Bab 1

27
1 BAB I ATMOSFIR, KONFIGURASI DAN SUBSISTEM PESAWAT TERBANG 1. Pengantar. Dalam penyajian bab ini disampaikan konfigurasi pesawat secara umum yang mencakup konfigurasi pesawat terbang, kondisi terbang, jenis terbang, atmosfer bumi, air speed indicator dan sub sistem dari propulsi. Pada bab ini lebih ditekankan masalah pengaruh-pengaruh atmosfer bumi terhadap penerbangan suatu pesawat terbang seperti; density, temperatur, tekanan, gravitasi dan ketinggian berdasarkan Internasional Standard Atmosphere (ISA). 2. Konfigurasi Pesawat Terbang . Konfigurasi pesawat terbang adalah pelukisan tata bentuk pesawat dinyatakan dengan kedudukan peralatan-peralatan pesawat selama melaksanakan penerbangan. Peralatan pesawat terbang tersebut dapat dibagi dalam beberapa kelompok seperti : a. Peralatan yang digunakan secara kantinyu seperti kemudi-kemudi aerodinamis yaitu : ruder (kemudi arah), aileron (kemudi guling), elevator (kemudi tinggi) dan juga peralatan pengaturan yang berhubungan dengan mesin pesawat. b. Peralatan yang digunakan secara insidentil dan tidak kontinyu seperti : wing flap, roda-roda pendarat, spoilers,

description

MEKANIKA TERBANG

Transcript of Bab 1

Page 1: Bab 1

1

BAB I

ATMOSFIR, KONFIGURASI DAN SUBSISTEM PESAWAT TERBANG

1. Pengantar. Dalam penyajian bab ini disampaikan konfigurasi pesawat secara

umum yang mencakup konfigurasi pesawat terbang, kondisi terbang, jenis terbang,

atmosfer bumi, air speed indicator dan sub sistem dari propulsi. Pada bab ini lebih

ditekankan masalah pengaruh-pengaruh atmosfer bumi terhadap penerbangan suatu

pesawat terbang seperti; density, temperatur, tekanan, gravitasi dan ketinggian

berdasarkan Internasional Standard Atmosphere (ISA).

2. Konfigurasi Pesawat Terbang. Konfigurasi pesawat terbang adalah pelukisan

tata bentuk pesawat dinyatakan dengan kedudukan peralatan-peralatan pesawat

selama melaksanakan penerbangan. Peralatan pesawat terbang tersebut dapat

dibagi dalam beberapa kelompok seperti :

a. Peralatan yang digunakan secara kantinyu seperti kemudi-kemudi

aerodinamis yaitu : ruder (kemudi arah), aileron (kemudi guling), elevator

(kemudi tinggi) dan juga peralatan pengaturan yang berhubungan dengan mesin

pesawat.

b. Peralatan yang digunakan secara insidentil dan tidak kontinyu seperti :

wing flap, roda-roda pendarat, spoilers, braker dan bagian-bagian yang bisa

bergerak dari engine inlet, pengatur blades propeller dan sebagainya.

Dalam mekanika terbang, hanya akan dipelajari mekanika terbang dengan konfigurasi

pesawat terbang tertentu yang diberikan sebelumnya. Dalam hal ini adalah prestasi

terbang dalam beberapa jenis terbang. Untuk menentukan tingkat keadaan

pergerakan sesaat suatu pesawat terbang, maka diperlukan beberapa variasi-variasi

fisis yang dapat melukiskan gerakan tersebut. Variabel-variabel ini secara bersama

akan menentukan kondisi terbang pesawat. Misalnya kecepatan linier atau sudut

dari pesawat, ketinggian, berat pesawat, sikap terhadap tanah, dan sebagainya.

Page 2: Bab 1

Dalam prestasi terbang ini akan dikaji semua variabel-variabel fisis yang melukiskan

kondisi terbang suatu pesawat terbang.

3. Pesawat Udara. Pengertian pesawat udara secara umum adalah suatu

wahana udara yang lebih berat dari pada udara (heavier than air), yang bergerak

dalam atmosfer dan pergerakannya didukung oleh gaya-gaya reaksi akibat adanya

pergerakan relatif dengan udara sekitarnya. Gerakan pesawat udara dalam

atmosfer rnempunyai 6 derajat kebebasan (perhatikan gambar 1. 1) yang terdiri

dari; 3 (tiga) gerak translasi dan 3 (tiga) gerak rotasi.

