Helikopter
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Westland Lynx. Helikopter ini dapat terbang dengan kecepatan 300km/jam lebih.
Royal Navy Lynx Mk8 helikopter.
MD Helicopters MH-6 Little Bird.
Replika Bell 222 di sebuah musium yang digunakan dalam serial Airwolf.
Helikopter adalah 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.
Prinsip kerja Helikopter
Helikopter bisa terbang karena gaya angkat yang dihasilkan oleh
aliran udara yang dihasilkan dari bilah-bilah baling-baling rotornya.
Baling-baling itu yang mengalirkan aliran udara dari atas ke bawah.
Aliran udara tersebut sedemikian deras sehingga mampu mengangkat benda
seberat belasan ton. Teorinya sebenarnya cukup sederhana namun
prakteknya rumit.
Airfoil
Pada dasarnya, prinsip dasar terbang dari
pesawat bersayap tetap
(fixed wing) dengan helikopter yang dikenal juga pesawat bersayap putar
adalah sama. Kunci pembedanya ada pada dua kekuatan besar yang bekerja
terpadu secara vertikal untuk menghasilkan gaya angkat dan daya dorong
yang besar.
Pada
pesawat bersayap tetap
Kekuatan pertama dihasilkan oleh aliran udara di permukaan sayapnya
yang membentuk sudut datang tertentu dengan flap yakni sayap kecil di
belakang
sayap
yang posisinya ditegakkan. Sehingga aliran udara mengalir deras ke
belakang bisa diarahkan balik ke atas. Udara yang mengalir di permukaan
sayap bagian bawah menekan permukaan sayap yang relatif datar itu ikut
menekan ke atas menimbulkan gaya angkat dan menyebabkan pesawat
terangkat ke atas. Paling kurang 15 persen dari seluruh gaya yang
dihasilkan, dipergunakan untuk mengangkat badan
pesawat ke atas.
Kekuatan besar lainnya adalah gaya dorong yang dihasilkan aliran
udara yang ada di permukaan sayap bagian atas yang bentuknya relatif
lengkung. Ketika aliran udara yang dihasilkan oleh mesin mengalir ke
belakang dan melalui sayap utama maka aliran udara itu terpecah. Aliran
udara yang mengalir di atas permukaan sayap bagian atas lebih deras dari
aliran udara yang menerpa di permukaan sayap bagian bawah. Tetapi
tekanan udara yang mengalir deras di atas permukaan sayap atas, relatif
lebih kecil dibanding dengan tekanan udara di permukaan sayap bagian
bawah yang justru alirannya kurang deras. Perbedaan tekanan udara ini
yang menyebabkan sayap pesawat terangkat ke atas. Untuk membayangkan
seberapa besar gaya angkat itu, secara teori menyebutkan bahwa perbedaan
tekanan udara sebesar 2.5 ounce per inci persegi dapat menghasilkan
gaya angkat 20 pound per kaki persegi ( 1 kaki = 20 cm). Bisa dihitung,
kalau luas sayap pesawat 1000 kaki persegi maka gaya angkat yang
dihasilkan akan mencapai 10 ton.
Pada helikopter, fungsi sayap digantikan oleh baling-baling yang
setiap baling-balingnya meski berukuran lebih kecil dari sayap pesawat
biasa, namun ketika diputar, curvanya relatif sama dengan sayap pesawat.
Untuk mendapatkan gaya angkat, baling-baling
rotor
harus diarahkan pada posisi tertentu sehingga dapat membentuk sudut
datang yang besar. Prinsipnya sama dengan pesawat bersayap tetap, pada
helikopter ada dua gaya besar yang saling memberi pengaruh. Aliran udara
yang bergerak ke depan baling-baling menekan baling-baling sehingga
bilah baling-baling terdorong balik ke belakang menghasilkan suatu gaya
angkat kecil. Tetapi ketika ketika aliran udara bergerak cepat melewati
bagian atas dan bawah bilah-bilah baling-baling, tekanan udara yang
besar di antara baling-baling otomatis akan mengembang ke seluruh
permukaan yang bertekanan lebih rendah, menyebabkan baling-baling
terdorong ke atas dan helikopter pun terangkat. Yang perlu diingat,
meski bilah-bilah baling-baling itu hanya beberapa lembar, namun dalam
keadaan berputar cepat, ia akan membentuk suatu permukaan yang rata dan
udara yang menekannya ke atas menimbukan tekanan besar yang akhirnya
menghasilkan gaya angkat yang besar pula. Prinsip ini sama dengan fungsi
propeler pada pesawat bermesin
turboprop dan sama pula dengan "
kitiran" mainan anak-anak itu.
