Jurnal Teknologi Kedirgantaraan.
Vol.
IV No.
Juli 2019.
P-ISSN 2528-2778.
E-ISSN 2684-9704 DOI : https://doi.
org/10.
35894/jtk.
ESTIMASI DISTRIBUSI BERAT SAYAP DAN DISTRIBUSI
LIFT UNTUK OPTIMASI BENDING MOMENT
DENGAN SISTEM FUEL TRANSFER PADA PESAWAT
BOEING 737-500
Mufti Arifin*.
Endah Yuniarti.
Rafika Arum Sari.
Ahmad Akmal Said Fakultas Teknologi Kedirgantaraan.
Universitas Dirgantara Marsekal Suryadarma Komplek Bandara Halim Perdanakusuma.
Jakarta 13610.
Indonesia Corresponding Author : muftiarifin@universitassuryadarma.
AbstrakAe Selain sebagai penghasil gaya angkat, sayap berfungsi menahan beban yang terjadi pada struktur pesawat, seperti beban geser, puntir dan lentur .
Dari semua beban tersebut beban lentur .
merupakan beban terbesar yang diterima oleh sayap.
Pengaturan beban bending merupakan salah satu faktor utama dalam mengurangi beban yang dialami oleh sayap.
Namun, nilai optimal yang ditunjukkan berlawanan antara di darat dan di udara, untuk memanfaatkan keadaan tersebut digunakan sistem fuel transfer load Fuel transfer load alleviation merupakan suatu sistem yang otomatis memindahkan fuel lebih banyak di tangki bagian dalam pada saat di darat dan berada di tangki bagian luar pada saat di udara sehingga efek dari beban bending dapat dikurangi.
Beban bending yang dihasilkan merupakan hasil penjumlahan antara distribusi berat dan distribusi lift yang terjadi pada sayap sehingga untuk menghitung bending diperlukan data distribusi berat pada sayap.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui distribusi berat dan distribusi lift yang terjadi pada sayap pesawat Boeing 737-500.
Nilai distribusi berat dan distribusi lift menghasilkan optimasi moment pada dua keadaan yaitu, di darat dan di udara dengan tiga variasi fuel transfer yaitu, constant dengan nilai 40134,53 N, linier dengan nilai 48059,53 N, dan maximum dengan nilai 172386,50 N.
Kata kunci : sayap, fuel transfer, distribusi berat, distribusi lift, beban bending Abstract Ae Aside from being a manufacturer of lift force, a wing is functioning hold the load that occurs in the structure of the aircraft, such as the shear load, twist and bending.
Of all the load the load bending is the greatest burden are received by the wings.
Setting the load bending is one of the major factors in reducing the burden experienced by the wing.
However, the optimal value indicated opposite between on land and in the air, to take advantage of the situation to use fuel system transfers the load alleviation.
Fuel transfer load alleviation is a system that automatically move the fuel more in the tank at the time in part on land and are on the outside of the tank at the time in the air so that the effect of the load bending bending loads can be reduced, which generated as the result of addition between the weight distribution and the distribution of lift that occurs on the wings so as to calculate the bending data needed weight distribution and the distribution of lift on the wing.
This research aims to know the weight distribution occurs on the wings of the Boeing 737-500.
The value of the weight distribution and distribution of lift yield optimization moment on two States namely, on land and in the air with three variations of the fuel transfer that is, constant with a value of 53 N, linear with a value of 48059.
53 N, and the maximum value of 172386.
50 N.
Keywords: wings, fuel transfer, weight distribution, lift distribution, load bending I.
PENDAHULUAN
MLW
Empty weight Zero Fuel Pesawat A380 merupakan salah satu transportasi udara terbesar dan memiliki pengoperasian sistem pesawat.
Salah satu teknologi yang dipakai pada pesawat A380 adalah sistem fuel transfer load alleviation.
Fuel transfer load alleviation adalah sistem terbaru yang memanfaatkan sistem Fuel transfer untuk mengurangi beban yang dialami oleh sayap pesawat, terutama beban lentur .
yang dialami sayap.
Pengaturan beban bending pada sayap merupakan salah satu faktor utama dalam pengurangan beban pesawat, tetapi nilai optimal yang didapatkan berlawanan antara pada saat di darat dan di udara.
Untuk memanfaatkan kondisi ini pada dua kondisi tersebut maka digunakan sistem otomatis fuel transfer.
Fuel transfer secara otomatis dilakukan untuk mengatur fuel berada lebih banyak di tangki bagian dalam pada saat pesawat di darat dan berada lebih banyak di tangki bagian luar pada saat di udara .
Beban bending yang dihasilkan merupakan hasil perhitungan antara distribusi berat sayap dan distribusi gaya lift yang terjadi pada sayap pesawat sehingga untuk diperlukan data distribusi gaya lift yang terjadi di sayap pesawat.
Dengan latar belakang berikut, perhitungan dilakukan pada dua kondisi, yaitu kondisi saat pesawat berada di darat dan kondisi pada saat pesawat di udara.
