Sayap delta

Sayap delta adalah penampang datar sayap berbentuk segitiga. Dinamakan sedemikian karena kesamaannya dengan huruf kapital delta (Δ).

Di antara tahun 1529 dan 1556 Conrad Haas menulis buku yang di dalamnya dia menjelaskan teknologi roket, melibatkan paduan teknologi kembang api dan senjata api. Manuskrip ini ditemukan pada tahun 1961, di dalam catatan umum Sibiu (catatan umum Sibiu Varia II 374). Karyanya berkenaan dengan teori pergerakan roket multi-tahap, campuran bahan bakar yang berbeda-beda menggunakan bahan bakar cair, dan juga memperkenalkan sayap berbentuk delta.^[1]

Konsep sayap dan penamaan sedemikian dianjurkan pada abad ke-17 oleh seorang insinyur militer Polandia-Lituania, Kazimierz Siemienowicz.^[2][3][4]

Penggunaan konsep ini juga digunakan dalam konsep yang disebut "delta tanpa-ekor", yaitu tanpa sayap ekor horizontal, dirintis terkhusus oleh Alexander Lippisch di Jerman menjelang Perang Dunia II, meski tidak ada satupun dari desainnya digunakan. Selama perang, Lippisch, Frenchman Payen, dan DFS (Lembaga Penerbangan Jerman) mengkaji sejumlah pesawat pencegat bersayap delta berdaya ramjet (kadang-kadang disebut berbahan bakar batu bara), satu kemajuan yang setara dengan purwarupa glider.^[5]

Setelah perang, Lippisch dibawa ke Amerika Serikat, di mana dia bekerja di perusahaan Convair di Kalifornia. Beberapa insinyur Convair terbaik menjadi tertarik dengan desain pesawat pencegatnya, dan mereka mulai bekerja pada sebuah versi uji yang lebih besar yang disebut sebagai Convair XF-92. Pesawat tempur F-92 sebenarnya tidaklah pernah diperlukan, dan rancangannya terlalu prematur, sehingga tidak pernah memasuki tahap produksi. Test-bed terbang purwarupa mengalami uji terbang yang sering, dan desain ini mambangkitkan minat yang besar dari berbagai pabrik pesawat terbang di beberapa negara. Tidak lama dari itu, ada banyak desain pesawat, khususnya jenis pencegat, dirancang dengan memanfaakan sayap delta. Delta tanpa ekor menjadi desain yang berguna untuk penggunaan kecepatan-tinggi, dan digunakan di hampir semua pesawat selain rancangan Convair dan Dassault Aviation di Prancis.

Sementara itu, Inggris juga mengembangkan pesawat berdasarkan data dari Lippisch, yang terkenal adalah pesawat pengebom strategis Avro Vulcan dan pesawat tempur Gloster Javelin. Javelin menggabungkan sebuah sayap ekor untuk memperbaiki beberapa kelemahan yang dirasakan pada delta murni, untuk memperbaiki penanganan laju-lambat dan kemampuan manuver laju-tinggi dan untuk membolehkan suatu rentang pusat massa yang lebih besar.^[6]

Konfigurasi delta berekor lagi-lagi diadopsi oleh TsAGI (Lembaga Pusat Aero dan Hidrodinamika, Moskwa), untuk mendapatkan keuntungan dari kemampuan terbang sudut-serang yang besar dan laju yang tinggi. Konfigurasi ini digunakan di dalam pesawat tempur MiG-21 dan Sukhoi Su-9/Su-11/15, dibuat sebanyak puluhan ribu di beberapa negara komunis.

Yang lebih baru, Saab mengganti sayap ekor dengan sayap depan kanard dekat-berpasangan^[7] di depan sayap utama untuk menciptakan pesawat tempur Viggen. Kopling yang berdekatan secara aktif memodifikasi aliran udara di sekitar sayap, terutama selama melakukan penyerangan bersudut besar. Bertentangan dengan elevator ekor-terpasang klasik, kanard menaikkan daya angkat keseluruhan, membolehkan aksi manuver ekstrem, memperbaiki penanganan laju-rendah dan memperlambat lagu pendaratan. Desain ini disalin oleh pesawat lain, seperti Eurofighter Typhoon.

Keuntungan pokok sayap delta adalah bahwa dengan sudut sapu sayap ke arah belakang yang cukup besar, tepi depan sayap tidak akan berhubungan dengan batas gelombang kejut yang terbentuk pada moncong badan pesawat, karena laju pesawat mendekati dan bahkan melampaui transonik hingga mencapai kecepatan supersonik. Sudut sapu sayap ke arah belakang memperkecil laju udara tegak lurus terhadap tepi depan sayap, dengan demikian memungkinkan pesawat dapat terbang pada laju subsonik tinggi, transonik, atau supersonik, sementara laju atas sayap dari daya angkat pesawat dijaga supaya tetap lebih kecil daripada laju suara. Planform delta memberikan luas keseluruhan sayap terbesar (yang menghasilkan daya angkat yang berguna) bagi bentuk sayap, dengan daya muat per satuan sayap yang sangat kecil, mengizinkan kemampuan manuver yang tinggi pada badan pesawat. Karena planform delta mengangkut seluruh sebaran massa pesawat, ia dapat dibangun secara lebih kuat daripada sayap penyapu, di mana selisihnya bersesuaian dengan badan pesawat yang jauh di depan pusat massa. Pada umumnya sayap delta lebih kuat daripada sayap penyapu yang sama, selain memiliki volume internal yang lebih besar untuk bahan bakar dan bagasi lainnya.

