IMULAI PEAA EGA MEGGUAKA MALAB IMULAI AKE-OFF PEAA EGA MEGGUAKA MALAB Bana iranara Adipura Jurusan eknik Penerbanan ekolah ini eknoloi Adisujipo Jl. Jani Blok R, Kompleks Lanud Adisujipo, Yoyakara elepon (0274) 451262 Faks. (0274) 451265 E-mail: bana_adipura@yahoo.com Absrak ake-off adalah fase awal dalam seiap penerbanan dimana pesawa diam di runway kemudian bererak hina mencapai keinian (screen heih). alam fase ini jarak dan waku empuh menjadi isu penin karena dipenaruhi oleh linkunan dan konfiurasi pesawa. Fakor linkunan melipui kondisi runway, suhu, elevasi bandara dan anin sedankan konfiurasi pesawa melipui bera dan konfiurasi flap. Jarak dan waku ake-off dapa dihiun denan membua suau simulasi. Proses pembuaan simulasi diawali denan membua persamaan erak pesawa saa ake-off. Hasil simulasi yan didapakan berupa rafik yan dapa memperlihakan penaruh linkunan dan koonfiurasi pesawa. Hasil simulasi menunjukkan jarak ake-off pada kondisi normal adalah 827.047 m. eelah dilakukan simulasi denan berbaai variasi didapakan bahwa slope posiif dan penurunan suhu menyebakan jarak ake-off berambah, saa ake-off headwind lebih menununkan dibandinkan denan ailwind dan penurunan bera menyebabkan jarak ake-off menjadi lebih pendek. Kaa kunci : ake-off, fakor linkuan, konfiurasi pesawa, imulasi Malab Absrac ake-off is he iniial phase in which he cos of each aircraf saionary on he runway and hen move up o a heih (screen heih). In his phase he disance and ravel ime becomes an imporan issue because i is influenced by environmenal and aircraf confiuraion. Environmenal facors include he condiion of he runway, emperaure, airpor elevaion and wind while he aircraf confiuraion includes weih and flap confiuraion. isance and ake- off ime can be calculaed by makin a simulaion. he process of makin he simulaion beins wih makin equaions of moion durin ake-off. he simulaion resuls are obained in he form of raphs ha can show he influence of he environmen and aircraf confiuraion. he simulaion resuls show he ake-off disance under normal condiions is 827.047 m. Afer he simulaion is done wih a variey of posiive slope and decrease in emperaure caused he ake-off disance increases. urin ake-off, headwind ive more advanae han ailwind and decrease in weih causes he ake - off disance becomes shorer. Keywords : ake-off, environmen facor, aircraf confiuraion, Malab imulaion 1. Laar Belakan ake-off merupakan fase awal dalam seiap penerbanan dimana pesawa diam di runway yan kemudian diberikan suau aya (hrus) dari enine sehina pesawa bererak hina mencapai keinian (screen heih) erenu. esuai denan reulasi yan elah dieapkan AGKAA 35
Bana iranara Adipura oleh Federal Aviaion Associaion (FAA), screen heih unuk pesawa milier adalah 35 f (10.67 m) dan pesawa sipil adalah 50 f (15.24 m). Pada fase ini yan serin dilakukan analisis adalah jarak dan waku yan diperlukan unuk ake-off. Jarak dan waku empuh saa ake-off dipenaruhi oleh keadaan linkunan sekiar seperi kondisi runway, suhu, elevasi bandara, dan anin. elain kondisi sekiar jarak ake-off jua dipenaruhi oleh konfiurasi dari pesawa saa ake-off seperi bera, konfiurasi flap yan diunakan. alam analisis ini pesawa dianap sebaai suau iik massa yan erkonsenrasi pada iik bera pesawa ersebu dimana karakerisik pesawa seperi aerodinamis (dra polar), propulsi (hrus) dan daa srukur (weih) harus diberikan secara lenkap sebaai daa informasi pada iik massa ersebu. imana daa-daa ersebu akan dimasukkan dalam persamaan erak pesawa saa ake-off. alam peneliian ini menunakan peranka lunak Malab/imulink unuk membua simulasi pesawa saa ake-off. imulasi yan dilakukan adalah koninyu sehina dapa dikeahui nilai dari aya-aya yan erjadi sera kecepaan pesawa. Objek peneliian ini adalah pesawa Aerosar FJ100. 