Beberapa helikopter yang digunakan dalam perang, seperti
Mi-26 Hind
misalnya dilengkapi dengan sayap kecil yang disebut canard, fungsi
pertamanya untuk meringankan beban rotor utama dan yang kedua untuk
meningkatkan laju kecepatan dan memperpanjang jangkauan jelajah. Fungsi
lain adalah sebagai gantungan senjata,
rudal
dan lain-lainnya. Dengan menambahkan sayap pendek ini, maka perbedaan
fungsional antara pesawat tetap dengan helikopter menjadi samar. Pesawat
bersayap tetap juga ada yang mampu terbang-mendarat secara vertikal
(Vertical Take-off Landing/VTOL). Contonya,
Harrier dari jenis Sea Harrier atau AV-8 Harrier.
Kelebihan pesawat bersayap tetap, terutama soal terbangnya karena
pesawat berjenis ini memiliki platform yang lebar sehingga relatif lebih
stabil saat melakukan penerbangan. Soal menerbangkannya, itu persoalan
mengatur kemudi guling pada sayap dan stabilizer tegak dan datar yang
ada pada ekornya. Tetapi pada Helikopter tidaklah demikian. Ketika
bilah-bilah baling-baling rotornya menghasilkan gaya angkat rotornya
sendiri sendiri bekerja memindahkan udara di atasnya ke bawah sebanyak
banyaknya. Disaat itu berat udara yang dipindahkan mengurangi berat
helikopter sehingga helikopter itu terangkat. Dan bila helikopter itu
terangkat, berarti terjadi keseimbangan berat antara udara yang
dipindahkan dari atas ke bawah dengan bobot helikopternya. Untuk
mengoperasikan helikopter itu ada alat kemudi yang biasa
disebutcollective pitch dan cyclic pitch masing-masing berfungsi sebagai
pengatur gaya angkat dan pendorong helikopter untuk melaju ke depan.
Begitu sederhana cara kerjanya, tetapi mentransformasikannya dalam
sebuah teknologi sungguh pekerjaan yang sangat rumit.
Tail rotor
Begitu pula halnya dengan konfigurasi rotor, bukan hanya sekedar bisa
berputar lalu terbang dan mengambang. Sebab setap baling-baling diputar
akan selalu menimbulkan tenaga putaran yang disebut dengan istilah umum
torque. Untuk menghilangkan atau menangkal tenaga putar yang bisa
menyebabkan badan helikopter itu berputar, maka perlu dipasang
antitorque.
Antitorque ini dapat berupa tail rotor atau rotor ekor yang dipasang
pada ekor pesawat yang juga berfungsi sebagai rudder. Konfigurasi ini
dapat dilihat pada helikopter umumnya seperti
Bell-412,
Bell-205 atau UH-1 Huey, atau
NBO-105, dan
AS-330 Puma atau
AS-335 Super Puma,
AH-64 APACHE atau
Mi-24 HIND.
Selin menggunakan tail rotor, masih ada beberapa desai yang lain.
Misalnya yang menggunakan sistem tandem seperti yang digunakan pada
helikopter
Boeing CH-47 Chinook atau
CH-46 Sea Knight.
Kedua rotor tersebut yang bersama-sama berukuran besar masing-masing
ditempatkan di depan dan di belakang badan helikopter. Keduanya simetris
namun memiliki putaran yang berlawanan arah . Maksudnya untuk saling
meniadakan efek putaran yang ditimbulkan satu sama lain, intermesh dalam
bahasa populernya. Cara lain adalah dengan konfigurasi egg-beater.
Konfigurasi rancang bangun seperti ini digunakan pada helikopter
Ka-25 Kamov buatan
Rusia
atau Kaman HH-43 Husky. Kedua baling-baling yang sama besarnya itu
diletakkan dalam satu poros, terpisah satu sama lain dimana yang satu
diletakkan di atas rotor lainnya. Keduanya berputar berlawanan arah.
