LEONARDO DA VINCI DAN 109 TAHUN PENERBANGAN

Leonardo-Da-Vinci

Tanggal 17 Desember 1903 antara pukul 10.30 dan tengah hari, umat manusia mencatat sejarah besar ketika Wright bersaudara mampu mewujudkan impian jutaan orang untuk mengangkasa di udara bagaikan burung.   Hari itu, dua montir sepeda dari Ohio bernama Wilbur Wright dan Orville Wright secara meyakinkan mampu terbang dengan mesin secara terkendali sejauh 36,5 meter setinggi 3 meter selama 12 detik di kaki bukit pasir Big Kill Devil, dekat Kitty Hawk, North Carolina.   Diawali hari bersejarah itu (yang kemudian dikenal sebagai Hari Penerbangan Sedunia), dunia penerbangan kemudian mencatat lompatan-lompatan teknologi yang fantastis sehingga manusia “hanya” butuh waktu 66 tahun untuk akhirnya mendarat di bulan pada tahun 1969.   Seakan tidak bisa berhenti, teknologi penerbangan terus meraih pencapaian yang mampu mengubah cara hidup manusia hingga seorang Alvin Toffler sekalipun sangat yakin bahwa setelah era informasi, akan datang “aerospace era”.   Namun tahukah anda bahwa impian manusia untuk terbang telah diawali sejak berabad-abad lampau ketika para pemikir, filosof, dan ilmuwan menggagas berbagai kemungkinan bagi manusia untuk terbang.   Nah, bila anda adalah pecinta bacaan detektif, konspirasi atau religi sekaligus serta tidak melewatkan bacaan kontroversial The da Vinci Code, anda boleh merasa surprised karena ternyata lukisan-lukisan seperti “Mona Lisa”, “The Last Supper”, atau “Madonna of the Rock” memiliki hubungan yang erat dengan dunia penerbangan.   Lho, kok bisa?   Ya, karena Leonardo da Vinci adalah salah satu tokoh yang memiliki sumbangsih besar bagi teknologi penerbangan ini.

Leonardo dilahirkan pada tanggal 15 April 1452 di Anchiano, dekat Vinci di kota Florence.   Ia putra dari pasangan seorang notaris, Ser Piero dan seorang wanita muda bernama Caterina (keduanya tidak menikah).  Salah satu karyanya yang terkenal (yang kemudian menjadi akar kontroversi dalam The da Vinci Code) “The Last Supper” (Perjamuan Terakhir) ia kerjakan sejak 1495 hingga selesai tiga tahun kemudian.   Karya terkenalnya yang lain, “Mona Lisa” ia kerjakan di Florence pada tahun 1504.   Sementara itu ia mempelajari ilmu anatomi, perencanaan kota, optik dan hydraulic engineering di Milan sejak 1508.   Ia meninggal dunia dengan segala kekayaan karyanya pada tanggal 2 Mei 1519 dan dikuburkan di Gereja Saint Valentine di Amboise.   Pada tanggal 23 April 1519 ia mewariskan seluruh karyanya yang berupa manuskrip, gambar-gambar dan berbagai instrumen serta peralatan kepada murid kesayangannya Francesco Melzi.   Sementara kepada muridnya yang lain, Salai, ia meninggalkan lukisan-lukisannya di studio, termasuk “Mona Lisa”.   Ketika Melzi kemudian meninggal dunia pada tahun 1579, warisan karya Leonardo mulai tercecer.

Kontribusi Da Vinci Bagi Dunia Penerbangan

Bagi dunia penerbangan dan kedirgantaraan, hasil pemikiran ilmuwan yang memiliki kelainan dyslexia (kesulitan untuk memahami bacaan, hitungan dan konsep secara normal) ini berjumlah sekitar 700 buah (dari sekitar 5000 halaman gambar-gambar dan catatan-catatan yang pernah dibuat sepanjang hidupnya), sebagian besar berupa coretan-coretan dan gambar yang belum sempat ia buat modelnya.   Pemikiran Leonardo tentang “terbang” meliputi konsep pesawat terbang itu sendiri, model sayap, pengukur kecepatan dan arah angin hingga instrumen-instrumen.  Pemikiran Leonardo tentang “terbang” ini terkumpul dalam Codex “On the Flight of Birds” yang disimpan di Biblioteca Reale Turin, Italia dan Codices of the Institut de France di Paris, Perancis. Gagasan Leonardo itu sebagian besar telah dituangkan dalam bentuk replika di National Museum of Science and Technology Leonardo da Vinci di Milan, Italia.   Dalam banyak dokumennya, ia menyertakan tulisan-tulisan yang ditulis secara terbalik (mirror image writing)—salah satu keistimewaan seorang dyslexic—yang menjelaskan arti atau kegunaan alat/instrumen yang digambarnya.

Apa saja yang telah digagas Leonardo da Vinci untuk mewujudkan impian manusia agar dapat terbang sebagaimana layaknya burung di udara?   Beberapa yang terpenting akan dijelaskan berikut ini.

1.         Kapal Terbang (Flying Ship).   Berbentuk sebuah kapal terbang kecil yang dilengkapi dengan sayap (flapping wings) dan helm.   Ini adalah salah satu gagasan paling imajinatif Leonardo tentang mesin terbang.   Kursi penerbangnya terletak di dalam cerukan berbentuk setengah tabung (seperti perahu) yang juga diisi semua sistem mekanis (screws, nut dan crank) yang mengendalikan dua sayap yang mirip sayap kelelawar.   Yang menarik khususnya adalah bentuk permukaan besar di bagian ekor, kemungkinan besar adalah sistem untuk menyesuaikan posisi terbang dan tentu saja arah dari kapal terbang itu sendiri.   Gambar kapal terbang ini tidak disertai catatan Leonardo dan mungkin dikerjakannya antara tahun 1486 dan 1490.   Gambar ini menarik karena untuk pertama kalinya gambar ini menjelaskan adanya bidang ekor yang besar untuk memberi kestabilan terbang dan mendarat serta adanya bentuk badan (fuselage).   Sayap dioperasikan dengan alat berupa screw dan nut-screw yang dirancang khusus untuk mengurangi stress dan terletak di pegangan tangan serta digerakkan oleh dua orang sebagai awak pesawatnya.

Kapal Terbang Da Vinci

Kapal Terbang Da Vinci

2.         Struktur Sayap.   Studi tentang struktur sayap menandai momen penting dan kritis bagi pencarian Leonardo untuk merancang sebuah mesin yang dapat menerbangkan manusia.   Gambar berikut menunjukkan sebuah bentuk sayap kelelawar dengan rangka kayu dan ranting yang dibalut serat.   Sayap ini, dengan ruas-ruas dan pelapisnya, terbuat dari poros kayu dengan roda penggerak kayu di bagian depannya.

Struktur Sayap Da Vinci

Struktur Sayap Da Vinci

Folio ini, yang diperkirakan dibuat antara tahun 1486 dan 1490, berisi gambar dengan pena, dengan beberapa garis dari pensil, dari sebuah sayap mekanis yang dilapisi kain dan digerakkan melalui pengangkat tuas (kanan bawah pada gambar).   Tidak ada keterangan pada gambar ini.   Mekanisme di atas dirancang untuk menggerakkan sayap melalui sebuah tuas, yang menggulung tali melalui pengungkit.

3.         Sayap Buatan (Articulated Wing).   Leonardo merancang alat ini, dilengkapi dengan mekanisme hambat dan puntir di bagian luarnya, dalam usahanya untuk secara sempurna menghasilkan struktur sebuah sayap burung.   Tujuan alat ini adalah untuk menjamin gerakan balik yang otomatis dari sayap yang dilenturkan.   Perhatian khusus diberikan dalam hal pegas dan sendi-sendi yang menghubungkan bagian-bagian berbeda dari sayap tersebut.