Gambar 1.1. Enam derajat kebebasan gerakan pesawat terbang.

Gaya-gaya yang bekerja pada pesawat udara dapat dikelompokkan sebagai

berikut :

a. Gaya-gaya gravitasi W berat pesawat (kepusat bumi).

b. Gaya Aerodinamika, akibat adanya gerak relatif antara pesawat udara

dengan udara sekelilingnya (atmosfer).

c. Gaya propulsi T, dihasilkan dari sistem propulsi pesawat udara :

2

Page 3: Bab 1

l) Untuk pesawat udara bermesin propeller dimanifestasikan dalam

daya/power (HP).

2) Untuk pesawat udara bermesin jet dimanitestasikan dalam gaya

dorong ; thrust.

4. Jenis Terbang. Dalam prestasi terbang dikenal beberapa jenis dari lintasan

terbang yang disebut jenis terbang. Jenis terbang ini antara lain :

a. Terbang Melayang (glide flight). Terbang melayang adalah

penerbangan yang dilakukan dengan mengatur mesin sedemikian rupa

sehingga gaya dorong mesin praktis tidak ada. Terbang bermesin

adalah terbang dengan gaya dorong yang dihasilkan oleh mesin pesawat.

b. Terbang Stasioner. Terbang stasioner adalah penerbangan dimana

semua gaya dan momen yang bekerja pada pesawat terbang tidak berubah

terhadap waktu baik besar maupun minimum arahnya relatif terhadap pesawat

terbang.

c. Terbang Tanpa Slip. Terbang tanpa slip adalah suatu penerbangan

dimana sumbu X terletak pada bidang simetris pesawat. Dalam penerbangan ini

bidang XbZb dari koordinat benda dan bidang X,Z, dari koordinat angin berimpit.

Gaya-gaya aerodinamis dalam hal ini terletak pada bidang simetris pesawat.

d. Terbang Dengan Slip. Terbang dengan slip adalah penerbangan dimana

sumbu Xa (arah vektor kecepatan V) membuat sudut slip samping 0 dengan

bidang simetris pesawat. Dalam hal ini gaya aerodinamis mempunyai komponen

yang tegak lurus bidang semetris pesawat.

e. Terbang Simetris. Terbang simetris adalah terbang tanpa slip dimana

bidang simetr-is pesawat terbang tegak lurus pada bidang horizontal lokal.

Dalam hal ini sumbu Yb terletak pada bidang horizontal, gaya aerodinamis dan

3

Page 4: Bab 1

berat pesawat terletak pada bidang simetris pesawat. Dalam hal ini

bidang XaZa; XbZb, dan bidang lokal vertikal berimpit.

f. Terbang Lurus. Terbang lurus adalah penerbangan dimana titik-titik

berat pesawat terbang melukiskan lintasan yang berupa garis lurus.

g. Terbang Horizontal. Terbang horizontal adalah penerbangan dimana

titik-titik berat pesawat terbang melukiskan lintasan dengan ketinggian yang

konstan terhadap bidang horizontal lokal.

h. Terbang Menanjak. Terbang menanjak adalah penerbangan dimana

ketinggian terbang bertambah.

j. Terbang Menurun. Terbang menurun adalah penerbangan dimana

ketinggian terbang berkurang.

5. Atmosfer. Atmosfer suatu planet adalah lapisan gas dengan berbagai

kornposisinya yang menyelimuti planet tersebut. Terdapatnya atmosfer yang tetap

tergantung pada besarnya gaya gravitasi planet tersebut dan kerapatan dari unsur-

unsur gas yang membentuk atmosfer. Gaya gravitasi akan makin melemah dengan

bertambahnya jarak kepusat gravitasi yang akan mengakibatkan lapisan atmosfer

mengecil dengan bertambahnya jarak kepusat planet. Kondisi-kondisi di atas

mengakibatkan atmosfer suatu planet menjadi berlapis-lapis menurut ketinggian dari

muka planet. Atmosfer memenuhi hukum gas sempurna yaitu :

dimana :

p = Tekanan Udara (lbs/ft2 atau N/m2)

