Terlalu banyak memperlambat

Naikkan sudut serang, dan gaya angkat akan bertambah untuk sementara. Lalu sesuatu berubah. Pada sudut serang kritis, sekitar 15° dalam model mainan ini, aliran udara yang mulus di atas sayap terpisah dari permukaan dan berubah menjadi pusaran. Gaya angkat turun dan gaya hambat naik. Ini disebut kehilangan gaya angkat.

Dua hal yang harus langsung kamu ingat:

• Kehilangan gaya angkat tidak ada hubungannya dengan mesin yang berhenti. Pesawat bisa mengalami kehilangan gaya angkat saat mesin bekerja dengan daya penuh, dan pesawat layang sama sekali tidak memiliki mesin.
• Kehilangan gaya angkat disebabkan oleh sudut serang, bukan oleh kelajuan. Sayap kehilangan gaya angkat ketika α melewati sudut kritis, dan itu bisa terjadi pada kelajuan berapa pun.

Kelajuan saat kehilangan gaya angkat. Dalam penerbangan mendatar, gaya angkat sama dengan berat. Pada koefisien gaya angkat terbesar yang mungkin, C_Lmax, kelajuannya adalah yang terendah saat sayap masih dapat menahan berat:

V_s = √( 2W / (ρ S C_Lmax) )

Untuk pesawat mainan: W = 9.810 N, ρ = 1,225, S = 16 m², C_Lmax = 1.6. Maka V_s = √(19.620 / 31,36) ≈ 25 m/s, yaitu sekitar 90 km/h atau 49 knots. Ini sesuai dengan baris terakhir tabel di pelajaran 2.

Apa yang memengaruhi kelajuan saat kehilangan gaya angkat?

• Berat. Nilai ini berada di bawah akar kuadrat. Berat 20 persen lebih besar (1.200 kg) menghasilkan V_s × √1,2 ≈ 27,4 m/s.
• Massa jenis. Semakin tinggi, udara semakin tipis. Pada ketinggian 3.000 m dalam atmosfer standar (ρ ≈ 0,91), kehilangan gaya angkat terjadi pada kelajuan udara sebenarnya sekitar 29 m/s.
• Flap. Flap meningkatkan C_Lmax. Dengan C_Lmax = 2,0, V_s ≈ 22,4 m/s.
• Faktor beban. Saat berbelok atau melakukan pull-up, sayap harus menahan beban yang lebih besar daripada berat: kelajuan saat kehilangan gaya angkat bertambah sebesar √n. Pada n = 2, pesawat mainan mengalami kehilangan gaya angkat pada sekitar 35 m/s. Lihat Dunia 2 untuk mengetahui hubungannya dengan sudut kemiringan.

Mengapa aliran terpisah? Di sepanjang bagian atas sayap, udara mula-mula bertambah kelajuannya dan tekanannya turun, lalu harus melambat dan memulihkan tekanan menuju tepi belakang. Udara yang sangat dekat dengan permukaan sayap (yaitu lapisan batas) bergerak lambat dan sudah kehilangan banyak tenaga. Pada sudut yang besar, pemulihan tekanan terjadi begitu mendadak sehingga lapisan yang lambat ini tidak mampu melawannya, berhenti, berbalik arah, lalu terangkat dari permukaan. Semua aliran di belakang titik itu menjadi jejak turbulen, dan gaya angkat pun runtuh. Lab Aliran menunjukkan mengapa aliran potensial tidak pernah terpisah, sedangkan aliran pada sayap nyata bisa terpisah.

Seperti apa rasanya? Sebelum kehilangan gaya angkat, sayap bisa bergetar dan berguncang saat aliran mulai terpecah. Setelah itu, pesawat sering menjatuhkan salah satu sayap atau menurunkan hidungnya. Prinsip pada tingkat fisika untuk pemulihan berasal dari penyebabnya: masalahnya adalah sudut serang yang terlalu besar, jadi solusinya adalah mengurangi sudut serang (dengan mengurangi tarikan dan menurunkan hidung relatif terhadap aliran udara). Cara menerbangkan pesawat tertentu agar pulih dari kehilangan gaya angkat diajarkan oleh instruktur dalam pelatihan, khusus untuk jenis pesawat tersebut.