'Articulated Wing' Da Vinci

‘Articulated Wing’ Da Vinci

Folio ini, yang kemungkinan dibuat sekitar tahun 1496, berisi studi tentang sebuah sayap buatan dan detil pada sendi-sendi penghubung serta pegas yang dipasang pada konstruksinya.   Gambar ini dibuat dengan pena dan pensil dan bertuliskan huruf-huruf  n-r-m-o-f , yang dibuat sebagai keterangan gambar.   Catatan berikut dibuat di bawah gambar besar sayap “kain linen berbentuk ekor merpati”, yang ditulis di tepi gambar : “Tolli n’iscambio di molla, fila di ferro sottili e temperate; le quali fila sieno di medesima grossezza e lunghezza infra le legature e arai le molli d’equal potenzia e resistenziam se le fila in ciascun sieno di pari numero” (mekanisme pegas menggunakan kabel tipis dan keras; bila bagian kabel di antara sendi-sendi memiliki ketebalan dan panjang yang sama dan bila tiap pegas memiliki jumlah bagian kabel yang sama, maka akan dihasilkan pegas-pegas dengan kekuatan dan ketahanan yang sama).

4.         Parasut.   Dalam catatannya, Leonardo menerangkan bahwa dengan kain yang dibentuk piramid dengan panjang rusuk 12 yard (sekitar 7 meter) menyilang dan sama panjang, bila tetap dalam keadaan terbuka, “ognuno si potrà gettare da qualsiasi altezza senza alcun rischio” (siapa saja dapat melompat dari ketinggian berapapun tanpa resiko sama sekali).

Parasut Da Vinci

Parasut Da Vinci

Folio tersebut berisi gambar-gambar yang berhubungan dengan studi tentang penerbangan mekanis, yang diselesaikan antara tahun 1483 dan 1486.   Di bagian atas folio, prinsip resiprositas aerodinamika diperkenalkan untuk pertama kalinya, seiring dengan konsep pembuatan parasut dengan penjelasan gambar sebagai berikut : “Se un uomo ha un padiglione di pannolino intasato che sia di 12 braccia per faccia e alto 12, potrà gittarsi d’ogni grande altezza senza danno di sé” (bila seseorang diberi kain yang dijahit rapat-dengan panjang 12 yard pada tiap sisinya dan tinggi 12 yard, ia dapat melompat dari ketinggian seberapapun tanpa mengalami cedera).   Karena ukuran “braccio” (yard) Florence saat itu setara dengan lebih kurang 60 cm, maka parasut Leonardo dapat dikatakan sebanding dengan sebuah piramid empat sisi dengan tinggi dan panjang sisi miringnya 7,2 meter.

5.         Glider dengan Manoeuverable Tips.   Ketika merasakan sulitnya mewujudkan impian terbang dengan mesin bertenaga manusia, Leonardo mulai mempelajari gliding flight (terbang meluncur tanpa mesin).   Dalam pesawat glider rancangannya, posisi penerbang diandaikan sedemikian rupa sehingga ia mudah menyeimbangkan dirinya dengan menggerakkan bagian bawah tubuh secukupnya.   Sayap glider ini, yang merupakan tiruan dari sayap kelelawar dan burung-burung besar, dipasangkan di bagian terdalam (terdekat dengan penerbangnya) dan dapat bergerak bebas di bagian luarnya.   Bagian luar ini bahkan dapat  ditekuk oleh si penerbang dengan kabel yang digerakkan melalui beberapa pegangan (handles).   Leonardo mengembangkan solusi ini setelah mempelajari struktur sayap burung dan mengamati bahwa bagian dalam sayap mereka bergerak lebih lambat daripada bagian luarnya dan oleh karenanya bagian ini berfungsi lebih untuk bertahan (tetap mengudara) daripada sekedar mendorong ke depan.

Gilder Da Vinci

Gilder Da Vinci

Gambar dibuat dengan pena.   Folio tersebut berisi tiga gambar sayap buatan yang digerakkan dengan sabuk yang diikatkan ke kaki dan badan si penerbang.   Leonardo membuat struktur sayapnya streamline dengan sayap yang terpasang langsung ke badan penerbang (ornithopter).   Catatan di tepi folio tidak mengacu pada gambarnya melainkan berisi catatan tentang gerakan air yang mengalir dari pegunungan.

