Desain Pesawat: Konseptual Desain (1)

Sebelum membaca artikel ini, posisikan diri anda sebagai desainer pesawat yang memiliki konsumen. Seperti yang telah dibahas pada artikel sebelumnya. Konseptual desain merupakan tahap awal dalam mendesain sebuah pesawat. Output dari tahap ini adalah sebuah terkaan awal (perkiraan) sketsa konfigurasi pesawat. Konseptual desain dimulai dengan menentukan kebutuhan dan spesifikasi pesawat yang diinginkan oleh konsumen. Kemudian, setelah spesifikasi ditentukan, langkah berikutnya adalah menggambarkannya dalam sebuah sketsa.

Berikut beberapa spesifikasi yang harus ditentukan:
1. Misinya mau seperti apa?
2. Berat dan dimensi payload (barang bawaan: missil, dsb)
3. Jumlah crew berapa?
4. Jarak tempuh (range) dan lama tempuh (Endurance)
5. Ketinggian pesawat dari permukaan laut (altitude) dan kecepatan jelajah pesawat (Cruise Speed).
6. Jenis mesin propulsi
7. Sertifikasi yang digunakan

Mari kita bahas cara menentukan masing-masing spesifikasi diatas step by step :

1. Menentukan misi pesawat dan fase-fasenya
Dalam dunia penerbangan, terdapat dua jenis misi penerbangan. Pertama adalah penerbangan sipil dan kedua adalah penerbangan militer. Oleh karena itu, pertama-tama anda harus memutuskan dulu pesawat apa yang akan anda desain, apakah pesawat sipil atau militer. Setelah itu anda tentukan misi dan fase-fasenya dan dideskripsikan dalam gambar.

Pada umumnya, pesawat sipil memiliki misi simple cruise yang memiliki 8 fase seperti pada gambar :capture21. Engine start & warmup : adalah fase pemanasan mesin propulsi
2. Taxi : adalah fase dimana pesawat menyesuaikan posisinya agar siap take-off
3. Take-off : adalah fase pesawat lepas landas
4. Climbing : adalah fase antara take-off sampai dengan ketinggian tertentu
5. Cruise : adalah fase dimana pesawat menjelajah dengan ketinggian dan kecepatan relatif konstan
6. Loiter : adalah fase pesawat berkelana berputar-putar turun (biasanya untuk menyesuaikan posisi agar siap landing)
7. Descent : adalah fase pesawat bergerak turun menuju landing
8. Landing, Taxi, Shutdown : Fase pesawat mendarat, berhenti pada posisi yang diinginkan

Sedangkan misi penerbangan militer cukup banyak variasinya. Sebagai contoh, kita ambil misi pesawat bomber fighter:capture3

misi pesawat militer di atas terlihat cukup rumit dan terdiri dari 15 fase. Fase-fasenya hampir sama dengan fase pada misi simple cruise, hanya saja ada beberapa tambahan fase, yakni:

1. Dash-out : adalah fase dimana pesawat bergerak turun dengan cepat sebagai upaya menyerang target
2. Drop Bombs : adalah fase pesawat menjatuhkan bom ke target dibawahnya (dalam fase ini, pesawat mengalami pengurangan berat cukup besar)
3. Strafe : Fase dimana pesawat menembaki target dengan peluru
4. Dash-in : adalah fase dimana pesawat bergerak naik dengan cepat sebagai upaya menghindari serangan target atau karena misi penyerangan sudah selesai

Jika konsumen anda menginginkan misi penerbangan sipil, maka anda harus mendesain sesuai dengan konfigurasi pesawat sipil. Begitu pula jika konsumen anda menginginkan misi penerbangan militer, maka anda harus mendesain sesuai dengan konfigurasi pesawat militer. Berikut beberapa gambaran konfigurasi pesawat sipil maupun militer dari contoh yang sudah ada:

capture4
Konfigurasi Pesawat Sipil
capture5
Konfigurasi Pesawat Militer

2. Menentukan Berat dan Volume Payload
Payload merupakan beban yang diangkut oleh pesawat selama perjalanan termasuk didalamnya penumpang, dan barang bawaan (misalkan koper, misil, kargo, munisi, bom, dsb). Volume payload nantinya akan menentukan seberapa besar dimensi pesawat. Sedangkan berat payload akan berpengaruh terhadap parameter desain di tahap preliminary design. Oleh Karena itu, anda harus nge-list payload apa saja yang diinginkan oleh konsumen, lalu hitung volume dan berat totalnya. Berat dinyatakan dalam satuan lbs.

3. Menentukan Jumlah Crew
Di pesawat sipil, biasanya terdapat dua orang crew: pilot dan co-pilot ditambah pramugari. Sedangkan pada pesawat fighter militer, biasanya hanya memiliki satu orang crew. Penentuan jumlah crew akan berpengaruh terhadap konfigurasi cockpit. Selain itu, anda harus menghitung juga berat total crew. Berat dinyatakan dalam satuan lbs.

 

4.Menentukan Jarak tempuh (Range) dan lama tempuh (Endurance)

Jarak tempuh (Range) dan lama tempuh (Endurance), nantinya berpengaruh terhadap konsumsi bahan bakar. Semakin range dan endurance semakin besar, maka konsumsi bahan bakar akan naik. Sehingga volume tangki bahan bakar harus lebih besar. Perubahan volume tangki akan memengaruhi dimensi geometri sayap pesawat. Biasanya range dinyatakan dalam satuan nm (nautical miles) setara dengan 1,852 km sedangkan Endurance dinyatakan dalam satuan jam loiter.

5. Ketinggian pesawat dari permukaan laut (altitude) dan kecepatan jelajah pesawat (Cruise Speed).

Penentuan altitude dan cruise speed akan berpengaruh terhadap jenis mesin propulsi yang akan digunakan. Biasanya altitude dinyatakan dalam feet sedangkan cruise speed dinyatakan dalam mach number (M).

6. Menentukan jenis mesin propulsi

Seperti yang dijelaskan pada point 5, penentuan jenis mesin propulsi dipengaruhi oleh altitude dan cruise speed suatu pesawat. Dengan menggunakan grafik dibawah ini, kita dapat menentukan jenis mesin propulsi yang tepat untuk digunakan. Misalkan pesawat yang konsumen inginkan memiliki cruise speed 0,82 Mach dan altitude 35000 ft. Maka mesin propulsi yang cocok sesuai grafik dibawah adalah Jet Transportation Turbofan.

capture6

7. Menentukan Sertifikasi yang digunakan
Segala sesuatu memiliki standar dan peraturan tertentu, begitu pula dalam dunia penerbangan. Sertifikasi yang biasa digunakan dalam dunia penerbangan adalah FAR 25. Dimana sertifikasi ini mengatur regulasi dan beberapa aspek teknis penerbangan seperti jarak minimal landasan pacu, ketinggian maksimum dan sebagainya.

Setelah semua spesifikasi diatas ditentukan. Langkah berikutnya adalah mensketsa pesawat sesuai dengan pertimbangan-pertimbangan spesifikasi tersebut.

AERO ENGINEERING
CV MARKOM

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *