Desain Struktur Rangka Pesawat Terbang

Pesawat terbang merupakan kendaraan dengan teknologi yang sangat tinggi pada berbagai aspek (aerodinamika, elektronik, sistem navigasi dan lain-lain). Salah satu teknologi tinggi yang penting pada pesawat terbang adalah teknologi struktur rangkanya, karena desain rangka pesawat ini haruslah kuat dan kaku tetapi harus sangat ringan. Dimana secara sederhana dapat dikatakan untuk menambah kekuatan dan kekakuan haruslah menambah berat.

Pesawat harus kuat karena menyangkut keamanan dan keselamatan penumpang, kemudian harus kaku karena struktur yang lentur akan merusak karakteristik kendali terbang bahkan mengakibatkan flutter atau getaran yang berlebihan pada sayap yang mengakibatkan sayap patah. Adapun struktur harus ringan karena untuk terbang dengan daya seminimal mungkin, pesawat haruslah ringan. Pengurangan berat pesawat yang sedikit dapat meningkatkan penghematan bahan bakar secara signifikan.

Pada fuselage, struktur yang biasa digunakan adalah jenis truss, monocoque dan semimonocoque seperti gambar-gambar dibawah ini :

  • Truss :

structure-truss

  • monocoque :
  • structure-monocoque
  • Semimonocoque :
  • structure-semimonocoque

Struktur truss biasa digunakan pada pesawat-pesawat ringan dengan cover fabric. Struktur ini biasa dibuat dari bahan baja atau logam paduan aluminium. Kemudian struktur monocoque mengandalkan kekuatan skin atau lapisan luarnya untuk menahan beban, sedangkan rangka dalamnya hanya sebagai penahan bentuk dan kekuatan pada titik-titik tertentu. Struktur monocoque ini biasa digunakan untuk skin aluminium atau komposit (fiberglass atau karbon fiber). Yang terakhir adalah semimonocoque, tidak jauh berbeda dari monocoque, struktur ini dilengkapi dengan stringer untuk membantu menahan beban dan menambah kekakuan dari kulit. Struktur semimonocoque adalah yang paling sering digunakan karena relatif paling ringan dan kuat.

Kemudian hal yang cukup krusial untuk dipahami adalah struktur dari sayap pesawat, karena sayap menahan beban yang paling besar dan berulang pada pesawat. Berikut ini adalah bagian-bagian rangka sayap :

structure-wing-nomenclature

  • Spar : spar adalah struktur penyokong utama dari sayap, spar menahan beban yang paling besar serta menghubungkan sayap dengan fuselage.
  • Ribs : Ribs adalah struktur bantu yang digunakan untuk membentuk airfoil pada sayap sekaligus meningkatkan kekakuan pada beberapa titik sayap.
  • Stringer : Stringer adalah struktur yang menempel pada ribs yang berfungsi untuk meningkatkan kekakuan dan tempat menempelnya skin atau kulit lapisan luar sayap.

Berikut ini adalah contoh desain spar dengan bahan kayu dan logam :

structure-wooden-spar

structure-metal-spars

Kemudian, berikut ini adalah beberapa contoh konstruksi rib :

structure-wing-ribs

Terkadang, untuk pesawat yang sangat besar atau pesawat tempur yang membutuhkan penyimpanan bahan bakar ekstra, bahan bakar terpaksa harus disimpan disayap. Desain struktur rangka sayap dengan penyimpanan bahan bakar ini berbeda dengan yang telah kita bahas diatas, struktur ini berupa wing box seperti gambar berikut :

structure-wing-box

Kemudian, secara umum struktur untuk ekor tidaklah jauh berbeda dari sayap yaitu terdiri dari spar, rib dan stringer.

Materi ini hanya membahas seputar struktur rangka pesawat terbang, untuk penjelasan terkait material yang digunakan pada pesawat terbang baca disini.

Anda dapat update video tutorial desain pesawat terbang dan aeromodelling sekaligus berdiskusi langsung dengan admin di grup facebook kami. untuk gabung KLIK DISINI

By Caesar Wiratama

aeroengineering.co.id merupakan jasa layanan dibawah PT Markom Teknologi Engineering dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA. Pelajari selengkapnya di sini.

sumber gambar : https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aircraft/amt_airframe_handbook/media/ama_ch01.pdf

AE-service juga menerima jasa simulasi komputer Finite Element Analysis (FEA) untuk mendesain struktur secara umum. Baca disini.

Author: Caesar Wiratama

caesar@aeroengineering.co.id
0815-4806-5205

14 comments

    1. Mas download saja pdf yang saya tulis sumbernya di bawah artikel itu. Kalau pengen lebih lengkap lagi yang tersedia online, ada e-book berjudul “Aircraft structural design”

  1. saya sudah masuk proses cetakan, dr rangka pesawat terbuat dr baja campuran besi berbentuk sarang lebah khusus di badan pesawat sj, sebagai penahan benturan diwaktu pendaratan keras, rangka lainnya terbuat dr titanium termasuk rangka sayapnya & pelapis pesawat seluruh rangkanya adalah bahan titanium ini utk peswat non siluman, jika siluman bahan pelapis struktur pesawat adalah lapisan siluman

    1. Tolong jgn gunakan mesin jet konvesional..gunakan mesin jet tenaga fusi lebih mantap..proses pembakaran lebih bersih dan mesin lebih dingin..apa kah mesinnya sudah ada…? Klo belum buat aja😂😂

      1. Tenaga fusi fisi masih sangat jauh dari praktikalitas, baru beberapa saja yang mengembangkanya pada tahapan laboritorium

  2. boleh di sebutin gak mas nama model/jenis dari spars logam nya dari paling kiri ke kanan (a – e)? atau ada buku yang ngebahas secara detil tentang masing masing konstruksi spars nya gak mas?

    1. waduh, kalo detailnya itu tergantung jenis pesawat, budget, supplier, metode manufaktur dll mas. Harus dipelajari secara mendalam satu satu 😀

Leave a Reply to Wilman.rf Cancel reply

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