6.         Anemometer.   Salah satu dari dua jenis anemometer yang digambar Leonardo adalah sebuah rancangan sederhana.   Terbuat dari rangka kayu bergerigi dengan bilah yang digerakkan oleh angin sehingga menunjukkan arah angin tersebut.   Alat ini dirancang untuk mempelajari kondisi cuaca, dengan tujuan menambah tingkat keamanan penerbangan.

Anemometer Da Vinci

Anemometer Da Vinci

Folio ini berisi berbagai gambar mesin terbang dan alat-alat lainnya dengan sifat yang beragam.   Gambar anemometer, yang bertanggal antara tahun 1483-1486, dilengkapi dengan sebuah keterangan menarik, yang di dalamnya Leonardo menekankan perlunya melengkapi alat tersebut dengan jam untuk mengukur dan mencatat kecepatan angin : “A misurare quanta via si vada per ora col corso d’un vento. Qui bisogna un orilogio che mostri l’ore, punti e minuti” (Untuk mengukur jarak yang dilalui per jam dengan kekuatan angin.   Jam penunjuk waktu diperlukan di sini).

7.         Inclinometer.   Alat ini digunakan untuk mengetahui posisi mesin terbang saat di udara.  Agar si mesin terbang mencapai posisi horisontal pada kondisi terbang tertentu, bola kecil dalam tabung berbentuk loceng harus berada tepat di tengah-tengah alat ini.   Kaca lonceng ini adalah untuk mencegah angin agar tak mempengaruhi bola.

Inclinometer Da Vinci

Inclinometer Da Vinci

Pada bagian atas folio tersebut ditunjukkan gambar yang berhubungan dengan berat yang diukur dengan timbangan, dan percobaan-percobaan untuk mengukur kekuatan sekrupnya.   Pada bagian bawah adalah gambar inclinometernya, yang bertanggal antara tahun 1483-1486.   Di sebelah gambar alat ini, yang digunakan untuk mengukur ketegakan (verticality) dan digunakan untuk terbang, adalah keterangan gambarnya “non ci vuol dare il vento” (pasti tidak ada angin) dan juga “Questa palla dentro al cerchio ha esser quella che ti farà guidare lo strumento diritto o torto, come vorrai, cioè quando vorrai andare pari, fa che la palla stia nel mezzo del cerchio, e la pruova te lo insegnerà” (bola di tengah lingkaran akan memungkinkan anda untuk mengarahkan mesin (terbang) anda.   Artinya, kapanpun anda ingin terbang secara horisontal, pastikan bola berada di tengah lingkaran.   Cobalah dan anda akan membuktikannya).

(Catatan penulis : dalam konfigurasi pesawat-pesawat sekarang, inclinometer ini diwujudkan secara modern dalam bentuk instrumen yang dikenal dengan nama Artificial Horizon (A/H)-untuk pesawat buatan Amerika, atau Artificial Directional Indicator (ADI)-untuk pesawat Eropa.   Dalam perangkat instrumen ini, terdapat sebuah bola besar dengan skala-skala yang berfungsi untuk menunjukkan attitude/sikap pesawat (miring ke kiri, kanan atau level) dan bola kecil di bawahnya untuk menunjukkan sikap lateral pesawat terhadap heading/arah yang ditempuhnya).

