Buat Mainan Sains Helikopter Gabus Bisa Terbang

Mainan edukatif ini dapat dengan mudah dibuat di rumah dari gabus. Material gabus ini kadang disebut  polistiren, polistirena, polystyrene, styro foam. Gabus yang digunakan adalah wadah makanan berbentuk piring segiempat. Tampak pada foto di bawah wadah polistiren yang digunakan untuk menyimpan buah apel.

Ada wadah permukaannya bergelombang, pilih yang permukaannya rata dan halus. Wadah tersebut dipotong membentuk baling-baling, lalu diamplas agar bagian atasnya menjadi cembung sehingga membentuk airfoil. Jika baling-baling diputar maka akan menghasilkan gaya angkat yang membuatnya melayang di udara. Mirip seperti helikopter.

Video berikut memperlihatkan prosedur pembuatan helikopter sederhana ini.

Baling-baling ini diterbangkan dengan memutar gagangnya dengan jari. Gagang tersebut terbuat dari sedotan minuman berdiameter 12 mm, disebut juga bubble straw.

Karena desain bilah baling-baling yang simetri kiri dan kanannya, maka putaran baling-baling bisa ke kiri (melawan jarum jam) dan bisa juga ke kanan (searah jarum jam) dan baling-baling tetap bisa melayang di udara.

Video berikut memperlihatkan baling-baling diputar dengan jari lalu melayang dan kemudian mendarat dengan lembut. Baling-baling masih berputar beberapa saat setelah mendarat di lantai. Mirip seperti helikopter sebenarnya.

Video 240 fps (frame per second) memperlihatkan detail putaran baling-baling saat terbang. Tapi tipe helikopter ini sedikit berbeda, karena diberi tambahan karton merah pada ujung baling-baling agar terlihat jelas. Helikopter dengan karton diujung bilah baling-baling dapat membuatnya terbang lebih jauh.

Langkah pertama untuk membuat baling-baling helikopter ini adalah memotong wadah polistiren untuk diambil bagian dasarnya. Ketebalan wadah ini sekitar 3-4 mm,

Kemudian digambarkan bentuk segiempat kubus berukuran 80 x 80 mm, sebagaimana foto di bawah.

Lalu ditarik garis diagonal pada semua sudut-sudut kubus, agar memudahkan menggambar bilah (blade) dari baling-baling yang simetri. Sebagaimana gambar di atas, ukuran lebar bilah berkisar 14 - 16 mm.

Potong bilah dengan hati-hati jangan sampai bagian tengah ikut terpotong, sebagaimana foto di bawah.

Bagian atas sisi bilah baling-baling kemudian di amplas dengan amplas halus sehingga membentuk airfoil.

Sebaiknya baling-baling dan amplas dibasahi dengan air agar debunya tidak beterbangan.

Setelah diamplas maka baling-baling akan berbentuk sayap (airfoil) dengan penampang bagian atas cembung dan bagian bawah lurus, sebagaimana foto di bawah.

Bentuk bilah simetri kiri dan kanannya. Tidak seperti bilah helikopter umumnya, bilah ini tidak mempunyai sudut serang (angle of attack). Oleh karena desain tersebut, maka baling-baling dapat diputar ke kiri maupun ke kanan agar menghasilkan gaya angkat.

Siapkan sedotan minuman berdiameter 12 mm. Potong sedotan minuman sepanjang 25 mm.

Gunting salah satu ujung sepanjang 5 mm sebanyak 4 buah agar membentuk lidah-lidah.

Keempat lidah tersebut dikembangkan.

Gunakan pita isolasi kertas untuk menempelkan sedotan pada bagian bawah baling-baling. Pastikan posisinya di tengah. Jika menggunakan lem maka harus lem khusus untuk polistiren,

Perhatikan bahwa bagian cembung airfoil harus menghadap ke atas

Helikopter siap diterbangkan dengan memutarnya dengan jari. Jika baling-baling diposisikan agak menunduk sebagaimana foto di atas, maka akan terbang ke arah menunduknya. Dalam hal foto di atas maka akan terbang ke arah kanan foto. Prinsip yang sama  bisa diterapkan pada baling-baling helikopter sebenarnya untuk bergerak ke arah depan, samping, bahkan mundur.

Baling-baling ini menghasilkan gaya angkat (lift) karena adanya perbedaan kecepatan aliran udara di bagian atas dan di bagian bawah.

Tampak pada gambar di atas, Karena bentuk sayap yang cembung di atas dan lurus di bawah, maka aliran udara dari kiri yang menuju ke atas sayap (titik A) harus melalui jarak yang lebih jauh daripada aliran udara yang melewati bawah sayap.

Kedua aliran akan bertemu kembali di sebelan kanan gambar. Akibat jarak A yang lebih jauh dari jarak B, maka kecepatan aliran A akan lebih cepat dari aliran B.

Karena kecepatan A lebih tinggi maka tekanannya jadi lebih rendah dari B. Tekanan udara di B akan menekan sayap ke atas sehingga menghasilkan gaya angkat (lift).

Bilah simetris memungkinkan baling-baling ini diputar searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam untuk menghasilkan gaya angkat.