Mengapa Pesawat Komersial Supersonik Gagal?

Tahun 1947 pertama kali sebuah kendaraan buatan manusia menembus kecepatan suara. Chuck Yeager dengan pesawat Bell X-1-nya berhasil menembus 1,100km/jam. Penerbangan yang memecah rekor ini akan mendorong proyek-proyek supersonik di masa yang akan mendatang. Baik untuk pesawat tempur maupun nantinya, pesawat komersial.

Pada tahun 1960-an, berbagai negara mulai melakukan riset tentang pesawat komersial supersonik. Eropa dengan Aerospetiale Concorde-nya, Uni Soviet dengan Tupolev Tu-144, dan Amerika Serikat dengan Boeing 2707. Namun sayangnya, dari ketiga pesawat yang dirancang, hanya dua yang berhasil terbang dan mengangkut penumpang. Eropa dengan Concorde-nya dan Uni Soviet dengan Tu-144-nya. Boeing 2707 diberhentikan proyeknya oleh pemerintah Amerika Serikat karena berbagai macam hal.

Dari eksteriornya, Tu-144 dan Concorde secara desain cukup mirip satu sama lain. Keduanya untuk sebuah pesawat supersonic mengandalkan sayap yang memiliki desain "main aman" jika dibandingkan dengan Boeing 2707 yang mengandalkan sayap "swing-wing". 

Begitu pula dengan kapasitas penumpang dan kecepatannya. Tu-144 dan Concorde sama-sama didesain untuk terbang di kecepatan 2,000km/jam dan dengan kapasitas 100-150 penumpang. 

Di sisi lain, Boeing 2707 di spesifikasi awalnya diharapkan dapat menyentuh kecepatan 3,000km/jam dengan membawa 300 penumpang. Angka yang tinggi, apalagi dibandingkan dengan pesawat lain dari Aerospetiale dan Tupolev.

Apa itu sayap "swing-wing"?

Sayap "swing-wing" adalah jenis sayap yang memungkinkan seorang pilot untuk mengatur posisi dari "sapuan" sudut sayap pesawat yang dia kemudikan. Semakin ke depan posisi sayap, semakin mudah pesawat untuk dikendalikan, namun posisi sayap ke depan juga menambah gesekan pesawat dengan udara yang berakibat mengurangi kecepatan dan efisiensi. 

Sedangkan, jika posisi sayap ke belakang, pesawat akan jauh lebih efisien namun akan lebih sulit untuk dikendalikan. Itulah sebabnya awalnya Boeing memilih untuk memasang sayap jenis ini di pesawat 2707-nya.

USAF, Public domain, via Wikimedia Commons

Namun, selain mahal, jenis sayap ini juga berat dan sulit untuk diproduksi. Hal ini mengakibatkan Boeing untuk mendesain ulang pesawatnya dan menginkorporasikan jenis sayap yang digunakan oleh Tu-144 dan Concorde ke pesawat mereka, yaitu "Delta Wing".

Sayap "Delta Wing" sendiri merupakan jenis sayap yang berbentuk segitiga pada sebuah pesawat. Sayap jenis ini memiliki karakteristik yang sangat aerodinamis dan efisien di kecepatan supersonik, namun dengan bayaran performa yang kurang baik di kecepatan rendah. Seperti saat pesawat akan landing, ataupun beberapa saat setelah take-off karena pesawat sedang berada pada ketinggian rendah dan kecepatan yang rendah. 

Jenis sayap ini mengharuskan pesawat-pesawat dengan tipe sayap ini untuk landing dengan kecepatan yang relatif tinggi, mengurangi kesempatan pilot untuk melakukan manuver apabila terjadi hal yang tidak diinginkan.

Untuk mengatasi masalah ini, Concorde menggunakan tipe sayap "Ogival Delta Wing" yang meminimalisir kesulitan manuver sebuah pesawat Delta Wing. Bentuk Ogival memberikan tambahan daya angkat dari pergerakan angin yang keluar dari ujung-ujung sayap. Berbeda dengan Tu-144, Tupolev memilih untuk menggunakan sayap Delta Wing asli sehingga karakteristik kecepatan rendah pesawat itu kurang baik. 

Untuk memperbaiki hal tersebut, Tupolev memasang sayap kecil di bagian depan pesawatnya yang berguna untuk membantu manuver di kecepatan rendah. Dengan tawaran harga yang lebih murah, Boeing 2707-pun akhirnya berganti menggunakan sayap Delta Wing.

Mesin "Afterburner"

Urusan permesinan, ketiganya cukup mirip. Menggunakan mesin afterburner, yaitu system pembakaran ulang setelah udara melewati turbin di dalam mesin jet. 

Sistem permesinan ini menghasilkan mesin yang sangat kuat namun dengan konsumsi bahan bakar yang sangat boros dan suara yang sangat berisik. Concorde sendiri memiliki kemampuan untuk terbang supersonik tanpa menggunakan afterburner, biasa disebut "supercruise".

Berbeda dengan Tupolev yang diharuskan untuk menyalakan afterburner-nya untuk terbang supersonic karena aerodinamika bodinya yang tidak sebagus Concorde. Hal ini mengakibatkan Tupolev memiliki range yang rendah dan suara kabin yang cukup mengganggu. 

Sampai dikabarkan untuk berbicara dengan penumpang di sebelah, Anda harus menulis di kertas, karena teriak-pun tidak terdengar. Bagaimana dengan Boeing 2707? Karena tidak jadi terbang sehingga kita tidak tahu jarak tempuh sebenarnya.

            Kenapa gagal?

Kegagalan Boeing 2707 karena masalah suara sonic-boom, suara yang dihasilkan ketika pesawat menembus kecepatan suara, permasalahan yang terus-menerus menerpa Tu-144 karena proses pembuatannya yang sangat ditekankan untuk selesai dengan cepat, seperti suara dan jarak tempuh, dan kecelakaan Concorde pada tahun 2003 yang menewaskan seluruh penumpang, memaksa penerbangan komersial supersonik untuk berhenti.

Harga bensin yang semakin mahal dan konsumsi bahan bakar pesawat yang sangar tinggi membuat harga tiket pesawat komersil supersonik sangat tinggi. Maskapai-maskapai juga memilih kapasitas penumpang dan efisiensi bahan bakar daripada kecepatan. 

Itulah sebabnya pesawat-pesawat efisien seperti Boeing 737, Airbus A320, Embraer E-Jet, dan lainnya sangat laku. Mereka memiliki tingkat efisiensi yang tinggi namun dengan kapasitas penumpang yang tidak beda jauh dari pesawat-pesawat supersonik.

Kedepannya beberapa perusahaan sudah mulai untuk melakukan riset untuk pesawat supersonic generasi selanjutnya yang efisien dan tidak menghasilkan sonic-boom. Perusahaan Boom-Jet sedang melakukan riset untuk membuat pesawat supersonic generasi selanjutnya. Namun kita harus bertanya, seberapa penting sih kecepatan?