Top Banner

of 19

Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

Jul 08, 2018

Download

Documents

DeniHaryadi
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    1/45

    li

    Moch.

    Sldrsnet

    Woluyo

    Seri

    Teknik

    Pen€,borgan

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    2/45

    DESAII,I

    DAt.l

    PERHITUI,IGAI-I

    PE$AUIJATTERBANG

    IR.

    MOCH.

    SLAMET

    WALUYO

    FUMIG^s{

    Penerbit

    AN

    Dl

    Yogyakarta

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    3/45

    *

    $

    $[P

    t$fi$

    li

    t'

    t;

    ii

    1,

    Desain

    dan

    Perhitungan

    PesotDot

    Terbang

    Oleh:

    Ir. Moch.

    Slomet

    WaluYo

    Hak

    CiPta

    @

    1996

    Pada

    Penulis'

    Dilarang

    mentperbanyak

    sebagian

    atau

    seluruh

    isi

    buku

    ini

    .

    dalam

    bentuk

    apapun,

    tanpa

    izirt

    tertulis

    dari

    penulis'

    Edisi

    Pertam'a

    .;,;',

    ..

    Cetakan

    Pertann,

    1996

    l:-:.

    ,,

    "t

    n--.-- ..,.

    ,

    ,i

    Penerbil:

    \ /l

    $;DI

    /t

    '

    //

    Jl.

    Beo

    38-40,

    z/

    ,;r'

    Teb.

    Q274)

    561881

    (Huntirlg),

    Facs

    (0274)

    588282

    YogYakarto

    55281

    Percetahan:

    ANDI

    OFFSET

    Jl.

    Beo

    38-40,

    Telp.

    (027Q 561881

    (Hunting), Facs

    (0274)

    588282

    YogYaharta

    55281

    t'r,.:1,,;.1:i

    Jaira

    'i

    ilnur

    zrs:Zrgt7ry7t"

    Perpustahoan

    Nclsional:

    Kot,log

    Dolo

    T"tbiton

    Waluyo,

    Moch.

    Slanret

    Desain

    d,an

    perhitungan

    pesawat

    terbang

    /

    Moch'

    Slanrct

    Waluyo.

    -

    Ed.

    1,

    Cet. 1.

    -

    Yogyakarta:

    Artdi'

    1996

    ,-i

    +

    82

    hlnr.

    ;

    ilus.; 16

    x

    23

    cnt

    -

    (Seri

    teknik

    penerbangatt)

    ISBN:

    979'533-371-2

    1. Pesawat

    terbang

    I.

    Judul

    629.1

    33

    629-96-006

    KATA

    PENGANTAR

    Menurut

    perkembangan

    dan kemajuan

    IPTEK

    yang

    berkem-

    bang

    dengan

    pesat

    rnaupun industri

    dengan peralatan

    mesin yang

    canggih

    perlu

    adanya

    literatur

    (kepustakaan)

    terutama

    pada

    Ju-

    rusan

    Mesin.

    Yang

    akan

    dibicarakan

    pada

    buku ini

    adalah

    aerodi.namika

    yang

    penerapannya

    dalam

    industri

    mesin

    misalnya

    pada

    pesawat

    terbang,

    mobil dengan

    kecepatan

    2OO km/jam

    atau

    lebih,

    kereta

    api

    dengan

    kecepatan

    300

    km/jam atau

    lebih

    serta kapai-kapal

    atau

    benda-benda

    yang

    bergerak,

    yang

    tentu membutuhkan

    bentuk

    aerodinamika

    yang

    efektif.

    Dalam

    buku

    ini

    akan dibicarakan

    sebagai

    berikut;

    -

    Desain

    dan Perhitungan

    Pesawat

    Terbang

    -

    Konstruksi

    dan

    Dasar dari Pesawat

    -

    Konstruksi

    dari

    Badan

    dan Perhitungan

    Tegangan

    Bagian

    Ekor dari

    Pesawat

    Sistem

    Penggerak

    Kontrol

    Vibrasi

    Elemen

    dari Pesawat

    Pemecahan

    Persoalan

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    4/45

    Mudah.mudahanbukuinidapatbermanfaatdandapatdigu-

    nakan

    sebagai

    bahan

    ujian

    sarjana,

    skripsi

    (tugas

    akhir,

    pilihan

    atau

    spesialisasi)

    bagi

    para mahasiswa,

    khususnya

    Jurusan

    Mesin'

    Penulis,

    (lr.

    Moch.

    Slamet

    Walul'o)

    --------

    DAFTAR ISI

    KATA PENGANTAR

    iii

    DAFTAR

    ISI

    v

    BAB

    I

    DESAIN DAN

    PERHITUNGAN

    PESAWAT

    TERBANG

    1

    I.1

    Kekuatan

    yang

    Bekerja

    pada

    Pesawat

    1

    1.2 Terbang Melengkung

    3

    I.3

    Penggunaan

    Material

    dalam

    Konstruksi

    dari Pesawat 6

    L4

    Material Konstruksi

    dari

    Pesawat

    dan Penggunaan-

    BAB

    II

    il.1

    1.2

    II.3

    Il.4

    IiAB

    III

    nya

    di

    Lapangan

    KONSTRUKSI

    DAN DASAR PERHITUNGAN

    DARI

    PESAWAT

    Konstruksi

    Sayap

    Diagram

    Kekuatan

    Konstruksi

    Sayap

    Menggambarkan

    Konstruksi Kekuatan

    Geser,

    Momen

    Lentur

    dan Momen Puntir

    Perhitungan

    Tegangan

    dari Sayap

    KONSTRUKSI

    DARI BADAN

    DAN

    PERHITUNGAN

    TEGANGAN

    B

    13

    13

    19

    23

    29

    2.?

    30

    31

    34

    ilLl Fungsi

    Badan

    dan Persyaratannya

    IlI.2

    Bentuk

    dari Badan

    dan Parameter

    Utamanya

    III.3

    Elemen-elemen

    Tenaga

    Konstruksi

    dari

    Badan

    III.4

    Perhitungan

    Tegangan

    dari Badan

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    5/45

    I

    Desain dan Perhitunsan

    Pesawat Terbans

    III.5 Definisi

    Tegangan Normal dalam Stringer,

    Longeron

    36

    IIL6 Defrnisi

    Kekuatan Tangensial

    Merata

    untuk

    lenturan

    37

    lII.7 Definisi

    Keluaran Tangensial

    Merata

    dari

    Momen

    BAB

    TV

    v.1

    I\t.2

    IV.3

    IV.4

    tv.5

    BAB

    V

    v.1

    v.2

    v.3

    v.4

    BAB

    VI

    VI.1

    v7.2

    VI.3

    VI.4

    BAE}

    VII

    VII.1

    vl.2

    VII.3

    VII.4

    Puntir

    BAGIAN EKOR DARI

    PESAWAT

    Fungsi

    dari

    Bagian

    Ekor dan Persyaratannya

    Konstruksi dari Bagian Ekor

    Beban Bekeda

    pada

    Bagian

    Ekor

    Perhitungan Tegangan

    dari

    Bagian

    Ekor

    Perhitungan untuk Stabilizer

    dan

    Ekor

    SISTEM

    PENGGERAK

    KONTROL

    Sistem

    Penggerak Kontrol

    dan Persamaannya

    Persyaratan Sistem

    Penggerak Kontrol

    Elemen

    dari

    Sistem

    Penggerak

    Kontrol

    Delinisi

    dan Kekuatan dalam

    Elemen

    dari

    Sistem

    Penggerak

    Kontrol

    VIBRASI

    ELEMEN DARI.

    PESAWAT

    Lenturan-Oskilasi

    Puntir dari Sayap

    kntur

    Flutter

    dari

    Aileron

    Vibrasi

    dari

    Bagian Ekor

    Vibrasi dari

    Sistem

    Penggerak

    PEMECAHAN

    PERSOALAN

    Perhitungan Tegangan

    Sayap

    Perhitungan Tegangan

    dari Body

    Tentukan

    Pesawat bila

    Kecepatan

    yang

    Dicapai

    Pemecahan Persoalan

    39

    4t

    4l

    44

    46

    47

    49

    51

    51

    53

    53

    54

    55

    55

    59

    61

    62

    65

    65

    70

    7t

    73

    __

    DESAIN

    DAN

    PERHITUNGAN

    PESATTVAT

    TERBANG

    Ll

    lGhratan

    Fng

    Bekeqia

    pada

    Pesawat

    Kekuatan

    yang

    bekerja pada

    pesawat

    adalah

    di

    dalam

    hang_

    gar,

    waktu

    taksien,

    waktu

    lepas

    landas

    dan dalam

    keadaan

    terbang.

    Beban lebih,

    dalam

    hal

    ini

    ada

    3

    bentuk

    beban. Beban

    yang

    bekerja

    pada

    pesawat

    waktu

    didalam

    hanggar

    atau waktu

    taksien.

    Hanya

    kekuatan

    dari

    berat yang

    beke{a

    selama

    daiam

    hanggar

    (misalkan

    reparasi

    dan pemeliharaan).

    Tegangan

    karena

    kekuatan

    berat

    ada-

    lah

    kecil,

    karena

    itu

    dalam

    perhitungan

    dapat

    diabaikan.

    Beban

    yang

    beke{a

    pada

    pesawat

    ketika

    lepas

    landas

    dilakukan

    dengan

    menggunakan

    mesin

    jet,

    merupakan

    bantuan

    satuan

    untuk

    take-

    off.

    Satuan

    take-off

    ini

    harus

    dipasang pada

    pesawat

    demikian

    rupa

    hingga

    vektor

    dari

    daya

    dorong

    akan

    melalui

    pusat

    gravitasi

    pesa-

    wat.

    Vektor

    ini

    dengan

    poros

    (bidang

    horizontal)

    akan

    membentuk

    sudut

    dengan

    pesawat

    X sebagai poros

    longitudinal

    dari

    pesawat.

    sebagai

    tambahan

    kekuatan

    dari

    daya

    dorong selama

    lepas

    landas,

    kekuatan-kekuatan

    berikut

    berpengaruh

    pada

    pesawat:

    P

    adaiah

    kekuatan

    daya

    dorong.

    Y

    adalah

    kekuatan

    daya angkat.

    t

    Q

    adalah

    kekuatan

    drag.

    ')

    G

    adalah

    berat

    dari

    pesawat.

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    6/45

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    7/45

    Desain

    dan Perhitungan

    Pesawat

    Terbane

    P adalah

    kekuatan

    daya dorong.

    Q

    adalah

    kekuatan

    drag.

    Y adalah daya angkat.

    G

    ada-lah

    berat

    dari

    pesawat.

    r

    adalah

    jari-jari

    lintasan.

    e

    adalah sudut antara kekuatan

    dari

    berat

    dan

    normal

    dari lin-

    tasan.

    a.,

    adalah

    percepatan

    tangensial

    yang

    disebabkan

    perubahan

    ke-

    cepatan

    sepanjang lintasan.

    a'

    adalah

    percepatan

    sentripetal. Ini adalah

    hasil

    lengkungan lin-

    taszrn dengan

    jari-jari

    r.

    Menurut

    hukum

    dAlembert, kekuatan

    yang

    bekerja akan

    mendapat

    kekuatan

    enersia

    yang

    dalam

    keadaan

    yang

    seimbang.

    Proyeksikan

    kekuatan

    ini

    ke

    arah

    dengan

    jari-jari

    r

    dan

    dianggap sama dengan

    nol. Dalam

    hal ini

    ada

    hubungannya

    dari

    G/g

    =

    m.