Perhitungan berat sayap pesawat dan perhitungan distribusi gaya lift dilakukan dengan metode analitik, dengan metode tersebut dapat diketahui data berat sayap dan nilai distribusi lift dalam bentuk diagram, yang kemudian akan digunakan untuk menghitung beban bending yang terjadi pada sayap pesawat yang akan II.
METODE PENELITIAN
Spesifikasi Pesawat.
General Span
Length
Height
Cruise speed
MTOW
: 49.
890 kg : 31.
950 kg : 46.
490 kg Geometri Sayap Tabel 2.
1 Geometri Sayap B737-500.
Gross area .
Aspek Ratio
9,17
Taper Ratio
0,240
Root Chord .
7,32 Tip Chord .
1,62 C .
3,41 Dihedral (A) A Chord Sweepback (A) Gambar 2.
1 Geometri Sayap B737-500.
Gambar 2.
2 Jenis Airfoil pesawat Boeing 737-500.
Gambar 2.
3 Permodelan Airfoil Basic BAC450 dengan panjang chord 3,21m : 28,9 m : 31 m : 11, 1 m : 796 km/h : 60.
550 kg = .
,58 y 10Oe3 ) y 1,2571 y 1,089 y Dimensi Sayap 0,95 y 1 y 1,073 y .
y 6 .
90 y 0,8 ycOy.
]0.
55 y .
675 y .
Oe0.
45 y .
Oe1.
= ye, yiyayiya y .
ayiynyyeya Oe ye, ynycye.
yeye Setelah mengetahui wing weight basic, lalu tentukan Weight Trailing Edge Flap.
ycOycyceyce ycIyce = 2,706 y ycoyce .
cIyce ycayceyc ) ycOycyceyce 7,91 i.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perhitungan Berat Sayap Pesawat
B737-500
3AE4
ycOycoyce 2 ycycnycuyuyce ycaycuycuyce .
cAEyca )yce = 2,706 y .
,45 y 1,.
,91 y Gambar 2.
4 Dimensi Sayap B737-500.
3AE16 150 2 sin 40 cos 12,25 4 y [( ycOycyceyce = yeyaya, yiyiyi kg Setelah menetukan W tef, lalu dapat ditentukan Weight High-Lift Device.
Dimensi sayap B737-500 dapat dilihat pada Gambar 2.
3, sedangkan gambar dimensi yang digambar dengan Solidwork ditampilkan pada Gambar 3.
ycOEaycoycc = ycOycyceyce ycOycoyceyce ycOEaycoycc = 401,776 218,86 ycOEaycoycc = yiyaya, yiycyikg Setelah mendapatkan nilai dari persaamaan-persamaan di atas, maka dapat dimasukan persamaan ycyeo = ycyc yeEyeCyeiyeOyeE ya.
cyeOyesyeI ycyeiyec ) Gambar 3.
1 Dimensi Sayap memakai Software Solidwork Untuk dapat mengetahui berat sayap dapat dihitung menggunakan Persamaan Wing Weight dengan sudut 16A saat posisi pesawat saat climb , sebagai berikut :
ycOyc = ycyaycyeyc, yiyiya yas Perhitungan Distribusi Berat Sayap = 15671,8305 ycA Pembagian wing section pada setiap sayap yang dapat dilihat pada Gambar 3.
Dimana :
ycOycOycaycaycycnyca = .
,58 y 10Oe3 ) y ycoycuycu ycoyuI ycoyce ycoycyca ycoycyc y .
coyca ycuycycoyc .
cOyccyceyc Oe 0.
8ycOyc )]0.
55 y Oe0.
= 4,7061 y .
940 Oe 4,8ycOy.
0,55 1,2 .
,636 0,015ycOy.
Perhitungan yang dilakukan hanya menggunakan 1 sayap dan wing area pun hanya memakai 1 bagian sayap.
yaAyceycycayc ycIyceycoycycycEaycuycyca yaAyceycycayc ycycaycycaycy = ycos.
A) ycyeo = ycyc yeEyeCyeiyeOyeE ya.
cyeOyesyeI ycyeiyec ) yca1.
cAEyc.
yc ycOyc Oe1.
caycuycu1 ) Wing Section 1 = Areay weight/area = 4,104y3584,622 = 14711,29 N Tabel 3.
2 Fuel Weight Distribution Gambar 3.
2 Wing Section Wing Section 1 =Areay Weight/Area = 9,785y 286,462 = 2802,97 N Tabel 3.
1 Weight Distribution Perhitungan Distribusi Lift C Mencari nilai ya1, ya2, ya3 dan ya4 2yuUya 2 y 3,14 y 9,17 = 11,094 yaycoyu cos ya0,25 5,727 y cos 25 Distribusi Berat Fuel Per Section Pembagian section pada tangki dibagi menjadi 10 bagian pada tangki bahan bakar.
