ANALISIS PENGARUH JENIS RUNWAY TERHADAP KINERJA PESAWAT CESSNA 402B PADA SAAT LANDING DAN TAKE-OFF Skripsi
Untuk Memenuhi Sebagian Prasyarat Untuk Mencapai Derajat Sarjana Strata 1
Disusun oleh : AHMAD SAFRUL MA’ARIF 02050003
JURUSAN TEKNIK PENERBANGAN SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI ADISUTJIPTO YOGYAKARTA 2007
i
ANALISIS PENGARUH JENIS RUNWAY TERHADAP KINERJA PESAWAT CESSNA 402B PADA SAAT LANDING DAN TAKE-OFF Skripsi
Untuk Memenuhi Sebagian Prasyarat Untuk Mencapai Derajat Sarjana Strata 1
Disusun Oleh : AHMAD SAFRUL MA’ARIF 02050003
JURUSAN TEKNIK PENERBANGAN SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI ADISUTJIPTO YOGYAKARTA 2007
ii
LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING
Skripsi ini Telah Memenuhi Persyaratan dan Siap untuk Diujikan
Disetujui pada Tanggal
------------------------------------------
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Drs. Sukoco M. Pd, MT
M. Ardi Cahyono ST, MT
iii
PENGESAHAN ANALISIS PENGARUH JENIS RUNWAY TERHADAP KINERJA PESAWAT CESSNA 402B PADA SAAT LANDING DAN TAKE-OFF Yang dipersiapkan dan disusun oleh : Ahmad Safrul Ma’arif 02050003
Telah dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi Jurusan Teknik Penerbangan Sekolah Tinggi Teknologi Adisujipto, Yogyakarta pada tanggal 28 September 2007 dan dinyatakan telah memenuhi syarat guna memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Susunan Tim Penguji Nama Lengkap
Tanda Tangan
Ketua Penguji
: Drs. Sukoco M. Pd, MT.
..……………
Penguji I
: M. Ardi Cahyono ST, MT.
………………
Penguji II
: Karseno KS. INZ, S.E, MM.
……………...
Penguji III
: Arief Suwardiman ST.
………………
Yogyakarta, 28 September 2007 Jurusan Teknik Penerbangan Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto Ketua Jurusan
Yusa Asra Yuli W, S.T, MM.
iv
PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini saya : Nama
: Ahmad Safrul Ma’arif
Nomor Mahasiswa
: 02050003
Program Studi
: Teknik Penerbangan
Judul Tugas Akhir : Analisis Pengaruh Jenis Runway Terhadap Kinerja Pesawat Cessna 402B Pada Saat Landing dan Take-off Menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil pekerjaan saya sendiri dan sepanjang pengetahuan saya tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau telah dipergunakan dan diterima sebagai persyaratan penyelesaian studi pada universitas atau instansi lain.
Yogyakarta, 24 September 2007 Yang Menyatakan
Ahmad Safrul Ma’arif NIM 02050003
v
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
“ Jalanmu adalah Impian dan Anganmu ” Jangan kamu buang memory pait atas kegagalan kamu di masa lalu. Simpan dan bawa setiap kamu melakukan sesuatu Karena dibalik kegagalan Pasti ada segelintir harapan untuk wujudkan cita – citamu Agar kamu menjadi yang terbaik Tuk dirimu dan orang lain Kupersembahkan kepada : Bapak dan Ibunda tercinta Terima kasih untuk kasih sayangnya, dan maaf jika ananda belum bisa memberikan yang terbaik untuk ayah dan bunda,. Tanpa kalian aku tidak akan menjadi seperti ini. Adikku tersayang Terima kasih banget buat supportnya, mas tidak akan pernah melupakan apa yang telah kamu berikan selama ini, hingga terselesainya Tugas Akhir ini. Istriku Tercinta Thank’s untuk kasih sayangnya, serta kesabaran yang telah kamu berikan selama ini, dan selalu menemani siang dan malam, susah dan senang, aku selalu mencintaimu selamanya, to My Baby { Nabila Nuraini Fatqiah } Bapak dan Ibu sudah tidak sabar lagi untuk menimangmu. I love U Teman- temanku ( Edo, Yanan, Farid, Supilih, Grisman, Anes, Catur dll ) Terimakasih atas semua bantuannya dan dukungan kalian semua Almamaterku Menjadi pemula akan penuh dengan usaha. Mari buktikan, cetak generasi penerus yang berguna bagi bangsa. Terima kasih untuk ilimunya...