    T-Gcos0-a,G/g=g

    (3)

    YIG=atl

    g+cose

    (4)

    YIG=Y2

    lgr+coso

    (5)

    Y/G=n

    (6)

    n

    adalah koefisien beban

    lebih

    dari

    udara.

    Selama

    penerbangan

    memuat

    gerak

    lengkung

    beban

    kecil

    yang

    terbesar

    bila

    cos 0

    = 1,

    artinya di

    sini terletak

    titik

    terendah dari

    lintasan

    lengkung.

    Dapat

    dinyatakan

    dengan:

    n=y/G=V2gr+1

    (T)

    Kekuatan

    daya

    angkat maksimum

    dari

    pesawat yang

    dalam

    proses

    keadaan terbang, kita sebut kekuatan daya angkat

    service

    (

    =

    Yt

    ).

    Koefisien beban lebih

    1=

    nt;

    =

    y"7G.

    Koefisien

    ini

    kita

    sebut

    koefisien

    beban

    lebih

    service

    (praktek).

    Dalam

    praktek

    harga

    ini ne

    =

    4

    +

    8.

    Bila pesawat

    dalam keadaan

    terbang masuk udara

    gangguan

    juga

     

    .

    Desain

    dan Perhitungan Fesawat

    Terbanc

    mengalami

    perubahan

    ne

    =

    5

    +

    (-3)

    unhrk

    udara

    gangguan.

    Bila

    kita

    akan

    menentukan

    semua

    persyaratan

    perhitungan

    untuk kon-

    struksi

    dari

    1rcsawat,

    kita

    harus memperhitungkan

    semua

    kekuatan

    yang

    bekerja

    dan koelisien

    beban

    lebih. Bila

    kita

    akan

    mendesain

    perhitungan

    kekuatan

    tegangan

    dari

    peSawat,

    kita

    harus

    melakukan

    estimasi

    (teori)

    perhitungan yang

    lebih

    besai

    dari

    perhi-

    tungan

    praktek

    (seruiel.

    Kita

    menganggap

    P".1",

    yang

    berupa

    perhi-

    tungan

    tegangan

    elemen dari

    suatu

    konstruksi,

    harus

    mempunyai

    tegangan

    yang

    harganya

    sama

    dengan

    tegangan

    putus.

    pe

    bita

    tcita

    mengetahui

    praktis

    konstruksi

    dari

    pesawat,

    dalam

    perhitungan

    yang

    lebih

    tinggi

    dari

    pesawat

    ini

    dan karena

    itu

    pesawat

    mempun-

    yai

    faktor

    keamanan

    (=f)

    :

    f=Po"/PB

    (g)

    Angka yang

    menunjukkan

    berapa

    kali

    lebih

    besar beban

    teori lebih

    besar

    dari beban

    praktis,

    kita

    sebut

    faktor

    keamanan.

    Y

    =ff=n

    G

    cac

    cec

    Perhitungan

    teori

    ada

    hubungannya

    dengan

    persamaErn

    tersebut

    di

    atas

    (f

    =

    1,2

    +

    1,3

    untuk

    pesawat).

    Menurut

    teori

    praktek

    disebutkan:

    1. Uji

    coba

    pcsarat

    Uji

    coba

    pesawat

    dapat

    dilakukan

    secara statis,

    dinamis

    dan

    dalam

    keadaan

    terbang.

    Uji

    coba

    sec€rra

    statis,

    dinamis

    dan

    dalam

    keadaan terbang

    dilakukan

    guna

    mengetahui pesawat

    dalam keadaan

    tegang

    dan kaku.

    2.

    Statis

    Uji

    coba

    statis

    dapat.dilakukan

    dengan

    menggunakan

    angka

    keamanan

    dan

    batas

    tegangan

    dari konstruksi.

    Perhitungan

    yang

    benar

    dari

    konstruksi

    pesawat

    akan

    putus,

    kalau

    kekuatan

    adalah

    1

    +

    1,1 Pt"o.i.

    Bila

    konstruksi

    pesawat

    terlebih

    dahulu

    (e)

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    8/45

    putus

    sebelum

    kekuatan

    bekerja,

    berarti

    bahwa

    konstruksi

    dari

    pesawat

    itu

    terlalu

    berat.

    3.

    Dtn

    Etr

    Uji

    coba

    dinamis dari

    pesawat

    adalah memeriksa tegangan

    dina-

    mis

    dari

    pesawat

    dan

    menentukan

    frekuensi

    otsilasiaari

    seluruh

    bagran

    pesawat.

    Uji

    coba

    ini

    menunjukkan

    apa yang

    harus

    dihilangkan

    mengenai

    vibrasi

    yang

    berbahaya.

    uji coba

    dinamis

    dilakukan

    dalam

    laboratorium

    dinamis

    dan

    aerodinamika.

    4.

    Dalaa

    penerbaagan

    Uji

    coba

    dalam penerbangan

    dilakukan

    dengan

    menggunakan

    telemetric.

    Uji

    coba

    ini

    menunjukkan

    kekuatan

    y.rrg

    U.t.4"

    pada

    pesawat

    terbang

    dalam

    keadaan

    terbang.

    t3

    Fenggunaaa

    Material drrqrn

    rnonstnrk'i dari pesarat

    Telah

    dijelaskan

    bahwa

    pengalaman

    pada

    pesawat

    terdapat

    beban

    yang

    berbedayang

    bekeda padanya.

    pengalaman

    menunjuk_

    kan

    bahwa

    konstruksi

    pesawat

    ini

    mendapat

    kekuatan

    tegangan

    yang

    berbeda.

    Kekuatan

    tegangan

    ini

    dapat

    berupa perpanjangan

    (tarik),

    penyimpangan,

    geser,

    puntir,

    dan

    lain-lairrrv".

    Karena

    itu

    konstruksi

    dari pesawat

    harus

    sangat

    kuat

    dan

    kaku.

    Kecuali

    itu

    dalam pengalaman

    dari

    desain

    konstruksi

    pesawat

    harus

    memper-

    hatikan

    pErnas

    aerodinamika

    tegangan

    dari

    elemen

    yang

    berbeda

    dari

    konstruksi

    yang

    besar

    pengaruhnya

    pada

    panas

    aerodinamika.

    Panas

    aerodinamika mempengaruhi

    seluruh

    badan

    pesawat.

    Ke-

    cepatan

    yang

    terbesar

    dari

    pesawat

    akan

    memberikan

    panas

    aerodi_

    namika yang

    terbesar

    pura.

    Apa

    yang

    menyebabkan

    timbul panas

    aerodinarnika:

    tftz*kgRT/l

    -k=konst

    (1)

    suku pertama

    adalah

    energi

    kinetikyangada

    hubungannya

    dengan

    satuan

    massa'

    Titik

    ini

    menimbulkan

    dua

    bagran

    panas

    aerodi-

    namika.

    Di

    sini

    rnemberikan

    parameter

    yang

    kritis.

    Temperatur

    kritis

    dapat

    ditentukan

    dengan

    rumus

    sebagai

    berikut:

    I)esarn

    dan Perhitungan

    Pesawat

    Terbang

    To =

    T,

    1t +

    0,2

    M2;

    e)

    di

    mana

    To

    adalah

    titik kritis dari

    temperatur.

    TH

    adalah temperatur pada

    ketinggian yang

    ditentukan.

    M

    adalah angka-Mach,

    Titik

    lain yang

    terdapat pada permukaan

    pesawat,

    temperaturnya

    dapat

    ditentukan

    dengan rumus

    sebagai

    berikut:

    T"

    =

    T,

    (1

    +

    0,2 r

    M2)

    (3)

    di

    mana:

    T.

    adalah temperatur

    seluruh

    badan dari

    pesawat.

    r

    adalah

    koefisien

    koreksi

    temperatur

    dari

    permukaan

    pesawat.

    Koefisien

    ini

    tergantung

    dari keadaan

    arus

    udara

    dan keadaan

    permukaan pesawat.

    Untuk

    aliran udara

    laminer

    r,

    =

    0,85.

    Untuk

    aliran udara turbulen

    r,

    =

    0,89.

    Untuk dapat menghitung

    temperatur

    pada

    seluruh

    badan

    dari

    pesawat,

    rumusnya

    dapat

    ditentukan

    sebagai

    berikut:

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    9/45

    Desain

    dan

    Perhitunsan

    Pesawat

    Terbans

    T.

    *

    T,

    (1

    +

    0,18

    M2)

    Panas

    aerodinamika

    pesawat pada

    titik

    kritis

    diseluruh

    badan.

    Tambahan

    pada pesawat

    ini

    akan

    mendapat pengembangan panas

    di

    depan

    aliran

    udara. Dalam

    keadaan

    terbang,

    pesawat

    akan

    mendapatkan

    temperatur

    yang

    besar.

    Sebagai

    kesimpulan:

    elemen

    utama konstruksi

    dari

    pesawat

    harus

    dibuat

    dari material

    yang

    ada

    hubungannya

    dengan keadaan

    kerja dari

    pesawat.

    L4

    Mat€rlat

    bnstnrhsi

    dari

    Fesawat

    dan

    penggunaann5ra

    dl

    lapaagan

    Kita

    bagi

    persoalan

    ini menjadi

    dua bagian:

    I. Percyarataa

    dasar

    untuk

    aaterlal

    Material yang

    digunakan

    untuk

    membuat

    pesawat

    harus

    memenuhi

    persyaratan

    sebagai

    berikut:

    1. Material

    harus

    mempunyai

    tegangan

    spesifik

    yang

    besar.

    Artinya,

    tegangan

    spesifik

    yang

    besar

    akan menunjukkan

    bahwa

    berat

    dari

    pesawat

    dan

    bagian-bagiannya

    adalah

    kecil. Berat

    pesawat yang

    kecil

    akan

    memberikan

    jarak

    terbang

    yang

    lebih

    jauh.

    Tegangan spesilik

    kita sebut hubungan

    dalam

    batas

    te-

    gangan

    dari

    tiap

    berat

    jenis.

    F=P/oo

    G=F1y

    G=P1yloo

    n-P

    1

    ouI

    (4)

    ,a

    /

    y

    adalah tegangan

    spesifik

    untuk

    geser.

    3

    {

    "'Ur"a

    /

    y

    adalahtegangan

    spesifik

    untuk

    lentur.

    eo

    adalah

    tegangan

    spesifik

    untuk

    tarik.

    Tegangan

    spesifik

    harus

    cukup tinggi

    untuk

    mendapat

    material

    yang

    baik.

    2. Material

    harus tahan

    terhadap

    anti-korosi

    yang

    tinggi.

    3.

    Material harus

    mempunyai sifat

    mekanis

    yang

    baik

    terhadap

    temperatur

    yang

    tinggi.

    4. Material harus

    mempunyai konduktivitas

    termis

    dan tahan

    panas

    yang

    baik

    setinggi

    mungkin.

    5.

    Bagian dari

    pesawat

    harus teknologi,

    artinya

    bahwa

    dapat diolah

    dengan

    cara

    produksi

    teknologt

    yang

    berbeda.

    6. Material

    harus

    murah

    dan

    tidak

    jarang

    digunakan.

    Persyaratan

    material

    pesawat

    berdasarkan

    material bahan baku

    dan cara

    pengembangan

    industri

    yang

    digunakan.

