Mengapa Rama-Rama Tidak Terbang Lurus?

Adalah sukar untuk menganggarkan arah penerbangan rama-rama.

Pernahkah anda memerhatikan rama-rama yang sedang terbang? Rama-rama dan kupu-kupu mempunyai gaya penerbangan yang agak berbeza dan adakalanya agak sukar menentukan arah penerbangan mereka. Adakah ini kerana rama-rama dan kupu-kupu tidak mampu terbang dengan baik?

Gaya penerbangan ini merupakan kaedah yang terbaik bagi rama-rama untuk mengelakkan ia daripada diserang musuh. Corak penerbangannya yang sentiasa berubah itu adalah hasil evolusi yang terhasil bagi menyukarkan musuh mengesan arah penerbangan mereka.

Kepak rama-rama mempunyai pelbagai fungsi selain untuk terbang.

Arah penerbangan yang sentiasa berubah-ubah.

Bagi sesetengah rama-rama yang beracun pula ia tidak memerlukan gaya penerbangan seperti ini dan akan terbang dengan lebih lurus. Rama-rama mempunyai kaedah untuk menonjolkan yang ianya beracun dengan warna terang yang terdapat pada sayapnya.

Melalui kajian simulasi “fluid dynamics” yang dijalankan di Kyoto University, Japan; rama-rama mampu menghasilkan corak penerbangan unik ini dengan menghasilkan ‘terbulance’ yang tinggi dengan setiap kali ia mengepakkan sayapnya. Manakala melalui kajian kamera berkelajuan tinggi yang dijalankan di John Hopkins University, Baltimore, US pula mendapati rama-rama sentiasa menukar pusat graviti mereka melalui pertukaran kedudukan badan dan sayapnya.

Warna dan corak rama-rama juga bertujuan untuk mengelakkan ia dari mudah dikesan.

Setiap rama-rama mempunyai keunikan tersendiri.

Antara rama-rama yang paling terkenal dengan penerbangan penghijrhan mereka iaitu “monarch butterflies”, adalah begitu mahir dengan penerbangan seperti ini di mana ia mampu menukar arah 90-darjah dengan jarak kurang dari panjang bandanya sendiri.

Ini merupakan satu lagi keunikan dunia serangga yang mungkin selama ini tidak kita fahami. Namun begitu bagi yang pernah cuba menangkap rama-rama mungkin tahu betapa sukarnya menganggarkan ke manakah arah sebenar semasa ia terbang.

Sut Terbang Jetman Dubai

Yves Rossy semasa melakukan penerbangan di Dubai.

Keinginan manusia untuk terbang telah melihat kepesatan kemajuan teknologi penerbangan berenjin lebih daripada 100 tahun dan keinginan ini tidak akan berhenti setakat disitu sahaja malah manusia ingin terbang bebas seperti burung. Jadi peralatan seperti ini juga terus direka untuk memenuhi keinginan manusia tersebut.

Pernahkah anda menyaksikan video “JetmanDubai” dimana penerbangan yang dilakukan menggunakan sut roket oleh dua orang penerbang professional iaitu Yves Rossy dan juga anak didiknya Vince Reffet merentasi ruang angkasa Dubai selama hampir 12 minit? Ya, sut tersebut adalah hasil rekaan Yves Rossy sendiri menggunakan 4 enjin Jet-Cat P200 yang mampu memberikan daya tujahan 22 kg. Manakala sayapnya pula adalah daripada bahan gentian fiber untuk daya ketahanan tinggi.

Penerbangan sebelumnya.

Setelah mendarat.

Yves Rossy merupakan seorang juruterbang professional berkelahiran Swiss (Neuchâtel, Swiss) pada 27 August 1959. Memulakan karier sebagai juruterbang semasa menyertai pekhidmatan tentera udara “Swiss Air Force”, dimana beliau pernah menerbangkan pesawat-pesawat seperti Dassault Mirage IIIs, Northrop F-5 Tiger Iis, dan juga Hawker Hunters. Beliau juga pernah menerbangkan pesawat Boeing 747 untuk Swissair dan kemudiannya Swiss International Airlines.