Maksudnya untuk menghilangkan efek putaran atau torque.
Selain ketiga cara di atas, dibuat juga konfigurasi tanpa rotor ekor.
Helikopter ini desebut NOTAR (No Tail Rotor) ini memiliki sistem yang
sedikit berbeda dengan sistem yang ada dimana memanfaatkan semburan gas
panas dari mesin utama yang disalurkan melalui tabung ekor. Contohnya
adalah helikopter MD-902 Explorer.
Rotor Aktif atau Tilt Rotor dan Sayap Aktif atau Tilt Wing
Tinggal landas dan mendarat ala helikopter tetapi berkarakter terbang
macam pesawat bersayap tetap merupakan konsep yang dianut oleh
helikopter jenis ini. Cara paling mudah adalah menggabungkan konsep
kerja pesawat helikopter dengan pesawat bersayap tetap dalam satu wujud.
Prinsip kerjanya secara teknis bila rotor utama diarahkan ke atas
maka gerakan vertikal yang dilakukan helikoter dapat dilakukan sedangkan
saat rotor diarahkan ke depan atau ke belakang (sebagai pursher atau
pendorong) maka karakter terbang seperti pesawat tetap dapat diperoleh.
Gerakan rotor seperti ini tidak perlu melibatkan sayap.
Sebenarnya pengembangan rotor aktif ini masih diliputi kegamangan,
masalahnya adalah sistem tadi bisa saja disebut pesawat bersayap tetap
karena memiliki sayap yang berlumayan besar, sekaligus memiliki ekor
pesawat yang berkonfigurasi dengan pesawat bersayap tetap biasa.
Akhirnya konsep ini disebut dengan konsep hybrid. Contoh helikopter ini
adalah
V-22 Osprey.
Selain konsep rotor aktif, ada pula konsep sayap aktif, dimana yang
digerakkan bukanlah rotor seperti pada rotor aktif melainkan sayap
pesawatnya. Sementara mesin tetap pada kedudukannya. Contoh helikopter
ini adalah
TW-68 yang dirancang oleh
Ishida Corporation,
Jepang,
Rancangan ini disebut-sebut sebut sebagai memiliki rancangan yang lebih
ringkas dibandingkan dengan rotor aktif hanya sayangnya
keberlanjutannya tidak begitu terdengar.
Kursi Lontar pada Helikopter
Dibandingkan pada pesawat biasa khususnya pesawat tempur, pesawat
helikopter umumnya tidak dilengkapi dengan kursi lontar. Hal ini
disebabkan karena masalah menghadapi rotor helikopter saat meluncurkan
kursi lontar sekaligus umumnya helikopter terbang lebih rendah sehingga
lebih rentan. Namun demikian pada helikopter
Rusia,
Kamov Ka-50 Hokum yang menggunakan kursi lontar yang dirancang khusus seperti
Zvesda K-37-800.
Langkah kerjanya adalah ketika kursi lontar diaktifkan, maka rotor
diledakkan dan lepas dari kedudukannya, kemudian kedua sisi atas kaca
kokpit membuka dan roket penarik aktif yang menarik pilot dan kirsinya
keluar dari badan heli. Meski dirasa rumit, Helikopter masa depan akan
dilengkapi dengan
kursi lontar
Penemuan Helikopter
Sebenarnya, perjalanan helikopter menjadi bentuk yang dikenal pada
saat ini memakan kurun waktu yang cukup panjang. Dalam perjalanannya,
juga melibatkan perkembangan teknologi dan juga para penemu serta
pengembang helikoter.
Helikopter pertama yang menerbangkan manusia adalah Helikopter Breguet-Richet, tahun 1907. Heli ini terbang di
Douai,
Perancis
pada 29 September 1907. Helikopter ini masih memperoleh bantuan dari
empat orang yang memegangi keempat kakinya. Upaya ini tidak memperoleh
catatan baik sebagai helikopter pertama yang terbang bebas. Walaupun
demikian, helikopter ini membuktikan keberhasilan teori terbang vertikal
yang saat itu masih dianggap sebagai teori. Ini merupakan mesin pertama
yang bisa terbang dengan sendirinya membawa seorang pilot secara
vertikal sebagai akibat daya angkat sayap putarnya. Heli ini menggunakan
mesin Antoinette berkekuatan 50 hp.
