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.

Spanish Slug dan Spesis Menular

Spanish Slug mampu mengganda dengan pantas.

Spanish Slug (Arion vulgaris) merupakan hidupan yang sama seperti kumpulan ‘slug’ lain mungkin dianggap tidak membawa masalah, namun begitu ia merupakan satu spesies yang memberi kesan yang besar kepada ekosistem berikutan kemampuannya dalam mengganda dan mendominasi sesuatu kawasan baru dengan pantas.

Selain daripada mampu mengganda dengan lebih baik spesies ‘slug’ atau ada juga yang memanggilnya sebagai ‘lintah bulan’ ini mempunyai senarai pemakanan yang lebih luas berbanding dengan spesies-spesies yang lain. Menghasilkan lebih banyak lendiran yang menjadikan ia tidak menjadi pilihan pemangsa seperti burung, kumbang, ayam dan juga pemangsa-pemangsa ‘slug’ yang lain.

‘Spanish Slug’ merupakan spesies yang dikhuatiri akan mengancam bukan sahaja spesies-spesies ‘slug’ yang lain malah boleh mengakibatkan sektor pertanian mengalami kesan yang buruk. Menjadi antara fokus utama sebagai pengancam di UK dan juga termasuk di dalam senarai 100 hidupan penceroboh di dalam ‘Delivering Alien Invasive Species In Europe’ (DAISIE) membiak dan merebak dengan pantas ke serata Eropah dan kemungkinan ke US.

Spesies-spesies 'slug' yang lain.

Berbeza dengan hidupan lain, Spanish Slug mampu membiak tanpa pasangan selain menghasilkan telur yang lebih banyak dari spesies-spesies lain iaitu 300 hingga 500 biji telur berbanding spesies biasa yang hanya bertelur pada jumlah 150 biji sahaja. Ia juga mempunyai pemakanan daripada daun tumbuhan, benda-benda mereput dan juga bangkai haiwan yang mereput. Jadi dengan sebiji telur Spanish Slug yang dibawa cukup untuk menjadikannya mengganda dengan pantas.

Ia bersaiz agak besar iaitu antara 7 – 15 cm disamping mempunyai warna yang agak terang dan kebiasaannya adalah kelabu kehijauan. Ia juga mempunyai daya tahan terhadap cuaca yang lebih tinggi. Spesies ini amat dibimbangi di UK malah juga di negara-negara lain di Eropah.

Walaupun mudah dikesan ia tidak digemari pemangsa.

Apa yang dilakukan oleh Spanish Slug adalah perkara biasa yang dilakukan oleh hidupan-hidupan yang lain iaitu membiak dan meneruskan kehidupan. Adakalanya aktiviti manusia yang menyebabkan hidupan-hidupan ini sampai ke merata tempat. Ia hanyalah satu contoh daripada pelbagai perkara yang berlaku di seluruh dunia bukan bagi haiwan sajaha malah tumbuhan – dan sering juga bakteria dan virus punca penyakit.

Jadi sekiranya anda melihat spesies-spesies baru terdiri dari haiwan atau tumbuhan, pastikanlah ianya adalah dari jenis asli tempatan. Sekiranya ia adalah hidupan baru kemungkinan ia boleh mendatangkan ancaman. 

Mikro Post: Robot Rama-rama Daripada Festo

Rama-rama ini boleh terbang bebas sama seperti rama-rama biasa.

Perlumbaan dalam menggunakan teknologi sedia ada dan menghasilkan sesuatu yang baru terutama dalam bidang robotik memerlukan kepakaran dan imaginasi yang tinggi. Kepakaran jurutera dalam mengolah teknologi dan mengabungkannya dalam menjadikannya aplikasi yang lebih bermanfaat.

Festo iaitu sebuah syarikat yang menghasilkan teknolgi menghasilkan beberapa robot menarik antaranya adalah rama-rama yang mampu terbang mirip seperti rama-rama sebenar. Ianya sukar dilakukan kerana ia memerlukan berat peralatan yang minima pada robot-robot ini. Selain itu juga rama-rama tersebut perlu terbang dengan bebas sambil mengelakkan perlanggaran di antara satu sama lain.