= Kerapatan udara (slugs/ft3 atau Kg/m3)

R = Konstanta gas (untuk: udara kering)

= 287,05 N-m/kg K = 1718 ft-lb/slug 0R

T = Suhu mutlak: (°R, K)

dimana °R= °F + 459,7° ; K = °C + 273, l5°

g = Konstanta gravitasi = 9,8 m/s2 atau 32,17 ft/s2 pada sea level

4

Page 5: Bab 1

Pada penggunaan persamaan diatas suhu harus dihitung pada suhu absolut. Bila

terdapat kadar uap air di atmosfir, kerapatan udara dapat berubah. Untuk melihat

bagaimana uap air mempengaruhi kerapatan udara, perhatikan suatu volume tertentu

dari campuran uap air pada udara. Hukum tekanan parsiil Dalton menyatakan bahwa

tekanan yang normatif (p) dari campuran akan sama dengan jumlah dari tekanan (Pa)

dan tekanan uap air (Pv) :

Oleh karena massa total sama dengan jumlah elemen massa yang berada dalam

volume tersebut, maka kerapatan yang teramati adalah :

Dengan asumsi bahwa udara dan uap air terdistribusi secara uniform. Dengan

menggunakan hukum gas ideal secara sendiri-sendiri, maka :

Untuk uap air atau kukus, R = 85,89 ft °R. Dengan demikian R < R v. Maka suku kedua

pada ruas kanan dari persamaan diatas akan negatif sehingga kerapatan yang

teramati akan berkurang terhadap kerapatan udara kering dari tekanan dan

temperatur teramati yang sama. Dalam hal-hal yang normal efek dari uap air pada

kerapatan udara adalah kecil.

Contoh : Misalnya diberikan : T = 90°F, p = 2116.2 lb/ft2

bila relatif midity 100% pv = 100.6 lb/ft2

maka kerapatan campuran menjadi :

Bila udara kering = 0,002243 slug/ft3 , jadi pengurangannya sekitar 1,8 %.

Meskipun efeknya kecil, namun demikian untuk penerbangan supersonik, efek

yang terjadi pada pesawat dan engine akan cukup besar.

5

Page 6: Bab 1

6. Atmosphere Bumi. Prestasi suatu pesawat terbang dan mesin-mesinnya

tergantung pada sifat-sitat atmosfer dimana pesawat tersebut beroperasi.

Atmosfer adalah suatu campuran gas yang terdiri dari kira-kira 78 % gas lemas

(Nitrogen), 21 % gas asam (Oxygen) dan 1 % gas-gas jenis lainnya. Meskipun

komposisi sebenarnya dari atmosfer dapat berubah menurut lokasi geografis dan

ketinggian, namun demikian untuk pemakaian pada perhitungan prestasi terbang

secara terbatas, atmosfer dapat dianggap sebagai gas homogen dengan

komposisi yang merata (uniform). Lapisan Atmosfer bumi dibagi menurut sifat

gas sempurna yang berlaku pada setiap lapisan. Untuk atmosfer bumi terdapat

lapisan sebagai berikut :

a. Troposfer.

b. Tropopause.

c. Stratosfer.

d. Stratopause.

e. Mesosfer.

f. Themosfer.

g. Exosfer.

a. Lapisan Troposfer. Tebal lapisan ini berkisar 0 sampai dengan 15 km diatas

permukaan laut, pada katulistiwa tebalnya sampai dengan 10 km dan pada kutub

sampai dengan 8 km. Lapisan atmosfer ini merupakan daerah dimana turbulensi dan

ulakan dari awan-awan dan perubahan cuaca terjadi.Uap air dan C02 yang ada pada

lapisan ini memegang peranan penting didalam menjaga kondisi klimatia bumi oleh

karena kepadatan dari lapisan ini mengisap sebagian besar dari radiasi panas bumi

akibat pemanasan dari matahari. Dalam lapisan trofosfir ini sifat fisik seperti :

1) Temperatur berkurang dengan bertambahnya ketinggian.

2) Kerapatan udara turun dengan bertambahnya ketinggian.

3) Tekanan udara turun dengan bertambahnya ketinggian.