Keuntungan lainnya adalah bahwa sudut serang memperbesar tepi depan sayap menghasilkan vorteks yang memberi energi pada aliran, memberi delta sudut stall yang sangat besar. Sayap normal yang dibangun untuk penggunaan pada laju tinggi biasanya berbahaya pada laju rendah, tetapi pada rezim ini delta berubah ke modus angkat menurut vorteks yang dihasilkannya. Kerugiannya adalah, khususnya ditandai dalam pesawat delta tanpa ekor yang lebih tua, adalah kehilangan seluruh gaya angkat yang tersedia disebabkan oleh perbesaran sayap menjejaki tepi atau permukaan kendali (diperlukan untuk memperoleh kestabilan yang cukup) dan geseran induksi tinggi dari jenis rasio aspek-rendah sayap ini. Ini menyebabkan pesawat delta 'kehilangan darah' energi begitu cepat ketika membelok, kerugian di dalam pertempuran manuver udara dan pertempuran berhadapan langsung. Masalah ini dapat dipecahkan dengan memanfaatkan kestabilan santai, strake dan kanard.

Keuntungan lain dari sayap delta adalah kesederhanaan manufaktur, kekuatan, dan kapasitas bagian dalam substansial untuk bahan bakar atau kelengkapan lain. Karena sayap delta sederhana, ia dapat dibuat sangat kuat (sekalipun cukup tipis), cukup mudah dan murah untuk dibangun - faktor substansial bagi kesuksesan pesawat tempur Mikoyan MiG-21 dan Dassault Mirage.

Kanard delta memiliki kelemahan, yaitu dari pergiliran yang lebih kecil ketika proses pengangkatan dilakukan, dengan bilangan mach yang lebih besar daripada konfigurasi sayap atau ekor, tetapi memerlukan sayap yang lebih kuat untuk memberikan masukan kendali, di mana kanard memberikan efek yang lebih kecil daripada ekor.^[8]

Sayap delta murni akan hilang manfaatnya karena hadirnya karakteristik yang tidak diharapkan, biasanya pemisahan aliran pada sudut serang sayap penyapu yang besar memiliki masalah yang sama), dan geseran yang besar pada ketinggian rendah. Ini membatasi peran pesawat sebagai pencegat pada keadaan laju tinggi dan ketinggian besar.

Beberapa pesawat modern, seperti F-16, menggunakan delta terpotong beserta permukaan ekor horizontal.

Di varian lain, dikenali sebagai delta senyawa, delta kembar atau anak panah engkol, bagian dalam sayap memiliki sapuan-belakang yang sangat tinggi, sementara bagian luar memiliki sapuan-belakang yang lemah, untuk menghasilkan vorteks pengangkatan yang tinggi menurut gaya yang lebih terkendali, mengurangi pergeseran, dan dengan demikian memungkinkan untuk mendaratkan delta pada laju rendah yang masih dapat diterima. Rancangan ini dapat dilihat pada pesawat tempur Saab Draken, purwarupa F-16XL, dan pengkajian Transportasi Sipil Laju Tinggi. Delta ogee digunakan pada pesawat penumpang Concorde buatan Inggris-Prancis, berkelajuan Mach 2 adalah sama, tetapi dengan kurva halus menggabungkan dua bagian, lebih dari sekadar sebuah sudut.

Ketika kinerja mesin jet semakin bagus, pesawat tempur dengan penampang mendatar lainnya dapat menunjukkan kinerjanya seperti delta, dan begitupun mampu bermanuver lebih keras dan pada rentang ketinggian yang lebar. Kini jejak delta kembar dapat dijumpai pada sebagian besar pesawat tempur, berbentuk leading edge extension. Ini secara efektif sayap delta yang sangat kecil ditempatkan sejajar dengan aliran udara ketika penerbangan jarak jauh, tetapi mulai menghasilkan vorteks pada sudut serang yang besar. Vorteks ditengkap di atas sayap untuk memberikan gaya angkat tambahan, dengan demikian paduan kinerja sudut serang delta yang besar dengan penampang pesawat konvensional yang sangat efisien. Ada banyak pesawat tempur modern, seperti Saab Gripen, Eurofighter Typhoon, dan Dassault Rafale menggunakan paduan kanard dan sayap delta.

• S. S. Sritharan and A. R. Seebass (1984). "A Finite Area Method for Nonlinear Supersonic Conical Flows". AIAA Journal. 22: 226–233. 
• S. S. Sritharan (1985). "Delta Wings with Shock-Free Cross Flow". Quarterly of Applied Mathematics. XLIII: 275–286. 
• Jingling Guan and S. S. Sritharan (2008). "A Problem of Hyperbolic-Elliptic Type Conservation Laws on Manifolds that Arises in Delta-Wing Aerodynamics". International Journal of Contemporary Mathematical Sciences. 3: 721–737. 
• Uwacadweb.uwyo.edu Diarsipkan 2011-06-28 di Wayback Machine.

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Delta wings.

• Analisis aliran udara pada sayap delta (en-gb)