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat, rahmat, hidayah serta inayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini dengan judul “Analisis Pengaruh Jenis Runway Terhadap Kinerja Pesawat Cessna 402B Pada Saat Landing dan Take-off” Besar harapan penulis agar Tugas Akhir yang akan penulis buat ini dapat bermanfaat khususnya bagi para mahasiswa dan dapat memberikan tambahan pengetahuan bagi para pembaca. Atas terselesainya Tugas Akhir ini penulis tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada seluruh pihak yang telah memberikan bantuan baik secara moril maupun spiritual, antara lain: 1. Bapak Marsma TNI (Purn) Ir. Suyitmadi, MT, selaku Ketua Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto. 2. Bapak Yusa Asra Yuli Wardana, ST, MM, selaku Ketua Jurusan Teknik Penerbangan. 3. Bapak Drs. Sukoco M. Pd, MT, selaku dosen pembimbing utama yang selalu memberikan kritik dan saran demi kesempurnaan skripsi ini. 4. Bapak M. Ardi Cahyono ST, MT, selaku dosen pembimbing pendamping yang memberikan bantuan dan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 5. Bapak Karseno KS, INZ, SE, MM, selaku dosen penguji II yang senantiasa memberikan bantuan dan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 6. Bapak Arief Suwardiman ST, selaku dosen penguji III yang memberikan bantuan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 7. Ayahanda dan ibunda tercinta yang senantiasa memberikan bantuan materi dan spiritual. 8. Rekan-rekan mahasiswa civitas akademika yang telah banyak membantu baik memberi masukan dan memfasilitasi penulis dalam penyusunan skripsi ini. vii
Penulis sadar
Proposal Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan
maupun kesalahan karena keterbatasan penulis. Segala macam kritik dan saran penulis harapkan untuk kesempurnaan pada kesempatan mendatang. Semoga Tugas Akhir ini dapat berguna bagi penulis dan bagi semua pihak yang memerlukan. Amin.
Yogyakarta, 24 September 2007
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Halaman Judul ............................................................................................
i
Pengesahan Persetujuan ...............................................................................
iii
Pengesahan Pernyataan ................................................................................
iv
Pernyataan ...................................................................................................
v
Motto dan Persembahan...............................................................................
vi
Kata Pengantar .............................................................................................
vii
Daftar Isi ..... ................................................................................................
ix
Daftar Simbol...............................................................................................
xi
Daftar Gambar..............................................................................................
xii
Daftar Tabel ................................................................................................
xiii
Abstrak ......................................................................................................
xiv
BAB I PENDAHULUAN...........................................................................
1
1.1 Latar belakang...........................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah .....................................................................
3
1.3 Tujuan Penulisan ......................................................................
3
1.4 Batasan Masalah ......................................................................
3
1.5 Manfaat Penulisan.....................................................................
4
1.6 Sistematika Penulisan................................................................
3
BAB II LANDASAN TEORI ....................................................................
5
2.1 Kinerja Terbang Tinggal Landas .............................................
5
2.2 Jarak airborne setelah melewati obstacle.................................
11
2.3 Kinerja Mendarat .....................................................................
13
BAB III METODE PENELITIAN ...........................................................
20
3.1 Subjek Penelitian ..................................................................
20
3.2 Metode Pengumpulan Data....................................................
24
3.3 Langkah- langkah Penelitian .................................................
25
ix
3.4 Analisis dan Perhitungan .......................................................
28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................