6

Page 7: Bab 1

b. Tropopouse. Merupakan lapisan transisi/ peralihan dari troposfer ke stratosfer

dengan ketebalan atmosfer 11-18 km diatas permukaan laut. Atmosfer di daerah ini

merupakan gabungan antara troposfer dan stratosfer.

c. Lapisan Stratosfer. Merupakan lapisan atmosfer diatas tropopouse dengan

sifat tebal 1 sampai dengan 50 km diatas permukaan laut. Komposisi adalah uniform

dengan kecepatan rendah terdapatnya lapisan ozon (03) yang menyerap radiasi ultra

violet dari matahari agar tidak sampai di bumi karena adanya ozon maka pada lapisan

stratosfer temperatur naik dengan naiknya ketinggian dan kerapatan turun 0,08 %

dengan naiknya ketinggian.

d. Stratopouse. Stratopouse dengan ketebalan antara 50 sampai dengan 60 km.

Pada lapisan ini ozon semakin tipis. Lapisan ini merupakan Atmosfer transisi antara

stratosfer dengan ionosfer.

e. Lapisan Mesosfer. Mesosfer merupakan lapisan dengan ketebalan antara 50

sampai dengan 90 km, semakin menipisnya ozone mengakibatkan kerapatan

temperatur dan tekanan turun dengan naiknya ketinggian gas pada lapisan ini sudah

dalam bentuk partikel bebas (Ionised).

f. Ionosfer. Lapisan ionosfer mulai dari ketinggian 50 km keatas sampai ratusan

kilometer di atas permukaan bumi. Dalam lapisan ini terdapat sejumlah besar

kosentrasi elektron bebas dan pula partikel-partikel netral. Daerah antara ketinggian

90 km dan 500 km disebut thermosfer. Pada bagian bawah dari termosfer temperatur

udara naik secara cepat dengan semakin bertambahnya ketinggian sampai kira-kira

300 - 500 km di mana temperatur exosfer dicapai. Dari ketinggian ini keatas

temperatur kinetis dari partikel udara tetap konstan.

Pemanasan dari daerah atmosfer ini terutama disebabkan karena radiasi matahari

yang intensitasnya mencapai 0,2 . Dalam lapisan ini pada ketinggian 90 km berat

molekul rata-rata hampir konstan, sedangkan pada daerah diatas 120 km berat

molekul secara perlahan-lahan berkurang dengan bertambahnya ketinggian. Kondisi

dalam lapisan termosfer dipengaruhi secara kuat oleh aktivitas surya. Dalam periode

gangguan surya (solar disturbance) penambahan sinar ultra biru dan "corpuscular

7

Page 8: Bab 1

radiation" menyebabkan bagian atas dari termosfer berkembang keluar akitat

pemanasan radiasi. Hai ini menycbaUkau pcnamUahan kerapatan udara. Pada

ketinggian 600 km, perbandingan kerapatan antara aktifitas surya tinggi dan rendah

dapat mencapai 200. Daerah atmosfer diatas 500 km disebut Exosfer. Di sini

kerapatan udara sangat amat rendah, sehingga atom-atom dapat lepas ke antariksa.

Namun demikian, elektron dan partikel yang terionisasi tidak dapat lepas oleh karena

gerakan mereka terhalang oleh medan geomagnetis. Daerah sampai pada lapis

transisi dari medan geomagnetis ke medan magnetis antar planet terjadi di sebut

"magnetosfer" .

Pada umumnya gaya-gaya aerodinamika dapat dinyatakan dalam bentuk

untuk itu diperlukan model matematik medan udara (atmosfer) yang dapat memberikan

informasi kerapatan sebagai fungsi dari ketinggian

7. Model Atmosfer. Model atmosfer didasarkan atas persamaan tingkat keadaan

gas, untuk suatu ketinggian dari permukaan laut dituliskan sebagai berikut :

dimana

jadi (1 .1)

dimana :

P = Tekanan Udara (lb/ft2, N/m2)

= Kerapatan udara (stng/ft', Kg in/m')

T = Suhu mutlak udara (°R, °K)

R = Konstanta gas (53, 35 ft/°R, 29, 20 m/°K) udara kering/tanpa uap air.