Robot rama-rama ini dibiarkan terbang bebas di ibu pejabat syarikat tersebut di Esslingen am Neckar, Germany. Bagi memastikan ia mempunyai berat yang minima, robot-robot ini dikawal dengan menggunakan kamera yang mengawasi kedudukan rama-rama tersebut meggunakan inframerah yang unik bagi setiap rama-rama tersebut berbanding menggunakan sensor yang memerlukan ruang yang lebih.

Kamera yang digunakan untuk mengesan kedudukan rama-rama.

Data daripada kamera-kamera ini akan diproses di komputer pusat untuk mengawal pergerakan rama-rama yang kelihatan seperti melakukan penerbangan sendiri secara berasingan. Ia adalah satu jaringan yang lebih besar dalam mengawal robot-robot ini secara berasingan, dalam erti kata lain, kaedah yang sama boleh diapplikasikan untuk satu kegunaan yang lebih besar.

Apa yang menarik di sini kejayaan Festo dalam menghasilkan robot bersaiz kecil dan mampu terbang dengan bebeas memerlukan lebih dari sekadar kemahiran elektronik dan komputer sahaja. Rama-rama yang dipanggil eMotionButterflies ini dilengkapi dengan unit bekalan kuasa dan litar yang sekecil mungkin bagi membolehkannya kelihatan seperti rama-rama biasa.

Litar yang minima pada robot.

Terdapat beberapa lagi rekaan unik robot-robot mini oleh Festo. Bagi yang berminat bolehlah membuat tinjauan menarik hasil-hasil rekaannya yang lain.

Bangunan-bangunan Pintar di Dunia

Bangunan pintar merupakan bangunan yang mempunyai ciri-ciri istimewa dalam memastikan bangunan tersebut memberikan fungsi yang diperlukan dengan tenaga yang lebih jimat, kurang pencemaran, menggunakan sumber tenaga boleh diperbaharui dan pelbagai lagi. Ia merupakan satu ciri-ciri penting dalam seni reka bangunan pada masa ini memandangkan isu penggunaan tenaga menjadi satu perkara penting di samping mengelakkan masalah pencemaran yang semakin meruncing.

Berikut adalah beberapa bangunan di serata dunia yang merupakan bangunan-bangunan pintar dengan beberapa ciri-cirinya;

Leadenhall Building, London

Bangunan Leadenhall ini mempunyai spesifikasi penjimatan tenaga yang lebih menyeluruh. Mengandungi 293 meter untuk mengesan penggunaan cahaya. Selain itu juga ia menguatkan pemasangan pengaliran air yang perlahan manakala panel pemantul di bahgian luarnya pula membenarkan ruang pengaliran udara pada setiap tingkat ke-7 untuk membenarkan pengaliran udara yang lebih lancar selain mengurangkan penggunaan penghawa dingin.

Capital Tower, Singapore

Merupakan antara bangunan pintar terawal selama lebih 15 tahun, Bangunan Capital Tower di Singapura ini siap di bina pada tahun 2000. Menggunakan sistem kawalan yang dikenali sebagai ‘Integrated Intelligent Building System’ (IBMS) untuk mengawal perkhidmatan dan kemudahan di dalam bangunan tersebut. Selain itu ia turut dilengkapi dengan sistem parking pintar yang menyediakan paparan semasa di pintu masuk tempat letak kereta bangunan tersebut.

Lift-lift di dalam bangunan ini juga turut dilengkapi dengan paparan yang memaparkan berita-berita semasa. Melalui pengurusan tenaga  ‘eco-friendly’ yang digunakan pada bangunan ini menjadikan ia antara bangunan pintar yang mendahului bangunan-bangunan lain.

David Brower Centre, California

Seperti bangunan-bangunan pintar yang lain juga bangunan ini menggunakan tenaga dengan efisyen disamping penjanaan tenaga solar sebanyak yang mungkin.

Kesemua bahagian di dalam bangunan mendapat cahaya matahari dengan baik bagi mengurangkan penggunaan lampu. Manakala panel-panel solar digunakan untuk menyediakan perlindungan dari cahaya matahari selain daripada menjana tenaga elektrik.

Ia juga turut dilengkapi dengan pengesan Co2 untuk mengaktifkan kemasukan udara segar secara automatik.

Port of Portland, Oregon

Bangunan ini dilengkapi dengan sistem pengurusan air buangan yang bertaraf dunia. Ia berjaya mengurangkan penggunaan air sebanyak 75% dengan menggunakan air yang digunakan oleh 500 pengguna bangunan tersebut.