Terbang heli sesungguhnya dilakukan oleh
Paul Cornu menggunakan heli bermesin ganda Antoinette 24 hp di
Lisieux, Perancis pada 13 November 1907. Penerbangan berlangsung 20 detik hingga ketinggian 0,3 Meter. Sedangkan Helikopter berjenis
Gyroplane pertama diraih oleh C4 Autogiro buatan
Juan de la Cierva. Autogiro terbang pertama pada 9 Januari
1923.
Rahasia sukses pada pengadopsian sistem flapping hinges joint the
blades to the rotor head. Sementara helikopter yang sukses terbang
pertama dilakukan oleh jenis
Fock Wulf FW-61 berotor ganda yang didesain oleh Professor
Heinrich Focke
pada tahun 1933-1934. Helikopter ini melakukan terbang perdananya pada
26 Juni 1936 dan ditenagai oleh mesin Siemens-Halske Sh 14A bertenaga
160 hp. Heli ini diterbangkan oleh
Ewald Rohlfs.
Heli ini mencatat rekor terbang sejauh 122,35 km dan lama terbang satu
jam 20 menit 49 detik. Pada waktu lain ia terbang hingga ketinggian 3427
meter dan rekor kecepatan 122 km/jam.
Pionir pengembang teknologi Helikopter
Leonardo da Vinci sebenarnya mengembangkan konsep terbang vertikal yang sebelumnya merupakan mainan anak-anak dari dataran
Cina,
tidak jelas sebenarnya sejak kapan mainan anak-anak ini dikembangkan
disana dan siapa inisiatornya atau penemunya. Pada tahun 1483 Leonardo
da Vinci mengembangkan konsep sekrup terbang.
Sir George Cayley dikenal sebagai insinyur dan inovator dalam
navigasi udara dan aerodinamika. Salah satu yang dikenalkannya adalah
istilah angle of attack dalam dunia penerbangan. Dalam sejarah, dia
merupakan sosok yang mengembangkan pesawat sayap tetap dan pesawat
layang atau glider namun demikian dia mengembangkan sayap putar atau
helikopter. Helikopter yang diperkenalkannya merupakan kompilasi dari
bahan kayu, bulu, gabus dan kawat.
Pada 1842, Cayley mendesain helikopter lebih baik , khususnya ketika
mengetahui bahwa putaran baling-baling dapat menimbulkan petaka sehingga
memerlukan penangkalnya. Teori penangkal ini juga dikemukakan olehnya.
Agar bisa terbang, helikpter ini menempatkan dua rotor yang bergerak
berlawanan arah. Meski helikopter rancangannya belum berwujud dengan
helikopter yang mengudara, konsep helikopternya dipakai oleh Kamov dari
Rusia dan Focke dari
Jerman.
Zhukovsky mengawali karier di dunia penerbangan dengan menekuni
matematika, hidrodinamika dan aerodinamika. Zhukovsky kemudian menemukan
terowongan angin pertama di dunia untuk menguji teknologi
aerodinamika. Terjun dalam pengembangan helikopter pada tahun 1910 dan pada
Perang Dunia I mengembangkan banyak pesawat terbang dan helikopter
Cierva mengembangkan helikopter setelah pesawat pembom bersayap ganda
buatannya jatuh pada tahun 1919, alasannya adalah kestabilan helikopter
dianggapnya lebih tinggi. Dalam membangun rancangan helikopternya,
Cierva mengabaikan berbagai teori yang berkembang sebelumnya, dengan
menggunakan rancangan-rancangan baru buatannya yang didasarkan pada
teori yang dikembangkannya lewat berbagai eksperimen. Hasinya adalah
Autogiro
yang merupakan konsep pesawat gado-gado antara pesawat terbang umumnya
sehingga bisa melakukan terbang landas secara vertikal, yang setengah
pesawat terbang dan setengah helikopter. Autogiro Cierva terbang pada
1923. Lima tahun kemudian Cierva melakukan penerbangan keliling
Eropa
dengan Autogiro sejauh lebih dari 5000 km seraya berpromosi. Upayanya
tidak sia-sia karena Autogiro rancangannya banyak diminati sejumlah
industri di Eropa. Cierva meninggal dalam kecelakaan Autogiro di
Croydon pada tahun 1936.