Penerbangan di Dubai bukanlah kali pertama bagi Rossy dengan sutnya malah ianya telah dilakukan sejak dari tahun 2008 lagi merentasi pergunungan di Alps. Manakala pada tahun berikutnya pula iaitu pada November 2009 Rossy cuba untuk merentasi Selat Gibraltar untuk mencipta rekod pertama merestasi selat tersebut menggunakan sut roketnya. Beliau terjun dari kapal terbang pada ketinggian 1,950 meter (6,500 kaki) dari ruang angkasa Tangier, Morocco dan menuju ke arah Altera, Spain. Penerbangan yang dijangka mengambil masa ¼ jam itu bagaimanapun terganggu oleh cuaca yang menyebabkan Rossy jatuh ke laut kira-kira 3 batu dari pantai Spain.

Pada tahun 2010, Rossy menghasilkan sut jet versi yang baru dan berjaya melakukan dua ‘aerial loops’ sebelum mendarat menggunakan payung terjun. Kali ini beliau terjun daripada belon udara panas pada ketinggian 2,400 meter (7,900 kaki).

Bersama sut penerbangannya.

Manakala juruterbang kedua iaitu Vince Reffet pula merupakan seorang pernerjun professional termasuk terjun dari bangunan tertinggi dunia iaitu Burj Khalifa – juga terjun dari ketinggian 10,000 meter dari puncak Mont Blanc, France. Beliau kemudiaannya mendapat didikan daripada Yves Rossy pada tahun 2009. Menyertai kumpulan Freefly untuk negaranya France semenjak tahun 2002, Vince muncul juara bagi Freely World Championship dengan pingat emas untuk tahun 2005, 2006, 2007, 2008 dan 2009.

Jet-pack yang digunakan.

Kedua-dua juruterbang ini melakukan penerbangan di ruang angkasa Dubai pada Mei, 2015 dengan menggunakan sut-jet rekaan Rossy. Sut tersebut mampu melakukan penerbangan menaik pada kelajuan 180 km/h dengan kelajuan purata adalah 200 km/h, manakala kelajuan menurun pula adalah pada 300 km/h. Sut yang mempunyai berat 55 kg ini dikendalikan oleh pergerakan badan juruterbang itu sendiri dan ini memberikan kebebasan terbang seperti yang diingini oleh Rossy sendiri.

Melihat kepada kejayaan yang dicapai oleh Rossy ini, kemungkinan sut penerbangan akan datang akan dihasilkan untuk lebih mudah untuk dikendalikan dan harganya dapat dikurangkan. Walaubagaimanapun sukan penerbangan ini merupakan satu perkara yang perlu dilakukan dengan penuh berhati-hati demi keselamatan.

Perubahan dalam Teknologi Penerbangan

NASA X-43 menggunakan enjin scramjet terbang pada kelajuan Mach 9.7 

Setelah lebih 100 tahun berlalu iaitu penerbangan kapal terbang pertama pada tahun 1905 oleh Wright Brothers kapal terbang menjadi salah satu kenderaan yang menjadi tumpuan dengan erti kata lain mengalami perubahan dengan pesat. Pembangunan teknologi lain juga terutama elektronik dan komputer membolehkan lebih banyak perubahan dilakukan dalam masa yang singkat.

Seperti yang kita ketahui antara salah satu ciri kapal terbang yang paling menonjol adalah enjinnya yang juga merupakan nadi utama kepada sesebuah kapal terbang tersebut. Enjin kapal terbang merupkan perkara yang utama dalam menentukan bentuk kapal terbang tersebut bagi memastikan ia mampu terbang dengan baik dan mencapai kelajuan yang diinginkan. Maka kali ini mari kita lihat bagaimana perubahan teknologi kepada enjin kapal terbang mengalami perubahan tersebut.

Enjin Kipas (propeller)

Enjin kipas merupakan enjin pertama yang digunakan untuk memberikan kapal terbang daya yang membolehkannya terus terbang. Ia juga merupakan jenis enjin yang digunakan pada kapal terbang milik Wright Brothers bagi tujuan penerbangan bersejarah tersebut – iaitu seratus tahun dahulu.

Walaupun masih digunakan pada hari ini, enjin ini mengalami perubahan dari segi bahan yang digunakan dan juga jenis enjinnya sendiri yang jauh lebih tahan dan efisyen. Enjin jenis ini amat sesuai bagi kapal terbang bersaiz kecil dan mempunyai kelajuan yang perlahan atau sederhana. Bahan yang diperlukan untuk membuat badan kapal terbang dari jenis ini juga terdiri daripada pelbagai bahan dan tidak memerlukan perubahan yang besar.