G = Kecepatan gravitasi bumi (ft/s2, m/s2)

Atmosfer dimodelkan melalui persamaan aerostatik udara sempurna seperti

diatas, melalui asumsi maka berlaku :

, , ,

8

Page 9: Bab 1

dimana

( = jari jari tata bumi diequator). Asumsi lain yang diambil disini adalah gradien T

terhadap h = konstan, yang artinya variasi T terhadap h adalah linier.

Gambar 1.3. Gradient Temperatur Terhadap Ketinggian

Persamaan keseimbangan udara dalam tabung:

Gradient tekanan pada tabung udara dapat dinyatakan sebagai berikut :

Karena berkurangnya tekanan terhadap ketinggian.

Dari dua hubungan persamaan diatas diperoleh:

9

H(km)

Page 10: Bab 1

(1 . 3)

Substitusi persamaan 1. 1 ke persamaan 1.3 maka :

(1 . 4)

Dari Asumsi hubungan T = T(h) di dapat :

atau (1 . 5)

dimana To= Temperatur absolut udara dipermukaan laut (h=o)

Subsitusi persamaan (1.5) ke persamaan (1.4)

…………………………….. (1. 6)

Persamaan diatas dapat diintegralkan menjadi :

……………………………… … (1 . 7)

Variasi terhadap ketinggian dapat segera diturunkan sebagai berikut :

,

Subsitusikan kedua persamaan diatas ke persamaan 1.7

10

Page 11: Bab 1

Jadi …………………….(1 . 8)

Dengan pembagian persamaan 1.7 dan 1.8 maka diperoleh hubungan:

………………………………………………….(1 . 9)

Untuk gas sempurna politropik berlaku :

…………………………………………………………………. (1.10)

Dimana adalah rasio antara specific heat pada tekanan konstan Cp terhadap specific

heat pada volume konstan Cv. Untuk gas sempurna

Dengan membandingkan persamaan (1.9) dengan (1.10) maka

………………………………………………………………….(1 . 11)

Untuk troposfer persamaan (1.11) menghasilkan oF/ft, dimana

gradien terhadap h, didalam lapisan traposfer.

8. Internasional Standart Atmosfer (ISA). Dari model atmosfer jelas bahwa

dengan asumsi-asumsi yang diambil model tersebut masih tergantung pada kondisi-

kondisi muka laut seperti : Po, dan To. Kondisi muka laut ini bervariasi dengan letak

geografis dari keadaan atmosfer yang ditinjau, apakah equator, sub equator, polar atau

sub polar, dengan demikian model atmosfer diatas masih belum berlaku universal

sehingga model tersebut akan memberikan harga-harga yang berbeda tergantung pada

letak geografis dari muka laut yang ditinjau. Untuk menyeragamkan model atmosfer

sehingga berlaku umum diperlukan suatu model "Atmosfer Standart" yang dapat

diterima sebagai acuan universal pada perhitungan-perhitungan atmosfer. Terdapat

beberapa model atmosfer standart yaitu :

11

Page 12: Bab 1

a. U.S. standart atmosfer.

b. USAF standart atmosfer.

c. Internasional standart atmospheol (ISA).

Dalam kuliah mekanika terbang ini selanjutnya akan dipakai ISA. ISA dirumuskan oleh

ICAO dan dipakai sebagai referensi perhitungan standart atau untuk industri transport

penerbangan sipil internasional yang menjadi anggota ICAO.

Gambar 1.4 Referensi ISA

Sebagai referensi ISA, mengambil daerah lengkung paralel dengan latitude 45° yang di

ratakan (lihal gambar 1.4), Dengan pengambilan referensi ini maka model ISA dapat

dinyatakan sebagai berikut :

a. Kondisi muka Iaut.

