Beban Pesawat 2012 01 Pendahuluan

@2012Dipl.-Ing H. Bona P. Fitrikananda

BEBAN PESAWAT(AIRCRAFT LOADS)

@2012

Beban Pesawat (Aircraft Loads)

PENDAHULUAN

2Dipl. -Ing H. Bona P. Fitrikananda

@2012

Pendahuluan

Dipl. -Ing H. Bona P. Fitrikananda 3

Wilbur Wright:

“I am constructing my machine to sustain about five times myweight and I am testing every piece. I think there is no possiblechance of its breaking while in the air”

@2012

Pendahuluan


Permasalahan struktur sudah ada sejak awal pesawatdibuat.

Syarat umum strukturpesawat: ringan tapi kuat.Untuk itu dalam pembuatanpesawat modern digunakankonsep struktur (konstruksi)ringan, denganmenggunakan spt. Spar, ribdsb.

@2012

Pendahuluan


@2012

Bagian-bagian Pesawat


Fuselage

Wing

Ekor Datar(Horizontal Tail)

Ekor Tegak(Vertical Tail)

Sistem Propulsi

Bidang Kemudi

Landing Gear

@2012

Bagian-bagian Pesawat


Fuselage tempat dimana payload (muatan) ditempatkan

Sayap bagian utama pesawat - penghasil gaya angkat utama. Pada kondisi tertentu gaya

angkat lebih besar dari berat total pesawat

Ekor Tegak (Vertical Tail) kestabilan pada arah lateral

Ekor Datar (Horizontal Tail) kestabilan pada arah horizontal

Bidang Kemudi terdiri dari: elevator, rudder, aileron

Sistem Propulsi penghasil gaya dorong pesawat

@2012

Terminologi Mission Profile

perkiraan manuver pesawat selama

operasi

Payload

semua jenis muatan (penumpang,

bagasi, kargo dll.)

Weight / Berat

jenis berat pada pesawat

Power Available dan Power Required

daya yang tersedia dan daya yang

dibutuhkan

Rate of Climb (R/C) dan Rate of Descent

(R/D)

kecepatan menanjak / menurun

Absolute Ceiling dan Service Ceiling

ketinggian absolute - ketinggian

pesawat pada saat R/C = 0

ketinggian efektif - ketinggian

pesawat pada saat R/C 0 0.5 m/s

8Dipl. -Ing H. Bona P. Fitrikananda

@2012

Terminologi


Pada Struktur dikenal istilah: Kekuatan Statik

kemampuan struktur untuk menerima beban yang sangat tinggi -Static Design Load (Beban Perancangan Statik)

Kekuatan Fatique kemampuan struktur menerima beban yang berulang

Fatique Load Spectrum (FLS): Penentuan FLS - penentuan beban baik dari segi harga maupun

dari segi frekuensi keterjadiannya

Load Factor: berat total aerodinamika dibagi dengan harga beban gravitasi

@2012

Jenis-jenis pembebanan


Beban Aerodinamika Lift, Drag, Thrust serta Momen yang terjadi

Beban Gravitasi beban yang diterima pesawat akibat massa pesawat, payload

serta bahan bakar

Beban Darat taxin, take-off run dsb.

Beban Lain-lain Beban Cabin Pressure, Beban Akustik, dsb.

@2012

Kategori Beban Eksternal


Air Loads

Di bawah kontrol pilot - due to airplane maneuvere

Di luar kontrol pilot - due to Air Gust

Landing Loads

Landing on Land (wheel atau ski type)

Landing on Water

Arresting (pendaratan pesawat angkut)

Power Plant Loads

Thrust

Torgue

@2012

Kategori Beban Eksternal


Take Off Loads

Catapulting

Assisted take off with auxiliary short period

Special Loads

Towing Airplane

Beaching of Hull type Airplane

Fuselage Pressurizing

Weight and Inertial Loads

@2012

Regulasi


Istilah-istilah dalam regulasi:

Airworthiness Requirements / Persyaratan Kelaikan Udara

Loading Case / kasus beban

terjadinya suatu jenis pembebanan tertentu dengan harga tertentu pada suatu

kondisi terbang

Design Loading Cases

sejumlah besar kasus beban yang harus diperhatikan pada desain pesawat

terbang

Critical Design Loading Case

Satu kasus beban yang mengakibatkan tegangan tertinggi pada setiap elemen

@2012

Regulasi


Istilah-istilah dalam regulasi:

