R seberat 1111 kg dengan sayap seluas 16,2 m² dan rentang 11,0 m.

Biru pada kulit berarti tekanan lebih rendah daripada udara tenang di sekitar sayap, dan merah berarti lebih tinggi. Panah merah adalah gaya angkat, panah abu-abu adalah hambatan, dan garis hitam di atas sayap menandai berat pesawat. Ketika ujung panah merah mencapai garis itu, sayap sedang menahan pesawat.

Bentuk sayap yang bisa dituliskan

Pada 1933, Komite Penasihat Nasional untuk Aeronautika Amerika Serikat (NACA) menerbitkan uji terowongan angin atas 78 profil sayap yang berkerabat dalam Laporan 460. Seluruh keluarga ini dibangun dari dua rumus sederhana. Setiap penampang diberi nama dengan empat angka. Pada 2412, angka pertama adalah lengkung maksimum, 2% dari tali busur. Angka kedua menaruh titik maksimum itu 40% dari hidung ke arah belakang. Dua angka terakhir adalah ketebalan, 12% dari tali busur.

Garis lengkung adalah dua parabola yang bersambung di x = p, dengan x diukur sepanjang tali busur dari 0 di hidung sampai 1 di ekor:

• untuk x < p: y_c = (m / p²)(2px − x²)
• untuk x ≥ p: y_c = (m / (1 − p)²)((1 − 2p) + 2px − x²)

dengan m = 0,02 dan p = 0,4. Ketebalan lalu dililitkan di sekeliling garis itu:

y_t = 5t (0,2969√x − 0,1260x − 0,3516x² + 0,2843x³ − 0,1036x⁴), dengan t = 0,12.

Laporan 460 memakai −0,1015 untuk koefisien terakhir, yang menyisakan tepi belakang dengan ketebalan terbatas. Model ini memakai −0,1036 agar sisi atas dan bawah bertemu di satu titik tajam, yang dibutuhkan perhitungan aliran. Permukaan atas dan bawah diperoleh dengan melangkah dari garis lengkung sejauh y_t secara tegak lurus terhadapnya. Titik-titiknya dibuat lebih rapat dekat hidung dan ekor, tempat permukaan paling melengkung.

Mengapa udara tidak bertemu lagi

Penjelasan gaya angkat yang paling sering diulang berbunyi: sisi atas sayap lebih panjang daripada sisi bawah, sehingga udara di atas harus bergerak lebih cepat agar bertemu udara dari bawah di tepi belakang pada saat yang sama. Udara yang lebih cepat bertekanan lebih rendah, dan sayap pun terdorong ke atas.

Pusat Penelitian Glenn NASA memasukkan teori "waktu tempuh sama" ini ke dalam penjelasan gaya angkat yang paling umum tetapi keliru. Halamannya menunjuk dua masalah. Tidak ada hukum fisika yang mengharuskan kedua bagian udara itu bertemu lagi. Dan kecepatan yang diramalkan teori itu jauh terlalu kecil untuk menghasilkan gaya angkat yang benar-benar dibuat sayap. Pada kenyataannya, udara di atas bergerak jauh lebih cepat daripada yang dibutuhkan waktu tempuh sama, dan ia sampai lebih dulu di tepi belakang.

Anda bisa memeriksanya pada model. Nyalakan "Penanda waktu": garis oranye menghubungkan titik-titik yang berangkat dari kiri pada saat yang sama. Ketika melewati sayap, garis itu menekuk ke depan di atas dan tertinggal di bawah. Pada sudut serang 3,5°, dua bagian udara yang mulai berjarak 0,02 tali busur di kedua sisi garis pemisah aliran tiba di tepi belakang dengan selisih 0,24 waktu tempuh sepanjang tali busur. Ketika yang di atas sampai di tepi belakang, yang di bawah baru sekitar 80% dari jalan. Pada 180 km/h dan tali busur 1,47 m, selisih itu adalah 0,24 × 1,47 m ÷ 50 m/s = 7 milidetik. Kedua bagian itu tidak pernah bersatu kembali.