2. Landasan eori 2.1 Pendekaan Persamaan erak pesawa dimodelkan berdasarkan persamaan hukum ewon II F ma (1) denan: m adalah massa a adalah percepaan Persamaan ersebu kemudian diaplikasikan dalam pesawa erban dimana pada sumbu x erdapa aya doron (hrus) dan aya hamba (ra), unuk sumbu y erdapa ide Force, sedankan unuk sumbu z erdapa aya anka (Lif) dan aya bera (eih). emua ayaaya ersebu berpusa pada iik massa-nya yaiu cener of raviy. 2.2 Persamaan Gerak Pesawa saa ake-off ake-off pesawa erbai menjadi 3 fase yaiu round roll, ransiion dan climb-ou. eiap fase ini memiliki persamaan erak ersendiri sehina dalam perhiunan jarak dan waku ake-off adalah penjumlahan dari seiap fase ini. Gambar 1. Geomeri jarak ake-off [1] Pada ambar 3 dapa diliha bahwa jarak dan waku ake-off adalah 36 Volume V, omor 2, ovember 2013
IMULAI PEAA EGA MEGGUAKA MALAB O O GR GR R R R R CL CL (2) 2.2.1 Persamaan Gerak saa Ground Roll Baian round roll erhiun dari posisi awal pesawa di runway dan berakhir saa pesawa melakukan roasi. Pada baian ini roda pendaraan menyenuh round dan kecepaannya meninka dari nol hina kecepaan roasi (V R ). Gambar 2 merupakan deskripsi dari ayaaya yan bekerja saa fase round roll. Gambar 2. Gaya dalam fase Ground Roll [1] ari Gambar 2 di aas dapa liha persamaan aya saa round roll adalah sebaai beriku L M (3) n m dan n m d (4) denan : L adalah Lif saa round roll n adalah nose-ear reacion force m adalah main- ear reacion force adalah bera pesawa adalah hrus pesawa adalah dra pesawa saa round roll adalah koefisien esek V adalah kecepaan pesawa saa di round Pada persamaan di aas erdapa variabel koefisien esek sehina kondisi runway yan diunakan jua mempenaruhi jarak dan waku saa round roll. elain iu apabila erdapa slope pada runway maka persamaan di aas akan menalami perubahan. AGKAA 37
Bana iranara Adipura Gambar 3. Ground Roll denan slope runway [1] Berdasarkan Gambar 3 maka persamaan erak round roll menalami perubahan karena nilai menjadi cos( ) pada sumbu verikal dan unuk sumbu horisonal menjadi sin( ). enan menunakan asumsi bahwa sudu slope yan dibenuk kecil maka cos( ) dan sin( ). Kondisi runway pada persamaan round roll unuk sumbu verikal idak menalami perubahan sedankan unuk sumbu horisonal menalami perubahan menjadi beriku: n m d (5) abel 1. Koefisien Gesek Runway [1] Permukaan Runway Concree dan Macadam 0.02 0.03 (0.025 yan biasa diunakan) Hard urf 0.05 hor Grass 0.05 Lon Grass 0.10 of Ground 0.10 0.30 ehina percepaan saa ake-off dapa dihiun denan menunakan persamaan beriku: n m d a x (6) enan dikeahui percepaan selama round roll maka unuk menhiun jarak yan diempuh adalah denan men-ineral-kan percepaan erhadap waku sebanyak 2 kali. Ineral perama erhadap percepaan menhasilkan kecepaan dan ineral kecepaan menhasilkan jarak. Posisi dan kecepaan awal pesawa adalah nol. Pada round roll idak menhiun jarak pada arah sumbu verikal. Hal ini dikarenakan selama round roll pesawa idak menalami perubahan keinian sehina keinian selama round roll adalah nol. ehina persamaan unuk menhiun jarak adalah sebaai beriku: x x0 a d x a d z z0 z (7) 2.2.2 Persamaan Gerak saa ransisi 38 Volume V, omor 2, ovember 2013