    Karena

    itu ma-

    terial

    yang

    akan

    digunakan

    untuk

    konstruksi

    harus

    sebaik

    mungkin.

    II.

    Material untuk Koastnrksi

    dan

    Karakteristik

    Material

    yang

    digunakan

    adalah

    sebagai berikut:

    allumunium

    alloy,

    magnesium

    alloy dan baja.

    1. Allumunium

    alloy

    adalah

    tegangan duralmin.

    Ini

    merupakan

    alloy dengan

    cupper dengan

    metal lain.

    Duralmin mempunyai

    tegangan

    yang

    spesifik

    yang

    besar

    harganya. Berat

    dan

    bagian

    duralmin dari

    pesawat

    tediri dari 65

    +

    75o/o

    dari seluruh

    berat.

    Di samping

    duralmin,

    yang

    digunakan

    adalah

    allumunium

    alloy

    dengan

    tegangan

    yang

    tinggi.

    2. Magnesium

    alloy,

    alloy

    ini

    dan

    magnesium

    dengan

    allumunium

    dan

    metai

    lain.

    Juga

    mempunyai

    tegangan spesifik

    yang

    tinggi.

    Tetapi

    buruk,

    sangat

    mahal,

    mudah berkarat.

    3.

    Steel

    (baja),

    mild

    steel

    (baja

    carbon

    yang

    rendah)

    medium

    steel,

    alloy

    steel

    (carbon

    alloy dengan

    logam

    mulia seperti

    wolfram dan

    lain-lain).

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    10/45

    Desain

    dan

    Perhitungan

    Pesawat

    Terbang

    Baja

    digunakan

    untuk bagian

    yang

    penting

    dari

    pesawat, yang

    dapat

    menerima beban

    yang

    besar. Di samping

    terdapat

    plastik,

    asbes

    juga

    digunakan.

    -oo0oo-

    11

    esain

    dan

    Perhitungan

    Pesawat

    Terbang

    o

    nu

    gi lE

    liEei;ls

    li,s*

    gig,

    6I

    gl

    5 t

    '

    I r

    x I

    g

    E

    $ Pfr

    ,:

    S*EEEs*EEEaEEs

    111

    #

    Er EsEsE+u

    E

    $

    =t

    =€ =€

    o

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    11/45

    KONSTRUKSI

    DAN

    DASAR

    PERHITU

    NGAN DARI

    PESAN'AT

    II.1

    Konstnrksl

    Sayap

    Sayap

    merupakan

    elemen

    utama

    dari

    pesawat

    dan

    berfungsi

    untuk

    menimbulkan

    kekuatan

    daya angkat

    dalam

    gerak

    translasi.

    Ini

    merupakan

    fungsi

    utama dari sayap.

    Di samping

    itu,

    sayap

    juga

    menghasilkan

    stabilitas

    dan

    kontrolibilitas

    dari

    pesawat.

    Bentuk

    dan

    konstruksi

    dari

    pesawat

    harus

    memenuhi beberapa

    persyaratan.

    Persyaratan

    ini ditentukan

    dengan aerodinamika,

    kon-

    struksi,

    teknologi

    produksi

    dan handling.

    Semua

    persyaratan

    dari sayap dapat

    kita

    bagi

    menurut

    be-

    berapa

    bagian:

    l.

    Persyaratan

    Aerodinamika

    Sayap

    harus

    mempunyai

    tahanan

    yang

    kecil

    (tahanan

    aliran

    udara,

    tahanan

    dari

    bentuk,

    gesekan).

    Memungkinkan

    menerima

    kekuatan

    daya angkat

    yang

    paling

    besar (

    =

    Cy

    *

    ).

    Sayap

    harus

    mempunyai

    stabilitas

    dalam

    semua

    keadaan

    penerbangan.

    2.

    Persyaratan

    Konstruksi

    Sayap

    harus

    mempunyai

    berat

    yang

    kecil

    tetapi

    kuat

    dan

    kaku.

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    12/45

    14

    Desain dan

    perhitunFan

    pesawatTerbang

    Pemasang44-sayap

    harus

    baik

    terhadap

    komponen

    yang

    lain-

    nya

    dari

    pesawat.

    3.

    Persyaratan

    Handling

    Ini

    adalah izin

    maksimum yang

    digunakan

    dari sayap.

    Waktu

    yang

    tahan lama

    dari

    sayap.

    Mudah

    adanya peralatan

    dan

    alat.

    Mudah

    melakukan pemeliharaan

    dan

    reparasi.

    4.

    Persyaratan

    Ekonomi

    Produksi

    Konstruksi

    sayap

    yang

    digunakan harus

    memakai

    teknologi

    pengembangan

    mutakhir

    dan

    murah

    dalam

    pembuatan

    pro-

    duksi.

    Sedangkan profil

    dari

    sayap

    adalah

    yang

    disebut

    irisan

    potong

    dari

    sayap.

    Karakteristik

    parameter

    utama adalah

    sebagai

    berikut:

    GARIS

    MEDIUM

    -i-

    I

    b

    adalah tali

    busur

    profil.

    c

    adalah tebal

    maksimum profil.

    X.

    adalah

    koordinat

    tebak

    maksimum

    relatif terhadap

    bagian

    depan.

    fro"*

    adalah

    konkavitas profil.

    ;

    =

    c

    I

    bx 100%

    (

    c

    adalah ketebalan relatif

    profrl)

    I

    =

    ,-r*

    I

    b x

    LOO%o

    (i

    adatah

    konkavitas

    relatif

    profrl)

    X.

    =

    X.

    /

    b x

    IOO%o(

    \

    adalatr

    kedudukan

    ketebalan

    maximum)

    Profil

    sayap

    dari

    pesawat

    tergantung

    konkavitas

    dan

    garis

    medium

    yang

    digunakan.

    Untuk

    kecepatan

    subsonic profil

    biconvec

    dan

    profil

    simetris yang

    digunakan.

    Untuk

    kecepatan

    supersonic:

    konkaf-konvex,

    rhombic

    dan

    V-profil.

    HARGAKETEBALAN

    MA)(

    DARI SAYAP

    HARGA KETEBALAN MAX

    OARI

    SAYAP

    Semua

    perubahan

    sangat

    kecil

    dalam

    parameter

    sayap,

    menye_

    babkan

    karakteristik

    perubahan

    aerod.inamika

    sayap.

    Bentuk

    sayap

    ini

    mempengaruhi

    aerodinamika

    dan

    konstruksi

    pesawat.

    Parameter

    berikut

    memberikan

    karakteristik

    bentuk

    dari

    sayap:

    b.

    adalah

    akar

    tali busur.

    b,

    adalah

    ujung

    tali

    busur.

    Di sini

    menunjukkan

    :

    I

    =

    12

    /

    S

    adalah perpanjangan

    sayap.

    1

    adalah

    bentangan

    sayap

    (m)

    S

    adalah

    luas

    sayap

    (m2).

    I

    =

    br

    /

    b,

    adalah

    kontraksi

    sayap.

    n

    adalah

    sudut

    sayap

    mengarah

    ke

    belakangOl4

    tali

    busur).

    Dengan

    berkurangnya

    1,,

    karakteristik

    efek

    yang

    baik

    dari

    sayap

    akan

    memberikan

    kecepatan

    yang

    tinggi. Karena

    itu

    pengaruh

    kompresibilitas

    dari

    arus

    udara

    jadi

    berkurang.

    Untuk pesawat

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    13/45

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    14/45

    l8

    Desain dan

    Perhitungan

    Pesarvat

    Terbq4g

    Beberapa

    elemen

    yang

    bekerja

    pada

    pesawat:

    l,ongeron adalah

    suatu elemen

    longitudinal

    yang

    kuat

    dari

    jenis

    beam

    atau

    truss.

    Dari

    pengalaman

    l,ongeron

    yang

    bekerja

    dari

    momen

    lentur

    kerja

    secara

    keseluruhan dan kekuatan

    geser.

    Butkhead

    adalah elemen

    longitudinal.

    Dalam

    eksperimen

    kerja

    utama adalah

    kekuatan

    geser.

    Sambungan

    engsel

    dari aileron

    terpasang

    pada

    bulkhead.

    Stringer

    adalah

    elemen longitudinai

    yang

    dapat

    menerima

    beban

    axial

    momen

    lentur dan

    dapat

    juga

    menerima

    beban aerodi-

    namika lokal.

    Stringer

    menahan

    kulit

    dan berhubungan

    dengan

    rib

    (iga)

    satu sama

    lain.

    Rib adalah

    elemen

    dari sayap.

    Rib berhubungan

    dengan

    elemen

    longitudinal

    dan kulit sebagai

    konstruksi

    secara

    keseluruhan.

    Rib

    dapat menerima

    beban

    aerodinamika

    yang bekerja

    pada

    kulit,

    menjaga

    bentuk

    dari profil dan

    memberi

    keda

    secara

    keseluruhan

    dari

    konstruksi

    sayap.

    Sheathing.

    Sheathing

    sayap

    pesawat

    yang

    moderen

    dibuat dari

    metal.

    Sheathing

    terpasang

    pada

    elemen longitudinal

    dan

    lateral,

    dan

    membentuk

    permukaan

    sayap

    halus. Sheathing

    menerima

    beban

    aerodinamika

    dan

    merupakan bagian

    kerja dari

    sayap'

    Karakteristik diagram

    kekuatan

    konstruksi

    dari

    sayap

    berbeda

    dari

    sayap,

    terdapat berbagai

    macam

    jenis.

    Sebagai

    contoh:

    sayap

    longeron, sayap

    monobloc,

    sayap

    dengan

    isian,

    sayap

    padat

    dan

    stamped.

    1.

    2.

    3.

    4.

    5.

    Konstruksi

    dan Dasar

    Perhitunsan

    dari

    Pesawat

    15.2. Diagram

    kekuatan

    konstmksi

    sayap

    Sayap

    longeron,

    sayap ini mempunyai

    beberapa

    longeron

    dan

    bulkhead

    longitudinal, akan

    membentuk

    satu

    sayap longeron.

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    15/45

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    16/45

    22

    Desain

    dan

    Perhitungan

    Pesawat

    Terbane

    di

    mana

    p

    v2

    f

    I

    2

    ad,alahkonstan,

    S

    =1.b=b

    rnP

    e,

    =

    C,

    irisan

    b

    pY..t 12

    (4)

    Kita

    ambil

    pV2

    f

    I

    2 adalah

    konstan.

    b memberikan

    irisan

    yang

    berlainan

    termasuk

    irisan

    pangkal

    dan

    irisan

    ujungnya.

    Kita

    akan

    mendapat

    gambaran

    menyeluruh

    dari distribusi

    beban

    aerodi-

    namika

    merata.

    Selanjutnya

    kita

    "t

    "t"t^r,

    dan

    kita gambarkan bentuk

    distribusi

    beban

    aerodinamika

    merata.

    Beban

    aerodinamika

    merata

    yang

    arahnya

    ke atas

    dan tegak

    lurus

    pada

    arus udara

    dalam

    arah

    yang

    sama

    dengan kekuatan

    daya

    angkat. Dengan

    ini

    jalan

    aerodinamika

    dapat

    dihitung.

    (3)

    o

    =nG

    ww

    di

    mana

    e*

    adalah

    beban

    massa

    dari

    sayap,

    harga dari

    massa.

    qb=nGb

    beban

    (5)

    korrstruksi

    dan Dasar Perhitungan dari

    Pesawat

    23

    rlimana

    r1,,

    adalah

    beban massa dari

    peralatan

    dan mekanisme

    yang

    di-

    I)irsang

    di

    daiam

    sayap.