Enjin Jet

Enjin turbofan yang digunakan pada jenis pesawat Boeing 747.

Antara perubahan enjin pertama daripada enjin kipas adalah enjin jet yang bolehkan memberikan lebih kuasa tujahan kepada kapal terbang. Enjin jenis ini adalah ilham daripada beberapa perkara yang telah diterokai manusia sejak awal lagi seperti penggunaan belerang pada bunga api yang digunakan oleh masyarakat Cina juga mesin yang dikenali sebagi aeropile.

Mula mendapat tumpuan pada sekitar 1930-an dengan pelbagai rekaan dari jurutera dari seluruh dunia. Perubahan ini amat penting dalam mengatasi keterbatasan enjin kipas dalam memberikan kuasa pada kapal terbang dalam penerbangan berkelajuan tinggi ‘supersonic’.

Hari ini ia merupakan jenis enjin yang paling meluas digunakan termasuk pada pesawat komersil. Apa yang membezakannya adalah saiz enjin sahaja dalam membekalkan kuasa pada kapal terbang dalam pelbagai saiz dan kegunaan. Enjin jenis ini membolehkan kapal terbang beroperasi pada kelajuan tinggi dan juga pada ketinggian yang lebih tinggi juga.

Enjin Roket

SpaceShipOne menggunakan dua jenis enjin untuk penerbangan altitude tinggi.

German merupakan antara negara terawal yang mencipta kapal terbang berinjin roket. Kapal terbang pertama yang mempunyai kelajuan ‘supersonic’ atau yang terbang melebihi kelajuan bunyi adalah Bell X-1 iaitu kapal terbang berenjin roket.

Enjin roket tidak memerlukan kemasukan oksigen daripada luar seperti enjin-enjin biasa seperti kipas dan enjin jet yang membolehkan ia digunakan pada ketinggian yang tinggi dan juga untuk digunakan dalam teknologi aero-angkasa. Malah kapal terbang SpaceShipOne mempunyai kedua-dua jenis enjin dalam membolehkannya melepasi ketinggian yang lebih tingi.

Ramjet dan Scramjet

Merupakan enjin yang tidak memunyai komponen yang bergereak seperti kipas bagi memastikan ia boleh berfungsi untuk kelajuan tinggi melebihi 3 kali ganda kelajuan bunyi atau Mach 3. Walaupun ia mampu terbang pada kelajuan yang amat tinggi enjin jenis ini juga hanya berfungsi pada kelajuan tinggi memerlukan ia dilancarkan dari kapal terbang yang lain. Antara contoh kapal terbang jenis drone yang menggunakan enjin jenis ramjet adalah Lockheed D-21.

Berbeza dengan ramjet, scramjet mampu berfungsi untuk kelajuan penerbangan yang lebih tinggi dengan kemasukan angin pada kelajuan supersonic. Seperti juga ramjet pesawat yang diuji untuk enjin jenis ini adalah NASA X-43 yang dilakukan pada tahun 2004 dengan kelajuan Mach 9.7 atau hampir 7,500 mph (12,100 km/h).

Antara lain-lain enjin kapal terbang termasuklah yang menggunakan enjin elektrik yang dibekalkan menggunakan kuasa daripada batery ataupun solar. Enjin jenis ini akan kebiasaannya akan menggunakan kipas dalam memberikan ia kuasa tujahan.

Jadi itu adalah antara perubahan-perubahan utama dalam teknologi enjin kapal terbang yang memberikan jentera ini evolusi semenjak 100 tahun yang lalu. Berikutan dengan isu-isu semasa seperti pencemaran dan sumber bahan api, kapal terbang untuk masa-masa akan datang sentiasa direka untuk menggunakan kurang bahan api dan mengurangkan pencemaran.

Sejarah Penerbangan Manusia

Lakaran oleh Leonardo da Vinci mengenai konsep penerbangan pada tahun 1485. 

Manusia sememangnya tidak boleh terbang seperti burung tanpa bantuan peralatan atau kenderaan seperti kapal terbang. Namun begitu impian untuk menusia terbang dan menguasai ruang udara telah bermula sejak ribuan tahun dahulu. Sememangnya manusia melihat daripada alam dan belajar bagaimana melakukannya sebagaimana yang dilakukan oleh hidupan yang lain seperti burung, kelawar, serangga ataupun haiwan lain yang hanya meluncur seperti tupai terbang.