8.         Sekrup Terbang (Aerial Screw).   “Trovo, se questo strumento a vite sarà ben fatto, cioè fatto di tela lina, stopata i suoi pori con amido, e svoltata con prestezza, che detta vite si fa la femmina nell’aria e monterà in alto” (Saya percaya bahwa bila alat sekrup ini dibuat dengan benar, artinya dibuat dari kain (linen), pori-pori yang tertutup oleh kanji, dan bila alat ini diputar dengan cepat, sekrupnya akan mengaitkan gigi-giginya ketika berada di udara dan akan bergerak ke atas di ketinggian).   Ini adalah salah satu gambar Leonardo yang terkenal.   Beberapa ahli menyebutnya sebagai “nenek moyang” helikopter.   Satu-satunya gambar yang mengikuti catatan Leonardo adalah sketsa sebuah sekrup terbang dengan diameter 5 meter, terbuat dari serat tipis, kain linen dan kabel, (diperkirakan) digerakkan oleh empat orang yang mungkin saja berdiri di bagian tengah dan menghasilkan tekanan pada batang-batang di depannya dengan tangan mereka, sehingga membuat porosnya berputar.   Jadi, mesin yang kemudian dirancang ini kemungkinan tidak pernah terangkat atau digerakkan dari tanah; namun idenya tetap, bahwa bila ada kekuatan penggerak yang cukup, mesin ini akan terangkat dari tanah dan berputar di udara.

Sekrup Terbang Da Vinci

Sekrup Terbang Da Vinci

Gambar sekrup terbang ini dibuat sepanjang periode pertama Leonardo di Milan dan kemungkinan bertanggal antara 1483-1486.   Sekrup terbang ini berbeda dari mesin yang lain karena ia direncanakan untuk studi tentang efisiensi propeler dan bukan sebagai mesin terbang yang sesungguhnya.   Dalam catatan yang menyertai gambar ini, Leonardo bahkan menyarankan (dengan contoh) bahwa apa yang ia rancang dapat dicoba dengan menggunakan bahan kayu yang tipis dan lebar, lalu diputar dengan cepat di udara.   Akan terbukti bahwa lengan orang yang memutar batang poros sekrup akan tertarik ke atas ke arah poros itu sendiri.   Dalam catatan yang sama, Leonardo menyarankan memakai model dari kertas dan meluncurkannya dengan kumparan pegas yang dibalutkan di sekeliling sekrup.    Penyebutan yang spesifik tentang sekrup terbang ini memperkuat asumsi bahwa model ini sebenarnya adalah representasi dari permainan kincir (mungkin seperti gasing di Indonesia), sebuah permainan yang sudah populer di masa Leonardo.   Karena ukurannya yang kecil, mainan itu dapat dimainkan dengan pegas atau lebih baik lagi dengan tali kecil, yang cepat terbuka sehingga sekrup dapat berputar karenanya dan bergerak ke atas.   Ini bisa jadi sumber ilham bahwa mekanisme yang sama, yang lebih besar ukurannya dan diputar dengan kekuatan penggerak yang cukup, dapat terangkat dari tanah.

Masih terdapat beberapa gagasan lainnya yang menegaskan betapa Leonardo betul-betul memimpikan manusia suatu saat nanti dapat terbang seperti layaknya burung.   Leonardo sepertinya terobsesi dengan mekanisme kerja sayap burung atau kelelawar yang mampu menerbangkan mereka ke manapun mereka ingin.   Ini bisa dilihat dari coretan-coretannya tentang sayap dan peralatan-peralatan untuk membuat sayap ini bekerja seperti sayap burung/kelelawar.   Coretan-coretan itu antara lain: mesin sayap tekuk dengan bearing vertikal, struktur sayap dengan kemiringan yang adjustable, alat untuk menguji tekukan sayap, alat penekuk sayap dengan sistem sekrup, anemoscope, dan mesin pegas untuk kapal terbang.   Umumnya coretan-coretan ini belum sempat dibuat modelnya, apalagi diuji kinerjanya.   Dengan perkembangan ilmu pengetahuan aerodinamika dan fluida, akan nyata bahwa sebagian besar konsep Leonardo sulit untuk diharapkan bekerja seperti keinginannya.   Namun bagaimanapun, Leonardo telah merintis secara nyata apa yang diimpikan manusia sejak lama: terbang.   Rintisannya bukan sekedar mitos atau dongeng, melainkan terwujud dalam gambar-gambar serta tulisan-tulisan yang dapat kita lihat hingga kini.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s