1) Tekanan Udara Po = 29,92 in Hg = 2116,2 Hf/ft2

= 1,013 x 105 N/m2

2) Kerapatan = 0,002377 slug/ft3

= 1,225 Kg m/m3

3) Absulute Temperature

(Temperature Mutlak)T° = 59 °F = 518.7 oR = 15 0C

= 288,2 oK

4) Gravitasi bumi go = 32,17 ft/s2 = 9,806 m/s2

12

Page 13: Bab 1

b. Asumsi bentuk atmosfer bola sempurna dan tidak berputar, sifat atmosfer

bervariasi hanya terhadap ketinggian.

c. Ketinggian (tinggi geopotensial) yang dipakai adalah "Ketinggian Ekivalen"

dimana dengan definisi ini percepatan gravitasi dianggap konstan sebesar percepatan

gravitasi dimuka laut (go). Tinggi geopotensial (H) adalah ketinggian yang akan

tercatat pada standart atmosfer oleh peralatan altimeter tekanan dengan harga nol bila

tekanan P = P° (setting altimeter).

d. Pada model atmosfer ini diperlakukan perjanjian/bervariasi sebagai berikut :

1) Model variasi sifat-sifat atmosfer (p, , T, a, V dan sebagainya)

ditabelkan menurut tinggi geopotensial dari H = 0 sampai dengan H = 80

Km ( 262, 467,2 ft).

2) Pada Interval , atmosfer dianggap gas sempurna

dengan harga konstanta gas tetap sebesar R = 29, 2172 m°K = 96,

03427 ft°K.

3) Pada Interval , temperatur mutlak T(H) bervariasi

dalam tujuan segmen gradien linier.

4) Ketujuh segmen ini adalah :

Segmen

Segmen

Segmen

Segmen

Segmen

Segmen

Segmen

e. Agar lebih jelas lihal tabel pada larnpu-an dan gambar dibawah ini :

13

Page 14: Bab 1

160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 T(oK)

Gambar 1.5. Gradien Temperatur Mutiak dan Segmen pada ISA

9. Kecepatan Pesawat Udara. Kecapatan absolut (mutlak) adalah kecepatan

terbang pesawat udara terhadap referensi tak bergerak (inersial). Untuk pesawat udara

referensi inersial dapat diambil pada Pusat Bumi dan tidak berpusat terhadap bumi.

Perhatikan gambar 1.6 dibawah ini :

Gambar l.6. Definisi Kecepatan.

Dari gambar diatas :

Vac/I = Vac/atm + Vatm/G + VG/I

dimana :

Vac/atm = Kecepatan pesawat udara terhadap atmosfer disebut kecepatan udara

(air speed).

Vatm/G = Kecepatan gerak atmosfer terhadap tanah (groud) = Vud/G + Vw/G

Vud/G = Gerak atmosfer karena putaran bumi.

14

Page 15: Bab 1

Vw/G = Gerak angin terhadap bumi.

VG/I = Kecepatan tangensial bola bumi karena perputaran bumi.

Terdapat pula difinisi "Ground Speed" (kecepatan permukaan) yaitu kecepatan pesawat

terhadap permukaan bumi, dimana dapat dinyatakan

VE = Vac/atm +V atm/E

Jika 0

(tidak ada angin + bumi dianggap tidak berputar) maka :

Berdasarkan sejarah perkembangan teknologi instrumentasi pesawat terbang, jenis

kecepatan yang langsung dapat diukur pada pesawat udara adalah kecepatan udara

(Vac/atm). Kecepatan udara di ukur oleh peralatan yang disebut "pitot static system",

yang pada dasarnya berupa peralatan "Manometer Udara" untuk mengukur beda

tekanan. Alat ini harus dipasang pada bagian pesawat udara yang pola aliran udaranya

sedekat mungkin dengan pola udara bebas,sehingga Vgg diperoleh dari peralatan ini

sedekat mungkin dengan V (kecepatan relatif udara bebas terhadap pesawat udara).

Dengan asumsi ini maka hukum Bernoulli dapat diterapkan untuk memperoleh V.

Hukum Bernoulli dapat diterapkan pada aliran compressible maupun incompressible

malalui persamaan yang berlainan yang telah diberikan pada pelajaran aerodinamika

sebelumnya. Menurut bilangan Mach kecepatan udara diklasifikasikan sebagai berikut

M < 0,3 subsonik inkompresbel

0,3 < M < 0,8 subsonik Kompresibel0,8 < M < 1,2 Transonik kompresibel1,2 < M < 3 Supersonik kompresibel3 < M < 25 hipersonik kompresibelM > 25 Orbital speed

10. Air Speed Indikator. Dasar dari peralatan ini adalah pengukuran benda

tekanan yang dihasilkan dari tabung pitot static (lilat gambar 1.7)