Angka-angka ini menunjukkan mengapa waktu tempuh sama tidak bisa menjadi penjelasannya. Pada penampang ini sisi atas hanya 1,4% lebih panjang daripada sisi bawah (1,028 berbanding 1,014 panjang tali busur). Jika udara di atas hanya 1,4% lebih cepat, selisih tekanannya sekitar (1,014² − 1) = 0,029 dari tekanan dinamis, yang memberi koefisien gaya angkat mendekati 0,03. Perhitungan aliran memberi 0,99 pada 6°, lebih dari 30 kali lipat, dengan udara di permukaan atas mencapai 1,9 kali kecepatan aliran bebas. Sayap Wright bersaudara, seperti dicatat NASA, adalah pelat tipis melengkung dengan panjang sama di atas dan bawah, dan sayap itu mengangkat dengan sempurna.

Apa yang sebenarnya menimbulkan gaya angkat

Sayap yang miring terhadap aliran udara, atau yang melengkung, membelokkan udara yang melewatinya ke bawah. Perhatikan garis alir di belakang tepi belakang: garis-garis itu meninggalkan sayap dengan arah sedikit ke bawah. NASA mengatakannya langsung: gaya angkat terjadi ketika aliran gas dibelokkan oleh benda padat.

Ada dua cara yang setara untuk menjumlahkannya. Anda bisa menjumlahkan tekanan di seluruh permukaan, seperti yang ditunjukkan warna pada kulit: tekanan lebih rendah di atas dan lebih tinggi di bawah. Atau Anda bisa menjumlahkan perubahan momentum udara saat dibelokkan, yaitu hukum ketiga Newton. Keduanya memberi gaya yang sama. Halaman NASA tentang perdebatan "Bernoulli atau Newton" menyatakan bahwa kedua kubu benar, dan bahwa perdebatan muncul karena salah menerapkan salah satunya.

Perhatikan di mana aliran terbelah. Pada 6° udara bertemu hidung di garis stagnasi oranye, sedikit di bawah. Udara tepat di atas garis itu harus mengalir ke depan mengitari hidung sebelum berbalik ke atas sayap. Belokan tajam itulah yang membuat tekanan paling rendah. Perhitungan menemukan koefisien tekanan −2,5 tepat di belakang hidung, dibandingkan +1 di garis stagnasi itu sendiri.

Cara garis alir dihitung

Garis alir berasal dari metode panel. Penampang dibagi menjadi 120 panel lurus. Setiap panel membawa lembaran sumber, dan seluruh kontur membawa satu pusaran seragam dengan satu kekuatan. Kekuatannya dipilih sehingga tidak ada udara yang menembus panel mana pun dan aliran meninggalkan tepi belakang yang tajam dengan mulus. Syarat terakhir itu disebut syarat Kutta, dan itulah yang menentukan besar gaya angkat. Setelah kekuatan diketahui, kecepatan di titik mana pun dapat dihitung, dan garis alir dilacak selangkah demi selangkah dari kiri.

Ini adalah aliran potensial. Udara dianggap tanpa gesekan dan tak termampatkan, jadi tidak ada lapisan batas dan metode ini tidak bisa meramalkan stall atau hambatan sendirian. Untuk sayap pada sudut kecil dan kecepatan pesawat ringan, hasilnya memberi gambaran garis alir dan tekanan yang baik. Untuk penampang saja, ia memberi koefisien gaya angkat 0,26 pada 0° dan naik sekitar 0,12 per derajat.

Dua bagian pameran ini sengaja disederhanakan:

• Setelah stall, penyelesai dipertahankan pada sudut tepat di bawah stall, seluruh gambar diputar ke sudut yang Anda pilih, dan daerah terlepas di belakang permukaan atas digambar dengan aturan, bukan dihitung. Titik-titik berputar di sana menunjukkan tempat aliran terlepas, bukan jejak yang dihitung.
• Angka pada layar tidak berasal dari metode panel. Angka itu memakai kurva gaya angkat sayap berhingga, dijelaskan di bawah, karena sayap sungguhan kehilangan gaya angkat di ujungnya dan karena gesekan.