Sikorsky menaruh minat pada penerbangan dengan merancang berbagai
pesawat model di antaranya berupa helikopter sejak usia dini. Pada
awalnya dia masuk Naval Academy di
St. Petersburg yang kemudian mengundurkan diri dan pergi ke
Paris untuk mendalami ilmu teknik dan penerbangan. Setelah dari Paris, dia kembali ke
Kiev,
Ukraina dan mengembangkan helikopter namun gagal.
Revolusi Bolshevik memaksa
Sikorsky hijrah ke Paris dan selanjutnya menetap di
Amerika Serikat.
Pada tahun 1939 dia menerbangkan helikopter pertamanya
VS-300
dan selama pengembangannya, helikopternya mencatat berbagai rekor
penerbangan. Sampai memasuki abad ke-21 ada sekitar 40.000 helikopter
buatan Sikorsky terbang diberbagai belahan dunia ini.
Sikorsky S-76C milik LG Electronics, Korea Selatan
Seperti halnya Sikorsky, Mil menaruh minat pada penerbangan diusia
dini. Dia memenangkan kompetisi pesawat model pada usia 12 tahun. Ia
kemudian masuk ke Insitut Aviasi di
Novocherkassk,
Uni Soviet
dan mengembangkan autogiro pertamanya dengan pengawasan dan bimbingan
Kamov dan Skrzhinsky. Setelah lulus pada 1931, dia masuk ke pusat
aerodinamika Rusia TsAGI, dan disinilah melakukan penelitian pada
aerodinamika helikopter dengan penekanan pada stabilitas dan desain
rotor.
Pada tahun 1947, Mil diangkat menjadi
kepala desain helikopter yang baru dan memunculkan helikopter GM-1 yang dikenal menjadi
Mi-1 Hare. Sukses Hare menuntun pengembangan helikopter selanjutnya yang sangat terkenal seperti
Mi-4,
Mil Mi-6 Hook, hingga Mi-8 dan
Mi-17 yang terkenal, serta heli serang-angkut
Mi-24
Yum Soemarsono dikenal sebagai bapak helikopter
Indonesia.
Berbeda dengan penemu dan pengembang helikopter lainnya, dia
mengembangkan helikopter sendiri berdasarkan pengalaman dan intuisi
serta keterampilannya yang tidak diperoleh dari pendidikan tinggi.
Rancangannya berupa Rotor Stabilizer dibuatnya hanya berdasarkan
intuisi.
Helikopter pertama rancangannya adalah
RI-H yang selesai pada tahun 1948 namun tidak sempat diterbangkannya karena lokasi pembuatannya di
Gunung Lawu dibom
Belanda
pada saat Revolusi Kemerdekaan Indonesia. Heli kedua adalah YSH yang
dirancang bersama Soeharto dan Hatmidji, selesai pada tahun 1950 dan
melayang setinggi 10 cm di lapangan Sekip
Yogyakarta.
Sementara Helikopter ketiga adalah Seomarcopter yang berhasil terbang
ketinggian 3 meter sejauh 50 meter dengan mesin berdaya 60 hp pada 1954.
Helikopter kepik yang ironisnya mengalami kecelakaan dan menyebabkan
kehilangan tangan kirinya dan sekaligus menewaskan asistennya, Dali.
Nama kepik sendiri adalah nama pemberian presiden Republik Indonesia
pertama
Soekarno.
Kehilangan tangan kirinya membuatnya menemukan suatu alat yang
dinamakan throttle collective device untuk mengganti tangan kirinya yang
putus, sehingga penerbang cacat masih mampu menerbangkan helikopter.
Alat ini digunakan untuk mengangkat dan memutar collective, salah satu
kemudi yang terletak pada sisi kiri penerbang. Semula hanya didesain
untuk helikopter jenis Hiller, namun kemudian dikembangkannya untuk
dipakai pada helikopter
Bell 47G dan
Bell 47J2A, hadiah dari
Solichin GP.
Meski alat ini kemudian diminati oleh pabrik helikopter Bell di Amerika
Serikat, tidak ada kejelasan selanjutnya mengenai pengembangan alat ini
dan sekaligus juga hak patennya. Beliau meninggal pada 5 Maret 1999.