15

Page 16: Bab 1

TOTAL PRESSURE H STATIC PRESSURE

P PORTS

PRESSURE INDICATED BY GAUGE ISDIFFERENCE BETWEEN TOTAL AND

SATTIC PRESSURE, H – p = q

Gambar 1.7. Pitot Static

Dengan menggunakan hukum Bernoulli :

dimana :

Pt = tekanan total

P = tekanan static

= density udara

perbedaan tekanan (P t - P) dapat diukur dengan tabung pitot static. karena density

udara sulit untuk diukur, maka digunakan standard atmosfir untuk menghasilkan

Calibrated air speed :

:

11. Untuk memdapatkan "True Air Speed" (TAS), maka :

16

Page 17: Bab 1

dimana :

= Perbandingan density pada suatu ketinggian dengan density pada sea

level.

Kecepatan yang ditunjukkan dalam indikator dalam cockpit, disebut Indicated Air

Speed (IAS). Selanjutnya diasumsikan bahwa IAS adalah identik dengan CAS.

Kondisi diatas hanya berlaku untuk incompressible air, yaitu kira-kira sampai

dengan Mach number dimana M = 0,3.

12. Subsistem Propulsi. Untuk menganalisis prestasi terbang pada pesawat

terbang, kita perlu mengetahui fungsi dari sistem propulsi dan kaitannya dengan

kemampuan terbang tinggi dan manouver pesawat terbang. Ada empat type sistem

propulsi pada pesawat terbang antara lain :

a. Turbojet. Engine Turbojet menghasilkan thrust dengan pengembangan

gas buang melalui nozzle. Sistem kerja turbojet seperti skema gambar 1.8.

Turbo Jet Engine dibawah. Untuk turbojet, laju konsumsi bahan bakar (c)

dihitung dalam satuan atau kg/h/N. Konsumsi bahan bakar spesifik :

Thrust

17

Page 18: Bab 1

Gambar 1.8. Turbo Jet engine.

b. Piston Propulsi. Engine piston merupakan reciprocating engine yang

menghasilkan power (Hp), sedangkan Thrust dihasilkan oleh putaran propeller.

Thrust power yang dihasilkan merupakan perkalian antara thrust dan kecepatan.

K = conversion factor (375 lb.mi/h/hp atau 550 ft.lb/s/hp).

c. Turbo prop. Engine turboprop pada dasarnya adalah turbojet engine yang

mana sebagian besar tenaganya dipakai untuk memutarkan propeller untuk

menghasilkan thrust. Sistem kerja seperti terlihat pada skematik dibawah ini :

18

Page 19: Bab 1

Gambar 1.9. Turboprop Engine.

d. Turbofan. Engine turbofan juga pada dasarnya adalah turboprop dan

sebagian tenaganya dipakai untuk memutarkan “ Multibladed ducted fan “ (terlihat

pada skema).

Fan section

Gambar 1.10. Turbofan Engine.

19

Page 20: Bab 1

f. Beberapa perbandingan harga dari konsumsi bahan bakar untuk beberapa jenis

engine dapat dituliskan sebagai berikut :

a. Rocket engines 10

b. Ramjets 3

c. Turbojet (AB) 2,5

d Turbojet 1

e Turbofans (High by pass) 0,6 -0,8

f Turbo props 0,5 -0,6

g Piston prop 0,4 -0,5

13. Subsistem Kontruksi Pesawat Terbang (Perbandingan Berat). Kontruksi

pesawat terbang, secara sistem dibagi menjadi bagian-bagian utama seperti fuselage,

wing, empenage, landing gear dan lain-lain. Untuk menganalisis prestasi dan desain

pesawat terbang, berat merupakan hal yang penting dan perlu dipertimbangkan. Berat

pesawat terbang biasanya terdiri dari bagian-bagian penting sebagai berikut :

a. Berat struktur (Structural weight).

b. Berat Engine (Engine weight).

c. Berat Muatan (Pay Load weight).

d. Berat bahan bakar (Fuel weight).

Bagian-bagian ini kalau dibandingkan dengan berat total merupakan suatu

perbendingan berat (Weight fraction).

20

Page 21: Bab 1

= Structural weight fraction.

= Engine weight fraction.

= Pay load weight fraction.

= Fuel weight fraction.

21