34
4.1 Hasil Analisis .........................................................................
34
4.2 Pembahasan .............................................................................
48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................
50
5.1 Kesimpulan .............................................................................
51
5.2 Saran........................................................................................
51
DAFTAR PUSTAKA.................................................................................
52
LAMPIRAN-LAMPIRAN
x
DAFTAR ARTI SIMBOL-SIMBOL
Sg
Ground roll/jarak yang dilalui oleh pesawat saat masih diatas
m
runwaybaik ketika take-off maupun landing. Sa
Airborne distance/jarak yang dilalui oleh pesawat baik sesaat
m
setelah roda pendarat terangkat. sapp
Approach distance/jarak yang dilalui oleh pesawat sebelum melewati transisi menuju touchdown
sf
Flare distance/jarak transisi yang dimulai setelah fase airborne
m
sampai touchdown untuk memulai ground roll. s fr
Free roll distance/jarak yang dilalui sesaat setelah roda pendarat
m
menyentuh landas pacu.
sR
Rotation distance/ jarak yang dilalui saat take-off ground roll
m
dimana pilot mulai mengoperasikan elevator untuk mengubah AOA supaya CL bertambah. Vstall
Stalling speed/kecepatan minimum untuk menghindari terjadinya m/det stall, kecepatan ini merupakan segmen pertama kecepatan yang dilakukan oleh pesawat ketika take-off.
Vmcg
Minimum control speed on the ground/kecepatan minimum yang
m/det
disyaratkan agar rudder pesawat mampu menghasilkan gaya aerodinamis yang cukup, untuk menimbulkan yawing moment jika prosedur take-off harus dibatalkan. Vmca
Minimum control speed in the air/kecepatan minimum yang disyaratkan agar rudder pesawat mampu menghasilkan gaya aerodinamis yang cukup, untuk menimbulkan yawing moment jika prosedur take-off harus dibatalkan. Nose gear pesawat mulai terangkat.
xi
m/det
V1
Decision speed/critical engine failure speed/kecepatan dimana
m/det
pilot membuat keputusan untuk melanjutkan prosedur take-off atau membatalkannya, jika engine failure terjadi sebelum pesawat mencapai segmen kecepatan ini, maka pilot harus membatalkan take-off dan sebaliknya.
VR
Rotation speed/segmen kecepatan dimana pilot dapat memulai
m/det
pengoperasian elevator dan high lift devices untuk meningkatkan koefisien gaya angkat. Vmu
Minimum unstick speed/segmen dimana pilot diharuskan untuk
m/det
menghentikan pengoperasian elevator agar tail learence terjaga. V LO
Lift-off speed/segmen kecepatan dimana pesawat telah
m/det
sepenuhnya terangkat dari landas pacu dan ground roll telah dilewati sepenuhnya. Va
Approach speed/segmen kecepatan dimana pesawat telah
m/det
melewati ketinggian obstacle untuk memulai approach. Vf
Flare speed/segmen kecepatan dimana pesawat akan melewati
m/det
kondisi transisi sebelum roda pendaratnya menyentuh landas pacu.
VTD
Touchdown speed/segmen kecepatan dimana roda pendarat utama m/det pesawat telah menyentuh permukaan landas pacu.
hf
Flare height/ketinggian yang diukur antara roda pendarat dan
m
permukaan landas pacu sebelum saat transisi sebelum keduanya mulai kontak. hOB
obstacle height/ketinggian yang disyaratkan oleh FAA yang
m
harus dilalui oleh pesawat ketika akan mengakhiri segmen airborne, atau ketinggian yang disyaratkan saat pesawat memulai segmen approach. R
Radius/jari-jari lengkungan busur flight path ketika airborne maupun approach
xii
m
µr
Friction coefficients/koefisien gesek yang ditimbulkan antara roda pendarat dan permukaan landas pacu.