Memeriksa angka dengan persamaan gaya angkat

Gaya angkat pada sayap adalah

L = ½ ρ v² S C_L

dengan ρ rapat udara, v kecepatan udara, S luas sayap, dan C_L koefisien gaya angkat. Layar menuliskan persamaan ini dengan nilai saat ini. Model memakai udara standar permukaan laut, ρ = 1,225 kg/m³, dan sayap Cessna seluas 16,2 m². Beratnya 1111 kg × 9,81 m/s² = 10.899 N, atau 10,9 kN.

Terbang lurus datar pada 220 km/h. 220 km/h adalah 61,1 m/s, sehingga ½ρv² = 0,5 × 1,225 × 61,1² = 2287 Pa. Koefisien gaya angkat yang dibutuhkan adalah 10.899 ÷ (2287 × 16,2) = 0,294.

Kurva gaya angkat. Untuk seluruh sayap, C_L = a (α − α₀). Sudut gaya angkat nol α₀ untuk penampang 2412 menurut teori profil tipis adalah −2,08°: penampang yang melengkung tetap mengangkat pada 0°. Kemiringan a dimulai dari nilai profil tipis 2π per radian, lalu dikurangi karena rentang yang terbatas dengan a = 2π ÷ (1 + 2π ÷ (π e AR)). Nisbah aspeknya AR = b² ÷ S = 11,0² ÷ 16,2 = 7,47, dan e = 0,8 adalah efisiensi rentang yang diasumsikan. Hasilnya a = 4,71 per radian, atau 0,0822 per derajat. Halaman NASA tentang efek downwash memberi koreksi dengan bentuk yang sama, C_L = C_L0 ÷ (1 + C_L0 ÷ (π AR)), yaitu kasus e = 1.

Jadi sudut yang dibutuhkan adalah α = −2,08° + 0,294 ÷ 0,0822 = 1,5°, nilai yang dipakai pada langkah 5 panduan. Pada kecepatan jelajah Cessna yang dipublikasikan, 122 knot (226 km/h), perhitungan yang sama memberi C_L = 0,279 dan α = 1,3°.

Kuadrat kecepatan. Menggandakan kecepatan dari 110 ke 220 km/h mengalikan tekanan dinamis dengan empat. Geser penggeser kecepatan udara dan lihat gaya angkat berubah jauh lebih cepat daripada kecepatannya.

Stall

Gaya angkat naik secara lurus terhadap sudut hanya sampai titik tertentu. Panduan NASA menyatakan bahwa untuk profil tipis gaya angkat sebanding dengan sudut dalam kisaran sekitar ±10°, dan bahwa meramalkan titik stall secara matematis sangat sulit, sehingga para insinyur mengandalkan uji terowongan angin. Setelah stall, lapisan batas terlepas dari permukaan atas, bentuk efektif sayap berubah, dan gaya angkat turun.

Model mengasumsikan koefisien gaya angkat maksimum 1,5 untuk sayap bersih, tercapai pada 17,2°, dan kurvanya dibulatkan pada 2° terakhir. Kecepatan stall-nya adalah

v_s = √(2W ÷ (ρ S C_Lmax)) = √(2 × 10.899 ÷ (1,225 × 16,2 × 1,5)) = 27,1 m/s, atau 97 km/h.

Dorong sudut melewati 17° dan tiga hal terjadi sekaligus di panggung: garis alir terangkat dari bagian belakang permukaan atas, biru pada kulit memudar, dan panah hambatan memanjang. Titik pada kurva gaya angkat meluncur turun ke sisi jauh puncak.

Flap

Flap adalah 25% bagian belakang penampang, berengsel pada 75% tali busur. Menurunkannya membengkokkan garis lengkung ke bawah di bagian belakang, sehingga penampang mengangkat lebih banyak pada setiap sudut. NASA menggambarkan flap begini: flap menambah lengkung efektif, yang menaikkan gaya angkat, dan areanya yang besar menghadap ke belakang menambah hambatan yang membantu pesawat melambat untuk mendarat.

