Bagaimana sebuah Airship mengudara?

Balon udara atau lazim disebut airship merupakan sebuah wahana terbang alternatif selain pesawat terbang konvensional. Balon udara memang unik, ada sensasi tersendiri saat kita menaiki nya, sensasi nya seperti terbang dengan kapal laut, dimana airship ini terbang serta bergerak lambat di udara. Pada awalnya, balon udara hanya digunakan sebagai tugas intelejen serta tugas recce (survaillence/pengawasaan) pada masa masa awal penemuan nya (Balon udara panas pertama kali diterbangkan oleh Joseph Brother dan Etienne Montgolfier pada awal musim semi tahun 1783) pada waktu itu balon di ikat dan seorang prajurit berada diatasnya mengamati pergerakan musuh dari kejauhan. Hingga muncul keinginan untuk terbang dan bergerak ke segala arah dengan balon itu. Oke itu tadi sedikit pengenalan tentang Balon udara/airship, selanjutnya saya mau menjelaskan bagaimana benda itu bisa terbang bahkan dengan ukuran yang sangat besar sekali pun.

Hampir sama dengan sebuah kapal selam, prinsip dasar yang dipakai adalah Bouyancy yang diteorikan oleh archimedes yang sama halnya dengan benda terapung di air. Ketika naik balon udara, tekanan udara di luar berkurang dan helium dalam balon mengembang. Pilot kemudian memompa udara ke dalam ballonets untuk mempertahankan tekanan terhadap helium. Menambahkan udara membuat balon udara lebih berat, sehingga untuk mempertahankan ketinggian jelajah yang stabil,para pilot harus menyeimbangkan tekanan udara dengan helium tekanan untuk menciptakan daya apung/melayang netral. Untuk tingkat penerbangan balon udara, tekanan udara antara depan dan belakang disesuaikan ballonets. Balon udara pada ketinggian jelajah dapat mencapai 1.000 sampai dengan 7.000 ft (305-2.135 m).

(klik gambar untuk detail)
Gambar diatas menunjukkan bagaimana balon udara mengangkat dirinya (A) dengan gas helium di dalam nya.untuk mendaratkan, dipompa udara kedalam balon agar helium berkurang dan pesawat menjadi berat lalu mendarat (B), saat mendarat balon di ikat dengan tali ( C)

Mesin depan dan mesin dorong memberikan dorongan sementara kemudi digunakan hanya untuk mengarahkan. Pada awalnya Airship menggunakan Hidrogen sebagai pengisi balon namun karena mudah terbakar, kemudian digantikan oleh Helium ( Gas hidrogen merupakan gas yang paling ringan karena jumlah proton, netron, dan elektron yang menyusun atom hidrogen sangat sedikit jika dibandingkan dengan jumlah proton, netron, dan elektron yang menyusun atom-atom lainnya ).

Udara tersusun dari berbagai macam gas, tetapi gas yang paling banyak terdapat di udara adalah gas nitrogen. Kandungan gas nitrogen dalam udara mencapai 80%. Jumlah proton dan elektron yang menyusun atom nitrogen jauh lebih banyak dari atom hidrogen sehingga massa atom relatif nitrogen empat belas kali lebih besar dari massa atom relatif hidrogen. Gas yang lebih ringan pasti langsung naik ke atas. Ini sama saja dengan asap rokok yang selalu bergerak secara alami ke arah atas karena molekul-molekul pada asap rokok lebih berat dari molekul-molekul gas-gas yang ada di udara. Itulah sebabnya asap rokok tidak pernah turun ke bawah kecuali jika ditiup. Gas hidrogen sangat mudah ‘terbang’ di udara karena ringannya massa atom-atomnya. Balon yang diisi gas hidrogen dapat terbang sambil membawa beban berat. Tetapi gas hidrogen juga sangat mudah terbakar. Gas helium merupakan gas kedua teringan yang hanya lebih berat dari hidrogen (massa atom relatif helium empat kali lebih besar dari massa atom relatif hidrogen). Walaupun gas helium lebih berat dari gas hidrogen, gas-gas lainnya masih lebih berat lagi dari gas helium sehingga helium masih dapat ‘terbang’ di udara sambil membawa beban pula. Selain itu, helium termasuk dalam golongan gas mulia, yaitu gas yang paling stabil dan tidak mudah bereaksi. Ini berarti gas helium tidak mudah terbakar seperti gas hidrogen. Inilah yang menjadikan balon helium pilihan terbaik sebagai pengganti balon hidrogen.

Sedikit tambahan, dalam Airship dikategorikan dalam beberapa model, yaitu model rangka (rigid) ,non rangka (non rigid) serta kombinasi kedua nya

Tampak gambar diatas merupakan jenis rigid (rangka kaku) yang mana rangka struktur diselubungi oleh kain jenis khusus dan membentuk sebuah ruang bagi gas Helium/hidrogen. Terlihat pula diatas Part (bagian airship ) seperti Engines (mesin), Gondola ( anjungan penumpang), Rudder (berfungsi pada saat belok/manuver), Elevator flap ( pengatur ketinggian)

Gambar diatas merupakan perpaduan dari Rigid Dan non Rigid ( rangka kaku dan non kaku), dimana pada balon (airship) jenis non rigid tidak memakai rangka pelindung konstruksi, dan versi semirigid memiliki perpaduan kedua nya.

Pemandangan dari sebuah airship saat melintasi samudera, tampak sebuah kapal melintas dibawahnya

Ps: Pada jaman PD I/II helium masih di monopoli oleh Amerika, sehingga negara lain yang mengoperasikan Airship mau tak mau menggunakan Hidrogen dengan resiko nya yang tingggi, hal tersebut terjadi pada Giant Airship Hindenburg milik kekaisaran german yang jatuh di New jersey, Amerika serikat