    (1.a,,

    e6

    beban-beban

    ini

    kalau dibandingkan

    dengan

    beban aerodi-

    rramika

    adalah

    sangat

    kecil.

    Karena

    itu

    pada

    umumnya kedua

    lrcban

    ini tidak diperhitungkan

    dalam

    perhitungan

    konstruksi.

    II.3

    Menggarnbarkan

    konstruksi

    kekuatan

    geser,

    momen len-

    tur

    dan

    Eomen

    puntir

    Dalam konstruksi

    sayap kita harus mengetahui

    harga

    kekuatan

    geser,

    momen

    lentur dan momen

    puntiryang

    bekerja

    pada

    sa)/ap. Kita

    anggap bahwa separo sayap

    yang

    dikencangkan

    salah

    satu ujungnya

    pada

    cantilever beam

    badan

    pesawat

    yang

    terdapat

    pada

    irisan

    pangkal (root)_.

    Kita ambit

    irisan I-l

    dengan

    jarak

    1

    ,

    dari

    ujung irisan

    pangkal

    maka

    kekuatan

    gesernya

    sama dengan

    jumlah

    semua kekuatan

    yang

    terdapat

    di

    sebelah

    kanan

    insan

    I-1.

    Kekuatan

    geser

    adalah:

    6q=qdt

    Ql

    I

    o

    Q,

    t

    -------------r

    Qr'

    .Q

    (6)

    (7)

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    17/45

    24

    Lesarn dan Perhitungan

    Pesawat

    Terbang

    Dalam

    rumus ini

    q

    adalah

    beban merata alternate

    sedangkan

    dl

    adalah

    elemen

    panjang

    sayap.

    Jumlah

    kekuatan-kekuatan

    eiemen-

    ter

    di

    sebelah kanan

    irisan

    I-I

    adalah:

    Qr=Qdl

    (8)

    Sebagai

    contoh

    untuk

    irisan

    II

    -

    II,

    jumlah

    kekuatan-kekuatan

    yang

    elementer memberikan:

    )2

    Q,=l

    9d1

    (9)

    Bila kekuatan

    geser

    ini

    ditentukan

    dalam

    irisan

    vang

    berbeda

    dengan

    batas

    pada

    irisan

    pangkal

    dan irisan

    ujung,

    maka kita

    dapat

    menggambarkan

    lengkung

    (grafik)

    Q

    yang

    merupakan

    kekuatan

    geser.

    II.3.1

    Momen

    Lentur

    Dalam

    perkuliahan

    strength materialis

    ada

    suatu rumus

    -vang

    menunjukkan

    sebagai

    berikut:

    Hasil dari

    momen

    lentur

    (=M5)

    sepanj ang

    batan

    g

    memberikan

    kekuatan-kekuatan

    ge

    ser.

    Q=dMoidl

    Maka

    dMo=qdl

    I(alau

    diintegralkll :Mo=f

    o

    o,

    d'l

    Qd1

    (10)

    (11)

    (12\

    (1

    3)

    (14)

    (1

    5)

    Sebagai

    harga

    dari

    momen

    lentur

    dalam irisannya, maka

    sayap

    akan

    mendapat integral

    dari

    gambar

    Q

    daiam

    batas-batas dari

    permulaan

    (dari

    ujung irisan)

    sampai

    pada

    irisan

    yang

    dimaksud.

    Kita ambil beberapa

    irisan

    dMo

    =

    Mo,

    =

    Mo,

    =

    Qd1

    a

    l1

    Jo

    f

    o

    l(onstruksi

    dan Dasar Perhitungal

    dari

    Pesawat

    Jadi

    kalau

    harga

    momen

    lentur

    dihitung

    untuk

    irisan

    yang

    berbeda,

    termasuk

    pangkal

    dan

    ujung

    irisan. Maka

    kita

    dapar

    menggam-

    barkan

    grafik

    dari momen

    lentur.

    Untuk

    konstruksi

    dari

    grafik, kita

    dapat

    memberikan

    dengan skala

    tertentu

    dan

    kita

    akan

    mendapat-

    kan

    harga momen lentur

    untuk

    semua

    irisan yang

    ditentukan.

    11.3.2

    Momen

    Puntir

    Kita

    perkenalkan

    pusat

    kekuatan

    dan

    poros kekakuan.

    Adalah

    suatu hal

    yang

    sulit

    bahwa

    irisan

    dari

    sayap,

    salah

    satu titik

    yang

    memberikan

    puntir.

    Kekuatan

    yang

    bekerja

    pada

    titik

    ini tidak

    menyebabkan

    puntir

    dari

    sayap.

    Titik

    ini

    kita

    sebut

    pusat

    kekakuan

    dari irisan.

    Garis

    yang

    melalui

    pusat

    kekakuan

    dari

    irisan

    yang

    berbeda ini

    disebut

    poros

    kekakuan

    atau

    garis

    pusat

    kekakuan.

    Di dalam

    dua

    longeron

    sayap,

    pusat

    kekakuan

    terletak

    di

    pusat

    gravitasi

    dari momen

    enersi longeron.

    Dimonobolic

    sayap,

    pusat

    kekakuan

    boleh dikatakan

    mendekati

    pusat

    gravitasi

    dari

    25

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    18/45

    26

    Desain

    dan Perhitungan

    Pesawat

    Terbang

    luas

    longitudinal

    bulkhead.

    Untuk dapat

    menggambarkan

    grafik

    momen

    puntir,

    kita

    harus mengetahui:

    1.

    Kedudukan

    dari

    garis pusat

    kompresi.

    2. Kedudukan dari

    garis pusat

    kekakuan.

    3.

    Harga

    dari

    beban merata

    aerodinamika (=4

    dari irisan

    yang

    ditentukan dari sayap.

    GARIS

    PUSAT

    TEKAN

    GARIS PUSAT

    KEKAKUAN

    Jarak antara

    pusat

    tekanan

    dan

    pusat

    kekakuan

    kita

    sebut

    dengan

    kekuatan merata.

    Dalam

    hal

    ini

    momen

    puntir

    bekeda

    pada

    satuan

    panjang

    dari sayap

    adalah

    momen

    puntir

    merata

    dan dinyatakan

    dengan

    m.

    m=oX

    G

    (1

    6)

    911

    =

    g

    Xcs

    GARIS

    PUSAT

    KEKAKUAN

    terdapat

    dahm

    fnp

    irban

    Bila

    menghitung

    harga

    momen puntir

    untuk pangkal

    irisan

    akan

    terdapat

    beberapa

    irisan

    antara (intermediate)

    dan

    irisan

    pinggiran

    akan

    memberikan

    kedudukan

    untuk

    menggambarkan

    momen

    pun-

    tir

    merata

    dari

    seluruh

    sayap.

    +.--_-b

    dM,

    Mo

    Mr2

    =

    -rl

    redt

    I,

    =

    mdl

    =

    mdl

    mdl

    (17)

    (1

    8)

    (1

    9)

    Bila

    kita

    menghitung

    momen

    puntir

    untuk

    irisan

    pangkar,

    irisan

    antara

    dan irisan

    di pinggir,

    kita

    dapat

    menggambarkan

    grafik

    dari

    momen

    puntir

    menuju

    garis

    dari sayap.

    Momen

    puntir

    dapat

    berupa

    positif

    dan

    negatif.

    Bila

    momen puntir

    mengalami

    kenaikan

    maka

    sudut

    serangnya

    adalah positif

    dan

    sebaliknya

    biia

    sudut

    serangnva

    mengalami

    penurunan

    berarti

    negatif.

    II.4 Perhitungan

    Tegangan

    dari

    Sayap

    Perhitungan

    tegangan

    dilakukan

    sebagai

    berikut:

    kekuatan

    geser,

    momen lentur,

    momen puntir

    dari irisan

    harus

    dihitung

    dan

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    19/45

    28

    Desain dan

    Perhitunsan

    Pesawat

    Terbans

    selanjutnya

    grafiknya

    digambarkan. Bila arti untuk harga-harga

    ini

    diketemukan

    tegangan

    dapat

    dihitung

    untuk

    irisan

    yang

    diten-

    tukan.

    Bila

    tegangan

    yang

    terbesar diterima dan masih dalam batas

    yang

    diizinkan, maka

    batas

    tegangan

    dapat

    terlihat.

    Suatu

    kon-

    struksi

    kerja

    dapat

    dilakukan

    dengan cara yang

    normal.

    Kita

    pandang

    perhitungan

    dari

    sayap monobloc.

    S

    h adalahjarak

    pusat gravitasi

    dari

    panel.

    h

    =

    0,85 dari

    harga maksimum

    dari

    profil

    irisan

    yang

    ditentukan.

    B

    adalah

    lebar

    dari

    panel.

    6 adalah

    ketebalan

    dari kulit.

    b adalahjarak antara stringers.

    o*l

    I

    l-

    J

    o"r,

    =

    S /FenP. S,/t F*

    + n F.o

    +

    86.

    oo

    di

    mana koefisien

    reduksi

    dapat

    diambil

    dari

    emperis:

    9

    =

    40

    6/b <

    1

    r

    =

    M,/2 Fo

    6

    t

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    20/45

    30

    Desain dan

    Perhitungan

    Pesawat

    Terbang

    Persyaratan

    Handling

    Di sini termasuk

    penggunaan

    maksimum

    dari internal

    volume.

    Mudah excess

    terhadap

    semua

    alat-alat dan

    peralatan

    untuk

    diinspeksi,

    pemeliharaan,

    mudah direparasi

    dan

    peralatan.

    Pengadaan

    ekonomi dari

    peralatan,

    waktu

    yang

    baik dari badan

    bila

    mengalami

    sedikit kerusakan.

    Persyaratan

    Produksi

    Ekonomi

    Konstruksi,

    teknologinya

    harus

    sederhana dan

    murah.

    IIL2

    Bentrrk

    dari

    Badan

    dan

    Paraneter

    Utaran5ra

    Dari aerodinamika

    kita

    telah mengetahui

    bahwa

    kekuatan

    daya

    angkat adalah

    hasil utama

    dari

    sayap. Sayap

    memberikan drag

    yang

    relatif kecil. Kalau dibandingkan

    dengan sayap,

    badan akan

    memberikan

    kekuatan

    daya angkat

    yang

    kecil,

    tetapi drag

    yang

    besar.

    Bentuk

    badan

    dari

    pesawat

    dapat

    memberikan

    jenis

    yang

    berlainan.

    Pada umumnya

    bila objeknya

    mempunyai

    bentuk

    yang

    memanjang

    dan merupakan

    objek

    berputar atau

    bentuknya dapat

    dikatakan

    mendekati

    objek

    yang berputar.

    Dengan

    demikian ben-

    tuk

    dari badan

    yang

    dipilih

    adalah

    yang

    dapat menerima

    drag

    yang

    kecil.

    Tetapi

    harus dicatat bahwa

    tidak

    ada

    bentuk

    yang paling

    baik

    yang

    digunakan

    pada pesawat

    berotasi.

    Selanjutnya bila

    kecepatan

    adalah berbeda,

    untuk kecepatan

    subsonic

    bentuk dari

    badan

    menyerupai

    bentuk

    spindle.

    L adalah

    panjang

    D adalah

    irisan

    tengah

    =

    LID

    di

    mana l. adalah

    perpanjangan

    dari

    badan.

    3.

    4.