Pada layar, flap 30° menambah 0,6 pada koefisien gaya angkat di sudut tertentu, yang menggeser sudut gaya angkat nol dari −2,08° ke −2,08° − 0,6 ÷ 0,0822 = −9,4°. Koefisien gaya angkat maksimum naik menjadi 1,88, nilai yang dipilih agar kecepatan stall dengan flap penuh keluar pada 87 km/h (47 knot), kecepatan stall tanpa tenaga dengan flap turun yang dipublikasikan untuk Cessna 172R. Kedua angka flap itu adalah asumsi model yang disetel pada satu angka terpublikasi tersebut, bukan hasil pengukuran.

Pada 100 km/h, ½ρv² adalah 473 Pa dan sayap membutuhkan C_L = 1,42. Dengan flap turun, α = −9,4° + 1,42 ÷ 0,0822 = 7,9°, nyaman 6,6° di bawah stall. Dengan flap naik, gaya angkat yang sama butuh sekitar 15°, dalam jarak 2° dari stall. Perbedaan itulah alasan pesawat mendarat dengan flap turun.

Metode panel sendiri meramalkan lonjakan yang jauh lebih besar dari flap (koefisien gaya angkat penampang pada 0° naik dari 0,26 ke 2,40), karena metode itu tidak tahu apa-apa tentang lapisan batas. Pada flap sungguhan, lapisan batas membuat udara tidak sepenuhnya mengikuti tekukan di engsel, sehingga hasilnya lebih kecil.

Di dalam sayap

Nyalakan "Lihat dalam" untuk membuat kulit transparan. Sayap pesawat ringan adalah cangkang tipis yang dijaga bentuknya dari dalam. Spar utama adalah balok dekat bagian penampang yang paling tebal, yang menyalurkan sebagian besar beban lentur ke badan pesawat. Spar belakang menutup kotak sayap dan memegang engsel flap. Rusuk menahan kulit pada bentuk profil, dengan lubang yang dipotong untuk menghemat bobot. Dalam model ini spar berada pada 27% dan 71% tali busur. Posisi itu digambar agar jelas, bukan disalin dari gambar teknik Cessna.

Apa yang bisa dikatakan perhitungan lepas landas

Pada 100 km/h sayap membutuhkan C_L = 1,42 untuk menahan berat model. Ini bukan kecepatan lepas landas yang ditetapkan. Ini adalah keseimbangan gaya pada kecepatan dan rapat udara yang dipilih. Lepas landas juga menuntut percepatan di sepanjang landasan, wewenang elevator yang cukup untuk mengangkat hidung, dan jalur menanjak yang melewati rintangan. Persamaan gaya angkat tidak memuat satu pun dari syarat itu. Persamaan itu tidak bisa memberi panjang landasan yang aman sendirian, sekalipun hitungannya benar.

Untuk perhitungan kedua, pertahankan rapat udara dan luas model tetapi atur kecepatan 120 km/h. Itu 33,3 m/s, dengan tekanan dinamis sekitar 681 Pa. Koefisien yang dibutuhkan untuk terbang datar menjadi 10.899 ÷ (681 × 16,2) = 0,988. Dibandingkan dengan kasus 100 km/h, pilot dapat menahan berat yang sama pada sudut yang lebih kecil. Tambahan kecepatan tidak membuat pesawat lebih ringan; ia menaikkan skala tekanan yang bekerja pada sayap. Sebaliknya, pada sudut tetap, gaya angkat tambahan akan mempercepat pesawat, bukan otomatis memberi terbang datar.

Ada perbedaan yang berguna antara ambang hitungan dan kecepatan operasi. Manual informasi Cessna 172R mencantumkan kecepatan stall tanpa tenaga 51 KCAS dengan flap naik dan 47 KCAS dengan flap turun. KCAS berarti kecepatan terkalibrasi dalam knot, bukan kecepatan terhadap tanah. Perkiraan model untuk sayap bersih, 97 km/h, karena itu adalah pendekatan, bukan reproduksi setiap nilai di buku manual. Koefisien flap penuhnya disesuaikan agar cocok dengan angka flap turun yang dipublikasikan. Cocok dengan angka itu tidak membuktikan seluruh model aerodinamika.