IMULAI PEAA EGA MEGGUAKA MALAB Gambar 4. Geomeri ransisi hina Climb-ou obsacle [1] Pada Gambar 4 di aas menambarkan fase saa pesawa ransisi hina climb-ou menuju keinian obsacle. elama melakukan ransisi, percepaan pesawa searah dan eak lurus denan linasan erban idak dapa diabaikan sehina persamaan yan diunakan adalah sebaai beriku: denan : cos( ) sin d sin( ) L cos C. F V (8) adalah sudu linas erban pesawa adalah sudu seran adalah sudu pasan enine Pada persamaan saa ransisi di aas dapa diliha bahwa variabel koefisien esek dihilankan, hal ini dikarenakan roda pesawa sudah idak menyenuh round. Perhiunan keinian jua dilakukan karena erdapa percepaan pada sumbu verikal. Jarak pada fase ini dapa dihiun denan cara yan sama pada fase round roll. 2.2.3 Persamaan Gerak Climb-ou Pererakan pesawa pada fase ini diliha pada Gambar 4 di aas. aa pesawa berada pada fase ini, percepaan yan eak lurus denan linasan erban adalah nol. edankan percepaan yan searah denan linasan erban idak sama denan nol karena pesawa harus dipercepa unuk mencapai obsacle speed (V 2 ). Persamaan erak yan diunakan pada fase ini adalah sebaai beriku: cos( sin( ) ) L sin cos 0 d Perhiunan jarak pada fase ini sama denan pada fase round roll. (9) 3. Hasil dan Pembahasan eelah dilakukan simulasi denan beberapa kasus maka didapakan hasil seperi pada abel 2 dan Grafik pada Gambar 5 di bawah ini. abel 2. Hasil imulasi beberapa Kasus AGKAA 39
Bana iranara Adipura Kasus Lif-off creen Heih (s) x (m) (s) x (m) Kondisi ormal 28.2476 644.165 32.0695 827.047 lope 3 de 40.0754 885.1 45.6577 1142.8 Anin Headwind 24.189 471.295 29.0108 674.344 ailwind 30.3063 743.772 35.1282 995.04 uhu -10 de 33.2108 891.2 38.3828 1185.6 < MO 17.4184 333.58 21.4992 505.673 Berdasarkan hasil simulasi dapa diliha bahwa jarak ake-off dalam kondisi normal adalah 827.047 m denan waku 32.0695 deik. lope pada ruway sebesar 3 de menyebabkan jarak pesawa menjadi lebih jauh dari pada kondisi normal yaiu 1142.8 m. Fakor anin jua memberikan penaruh saa fase ake-off dimana denan adanya headwind membua jarak akeoff pesawa menjadi lebih pendek yaiu 674.344. edankan ailwind menyebabkan jarak akeoff pesawa menjadi lebih jauh yaiu 995.04 m. Penurunan suhu sebesar 10 de menyebabkan jarak ake-off pesawa menjadi lebih jauh yaiu 1185.6 m. perubahan bera menyebabkan jarak ake-off pesawa menjadi lebih pendek yaiu 505.673 m. 16 Grafik Jarak vs Keinian Gabunan Beberapa Kasus 14 12 10 8 orm al lope Headwind ailwind uhu B era 6 4 2 0 0 200 400 600 800 1000 1200 x (m ) Gambar 5. Grafik Perbandinan Jarak vs Keinian 4. Kesimpulan Berdasarkan peneliian yan ealah dilakukan menenai simulasi ake-off maka dapa diambil kesimpulan: 1. emakin rinan bera pesawa maka jarak ake-off semakin pendek 2. Unuk penaruh anin, headwind memberikan keununan dalam ake-off dibandinkan ailwind. Hal ini dikarenakan jarak yan dihasilkan lebih kecil dibandinkan ailwind. 3. Penurunan suhu menyebabkan densiy udara menjadi lebih kecil sehina mempenaruhi lif yan dihasilkan oleh pesawa. emakin kecil suhu dari sea level maka jarak ake-off jua menjadi semakin panjan 4. lope pada runway menyebabkan jarak ake-off pesawa menjadi lebih panjan 40 Volume V, omor 2, ovember 2013
IMULAI PEAA EGA MEGGUAKA MALAB aran ebaiknya perlu diambahkan adanya simulasi menenai enine failure saa ake-off. Perubahan C L dan C erhadap sudu seran jua perlu diambahkan karena pada saa ake-off yan erjadi sesunuhnya pesawa melakukan roasi dimana sudu hea idak nol sehina akan mempenaruhi besarnya sudu seran. afar Pusaka [1] Roskam, Jan, Edward Lan, Chuan-an, 1997, Airplane Aerodynamics and Performance, esin, Analysis and Research Corporaion (ARcorporaion), Kansas, UA [2] Bana iranara A., oo Indriyano, imulasi ake-off Oomais Pesawa Udara dalam Peranka Lunak X-Plane denan Menunakan Pluin (Microsof Visual C++), eminar asional eknoloi imulasi VI (eknosim) 2010, 8 esember, Yoyakara, Indonesia, 2010 [3]., 1999, imulink, ynamic ysem imulaion for Malab, Prenice Hall Inc., ew Jersey [4] hp://www.aerosaraircraf.com/pecs.hml [5] Arvi, uas Kuliah Presasi erban [6] hp://en.wikipedia.or/wiki/akeoff AGKAA 41
Bana iranara Adipura 42 Volume V, omor 2, ovember 2013