Analisis Pengaruh Bentuk Wing Tip Terhadap Performa Aerodinamika Sayap Pesawat Terbang Radio Controlled Menggunakan Ansys 2022R1
DOI:
https://doi.org/10.54706/senastindo.v4.2022.165Kata Kunci:
aerodinamika, wing tip, koefisien lift, koefisien drag, komputasi dinamika fluidaAbstrak
Seperti halnya pada produksi pesawat sebenarnya, pesawat model dibuat dalam beberapa tahap. Salah satu tahap terpenting dalam pembuatan pesawat terbang adalah merancang sayap dan menguji kinerja aerodinamisnya. Sayap merupakan bagian utama pesawat karena merupakan bagian pesawat yang menghasilkan daya angkat paling besar. Demikian pula dalam pembuatan pesawat model, kinerja aerodinamis sayap perlu dirancang dan dianalisis agar pesawat dapat terbang dengan stabil dan menunjukkan kinerja aerodinamis yang optimal. Pada penelitian ini akan dianalisis tiga variasi bentuk wing tip NACA2812 untuk menentukan kinerja aerodinamis yang optimal. Analisis aerodinamika dilakukan secara numerik menggunakan paket perangkat lunak ANSYS 2022R1. Domain komputasi dibuat menggunakan perangkat lunak ANSYS DesignModeler. Model sayap 3D dengan airfoil NACA2812. Mesh dibuat menggunakan perangkat lunak ANSYS Meshing. Simulasi menggunakan software ANSYS Fluent. Model turbulensi yang digunakan adalah k-omega SST pada kondisi transient, incompressible, subsonic, dan sea level. Simulasi dijalankan dengan kecepatan 8,33 m/s dan angle of attack 0°. Analisis berfokus pada kinerja aerodinamis CL, CD, CL / CD, dan visualisasi tekanan fluida di sekitar sayap. Hasil analisis menunjukkan bahwa desain bentuk infinite wing tip menghasilkan nilai koefisien lift sebesar 0,249437106, nilai koefisien drag sebesar 0,032376252, dan lift to drag ratio sebesar 7,704323091 (nilai lift to drag ratio yang terendah). Desain bentuk cut off wing tip menghasilkan nilai koefisien lift sebesar 0,292337624, nilai koefisien drag sebesar 0,025722932, dan nilai lift to drag ratio sebesar 11,36486404. Desain bentuk aft swept wing tip menghasilkan nilai koefisien lift sebesar 0,322231093, nilai koefisien drag sebesar 0,027981121, dan nilai lift to drag ratio sebesar 11,51601789 (nilai lift to drag ratio yang tertinggi). Oleh sebab itu, desain pesawat terbang radio controlled akan menggunakan desain sayap dengan bentuk aft swept wing tip.
Unduhan
Referensi
Anderson, J.D. (1995) Computational fluid dynamics: the basics with applications. New York: McGraw-Hill (McGraw-Hill series in mechanical engineering).
Anderson, J.D. (2017) Fundamentals of aerodynamics. Sixth edition. New York, NY: McGraw Hill Education (McGraw-Hill series in aeronautical and aerospace engineering).
Azeez, A.A. et al. (2019) ‘Aerodynamics Optimization of RC Plane Winglet’, in 2019 8th International Conference on Modeling Simulation and Applied Optimization (ICMSAO). Manama, Bahrain: IEEE, pp. 1–5. Available at: https://doi.org/10.1109/ICMSAO.2019.8880426.
Firmanto, B. (2022) ‘Analisis Pengaruh Perubahan Ketebalan dan Lokasi Maximum Camber pada NACA 4 Digit Terhadap Performa Aerodinamika Sayap Pesawat Terbang Radio Controlled Menggunakan ANSYS Student 2022 R1’, Journal of Defence Science and Technology [Preprint].
Firmanto, B. and Hernawan, S.T. (2022) ‘Desain dan Analisis Numerik Performa Aerodinamika Pesawat Terbang Radio Controlled untuk Aeromodeling Taruna AAU’, Patriot Biru TNI AU, p. 11.
Hegde, S.S. and Nayak, S. (2014) ‘A Systematic Approach for Designing, Analyzing and Building a Model RC Plane’, International Journal of Engineering Research, 3(12), p. 7.
Jodha, P. (2015) Aircrafts winglets analysis in CFD. Department of Engineering, University of Derby.
Ladson, C.L., Brooks, Jr., C.W. and Hill, A.S. (1996) ‘Computer Program To Obtain Ordinates for NACA Airfoils’. Available at: http://techreports.larc.nasa.gov/ltrs/ltrs.html.
Nugroho, G. et al. (2017) ‘CFD Simulation of the Endplate Effect on the Elang Caraka Unmanned Aerial Vehicle (UAV)’, Proceeding of the INternational Conference on Advanced Mechatronic, Intelligent Manufacture, and Industrial Automation, Surabaya Indonesia, IEEE Explore [Preprint].
Nugroho, G., Bramantya, M.A. and Setiawan, B. (2015) ‘Simulasi Pengaruh Airfoil NACA 4412 dan MH60 Dengan Variasi Taper Ratio Terhadap CL dan CD Pesawat Tanpa Awak Untuk Misi Surveillance’.
Rahman, R. ur and Nayeem, M.H.K. (2017) ‘Design and performance analysis of unmanned aerial vehicle (UAV) to deliver aid to the remote area’, International Conference on Mechanical, Industrial and Materials Engineering 2017 (ICMIME2017) 28-30 December, 2017, RUET, Rajshahi, Bangladesh. [Preprint].
Raymer, D. (2018) Aircraft Design: A Conceptual Approach, Sixth Edition. Available at: https://doi.org/10.2514/4.104909.