L
lift/ gaya angkat/gaya aerodinamis yang bekerja di permukaan
N
sayap karena adanya pressure distribution dan shear. D
drag/gaya hambat/gaya aerodinamis yang ditimbulkan akibat
N
adanya aliran udara yang menerpa permukaan wing. T
thrust/gaya dorong statis yang dihasilkan oleh engine, yang
N
arahnya berlawanan dengan drag. Trev
reversed thrust/gaya dorong yang dibalik arahnya ke arah laju
N
pesawat saat mendarat, besarnya diperkirakan sekitar 0,5T.
W
weight/gaya yang merupakan perkalian antara massa dan
(N or kgf)
percepatan gravitasi yang arahnya berlawanan dengan lift.
V∞
Freestream velocity/kecepatan aliran udara bebas.
CD
Total drag coefficients/koefisien gaya hambat total yang merupakan
m/det
penjumlahan dari koefisien gaya hambat ketika gaya angkat belum dihasilkan oleh wing atau zero lift drag (CD.0) dan gaya hambat ketika gaya angkat telah dihasilkan atau induced drag. C D.0
Zero-lift drag coefficients/koefisien gaya hambat ketika wing belum menghasilkan gaya angkat.
KC L2
Induced drag/koefisien gaya hambat yang ditimbulkan saat wing telah menghasilkan gaya angkat.
AR
Aspect ratio/perbandingan antara kuadrat rentang sayap terhadap luas permukaan sayap.
e
Span effeciency factor.
W S
wing loading/berat pesawat per satuan luas permukaan sayap.
T W
Thrust to weight ratio/gaya dorong statis per satuan berat pesawat.
K uc
Faktor konstanta yang bergantung pada sudut defleksi flap.
m
aircraft maximum mass/massa maksimum pesawat pesawat . xiii
N/m2
Kg
h
Wing height/tinggi permukaan sayap rata-rata diukur dari
m
permukaan tanah ketika pesawat dalam keadaan statis.
b
Wing span/rentang sayap, diukur dari ujung sayap kiri sampai
m
ujung sayap kanan.
G
Ground effect factor/faktor ground effect (penambahan lift karena penambahan sudut serang, tanpa diikuti penambahan induced drag dimana terdapat downwash air yang dipantulkan flap).
ρ∞
Freestream air density/massa jenis udara bebas yakni berat massa m udara persatuan volume.
N
Rotation time/free roll time/waktu rotasi saat take-off/waktu meluncur ketika landing sebelum brake diaktifkan.
xiv
det
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Gaya yang bekerja pada pesawat waktu tinggal landas ............. .…. 6 Gambar 2.2
Peristiwa Fenomena Ground Effect.......................................... .…. 7
Gambar 2.3
Gambaran mengenai perubahan gaya-gaya yang terjadi pada pesawat ketika tinggal take-off................................................. .…. 9
Gambar 2.4
Skema prosedur lepas landas untuk pesawat sipil ................... .…11
Gambar 2.5
Skema perhitungan jarak ketika airborne................................ .…13
Gambar 2.6
Illustrasi jarak ground roll, jarak airborne, dan jarak take off total .................................................................................................. .…13
Gambar 2.7
Gambaran perubahan gaya-gaya yang terjadi pada pesawat ketika mendarat (landing) .................................................................. .…14
Gambar 2.8
Skema jalur dan jarak pendaratan ............................................ .…17
Gambar 2.9
Gaya pada pesawat ketika landing approach........................... .…18
Gambar 3.1
Pesawat Cessna 402B .............................................................. .…20
Gambar 3.2
Engine Continental TSIO-520-E.............................................. .…22
Gambar 3.3
Cockpit Cessna 402B ............................................................... .…23
Gambar 3.4
Cessna 402B landing ............................................................... .…23
Gambar 3.5
Flowchart perhitungan field performance ............................... .…25
Gambar 3.6
