PENGESAHAN ANALISIS KINERJA TAKE-OFF DAN LANDING PESAWAT B 747-400 BERDASARKAN VARIASI ELEVASI RUNWAY Yang dipersiapkan dan disusun oleh : WARLI AFDILLAH 02050026
Telah dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi Jurusan Teknik Penerbangan Sekolah Tinggi Teknologi Adisujipto, Yogyakarta pada tanggal Agustus 2006 dan dinyatakan telah memenuhi syarat guna memperoleh Gelar Sarjana Teknik Penerbangan
Susunan Tim Penguji Nama Lengkap
Tanda Tangan
Ketua Penguji
: Drs. Sukoco, M.Pd., M.T.
………………
Penguji I
: Ir. Suyitmadi, M.T.
………………
Penguji II
: Yusa Asra Y. W. ST. M.M.
………………
Penguji III
: Didik Prihananto, ST.
………………
Yogyakarta,
Agustus 2006
Jurusan Teknik Penerbangan Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto Ketua Jurusan
Yusa Asra Yuli Wardana, ST. MM.
ii
PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini saya : Nama
: Warli Afdillah
Nomor Mahasiswa : 02050026 Program Studi
: Teknik Penerbangan
Judul Tugas Akhir : Analisis Kinerja take-off dan landing Pesawat B 747-400 Berdasarkan Variasi Elevasi Runway
Menyatakan bahwa penelitian 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, kecuali pada bagian-bagian tertentu yang telah dinyatakan dalam teks.
Yogyakarta,
Agustus 2006
Yang Menyatakan
Warli Afdillah NIM 02050026
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji serta syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
segala
nikmat
dan
karunianya
sehingga
penulis
dapat
menyelesaikan skripsi ini yang berjudul “ANALISIS KINERJA TAKE-OFF DAN LANDING PESAWAT B 747-400 BERDASARKAN VARIASI ELEVASI RUNWAY” . Penyusunan skripsi ini diajukan dalam memenuhi sebagian persyaratan untuk mencapai derajat Sarjana Strata I jurusan Teknik Penerbangan. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisannya masih banyak terdapat kekurangan dan ketidaksempurnaan, oleh karena dengan senang hati penulis akan menerima segala kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Disamping itu dalam penyelesaian skripsi ini penulis tidaklah mampu mengerjakannya sendiri tanpa bantuan dari orang lain. Untuk itu penulis ingin memberikan ucapan terima kasih kepada: 1. Ayahanda dan ibunda tercinta yang senantiasa memberikan bantuan materi dan spiritual. 2. Bapak Marsma TNI (Purn) Ir. Suyitmadi, MT., sebagai pembimbing utama yang selalu memberikan kritik dan saran demi kesempurnaan skripsi ini. 3. Bapak Yusa Asra Yuli Wardana, ST. MM., sebagai pembimbing pendamping yang telah memberikan bantuan dan bimbingan dalam menyelesaikan skripsi ini. 4. Bapak Drs. Sukoco, M.Pd. MT., selaku ketua tim penguji seminar tugas akhir. 5. Bapak Didik Prihananto ST., selaku anggota tim penguji seminar tugas akhir. 6. Rekan-rekan mahasiswa civitas akademika yang telah banyak membantu baik memberi masukan dan memfasilitasi penulis dalam penyusunan skripsi ini.
iv
7. Seluruh pihak yang telah membantu hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, yang mana tidak dapat disebutkan satu-persatu. Tak ada gading yang tak retak, tak ada sesuatu yang sempurna, akhir kata penulis berharap lewat penulisan skripsi ini yang meskipun masih jauh dari kesempurnaan agar dapat memberikan manfaat bagi para pembaca umumnya, sehingga dapat menambah wawasan keilmuan yang berkaitan dengan prestasi terbang.
