Aerodinamika

Wind Tunnel atau terowongan angin adalah peralatan yang digunakan untuk melakukan pengujian aerodinamik terhadap sebuah model (umumnya pesawat).

Model ditempatkan di dalam seksi uji terowongan angin. Dengan demikian ukuran model dibatasi ukuran seksi uji. Umumnya dimensi yang digunakan adalah panjang bentangan sayap. Jika seksi uji memiliki ukuran 4 m x 3 m x 15 m dan blockage 98% maka bentang sayap maksimum yang mampu masuk dalam seksi uji terowongan angin itu adalah 3.5 m.

Dalam simulasi terowongan angin, model diasumsikan diam dan angin bergerak dengan kecepatan tertentu. Sedang pada kondisi nyata pesawat dianggap bergerak dan angin relatif diam. Itu sebabnya aliran udara dalam seksi uji terowongan angin harus memenuhi persyaratan tertentu. Antara lain angin yang bergerak dalam seksi uji harus homogen secara lateral, longitudinal dan vertikal, baik kecepatan, tekanan statik, angularitas dan intensitas turbulensinya. Oleh karena itu kecepatan angin homogen yang mampu dihasilkan di seksi uji terowongan angin juga menjadi salah satu ukuran kinerja terowongan angin. Untuk terowongan angin kecepatan rendah umumnya mampu menghasilkan kecepatan terendah 5 m/s dan tertinggi 80 m/s.

Itu sebabnya konstruksi terowongan angin relatif rumit. Terdiri dari beberapa bagian yang masing-masingnya dirancang untuk menghasilkan kondisi angin di seksi uji yang sedemikian.

Instalasi model dalam seksi uji pun macam-macam, ada yang menggunakan single strut yang menghubungkan model dengan timbangan, biasanya dipasang pada badan pesawat. Atau double strut yang dipasang pada kedua sayap sedemikian rupa sehingga model dapat digerakkan dalam 2 sumbu geraknya, yaitu sumbu lateral dan vertikal.

Timbangan atau biasa disebut (internal/external) balance akan membaca gaya dan momen reaksi model akibat udara yang mengalir di sekitarnya. Gaya dan momen ini nantinya dinormalisasi terhadap referensi area model dan aliran udara terowongan angin, sehingga didapatkan beberapa besaran tak berdimensi seperti CL (lift coefficient) CD (drag coeff.) Cm (pitching momen) CN (yawing momen) Cl (rolling momen) CY (side force coeff.).

Koefisien-koefisien ini kemudian ditampilkan dalam bentuk kurva CL-alpha, Drag Polar, CY-betha, dan lain-lain.

Biasanya bidang-bidang kendali model, seperti aileron, flap, elevator, dll bisa dirubah posisinya, sehingga didapatkan harga koefisien dalam turunan gerak bidang-bidang kendali tersebut.

Kurva ini kemudian akan digunakan untuk menganalisa hasil perancangan apakah sudah sesuai dengan tujuan desain, atau modifikasi seperti apa yang harusnya dilakukan.