Jangan pakai gambar ini sebagai daftar periksa kokpit. Tabel kinerja dalam manual menetapkan berat, setelan flap, dan kondisi atmosfer, serta membedakan jarak meluncur di tanah dari jarak melewati rintangan. Pilot sungguhan memakai manual terkini untuk pesawat tertentu itu. Manual informasi terarsip yang ditautkan di bawah cocok untuk menjelaskan angka, bukan untuk mengoperasikan pesawat.

Mengapa sudut kritis lebih penting daripada label kecepatan

C_L maksimum sekitar 1,5 adalah asumsi yang berguna untuk tampilan ini, bukan sifat sayap secara umum. Maksimum yang dapat dicapai bergantung pada bentuk penampang dan keadaan lapisan batas. Kotoran pada permukaan bisa mengubahnya. Bilangan Reynolds mengubah perbandingan efek kekentalan dengan efek kelembaman; gambar aliran potensial yang mulus maupun satu koefisien maksimum tidak menangkap semuanya. Uji terowongan angin dan uji terbang diperlukan untuk menetapkan batas sayap yang sebenarnya.

Lapisan batas adalah daerah tipis dekat kulit tempat gesekan memperlambat udara. Di belakang puncak isapan dekat tepi depan, tekanan umumnya naik lagi menuju tepi belakang. Udara dalam lapisan batas harus bergerak melawan kenaikan tekanan itu. Jika kehilangan terlalu banyak momentum, aliran bisa terlepas. Menambah sudut membuat pemulihan tekanan makin curam dan dapat menimbulkan daerah terlepas yang besar. Itulah sebabnya memiringkan sayap makin jauh tidak terus menaikkan gaya angkat tanpa batas.

Flap menambah lengkung, tetapi slat di tepi depan bekerja dengan cara lain. Slat membuka celah di dekat bagian depan sayap dan mengubah aliran serta sebaran tekanan sehingga elemen utama dapat bekerja pada sudut lebih besar sebelum terlepas. Beberapa sistem gaya angkat tinggi juga menambah luas efektif. Alat-alat itu memerlukan data uji sendiri; tidak ada satu pengali yang berlaku untuk semua pesawat. Pameran ini kini punya slat selain flap di tepi belakang, tetapi pengaruhnya adalah aturan, bukan bagian dari perhitungan panel: ia menambah 0,45 pada koefisien gaya angkat maksimum, yang menggeser stall sekitar 5° lebih lambat. Slat sungguhan memerlukan data uji sendiri.

Stall juga bergantung pada seberapa besar gaya yang diminta dari sayap. Dalam belokan datar terkoordinasi, sayap harus menahan gaya resultan yang lebih besar daripada berat. Dengan koefisien maksimum yang tidak berubah, kecepatan stall naik sebanding akar kuadrat faktor beban. Pesawat yang sama karena itu bisa mencapai sudut kritisnya pada kecepatan lebih tinggi saat berbelok. Layar di sini hanya membandingkan gaya angkat dengan berat; ia tidak mensimulasikan sudut kemiringan atau beban manuver. Beban yang hilang itu adalah salah satu alasan keseimbangan yang tampak hijau di layar bukan tanda keselamatan terbang.

Harga dari pusaran di ujung sayap

Udara di bawah sayap yang mengangkat umumnya bertekanan lebih tinggi daripada udara di atasnya. Dekat ujung bebas, aliran melengkung mengitari ujung, dan jejak yang menggulung terbentuk di belakang sayap. Geraknya ke bawah mengubah arah angin relatif setempat. Gaya aerodinamika lalu memiliki komponen ke belakang selain komponen ke atas. Komponen ke belakang itu adalah hambatan induksi, hambatan yang berkaitan dengan menghasilkan gaya angkat pada sayap berhingga.