Grafik Cl Vs Angle of Attack NACA 4412 ............................... .…29
xv
DAFTAR TABEL
3.1
Properti udara Sea-level sesuai International Standard Atmosphere ...........27
3.2
Koefisien Lift dan koefisien Drag Airfoil NACA 4412 ................................29
4.1
Tabulasi Analisis Kinerja Take-off Pesawat Cessna 402B .............................35
4.2
Tabulasi Analisis Kinerja Landing Pesawat Cessna 402B pada Hard Runway ..........................................................................................................37
4.3
Tabulasi Analisis Kinerja Landing Pesawat Cessna 402B pada Hard truf/Grafvel Runway ......................................................................................39
4.4
Tabulasi Analisis Kinerja Landing Pesawat Cessna 402B pada Short/Drygrass Runway.................................................................................41
4.5
Tabulasi Analisis Kinerja Landing Pesawat Cessna 402B pada Long Grass Runway ..........................................................................................................43
4.6
Tabulasi Analisis Kinerja Landing Pesawat Cessna 402B pada Soft Runway ..........................................................................................................45
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I. Spesifikasi Pesawat Cessna 402B. Lampiran II. Tabel Properti Atmosfer standar ISA. Lampiran III. Kutipan FAR 25.
xvii
ANALISIS PENGARUH JENIS RUNWAY TERHADAP KINERJA PESAWAT CESSNA 402B PADA SAAT LANDING DAN TAKE-OFF Oleh : Ahmad Safrul Ma’arif Abstrak Tipe pesawat ringan bermesin piston adalah tipe pesawat yang masih banyak digunakan untuk transport. Seperti halnya pesawat Cessna 402B. Di Indonesia khususnya pesawat bermesin piston banyak dioperasikan oleh perusahaan charter untuk mengangkut orang maupun cargo dan tipe pesawat ini dapat menjangkau daerah-daerah terpencil. Karena kita ketahui Negara Indonesia terdiri dari banyak pulau-pulau yang membentang sepanjang garis khatulistiwa, dimana hanya memiliki beberapa airport yang sesuai standart Internasional. Sedangkan masih banyak daerah- daerah yang mempunyai runway dengan fasilitas yang minim, seperti runway tidak beraspal, kondisi runway di pegunungan. Dalam hal ini jenis runway maupun ketinggian runway akan berpengaruh terhadap kinerja pesawat Cessna 402B pada saat landing dan takeoff. Dengan melakukan kajian teknk ini akan diketahui sejauh mana perbedaan jarak yang dibutuhkan untuk Take-off maupun landing pada jenis permukaan runway dan elevasi runway yang berbeda. Metode dalam kajian teknis ini adalah meninjau perbedaan kinerja lapangan Cessna 402B. Tahap pertama adalah menghitung jarak take-off dan landing pada ketinggian sea-level dengan jenis runway Hard, selanjutnya diteruskan dengan menghitung jarak take-off dan landing dengan bermacam jenis permukaan runway yang berbeda. Terdiri dari 5 jenis runway yakni;Hard Runway, Hard turf/ gravel, Short/Dry grass, Long grass, Soft ground. Tahap kedua adalah mengulang langkah-langklah diatas akan tetapi dengan mengganti variasi elavasi runway. Muali dari sea-level kemudian ketinggian 1000 ft,2000 ft,5000 ft, dan 6000 ft. Perbedaan Elevasi disini berarti bahwa permukaan runway tidak hanya sea-level, melainkan pada ketinggian tertentu yang bervariasi dari satu tempat ke tempat yang lain. Sehingga dengan kajian teknis ini, nantinya akan diketahui perbedaan jarak yang dibutuhkan untuk melakukan Landing dan Take-off dalam jenis runway yang berbeda yang dipengaruhi oleh besarnya gaya gesek yang terjadi. Dan juga akan diketahui perbedaan jarak berkaitan dengan ketinggian permukaan runway. Kata kunci : Take-off, landing, elevasi, runway
xviii