    Karakteristik

    dari

    beberapa

    derajat

    kualitas

    perpanjangan

    dari

    badan

    untuk

    pesawat

    yang

    terbang

    dalam

    batas

    kecepatan

    tran-

    sonic

    dari

    perpanjangan

    adalah

    s

    /

    to

    (bagi).

    pesawat

    yang

    terbang

    rlengan

    kecepatan

    supersonic

    mempunyai

    bentuk

    seperti

    sigar de-

    ngan

    ujung

    depan

    kerucut

    dan

    bagian belakang $eperti

    kerucut

    terpotong.

    7.=Ln+Lb+Lt/D

    Untuk

    kecepatan supersonic

    )"

    =

    14

    +

    15.

    Dimensi

    irisan

    di tengah

    dari

    badan

    ditentukan

    oleh

    ukuran

    rnesin,

    penumpang

    dan

    peralatan

    kontrol.

    Bentuk

    dari

    badan,

    irisan

    dapat

    berupa:

    bentuk

    bulat,

    bentuk

    simetri

    oval,

    bentuk oval

    titik

    di

    atas,

    bentuk

    oval

    titik

    ke bawah,

    bentuk

    oval

    dengan

    pinggiran

    rata.

    IILS

    Elcrue -cleoen

    TtenagB

    Pada

    waktu

    sekarang

    diagram

    tenaga

    konstruksi

    Monocock,

    Jenis

    Campuran.

    Konstnrlsi

    dari Badon

    badan

    dari

    pesawat

    dibuat

    dengan

    sebagai

    berikut:

    Monocock,

    Separo

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    21/45

    32

    Desain

    dan

    Perhitungan

    Pesawat

    Terbang

    IIL3.1

    Mmocock

    Badan

    yang

    memPunYai

    kulit

    tebal

    kerangka,

    disebut

    dengan

    kerangka

    jenis

    diperkuat

    hanya dengan

    badan monocock.

    l-l

    -l

    -

    rf

    KULIT

    IIL3.2

    Separo

    Monocock

    Badan

    yang

    mempunyai

    kulit

    Yang

    kerangka

    dan

    elemen

    longitudinal,

    sebagai

    dan

    stringer.

    tipis

    diperkuat

    dengan

    contoh

    adalah

    longeran

    Bila stringer

    yang

    digunakan,

    kita sebut

    stringer

    separo

    monocock.

    Bila

    yang

    digunakan

    adalah

    longeron

    separo

    monocock,

    maka

    kita

    sebut

    longeron

    separo

    monocock.

    Hasil

    konstruksi adalah

    sebagai

    berikut:

    Kerangka,

    kerangka

    dapat dibagi

    menurut

    kerangka

    yang

    diperkuat

    dan

    kerangka

    normai.

    Kerangka

    normal

    digunakan

    untuk

    menjaga

    bentuk

    luar

    dari iris-

    annya.

    Merupakan

    penyangga

    untuk

    kulit,

    longeron

    dan

    stringer.

    Kerangka

    normal

    dalam

    eksperimen

    digunakan

    untuk

    beban

    aerodinamika.

    Dibuat

    dari

    profil

    duralmin

    ditekuk.

    yang

    ditekan

    atau

    Kerangka

    yang

    diperkuat

    :

    terdapat

    pada

    sambungan

    teknorogi

    dari

    badan

    dan

    di

    tempat-tempat

    di

    mana peralatan

    yang

    berbeda

    dikencangkan

    pada

    badan

    pesawat.

    Kerangkayang

    diperkuat

    selaru

    berhubungan

    dengan

    kulit

    yang

    dilas

    atau

    dipaku

    keling.

    Tentunya

    karena

    kerangka

    yang

    diperkuat

    ini

    memindahkan

    kekuatan

    kon-

    sentrasi

    lokal pada

    kulit.

    l,ongeron

    dan

    stringer

    : dibuat

    dari

    profil

    duralmin

    atau

    profil

    baja

    yang

    ditekan.

    Bentuk

    dari

    elemen

    ini

    satu

    dengan

    yang

    lainnya

    sangat

    berbeda.

    ill]arnLI-r

    Kulit

    :

    Pada

    umumnya

    kulit

    dibuat

    dari

    lapisan

    duralmin.

    pada

    kerangka

    dari

    badan

    dan

    akan

    menjadi

    streamline.

    Dipasang

    Kulitnya

    mempunyai

    banyak

    lubang

    dan

    penutupnya

    (pintu)

    untuk

    keluar-

    masuk peralatan

    (barang)

    serta

    manusia.

    K\5

    rq

    /;'i?

    ,

    .-.i.

    -

    ._1

    ,k),;

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    22/45

    IIL4

    Perhihrngan

    Tegangan

    dari

    Badaa

    IIL4.1

    Beban

    yang

    Bekerja

    pada

    Badan

    Pesawat

    Semua

    kekuatan

    yang

    bekerja

    pada

    badan

    Pesawat

    dalam

    keadaan

    terbang dapat dibagi

    sebagai

    berikut:

    1. Kekuatan

    massa

    dari

    elemen

    konstruksi

    badan'

    2. Kekuatan

    massa

    pemasangan

    elemen

    dari

    pesawat'

    3.

    Kekuatan

    yang bekerja

    pada badan

    dari

    elemen

    yang

    dipasang

    di

    badan.

    4. Kekuatan

    aerodinamika

    yang bekeda

    langsung

    di

    badan'

    Dipandang

    dari

    sudut

    konstruksi

    mekanis,

    badan

    dapat

    dianggap

    sebagai

    console

    beam

    yang

    dikencangkan

    pada

    dasar

    atau

    diken-

    cangkan

    Pada

    beam

    dua

    titik.

    Ge

    adalah

    berat

    dari

    Peralatan

    Go

    adalah

    berat

    dari

    Pesawat

    Gm

    adalah

    berat

    dAri

    mesin

    G.*

    adalah

    trerat

    dari

    satuan

    ekor

    Ynl

    adaiah

    kekuatan

    daYa

    angkut

    Kekuatan

    yang

    bekeda

    pada

    badan

    pada umumnya

    dapat

    dianggap

    dalam

    dua

    bidang.

    Bidang

    ini

    sejajar

    dengan

    bidang

    simetri

    dan

    dalam

    bidang

    yang tegak

    lurus

    pada

    bidang

    dari

    pesawat'

    Kekuatan

    yang

    bekerja

    pada

    badan'pesawat

    akan

    menyebabkan

    deformasi,

    karena

    pengaruh

    kekuatan

    yang

    bekerja

    dalam

    bidang

    sejajar

    dengan

    bidang

    simetri,

    badan

    pesawat

    akan

    mengaiami

    lenturan

    dalam

    bidang

    vertikal.

    Karena

    pengaruh

    kekuatan

    yang

    Konstruksi

    dari

    Badan

    dan Perhitungan Tegangan

    ., 35

    bekerja

    dalam

    bidang horisontal,

    badan pesawat

    akan

    mengalami

    lenturan

    dalam

    bidang

    horisontal.

    Di

    samping itu

    bila satuan

    ekor dalam

    eksperimen

    mendapat

    beban

    pada

    badan

    pesawat

    akan

    mengalami

    momen

    puntir.

    Badan

    pe-

    sawat

    menerima

    aksi lentur horizontal, lentur vertikal

    dan

    puntir.

    Dalam

    menentukan

    kekuatan-kekuatan

    ini

    kita

    harus

    mengetahui

    diagram

    apa

    yang

    digunakan

    dalam

    konstruksi

    suatu

    badan.

    &4.2

    Ferhttrrngan

    llcga-gan

    darl Badan

    Perhitungan

    tegangan

    dari

    badan

    adalah

    sarna untuk

    perhi-

    tungan

    tegangan

    sayap.

    Di sini kita

    pertama-tama

    harus

    menen-

    tukan

    tegangan

    normal

    pada

    stringer

    dan longeron

    sehingga

    memberikan

    aksi

    dari

    momen

    lentur.

    Tegangan

    tangensial

    adalah

    sebagai

    hasil

    aksi

    kekuatan

    geser

    Q

    dan momen

    puntir.

    Bila

    kekuatan

    ini

    menerima

    dan

    dibandingkan

    dengan

    tegangan alter-

    nate

    destruction,

    kita

    dapat

    mengambil

    kesimpulan

    mengenai

    tegangan

    konstruksi.

    Badan

    dapat

    putus/rusak

    karena

    dua

    sebab:

    1. Sebagai

    hasil

    putus/rusak

    dari stringer, longeron,

    kulit,

    dalam

    daerah

    pengembangan

    tekanan.

    2

    .

    Sebagai

    hasil

    putus/

    rusak dari

    kulit

    disebabkan

    karena

    geser€rn.

    Karena

    itu

    tegangan

    dapat

    ditentukan

    hanya dalam

    elemen, seperti

    longeron,

    stringer

    dan

    kulit.

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    23/45

    IILS

    Defnisl

    lbgaagpn

    Ncroat

    drla-

    Stringer, Iaageron

    R

    adalah

    jari-jari

    badan dalam

    irisan

    yang

    ditentukan

    Y

    adalah

    jarak

    ke stringer

    (longeron)

    dari

    pusat

    b

    adalah

    jarak

    antara dua

    stringer

    (longeron)

    6sh

    adalah

    tebal dari

    kulit

    f"t

    adalah

    luas stringer

    (longeron)

    Tegangan

    normal

    dari stringer

    (longeron)

    ditentukan dengan

    rumus

    sebagai

    berikut:

    o

    =

    Y

    Mu/l

    (1)

    Dalam

    rumus Mo

    adalah

    momen

    lentur

    l= r

    (f",

    +

    q"r,.t.r,.b)

    Y2

    e)

    di mana I adalah

    momen enersia

    dari

    irisan reduksi

    kulit.

    t

    =,i"

    J"

    (3)

    s

    di mana

    ocstr adalah tegangan

    kritis

    dari

    kulit

    o adalah tegangan

    dari stringer

    9sh

    adalah

    koefisien

    reduksi

    dari

    tekanan

    dari kulit.

    el,')

    ,R

    ,V

     Lq

    _

    3,6

    E

    0.15

    E

    sn

    -

    ------]

    n

    1bz6"n)2

    R,/6sh

    (4)

    di

    mana

    E

    adaiah

    elastisitas

    modulus

    dari

    material.

    perhitungan

    dapat

    dipercepat,

    bila

    untuk

    9sh

    dilakukan

    pendekatan

    pertama.

    Bila

    kita

    mengambil

    hukum

    linier

    dari

    tegangan

    distribusi

    yang

    ada

    hubungannya

    dengan

    ketinggian

    irisan

    dan

    o"*

    =

    c*a*

    dan

    seka_

    ligus

    kita

    mengambil

    pendekatan

    berikutnya.

    Dalam

    hal

    ini

    kita

    dapat

    menerima

    yang

    disebut:

    Summary

    ketebalan

    kulit,

    dinyatakan

    sebagai

    berikut:

    6

    =

    ,P"n .