NASA memberi C_Di = C_L² ÷ (π e AR). Dengan AR = 7,47 pada tampilan ini dan e = 0,8 yang diasumsikan, koefisien gaya angkat 0,294 memberi C_Di sekitar 0,0046. Pada C_L = 1,42 nilainya sekitar 0,107. Koefisien yang jauh lebih besar pada kecepatan rendah tidak berarti rasio gaya yang sama, karena tekanan dinamis juga telah berubah. Untuk berat dan sayap yang sama, hambatan induksi pada terbang datar naik ketika kecepatan turun. Hambatan parasit punya kecenderungan umum sebaliknya, sehingga terbang sepelan mungkin maupun secepat mungkin tidak menjamin hambatan total minimum.

Winglet mengubah sebaran beban dan aliran di dekat ujung. Winglet bukan sumbat yang menghentikan semua udara mengitari ujung, dan tidak menghilangkan jejak yang ditinggalkan pesawat yang sedang mengangkat. NASA melaporkan pengurangan pemakaian bahan bakar 6,5% dalam uji terbang pada pesawat setipe Boeing 707 yang dipasangi winglet. Itu hasil untuk satu program uji tertentu, bukan penghematan yang dijanjikan untuk setiap pesawat penumpang, rute, atau bentuk winglet. Halaman NASA yang sama mencatat bahwa beberapa konfigurasi uji kecil justru menambah hambatan karena menambah luas permukaan.

Potongan di sini menunjukkan satu penampang, bukan jejak pesawat utuh. Koreksi rentang berhingganya memengaruhi kurva gaya angkat numerik, tetapi garis alir berwarna tidak menguraikan pusaran ujung. Spiral yang digambar di ujung dekat pada panggung mengikuti aturan yang membesar bersama koefisien gaya angkat; itu ilustrasi, bukan jejak yang dihitung. Tidak ada kontrol winglet. Sayap glider yang panjang, batas lebar tempat parkir bandara, dan beban lentur yang ditanggung sayap semuanya penting ketika perancang memilih antara rentang tambahan dan alat di ujung. Manfaat hambatan juga harus sepadan dengan struktur dan luas basah yang ditambahkan.

Udara tipis dan landasan lepas landas yang lebih panjang

Dengan penggeser Ketinggian di permukaan laut, tampilan memakai 1,225 kg/m³; penggeser mengikuti atmosfer standar dan memberi sekitar 0,475 kg/m³ pada 8849 m, ketinggian Everest. Untuk memperkirakan efek udara yang lebih tipis di atas kertas, asumsikan saja ρ = 1,0 kg/m³ dengan berat, luas sayap, dan koefisien tetap. Gaya angkat pada kecepatan sejati yang sama menjadi 1,0 ÷ 1,225 = 0,816 dari nilai awal. Memulihkan gaya angkat yang sama membutuhkan rasio kecepatan √(1,225 ÷ 1,0) = 1,107. Jadi kondisi yang membutuhkan 100 km/h di udara lebih padat membutuhkan sekitar 111 km/h kecepatan sejati dalam contoh ini. Rapat udara ini adalah kondisi pembanding yang diasumsikan, bukan klaim tentang setelan ketinggian di panggung.

Kecepatan terbaca (indicated airspeed) didasarkan pada tekanan yang dirasakan instrumen pesawat. Dengan mengabaikan koreksi instrumen dan kemampatan, kecepatan terbaca yang dibutuhkan untuk gaya angkat yang sama tetap kurang lebih sama ketika rapat udara turun, sementara kecepatan sejati naik. Tanpa angin, kecepatan terhadap tanah ikut naik. Pilot tidak boleh menafsirkan kecepatan sejati yang lebih tinggi sebagai tambahan margin stall hanya karena angkanya lebih besar. Yang penting secara aerodinamika adalah tekanan dinamis dan sudut serang.

FAA menyebut ukuran atmosfer yang sepadan itu ketinggian kerapatan (density altitude). Bandara yang tinggi dan hari yang panas sama-sama dapat menghasilkan ketinggian kerapatan yang tinggi. Rapat udara yang berkurang juga dapat mengurangi dorongan atau tenaga yang tersedia dari sistem penggerak. Pesawat lalu mungkin perlu mencapai kecepatan terhadap tanah yang lebih tinggi sambil berakselerasi lebih lemah. Kedua efek memperpanjang jarak lepas landas. Kinerja menanjak setelah lepas dari tanah juga bisa lebih buruk, yang penting jika ada rintangan di ujung landasan.