Menggunakan sistem yang dikenali sebagai The Living Machine, yang juga menganugerahkan bangunan tersebut dengan pensijilan LEED Platinum, menghasilkan air berkualiti yang digunakan untuk tujuan pengepaman tandas dan juga menara penyejuk bangunan tersebut.

SAP America Headquarters, Pennsylvania

Bagunan yang dilengkapi dengan bumbung hujau (dipenuhi tumbuhan) menerima penganugerahan terbesar LEED Certified Platinum di negeri Pennsylvania.

Meliputi 210,000 kaki persegi bangunan ini mempunyai banyak ciri-ciri istimewa dalam menggunakan sumber dan tenaga secara optimum. Ia bukan sahaja menggunakan simpanan air hujan bagi tujuan pengepaman tandas malah untuk tujuan penyiraman pokok-pokok pada landskap bangunan.

Bangunan ini juga turut menggunakan perigi geothermal, sistem kalibrasi kilat dan juga sistem pengaliran angin yang dapat menjimatkan penggunaan tenaga.

Terminal B, Norman Y Mineta San Jose International Airport

Terminal B di Mineta San Jose International Airport ini mempunyai beberapa keistimewaan tersendiri yang menyebabkan ia tersenarai di dalam bangunan-bangunan pintar. Selain daripada rekabentuk yang membolehkan ia menggunakan sebanyak mungkin cahaya daripada matahari, ia juga dilengkapi dengan sistem self –checking serta pengimbasan bagasi.

Selain itu juga para penumpang yang menunggu boleh menggunakan “Air Chair”, kerusi yang dilengkapi dengan soket untuk tujuan mengecas peralatan elektronik. Bangunan ini juga direka bagi mempunyai sistem pengaliran udara yang menjimatkan tenaga.

The New York Times, NY

Bangunan untuk akhbar harian New York yang berumur 164 tahun ini siap dibina pada tahun 2007 dilengkapi dengan tirai seramik yang melindinginya daripada matahari.

Tirai seramik merupakan tiub yang berfungsi untuk memantulkan cahaya matahari bagi menghasilkan warna-warna yang berbeza. Menggunakan tingkap daripada lantai ke syiling bagi memastikan cahaya yang maksima untuk menerangi bahagian dalaman bangunan ini. Selain itu juga ia turut dilengkapi dengan pelindung matahari yang dilengkapi dengan pengesan untuk mengurangkan cahaya matahari memasuki bangunan secara terus dan ini mengurangkan suhu panas di dalam bangunan.

Beijing Airport, T3 Terminal

Beijing Airport T3, merupakan terminal kedua terbesar selepas Dubai International Airport. Dibina bagi menyediakan kemudahan pengangkutan menjelang Olimpik di Beijing pada tahun 2008.

Terminal ini dilengkapi dengan 25,000 monitor dan pengesan (sensors) untuk memastikan keselamatan dan juga penggunaan tenaga yang efisyen. Terdapat 10 stesen kerja yang mengawal air, suhu dan pengaliran udara melalui sistem automasi Schneider Electric yang dibekalkan oleh IBM, bagi memastikan kesemua sistem kawalan dan lebih daripada 1,600 kipas berfungsi dengan baik.

Musée du quai Branly, Paris

Pada tahun 2006, seluas 800 meter persegi dinding muzium ini telah ditukar kepada dinding daripada tumbuh-tumbuhan hidup dari serata dunia. Terdapat kira-kira 15,000 tumbuhan, daripada 150 jenis di tanam memenuhi ruang dinding bangunan ini dalam usaha untuk memperbaiki kualiti udara di persekitaran tersebut juga sebagai langkah penjimatan tenaga.

The Gates' Home, Washington

Rumah kediaman milik Bill Gates ini dilengkapi dengan ciri-ciri pintar yang mampu menukarkan persekitaran di dalam bilik mengikut ciri-ciri yang bersesuai dengan seseorang yang tinggal di rumah tersebut. Manakala tetamu pula akan dibekalkan pin untuk menukarkan tetapan ini sebaik sahaja memasuki bilik tersebut.

Dilengkapi dengan sistem server bagi keseluruhan kawasan, kolam renang 18 m (60 ft.) dengan sistem bunyi dalam air, gimnasium berkeluasan 230 m² (2,500 ft.²), ruang makan berkeluasan 93 m² (1,000 ft.²) dan lantai dengan dengan sistem pemanas.