    6sh

    +

    fst./

    b

    di

    mana

    6

    = konstan

    dan

    y

    = R

    Dalam

    hal

    ini

    enersia

    momen:

    l=3,14R36

    Dengan

    mendapatkan

    harga

    ini,

    kita

    dapat

    menentukan:

    o*r*

    dari

    longeron:

    or",

    =

    Mo

    /

    3j4

    R2

    6

    IIL6

    Dcfint'i

    lGk.ataa

    Tengeasirar

    Merata

    unt.k

    Ientrran

    1

    :]

    (5)

    (6)

    (7)

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    24/45

    39

    8

    (11)

    Desaina@

    Badan

    dengan

    sudut

    Yang

    terPotong

    y

    adalah

    sudut

    kerucut terpotong

    dari

    badan

    Q

    adalah

    kekuatan

    geser

    yang

    bekerja

    pada kekuatan

    tangensial

    merata

    ditentukan

    dengan

    lingkaran

    tertutup

    yang

    ada

    hubung-

    annya

    dengan

    rumus

    sebagai

    berikut

    e6 =

    (Q

    -

    Mo.1/2R)

    S/l

    di mana

    gO adalah

    kekuatan

    tangensial

    merata

    Mb

    adalah

    momen lentur

    R

    adalah

    jari-jari

    irisan

    s

    =:

    (f"t

    +

    esr,.6.n.b)

    Y

    (9)

    Di mana

    Mo

    /

    2Radalah

    harus

    diperhitungkan,

    bahwa

    bagian

    dari

    kekuatan

    Q

    adalah

    seimbang dengan

    tegangan

    normal

    karena

    badan

    yang

    terpotong'

    S

    adalah

    momen

    statis

    dengan

    pengurangan

    dari

    irisan.

    I

    adalah

    momen

    enersia.

    qa

    adalah

    pendekatan

    harga

    qQ

    yang

    diterima

    bila

    rnsan

    badan

    ditentukan

    dapatdianggap

    mempun-

    yai

    summary

    ketebalan

    kulit.

    U

    .lalah

    kita mengambil

    summary

    ketebalan

    kulit'

    Dalam

    hal

    ini

    untuk

    badan

    dengan

    memberikan:

    S

    =

    6R2sina

    di

    mana

    S

    adalah

    momen

    statis

    irisan

    bulat,

    momen

    statis

    6

    adalah

    summary

    ketebalan

    kulit

    R

    adalah

    jari-jari

    irisan

    61

    adalah

    sudut

    pusat

    yang

    dihitung

    dari

    titik

    irisan

    yang

    mempunyai

    momen

    adalah

    sama

    dengan

    nol'

    Bita

    kita

    masukkan

    persamaan

    (6)

    dan

    (10),

    ke dalam

    pers€unaan

    (8)

    maka

    kita

    akan

    mendaPatkan:

    Konstruksi

    dari

    Badan dan Perhitunqan

    Teganqan

    (Q-M

    /2R\v

     

    D

    '

    'Srno

    Qo=

    3,14

    R

    Kita

    akan

    mendapatkan harga tertinggi dd

    qO,

    bilasina=sinx/2

    IILT

    Definic,i IGkuataa

    Tangensial Merata

    dari Momen

    Rrntir

    Telah

    diterangkan

    sebelumnya

    bahwa

    bila kekuatan

    yang

    bekerja

    pada

    satuan ekor,

    badan dari

    pesawat

    akan

    mengalami

    puntiran,

    maka dapat memberikan

    rLrmus puntir:

    M

    =P

    h

    tE

    (8)

    (12\

    (10)

    Kekuatan

    tangensial

    merata

    dari

    momen

    puntir (=qrraJ

    tangensial

    merata

    dari momen lentur

    (:OO)

    di mana

    kekuatan

    geser,

    maka:

    qmt

    =

    Mt

    / 6,28

    R2

    Rumus

    ini

    digunakan

    untuk

    pendekatan.

    di

    mana.

    M,

    adalah momen

    puntir

    R

    adalah

    jari-jari

    irisan

    (bila

    Y

    =

    R)

    Kekuatan

    Q

    adalah

    (1

    3)

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    25/45

    h

    Summary

    ketebaian

    (=

    )

    dari

    kulit

    diperhitungkan,

    selanjutnya

    kekuatan

    tangensial

    merata

    summarynya

    adalah

    sama

    dengan

    jumlah

    eg

    +

    gy1,

    dirumuskan

    sebagai

    berikut:

    q

    =

    qe

    + qrt

    (14)

    Dari

    gambar,

    bagian

    atas

    kekuatan

    tangensial

    merata

    dari

    kulit

    merupakan

    jumlah

    dari

    qO

    dan

    qr,, tetapi bagian

    bawah

    dari

    kekuatan

    tangensial

    merata dari kulit

    memberikan

    perbedaan

    qO

    dan

    gut.

    BiIa

    kita

    mengetahui

    harga dari

    kekuatan

    tangensial

    merata

    summalynya,

    m&ka

    kita

    dapat

    menentukan

    kedudukan

    dari

    tegangan

    tangensial

    kulit.

    Tegangan

    ini

    dapat

    dihitung

    dengan

    jalan

    berikut:

    r=o/6

    (15)

    'sn

    Yang lebih

    kecil

    dari

    yang

    diizinkan.

    Dalam hal

    ini keadaan

    tegang-

    an

    tangensiat

    yang

    diizinkan untuk

    material

    yang diberikan

    selalu

    ditunjukkan

    dalam

    buku-buku

    spesial.

    -oo0oo-

    BAGIAN

    EKOR

    DARI

    PESAWAT

    IV.1 tr\rngsi

    dari

    Bagian

    Ekor dan

    Persyaratannya

    Bagian ekor

    dari

    pesawat

    yang

    termasuk di

    dalamnya

    adalah:

    1.

    Ekor

    horizontal,

    terdiri

    dari

    yang

    tidak

    bergerak

    atau

    bagian

    bergerak

    yang

    terbatas,

    kita

    sebut

    stabihzer dan

    bagian

    yang

    bergerak

    kita

    sebut

    pengontrol

    ketinggian.

    2. Ekor

    vertikal,

    terdiri

    dari permukaan

    yang

    tidak

    bergerak yang

    kita sebut fin

    dan

    bagian

    yang

    bergerak

    kita

    sebut

    yaw-rudder.

    3. Aileron,

    terletak

    di sayap dan

    bergerak

    bersamaan

    tetapi

    dalam

    arah

    yang

    berlawanan.

    ry.1.I F\rngsi

    dari Bagian

    Ekor

    Bagian

    ekor menjamin

    stabilitas

    dan

    pengontrolan

    pesawat

    dalam keadaan

    terbang menurut

    3

    poros

    X'Y'Z'.

    Ada 3

    jenis

    stabilitas

    dan kontrol:

    1.

    Longrtudinal

    stabilitas

    dan

    kontrol

    menurut poros-Z'.

    2. Weathercock

    stabilitas

    dan

    kontrol

    menurut

    poros-Y'.

    3. Lateral

    stabilitas

    dan

    kontrol

    menurut poros-X'.

    Longitudinal

    stabilitas

    dari

    pesawat

    dijamin

    oleh

    ekor

    horizontal

    (stabilizer),

    longitudinal

    kontrol

    dijamin

    oleh

    pengontrolan

    keting-

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    26/45

    42

    Desain

    qan

    Perhitungan

    Pesawat

    Terbang

    gian

    Weathercock.

    Stabilitas

    dijamin

    oleh

    ekor

    dangkan

    weathercock

    kontrol

    oleh

    yawrudder.

    vertikal

    (fin),

    se-

    Lateral

    stabilitas

    dijamin

    dengan

    irisan-V

    yang digunakan

    pada

    sayap

    dan

    pengontrolan

    rolling

    dijamin

    oleh

    aileron'

    lll.L.2

    Persyaratan

    dari bagian

    Ekor

    Persyaratan

    umum

    dapat

    beruPa:

    1.

    Kerja

    yang

    efektif

    pada sernua

    kecepatan

    datam

    keadaan

    terbang

    dan

    sudut

    serangnya.

    2.

    Dragyang

    kecil.

    3.

    Kekuatan

    yang

    diizinkan

    dalam

    pengontrolan'

    4.

    La.ck

    vibrasi.

    5.

    Tegangan

    yang

    baik

    dan

    kekakuan

    dengan

    berat

    yang

    kecil'

    6.

    Sederhana

    dan

    murah dalam

    produksi'

    Jenis

    bagian

    ekor dan bentuk

    bagian

    luarnya.

    Pada

    pesawat

    yang

    modern

    disebut

    bagian

    yang

    digunakan.

    Bagian

    ekor

    dengan

    satu

    sawat

    dengan

    cara

    yang

    berbeda.

    ekor

    dengan

    satu

    fin

    fin

    dipasang pada pe-

    I

    ,

    2,

    3, dan

    4

    dipasang pada

    badan pesawat,

    sedangkan

    5

    dipasang

    pada

    bagian

    fin.

    Bentuk

    luar

    bagian

    ekor

    hampir

    sama

    dengan

    bentuk

    sayap.

    Sering

    keduanya

    dibuat seperti

    bentuk

    trapezoidal

    bila

    dipandang

    dari

    atas.

    Untuk

    percobaan,

    karakteristik

    aerodinamika

    bagian

    ekor

    dibuat

    mengarah

    ke

    belakang.

    Profil

    dari

    kontrol

    pada

    umumnya

    adalah

    simetris.

    Demikian

    pula

    pada

    penyangganya.

    pada

    aileron

    tidak

    simetris.

    Demikian pula

    pada

    penyangganya.

    Bagaimana

    kita

    dapat

    menerangkan

    bahwa aileron

    adalah tidak

    simetris.

    -/-'/

    Aileron

    tidak

    simetris

    karena

    bila

    kedua

    aileron

    bergerak

    dalam

    arah

    yang

    berlawanan pada

    sayap

    dengan

    aileron

    diputar

    ke

    bawah,

    drag

    adalah lebih

    besar dari

    sayap

    dengan aileron diputar

    ke atas

    sehingga

    akan

    terdapat

    kekuatan

    daya

    angkat

    yang

    berbeda

    untuk

    y

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    27/45

    sayap

    ini.

    Poros-Y'akan

    mendapat

    momen

    separo

    penuh'

    Untuk

    menghilangkan

    momen

    separo

    penuh

    ini

    dan

    membuat

    drag

    yang

    sama

    dengan

    aileron

    harus

    dibuat

    tidak

    simetri'

    Bila

    aileron

    tidak

    simetri akan memutar

    ke atas

    maka

    hidungnya

    akan

    diproyeksikan

    keluar'

    Sebagai

    hasil

    akan

    timbul

    tambahan

    drag

    pada

    arus

    udara.

    Dalam

    hal

    ini

    harga

    dari

    drag

    di

    sebelah

    kanan

    dan

    kiri

    sayap

    akan

    menjadi

    sama

    atau

    pada

    umumnya

    momen

    separo

    penuh

    terhadap

    poros-Y'akan

    dianggap

    berkurang'

    IV.2

    Konstruksi

    dari

    Bagian

    Ekor

    Dipandang

    dari

    sudut

    konstruksi

    mekanis'

    bagian

    ekor

    pe-

    sawat

    berupa

    beam

    yang dikencangkan

    pada

    fondasi'

    Ini

    berupa

    beam

    yang akan

    mendaPat

    beban'

    IV.2.1

    Stabilizer

    dan

    lin

    Diagrarl

    konstruksi

    dari

    fin

    dan

    stabilizer

    pada umumnya

    hampir

    sama

    dengan

    konstruksi

    sayap'

    Pada

    umumnya

    sayap

    menggunakan

    elemen

    ini,

    berupa

    longeron,

    stringer'

    rib

    dan

    lain-

    lain.

    Bagan

    Ekor dari Pesawat

    Elemen-elemen

    ini

    berupa longeron

    atau

    jenis

    monobloc.