Dengan berat bahan bakar 76137,36514N dan luas tangki bahan bakar pada satu bagian sayap adalah 21,24 m2 dapat diperoleh weight/Area 3584,622 N/m2.
Gambar 3.
4 Diagram diedrich method.
Nilai C1 = 0,5 .
C2 = 0,1 .
C3 = 0,39, dan C4 = C Mencari nilai yaI yaI merupakan fungsi dari span per aspek ratio sehingga dapat dihitung dengan rumus :
ya = yca/ya = 28,8 m / 9,17 = 3,1406 m Mencari nilai merupakan non-dimentional parameter spanwise station yang dapat dihitung dengan rumus :
yc 0yco yuC = yca = 28,8 yco = 0 .
AE2 Gambar 3.
3 Fuel Tank Section.
AE2 Nilai yu0,1 ditentukan dari berdasarkan twist lokal pada kondisi CL = 0 dimana asumsi nilai yu0,1 = -2o (-0,0349 ra.
Tabel 3.
3 Wing Section section y .
C Mencari yayu ya yayu = ya1 Oo ycyceyca ya2 Oo Oo Oo1 Oe yuC 2 yuU ya3 Oo yce = 1,643743 C Mencari nilai f Nilai f ditentukan dengan melihat nilai = 0 dan yuyu = 26,968 sehingga dapat dilihat diagramnya seperti pada gambar berikut :
Tabel 3.
4 Nilai La Csec Mencari Lb yayca = yu Oo ya .
ayca Oo ya4 Oo uyu Oo cos yuA ( yu0,1 )] = Oe0,029645 yuAyc Tabel 3.
5 Nilai Lb Gambar 3.
5 Nilai fungsi f pada setiap section sayap.
Mencari yu = Oo1 Oe ycA2 = Oo1 Oe .
2 = 0,9270 Mencari ya = 1 yuI) =1 2 y0,24 9,17 .
1,0422 C
Mencari uyu uyu = 1/4AEyu = 25AE0,9270 = 26,9676A Mencari A yuA = yuC Oo yuAyc = 0,0 y 0,05236 ycycaycc = 0 Mencari yu0,1 Mencari yayco tiap section yayco = yuA yca .
ayca Oo yaya yc 0 yayca ) yaycyceyca ya yayco1 = 0,523051 Tabel 3.
6 Nilai Cl tiap section wing section Csec .
Clsec Dari hasil di atas diperoleh perbandingan distribusi berat fuel pada saat di darat dan di udara.
Pada setiap kondisi diaplikasikan ke tiga sistem pentrasferan fuel, untuk mengetahui selisih distribusi berat fuel sebelum di transfer dan sesudah di transfer.
Gambar 3.
6 Diagram distribusi lift Hasil Distribusi Lift Nilai distribusi lift tiap section didapatkan dari persamaan lift standar Sistem Fuel Transfer Constant Berdasarkan Tabel 3.
8 dan 3.
9, selisih moment saat di darat dan di udara sebelum transfer adalah 2001208,45 N.
m dan sesudah transfer adalah 1961074,93 N.
Sedangkan, tinggi defleksi saat di darat dan di udara sebelum transfer adalah 0,050972 m dan sesudah transfer adalah 0,049332 m.
Dengan diketahui selisih moment dan tinggi defleksi pada saat sebelum dan sesudah transfer pada kondisi di udara dan darat adalah 40134,53 m dan 0,001639 m.
ya = yuU Oo yc 2 Oo yaya Oo ycIycycnycuyci ya1 = 38918,66 ycA Secara keseluruhan nilai distribusi Lift di tiap section dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3.
7 Nilai lift tiap section Csec .
Clsec Lsec (N) Analisis dan Perbandingan Sistem Fuel Transfer Linier Berdasarkan Tabel 3.
10 dan 3.
selisih moment saat di darat dan di udara sebelum transfer adalah 2001206,45 N.
dan sesudah transfer adalah 1953149,63 Sedangkan, tinggi defleksi saat di darat dan di udara sebelum transfer adalah 0,050972 m dan sesudah transfer adalah 0,048967 m.
Dengan diketahui selisih moment dan tinggi defleksi pada saat sebelum dan sesudah transfer pada kondisi di udara dan darat adalah 48059,53 m dan 0,002005 m.
Tabel 3.
8 Moment Pesawat ketika Fuel Transfer Constant Pada saat di Udara Tabel 3.
9 Moment Pesawat ketika Fuel Transfer Constant Pada saat di Darat Tabel 3.
10 Moment Pesawat ketika Fuel Transfer Linier Pada saat di Udara Tabel 3.
11 Pada saat di Darat Moment Pesawat ketika Fuel Transfer Linier Tabel 3.
12 Moment Pesawat ketika Maximum Fuel Transfer Pada saat di Udara Tabel 3.
13 Moment Pesawat ketika Maximum Fuel Transfer Pada saat di Darat c.
Sistem Fuel Transfer Maximum
DAFTAR PUSTAKA