Tidak ada persentase umum yang bisa ditambahkan pada setiap jarak landasan. Angin mengubah kecepatan terhadap tanah tanpa mengubah kecepatan udara yang dibutuhkan untuk gaya angkat. Kemiringan dan permukaan landasan mengubah akselerasi, sedangkan berat mengubah gaya yang dibutuhkan. Bagan kinerja yang relevan menggabungkan kondisi yang disebutkan dan aturan koreksinya. Adegan Lepas landas di panggung mengubah ketinggian dan berat dengan nilai model yang dibulatkan; ia mengabaikan suhu, angin, dan kemiringan landasan, dan tidak menghitung jarak melewati rintangan.

Percobaan dengan kontrol

Mulailah dengan flap 0° dan bandingkan 110 km/h dengan 220 km/h tanpa menyentuh sudut serang. Gaya angkat seharusnya berubah dengan faktor empat karena tekanan dinamis berubah dengan faktor itu. Ini percobaan sudut tetap, bukan perbandingan dua kondisi terbang datar yang stabil. Jika Anda kemudian menurunkan sudut agar gaya angkat sama dengan berat lagi, koefisiennya ikut berubah, sehingga hubungan empat kali lipat semula tidak berlaku untuk gaya akhir.

Berikutnya pertahankan 100 km/h dan bandingkan flap 0° dan 30°. Atur sudut sampai panah gaya angkat merah mencapai garis berat hitam pada tiap kasus. Sudut yang lebih rendah yang dibutuhkan dengan flap menunjukkan efek lengkung yang bertambah. Itu bukan gaya angkat gratis: flap juga menambah hambatan, dan koefisien maksimum serta sudut stall model ditetapkan secara terpisah. Perhatikan titik pada kurva gaya angkat selain panahnya, supaya keseimbangan gaya di luar puncak tidak disangka titik operasi yang normal.

Terakhir nyalakan Penanda waktu pada 3,5°. Ikuti satu garis oranye yang menghubungkan partikel yang dilepas bersamaan, jangan memilih titik tak berhubungan yang kebetulan berseberangan. Bagian atas berlari di depan. Ini menguji klaim waktu tempuh sama secara langsung, tetapi tidak mengukur semua tekanan atau fluks momentum di hilir. Warna tekanan memberi pandangan terpisah atas aliran terhitung yang sama. Mematikan warna tidak mematikan tekanan dalam fisikanya.

Pisahkan batas tiap tampilan. "Lihat dalam" menampakkan spar dan rusuk yang menanggung beban; ia tidak mengubah persamaan aerodinamika. Garis alir adalah jalur dalam medan kecepatan yang tunak, bukan rel kaku dari udara. Gambar aliran terlepas setelah stall bersifat ilustratif. Meski pusarannya tampak meyakinkan, itu tidak menjadikannya turbulensi terukur atau ramalan guncangan pesawat.

Panggung juga dapat dikendalikan langsung. Seret sayap itu sendiri untuk mengubah sudut serang, atau seret pegangan yang menyala untuk menurunkan flap, mengeluarkan slat, dan menaikkan spoiler. Dengan slat keluar, coba 19° pada 140 km/h: sayap polos sudah stall di sana, sayap dengan slat belum. Naikkan spoiler pada 180 km/h dan gaya angkat turun di bawah berat walaupun sudutnya tidak berubah. Tombol Lepas landas beralih ke landasan: pilih Cessna 172R, A320, 747-400, atau glider ASK 21, lalu berat dan ketinggian bandara. Lintasan berakhir ketika gaya angkat pada sikap lepas landas mencapai berat. Pada 8849 m, A320 berbobot penuh kehabisan landasan 4000 m dalam model ini; jika lebih ringan, ia bisa mengudara. Lintasan ini memakai nilai model yang dibulatkan, bukan angka kinerja bersertifikat.