    Momen

    geser

    dan

    lentur

    seperti

    pada

    sayap.

    Momen

    puntir

    mempengaruhi

    kulit dan bulkhead

    atau

    dapat mempengaruhi

    kulit

    dan

    dinding

    longeron.

    lll.2.2

    Rrdder dan

    Afleron

    Dipandang

    dari sudut

    konstruksi mekanis

    adalah

    jama.

    Beam

    dikencangkan

    pada penumpu

    dan terletak

    di tempat

    pe-

    numpu

    dan mendapat

    beban

    dengan kekuatan.

    Rudder

    dan

    aileron adalah

    momen

    swinging.

    Momen

    swinging

    diimbangi

    dengan

    kekuatan yang

    terdapat

    pada

    batang

    kontrol

    actuator

    (KA).

    Momen

    swinging

    (=M")

    selalu

    dengan

    tanda minus.

    Pada

    umumnya

    dalam

    hal

    konstruksi

    dari kontrol dan

    aileron terdiri

    dari

    longeron,

    stringer,

    rib

    dan

    kulit.

    45

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    28/45

    Dalam

    jenis

    longeron

    dari

    aileron

    dan

    kontrol

    sebagai

    aturan

    meng-

    gunakan

    pipa

    longeron.

    Dalam

    beberapa

    hal,

    kontrol

    dan

    aileron

    tidakmempunyaikonstruksiyangtelahditerangkandiatas.Seba-

    gai

    contoh:

    aileron

    dan

    kontrol

    hanya

    mempunyai

    rib dan

    pada

    kontrol

    terdapat

    potongan

    untuk

    mengencangkan

    konstruksi'

    W.3

    Beban

    Bekerja

    Pada

    Baeian

    Ekor

    Kekuatan-kekuatan

    sebagai

    berikut

    yang bekerja

    pada

    pe-

    sawat

    dalam

    keadaan

    terbang:

    1.

    Beban

    aerodinamika

    2.

    Kekuatan

    berupa

    berat

    dari

    konstruksi

    3. Kekuatan

    enersia

    dari

    massa

    bagian

    ekor'

    Semua

    beban

    yang bekerja

    pada bagian

    ekor ditentukan

    dengan

    standar

    norrna

    dari

    tegangan.

    p

    =p

    f

    (1)

    ep

    di

    mana

    P" adalah

    kekuatan

    yang

    dibutuhkan'

    Po adalah

    kekuatan

    dalam

    pralctek'

    f

    adalah

    faktor

    keamanan'

    Distribusi

    UlUan

    yang

    dibutuhkan

    antara

    stabilizer

    dan

    pengontrol

    ketinggian

    atau

    antara

    fin

    dan

    yaw rudder

    adalah

    berbanding

    dengan

    luasnya

    dan

    dapat

    dinyatakan

    sebagai

    berikut:

    P

    "l

    P.= S"

    / ,nq*)

    (2\

    di

    mana

    P"

    adalah

    kekuatan

    kontrol

    Sc

    adalah

    luas

    kontrol'

    Sn,,*,adaiah

    luas

    horizon

    (vertikal)

    dari ekor'

    BaRran

    Ekor

    dari

    Pesawat

    Dari

    persamaan

    (2)

    dan

    (3)

    akan

    memberikan kesimpulan

    adanya

    kekuatan

    yang

    bekerja

    pada

    kontrol,

    stabilizer

    dan fin.

    fV3.1

    Beban Merata

    Beban merata yang bekerja pada

    kontrol,

    stabilizer dan fin

    ditentukan

    menurut perbandingan

    dengan

    tali busur :

    q=kb

    dimana k

    adalah

    koefisien

    perbandingan

    dan

    k=P"/S.

    Dalam

    hal ini

    beban

    merata

    yang

    bekerja

    pada

    kontrol

    adalah:

    o

    =P

    b /S

    'cccc

    Beban

    merata

    yang

    bekerja

    pada

    stabilizer

    atau

    fin

    Q"qn)=

    P"qn)b"qo)i

    S{ri)

    (6)

    Setelah

    itu, kita

    harus

    menghitung

    Q,

    Mu, M, dan

    kemudian

    kita

    akan menghitung

    tegangan.

    Di

    sini harus

    lebih

    kecil dari

    tegangan

    yang

    diizinkan,

    berarti

    akan

    terjamin.

    IV.4 Perhihragan

    Tegangan

    dari

    Bagian

    Ekor

    Bila kita

    mempunyai

    Q,

    Mu

    dan M,, maka

    kita

    dapat

    menen-

    tukan

    tegangan yang

    dibandingkan

    dengan norrna

    tegangan

    _yang

    diizinkan.

    Kita

    akan

    menghitung

    tegangan

    dan

    bagian ekor.

    IV.4.1

    Perhitungan

    Tegangan

    dari

    Kontrol

    Loageron

    Dalam

    hal

    ini

    kita

    menggunakan pipa

    longeron.

    Bila

    longeron

    adalah

    jenis

    pipa,

    tegangan

    dapat

    ditentukan menurut

    rumus

    sebagai

    berikut:

    o

    =

    Mt

    /Oj

    (D3

    -

    d3)

    .

    oo

    dimana

    oo

    adalah

    batas tegangan.

    47

    (4)

    (5)

    P*n)/

    P"

    =

    S"qo)/

    Sn

    {t

    )

    di mana

    P".,u,

    adalah

    kekuatan

    stabilizer

    (fin)

    S",iu,

    adalah

    luas

    Stabilizer

    (fin)

    (3)

    (7)

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    29/45

    4g

    Desain

    dan

    Perhitungan

    Pesawat

    Terbang

    .o

    =

    Q/0,785(D3-d3)

    'Mt

    =

    Mt/

    o'2

    1D3

    -

    d3

    I

    1 =

    1o+tMtSrb

    Bagran

    Ekor

    dari

    Pesawat

    KEKUATANGESER

    O

    o=S,zF. +b 6.

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    30/45

    SISTEM

    PENGGERAK

    KONTROL

    V.l

    Sistem

    PenggeraL Kontrol

    daa

    Persamaannya

    Kontrol

    dari aileron,

    yaw-rudder

    dan

    pengontrol

    ketinggian,

    dilaksanakan

    dengan

    kontrol

    actuator

    melalui

    sistem

    penggerak

    kontrol.

    Kita

    mempunyai 3

    jenis

    sistem

    penggerak

    kontrol,

    yaitu:

    1.

    Sistem

    penggerak

    kontrol secara

    fleksibel.

    2. Sistem

    penggerak

    kontrol secara

    keras.

    3.

    Sistem

    penggerak

    kontrol secara

    campuran.

    V.1.1 Sistem

    Penggerak

    Kontrol

    Secara

    Fleksibel

    Dilaksanakan

    dengan menBgunakan

    kabel baja.

    Sistem

    peng-

    gerak

    kontrol

    secara

    fleksibel

    dapat menggunakan

    kabel baja

    yang

    dapat

    mengarah

    berbeda-beda. Tetapi

    sistem ini ada kerugiannya:

    1.

    Terdapat

    banyak

    gesekan

    pada

    roller.

    2.

    Kabel

    baja untuk suatu

    periode

    akan memanjang.

    3. Kekuatan

    apapun

    yang

    bekerja di sini menggunakan pegas.

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    31/45

    52

    Desain

    dan

    Perhitungan

    Pesawat

    Terbang

    V.L.2

    Sistem

    Penggerak

    kontrol

    seeara

    keras

    Sistem

    Penggerak

    Kontrol

    .53

    2. Dalam

    hal

    sistem

    penggerak

    keras,

    adalah

    lebih

    sulit menggu-

    nakan

    peralatan yang

    berbeda bila dibandingkan

    dengan sistem

    penggerak

    fleksibel.

    V.2

    Persyaratan Sistem

    Peaggerak

    Kontrol

    Pada

    umumnya sebagai tambahan sistem

    penggerak

    kontrol

    adalah beratnya

    kecil, tegangan,

    kekakuan,

    tahan lama,

    dapat

    dilaksanakan dan sederhana. Persyaratan spesial

    yang

    diperlukan

    adalah

    sebagai

    berikut:

    1.

    Minimum

    gesekan

    di

    titik-titik sambungan. Persyaratan ini

    men-

    jamin

    pemasangurn

    dan bantalan

    dalam

    semua

    poros

    dan sam-

    bungan.

    2. Kontrol tidak

    boleh

    menyimpang

    dari

    cara

    pennainan

    dalam

    sistem

    penggerak.

    3.

    Sistem

    penggerak

    kontrol

    harus menjamin penyimpangan

    sudut

    yang

    diisyaratkan untuk

    kontrol

    dan aileron.

    4.

    Kontrol

    actuator

    dipasang

    sedekat mungkin

    dengan kontrol

    mekanisme,

    sehingga

    dapat

    mengurangi

    sejumlah bagian

    yang

    digunakan

    dalam

    sistem

    penggerak

    dan akan menjadi lebih

    nyata dan sederhana.

    Demikian

    juga

    akan mengurangi

    bermain-

    nya dalam titik

    dari

    sambungan.

    V.3

    Elemen dari

    Sistem PenggeraL Kontrol

    Elemen itu termasuk

    arus,

    lever,

    arah dari

    peralatan,

    rollers,

    bearing

    (bantalan).

    Rod

    biasa

    yang

    digunakan

    dibuat

    dari

    baja

    dan

    pipa duralmin.

    Tetapi dapat

    juga

    dibuat

    dari

    batang baja

    yang

    padat.

    Ujung

    dari

    batang dapat

    dikencangkan secara kaku

    atau

    hanya

    digantungkan

    saja.

    Disini

    dilaksanakan

    dengan

    menggunakan

    batang

    metal'

    Batang

    baja

    ini

    tidak

    mengalami

    perpanjangan'

    terdapat

    gesekan

    kecil

    dalam

    sambungan

    dan

    waktunya.lebih

    lama

    tflu

    diban-

    dingkan

    dengan'sistem

    penggerak

    kontrol

    secara

    fleksibel'

    Tetapi

    disini

    juga

    terdapat

    kerugian:

    l.Adalahlebihberatdarisistempenggerakfleksibel.

    Bagian-bagian

    yang

    lain

    merupakan

    standar

    pula.

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    32/45

    V.4

    Dellniei

    dan

    Kekuatan

    dalam

    Elemen

    dari

    Sistem

    Peng-

    gerak

    Kontrol

    Kekuatan

    yang

    bekerja

    pada

    actuator

    dapat

    ditentukan

    de-

    ngan

    M"*

    dan harga

    penyimpangan

    dari

    kontrol

    actuator:

    p

    dx

    =

    -

    Mr*d

    (16)

    di

    mana

    dx

    adalah

    perpindahan

    yang sangat

    kecil

    dari

    batang

    kontrol

    actuator.

    M"*

    adalah

    momen

    swinging

    d6:''

    adalah

    peayimpangan

    sudut

    dari

    kontrol

    P=-Mrwd/dx

    (r7)

    di

    mana

    d6

    /

    dx

    =

    K",,

    kita

    sebut

    reduksi

    rid

    Ksw

    adalah

    harga

    yang

    konstan

    untuk

    tiap

    mekanisme

    yang

    ter-

    Pisah'

    Dengan

    demikian

    kekuatan

    dari

    actuator

    dapat

    ditentukan'

    VIBRASI

    ELEMEN

    DARI PESAWAT

    VI.1

    Lenturan-oskilasi

    hrntir

    dari

    Pesasat

    Bila

    pesawat

    dalam keadaan

    terbang,

    sayap

    karena

    pengaruh

    aksi

    luar

    pertubasi

    akan

    mendapat oskilasi.