Layang-layang merupakan antara pencetus utama mengenai kemampuan manusia untuk terbang. Mula direka di China sejak 400 BC untuk tujuan upucara tertentu dan terdapat juga layang-layang khas untuk tujuan kajian cuaca. Namun begitu layang-layang merupakan petanda utama kepada rekaan-rekaan lain seperti luncur angin (gliders) dan belon udara.

Pada selang masa yang agak jauh iaitu kira-kira pada 1485 pereka tersohor Leornardo da Vinci melakarkan banyak rekaan untuk mesin-mesin terbang antaranya Ornitthopter. Walaupun mesin-mesin ini tidak dihasilkan sepenuhnya, namun rekaan beliau ini masih lagi menjadi pencetus kepada mesin terbang moden seperti helikopter.

Belon udara di Paris pada tahun 1783. 

Rekaan yang betul-betul berjaya membawa manusia ke udara adalah menggunakan belon udara panas. Iaitu pada tahun 1783 dengan belom rekaan oleh Jaseph Michel dan Jacques Etienne di Paris, France. Belon tersebut berjaya mencapai ketinggian 6,000 kaki dan terbang lebih daripada 1 batu. (1 m). Belon tersebut terus digunakan untuk membawa manusia merasai pengalaman berada di atas udara.

Cubaan seterusnya dalam memperbaiki luncur angin (glider) oleh George Cayley antara tahun 1799 – 1850 banyak memberi pengaruh kepada luncur-luncur angin berikutnya dan menemui prinsip-prinsip asas mengenai daya dalam penerbangan. Menghabiskan kira-kira 50 tahun untuk memperbaiki ciri-ciri yang terdapat pada peluncur dengan menambah ekor untuk kestabilan dan juga mengenai daya tambahan bagi membolehkan peluncur terus meluncur dan terbang.

Peluncur oleh Otto Lilienthal dari German.

Menjelang kepada jentera penerbangan moden iaitu pada tahun 1891 Otto Lilienthal iaitu seorang jurutera daripada German yang menghasilkan luncur angin yang lebih earodinamik (aerodynamics) dan mampu terbang untuk jarak yang lebih jauh. Malah kajian beliau yang diterbitkan pada tahun 1889 juga turut menjadi rujukan kepada Wright Brothers dalam rekaan asas mereka.

Walaubagaimanapun beliau akhirnya terlibat dalam kemalangan yang meragut nyawanya sendiri setelah lebih daripada 2,500 penerbangan.

Walaupun akhirnya sebuah jentera terbang terhasil oleh dua orang yang sangat bersemangat untuk menghasilkan mesin terbang iaitu Orville dan Wilber Wright, namun beliau sendiri banyak berusaha dan belajar daripada pengalaman mereka-mereka yag terdahulu sebelum beliau sendiri. Selain daripada Otto Lilienthal, kedua bersaudara ini juga turut mendapat rujukan daripada Octave Chanute yang menghasilkan ‘Progress in Flying Machines’ pada tahun 1894.

Detik bersejarah penerbangan jentera oleh Orville dan Wilber Wright.

Jentera terbang yang pertama dikenali sebagai “Flyer” akhirnya terbang di Big Kill Devil Hill, North Carolina pada 10:35 pagi, pada 17 Disember 1903. Ianya dipandu oleh Orville sendiri di mana jentera tersebut mempunyai berat yang mencapai 600 pound.

Kembali semula ke Dayton, Ohio dam menghabiskan 2 tahun lagi untuk memperbaiki rekaan mereka dan pada penerbangan berikutnya iaitu pada 5 Oktober 1905 Flyer III dapat terbang selama 39 minit dengan jarak sejauh 24 batu dan menjadikan ia sebagai kapal terbang praktikal yang pertama.

Pesawat supersonik Concorde yang diberhentikan sejak tahun 2003.

Banyak lagi perkara yang akan dikupas mengenai keunikan kejayaan sejarah manusia dan penerbangan ini kerana ia merupakan antara rekaan yang membolehkan kepesatan manusia menjadi lebih pantas dan teknologi manusia semakin berkembang. Walaupun penerbangan komersial supersonik concorde telah dibatalkan pada 2003, namun begitu kemungkinan pesawat komersial berkelajuan tinggi akan diperkenalkan semula adalah tinggi.