Limit Load

Ukuran design load. Di bawah Limit Load, struktur pesawat tidak boleh

menunjukkan gejala deformasi permanen

Design Loading

untuk menyatakan kondisi-kondisi yang jarang muncul

Ultimate Load

1,5 kali Limit Load (yang biasa diminta oleh Regulasi)

Safety Factor (j)

Certificate of Airworthiness

@2012

Regulasi


Jenis Regulasi Kelaikan Udara:

• FAR

• JAR

• BCAR

• CASR

• Mil-Spec

@2012

Regulasi


Regulasi (untuk masalah struktur) (FAR 25):

• 25.321 General• 25.331 - 25.351 Flight Maneuver and Gust Conditions• 25.361 - 25.373 Suplementary Conditions• 25.391 - 25.459 Control Surface and System Loads• 25.471 - 25.551 Ground Loads• 25.521 - 25.537 Water Loads• 25.561 - 25.563 Emergency Landing Conditions• 25.571 - 25.573 Fatigue Evaluation• 25.581 Lightning Protection

@2012

Safety Factor


• Memberikan pengamanan terhadap kegagalan strukturdalam hal:• terjadinya beban-beban lebih tinggi dari Limit Load

• kekuatan yang sebenarnya dari pesawat terbang adalahkurang dari teoritis perhitungan.

• Penyebab:• toleransi ukuran material

• kesalahan produksi

• kesalahan perhitungan

@2012

Perancangan dan Analisis Konstruksi Ringan


Struktur pesawat yang dirancang harus mampu menahanbeban-beban yang terjadi ketika pesawat berada di daratmaupun di udara.

Kemampuan struktur pesawat dalam menahan bebantersebut dapat dianalisis dengan mengikuti workflowperancangan struktur sehingga struktur yang dirancangmampu menjalankan fungsinya dan memenuhi faktorkeselamatan (safety).

@2012



Workflow perancangan struktur berisi tentang :

1. penentuan beban (statik, dinamik, operasional,environmental),

2. airframe/struktur (skeletal, plate-shell, continuum),

3. struktural responses (axial, shear, bending, torsion; stress,strain, Mohr’circle, displacement, vibration, energy),

4. local effects (notch, cracks),

5. material (metal, composites; ductile, brittle; tanpa cacat),

6. failure theories (Tresca, Hencky, modified Mohr)

7. failure modes (static, fatique, static instability, dynamicresponse, dynamic instability, corrosion, etc).

@2012



Penentuan jenis beban (loads) menempati urutan pertamadalam work-flow perancangan pesawat terbang.

Secara umum, struktur pesawat pengalami dua jenispembebanan, yaitu :

1. Static Load (Overload) atau pembebanan static-beban yangsangat tinggi. Kurva stress vs load point menunjukkan letakstatic load dalam operasi penerbangan.

2. Operasional Loads-beban yang terlalu tinggi tetapi terjadisecara berulang-ulang (beban fatique). Beban operasional iniadalah beban yang paling sering dialami oleh strukturpesawat.

@2012



Limit Load Limit load atau beban limit adalah beban maksimum yang dapat

diantisipasi oleh pesawat selama masa terbangnya. Struktur pesawat harus mampu menahan beban limit tanpa mengalami

deformasi permanen yang bersifat merusak.Design Load (Ultimate Load) Design Load adalah hasil antara limit load dan faktor keamanan (safety

factor). Ultimate Load = Limit Load x Safety Factor. Umumnya, faktor keamanan adalah sebesar 1.5. Persyaratan menentukan bahwa struktur pesawat harus mampu menahan

ultimate load tanpa mengalami deformasi yang bersifat merusak.

@2012



Perancangan struktur adalah proses iteratif yang melibatkanpendefinisian (sintesis) struktur dan analisis untuk memenuhi persyaratanperancangan tertentu.

Suatu struktur dapat didefinisikan dengan memilih jenis, konfigurasi danukuran komponen.

Analisis pada struktur diperlukan guna mendapatkan respon strukturseperti tegangan, regangan dan perpindahan akibat pengaruh lingkungan(misal : akibat pembebanan dan thermal effect).

Struktur dianggap mampu memenuhi fungsinya apabila respon strukturmasih dalam batas-batas yang diijinkan; seperti kekuatan material, bebantekuk kritis, frekwensi pembebanan dan sebagainya.

@2012



Faktor-faktoryang

mempengaruhiperancangan

strukturpesawat

Production

Inspection

Maintenance

CostWeight Stiff

Safety

Function

@2012 Dipl. -Ing H. Bona P. Fitrikananda 24

Beban Pesawat 2012 01 Pendahuluan

Documents

Transcript of Beban Pesawat 2012 01 Pendahuluan