    Dalam

    bersamaan

    waktu

    sayap

    akan

    mendapat

    puntiran.

    Oskulasi ini

    disebabkan

    sayap itu

    sendiri,

    karena mendapat

    resilience.

    Sayap

    adalah sumber

    kekuatan

    excitasi

    yang

    menyebabkan

    sayap beroskilasi. Karakter-

    istik

    aerodinamika

    dari sayap

    akan

    mengalami

    perubahan

    dise-

    babkan

    oskilasi

    ini.

    Telah

    diketahui

    dari

    aerodinamika

    bahwa

    kekuatan

    aerodinamika adalah

    sebanding dengan

    kwadrat

    ke-

    cepatan dan

    akan memberikan harga

    yang

    besar.

    AY=ACro]lstz

    Oskilasi excitasi

    dari s_ayap

    yang

    terjadi seiama dalam keadaan

    terbang

    disebut

    lenturan-flutter puntir.

    Kekuatan

    yang

    menaikkan

    oskilasi amplituda

    disebut

    kekuatan excitasi.

    Kekuatan

    yang

    mengembalikan

    sayap dalam

    keadaan

    permulaan,

    disebut

    kekuatan redarn.

    -ooOoo-

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    33/45

    adalah

    pusat

    gravitasi

    irisan

    dari

    sayap'

    x

    adalah

    Pusat

    kekakuan'

    N =

    mj

    adalah

    kekuatan

    enersi

    F

    adalah

    kekuatan

    resilience'

    Kita

    anggap

    bahwa

    sayap

    mendapat-hasil

    aksi

    arus

    menyebabkan

    lenturan

    dan

    terdapat

    dalam

    gambar'

    Vibrasi

    Elemen dari

    Pesawat

    Kita

    anggap

    bahwa

    sayap dalam keadaan

    tidak

    bergerak

    dan arus

    udara

    memberikan aksi

    pada

    sayap

    dengan kecepatan

    V*.

    Dalam

    hal ini

    kedudukan

    2 kekuatan resilience

    arahnya

    ke

    bawah. Dari

    kedudukan

    2

    karena

    pengaruh

    aksi

    kekuatan

    resilience,

    maka

    sayap

    mulai

    arahnya

    ke

    bawah.

    Bila

    sayap dalam

    kedudukan

    3,

    maka akan

    memutar

    terhadap

    pusat

    kekuatan. Hasilnya

    memberi-

    kan sudut serang

    berkurang,

    maka kekuatan

    aerodinamika

    akan

    berkurang

    juga.

    Demikian

    pula

    dalam

    kedudukan 4,

    kekuatan

    resilience

    akan memutar

    sayap

    terhadap

    pusat

    kekakuan

    dalam

    arah

    yang

    berlawanan.

    Dalam kedudukan 5, arti

    dari

    kekuatan

    enersia mengalami

    perubahan.

    Dalam kedudukan

    6, sayap

    akan

    dalam

    kedudukan

    horizontal dan karena

    pengaruh

    aksi

    dari

    kekuatan

    resilience. Maka akan

    mulai memuntir

    dalam arah

    yang

    berlawanan.

    Oskilasi

    lentur-puntir

    ini

    menjadi

    besar

    dan

    bertambah

    ,besar,

    sehingga

    sayap akan

    patah

    dalam

    waktu

    1

    +

    5 detik.

    Tingkat

    urutan

    gerak

    dari

    sayap selama dalam

    lentur-puntir

    dapat

    ditunjukkan

    secara grafis

    sebagai berikut:

    Dalam keadaan

    terbang

    ..r------.---

    r______

    2

    lt

    rl

    ll

    rGl

    1

    \l

    >--;7\'

    +N

    --+--*

    ir,^-

    I

    -.:-fi,

    t---:

    fr

    ^N_---):

    V_

    --

    r,

    i

    -tl ,t- /

    ',

    ."'L1,'

    I

    |

    ./.

    -'-l

    I

    e'--

    i:

    r

    rlF

    rl

    I

    --

    ----l

    i+:-

    '.-'

    -

    -

    ;A

    r--*l

    udara

    Yang

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    34/45

    tidak

    bergerak.

    Po

    adalah

    kekuatan

    redam'

    P,

    adalah

    kekuatan

    existing'

    perubahan

    kekuatan

    existing

    clari

    redam dapat

    digambarkan

    secara

    grafis:

    Vibrasi

    Elemen dari Pesawat

    'l).

    Sebelum

    dibebani

    2).

    Sewdah

    dibebani

    Akibatnya

    lentur-puntir

    flutter

    akan

    berkurang pula.

    3. Secara

    umum

    kekakuan

    dari

    sayap

    akan

    mengalami

    kenaikan,

    dengan

    menggunakan

    sayap

    dengan konstruksi

    yang

    lebih

    be-

    sar.

    VI.2 Lenturan-flutter dari

    Aileron

    Kita

    anggap

    bahwa

    sayap mempunyai

    kekakuan yang

    besar

    dan karena

    itu

    secara

    praktis tidak

    mengalami

    puntir.

    Dalam

    waktu

    yang

    bersamaan

    kita

    mengizinkan

    bahwa

    aileron

    dapat

    menyim-

    pang.

    Pusat

    dari

    gravitasi

    dari aileron

    terletak

    di

    dekat

    pusat

    rotasi

    dari

    aileron.

    Kita

    anggap

    bahwa irisan

    sayap

    dari

    kedudukan (1)

    adalah

    dipin-

    dahkan

    kedudukan

    (2)

    dan setelah

    itu

    irisan ini

    akan mulai

    turun.

    Kekuatan

    enersia

    dari

    aileron bekerja pada pusat

    gravitasi

    dengan

    arah

    ke

    atas

    dan

    aileron

    akan

    mulai

    menyimpang

    ke

    atas.

    59

    Pada

    grafik

    ini

    titik@

    memberikan

    kecepatan

    di

    mana

    lentur-puntrr

    flutter

    terjadi.

    Xecepatan

    ini

    disebut

    kecepatan

    knfis'

    Titik

    di mana

    terdapat

    kecepatan

    kritis

    kita

    akan

    mendapat

    kekuatan

    exciting

    dengan

    sendirinya

    yang

    menyebabkan

    kekuatan

    kecelakaan'

    Maka

    akan

    terdapat

    vibrasi

    y""g

    *"t'yebabkan

    kenaikan

    tanpa

    kekuatan

    luar

    yang

    bekerja

    PadanYa'

    VI.1.1

    Mengulnrr

    Mengurangi

    Flutter

    dari

    Sayap

    Untuk

    menghilangkan

    lentur-puntir

    flutter

    dari

    sayap

    peng-

    ukuran

    yang

    harus

    dilakukan

    adaiah

    sebagai

    berikut:

    1.

    Ketebaran

    dari

    kulit

    dan

    dinding

    dari

    rongeron

    dinaikkan

    untuk

    mendapatkan

    kekakuan

    dari

    sayap

    yang

    lebih

    besar'

    menye-

    babkanberkurangnyapuntirdariirisanSayapyangmerupakan

    sumber

    dari

    kekuatan

    existing'

    2.

    Dengan

    menempatkan

    beban

    di

    bagian

    hidung

    dari

    sayap'

    pusat

    gravitasi

    akan

    mendekati

    pusat

    kekakuan'

    Di

    kedudukan

    kedua

    -o-",

    dari

    kekuatan

    enersia

    akal

    berkurang'

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    35/45

    Kedudukan

    (1)

    adalah

    jarak

    antara

    kedua

    pusat

    seberum

    ada

    beban.

    Kedudukan

    (2)

    adalah

    jarak

    antara

    kedua pusat

    sesudah

    ada

    beban.

    2.

    Menempatkan beban pada lengan.

    Bila

    sayap

    bergerak

    dari

    kedudukan

    (5) ke atas'

    enersia

    dari

    aileron

    bekerja

    pada

    pusat

    gravitasi

    atas

    dan

    eileron

    mulai

    bergerak

    ke

    bawah'

    maka

    kekuatan

    dengan

    arah

    ke

    >7

    --e€t*

    3)

    -4

    ./,/

    ---_-

    / ./

    g-

    Dengan

    menambah

    dicegah.

    1a

    berat

    ini,

    maka

    aileron-lentur

    flutter

    dapat

    (b)

    ----7

    (4)

    -

    (s)

    Kecepatan

    dari

    pesawat

    dengan

    kecepatan

    pada

    titik

    @

    adalah

    t

    ecepatan

    kritis

    dari

    lentur-flutter

    aileron'

    Pengukuran

    apa

    yang

    dilakukan

    dengan

    mengurangi

    lentur

    flutter

    dari

    aileron'

    Yang

    paling

    penting

    adalah

    bagaimana

    mengukur

    kompensasi

    berat

    dari

    aileronuntukmencegahaileron-l"nturflutter.Beratkompensasiini

    dapat

    dilakukan

    dengan

    duajalan,

    yaitu:

    1.

    Dengan

    menempatkan

    beban

    di

    bagian

    hidung

    dari

    aileron'

    lo---:i

    Keadaan

    a :

    kompensasi

    yang

    baikdaiporos

    aerodinamika.

    Keadaan

    b

    : kompensasiyang

    htrangdaiporosaerodinamika.

    Di

    samping

    untuk

    mengurangi

    flutter

    dari

    aileron,

    kekakuan

    sistem

    penggerak

    dapat

    dinaikkan.

    VI.3

    Vibrasi

    dari

    Bagian.Ekor

    vibrasi

    yang

    timbul

    di

    bagian

    ekor

    dari

    pesawat

    adalah

    s€rma

    dengan

    vibrasi yang

    terjadi

    pada

    sayap.

    Vibrasi

    adalah

    sama

    sebagai

    hasil

    dari flutter

    sayap.

    Tambahan

    dari

    vibrasi

    ini

    dari

    bagian

    ekor,

    dalam praktek

    aksi

    dari vibrasi

    yang

    kita

    sebut

    buffeting

    (shaking).

    Buffeting

    disebabkan

    adanya

    arus

    udara

    disturb

    dari

    sayap.

    Ada

    beberapa

    cara

    untuk

    menghilangkan

    buffeting.

    wi

    -----

  • 8/19/2019 Design Dan Perhitungan Pesawat Terbang

    36/45

    Dalam

    hal ini

    hasilnya

    bahwa

    tegangan

    lelah

    dari material

    melebihi

    batang

    menyebabkan

    akan patah.

    Untuk

    mengurangi

    oskilasi

    dari

    lengan,

    panjang

    dari

    lengan

    dikurangi

    dengan

    menggunakan

    batang

    swinging

    atau

    dengan

    cara lain

    lengannya

    di

    tengah

    diberi

    penyangga.

    -oo0oo-

    Salah

    satu

    cara

    untuk

    menghilangkan

    buffering

    ini

    adalah

    bagian

    ekornya

    dengan

    bentuk

    12Oo

    satu

    terhadap

    yang

    lain'

    Alasan

    disebabkan

    arus

    udara

    disturb

    dapat

    dihilangkan

    dari

    aerodinamika,

    kita

    telah

    mengetahui

    bahwa

    yang terbesar

    pada

    kerugian.

    Karena

    itu

    dipangkal

    irisan

    dari

    sa