Yogyakarta,
Agustus 2006
Penulis
v
DAFTAR ISI
Halaman Judul
i
Halaman Pengesahan
ii
Halaman Pernyataan
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Tabel
viii
Daftar Gambar
ix
Daftar Simbol
x
Abstrak
xiv
BAB I PENDAHULUAN
1
A. Latar Belakang Masalah
1
B. Rumusan Masalah
3
C. Tujuan Penelitian
3
D. Manfaat Penelitian
4
E. Batasan Masalah
4
F. Metode Penelitian
5
G. Sistematika Penulisan
6
BAB II LANDASAN TEORI
7
A. Kinerja Take-Off
7
1. Perhitungan Ground roll
11
2. Perhitungan Jarak Airborne Sampai Melewati
20
Ketinggian Obstacle B. Kinerja Landing
22
1. Perhitungan Jarak Approach
23
2. Perhitungan Jarak Flare
25
3. Perhitungan Ground Roll
25
vi
BAB III TINJAUAN UMUM
29
A. Pesawat Boeing 747-400
29
1. Deskripsi Umum Pesawat Boeing 747-400
29
2. Spesifikasi Pesawat Boeing 747 Series
30
3. Bagian-Bagian Utama Pesawat Boeing 747-400
33
B. Engine CF6-80C2
43
1. Spesifikasi Engine CF6-80C2
43
2. Deskripsi dan Operasi CF6-80C2
45
BAB IV PEMBAHASAN
47
A. Perhitungan Kinerja Take-Off
47
1. Pada elevasi permukaan laut 1,225kg / m 3
48
2. Pada elevasi 500 m AMSL 1,1673kg / m 3
49
B. Perhitungan kinerja Landing
51
1. Pada elevasi permukaan laut 1,225kg / m 3
55
2. Pada elevasi 500 m AMSL 1,1673kg / m 3
57
C. Analisa Hasil Perhitungan
62
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
63
A. Kesimpulan
63
B. Saran
64
DAFTAR PUSTAKA
65
LAMPIRAN-LAMPIRAN
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tingkat Koefisien Friksi Pada Tiap Jenis Permukaan
14
Landas Pacu Tabel 3.1 Perbandingan Spesifikasi Pesawat B747 Series
30
Tabel 3.2 Spesifikasi Engine CF6-80C2
44
Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Kinerja Take-Off Berdasarkan Variasi
50
Elevasi Runway Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Kinerja landing Berdasarkan Variasi Elevasi Runway
viii
60
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Segmentasi Ground Roll Dan Jarak Approach Dari Jarak
8
Take-Off Keseluruhan Gambar 2.2 Segmentasi Ground Roll Menurut Tingkat Kecepatan
8
Gambar 2.3 Skema Arah Gaya-Gaya Yang Bekerja Ketika Ground Roll
11
Gambar 2.4 Variasi Gaya-Gaya Yang Bekerja Selama Take-Off
18
Gambar 2.5 Skema Jarak Yang Ditempuh Ketika Airborne
20
Gambar 2.6 Segmentasi Total Landing Distance
23
Gambar 2.7 Skema Arah Gaya-Gaya Yang Bekerja Ketika Approach
24
Gambar 2.8 Skema Geometri Flare
25
Gambar 2.9 Skema Variasi Gaya-Gaya Yang Bekerja Ketika Landing
28
Gambar 3.1 Pesawat Boeing 747-400 Tampak Depan
32
Gambar 3.2 Pesawat Boeing 747-400 Tampak Samping
32
Gambar 3.3 Pesawat Boeing 747-400 Tampak Atas
32
Gambar 3.4 Konstruksi Luar Pesawat Boeing 747-400
33
Gambar 3.5 Fuselage Pesawat B747-400
34
Gambar 3.6 Cargo Compartment Pesawat B747-400
35
Gambar 3.7 Cockpit Pesawat B747-400
35
Gambar 3.8 Center Tank Pesawat B747-400
36
Gambar 3.9 Landing Gear Location Pesawat B747-400
37
Gambar 3.10 Wing Pesawat B747-400
38
Gambar 3.11 Wing Fuel Tank Pesawat B747-400
39
Gambar 3.12 Pylon/Nacelle dan Engine CF6-80C2 Pesawat B747-400
40
Gambar 3.13 Empenage Pesawat B747-400
42
Gambar 3.14 APU Compartment Pesawat B747-400
42
Gambar 3.15 Engine CF6-80C2
43
Gambar 3.16 Pembagian Aliran Udara (Airsteam)
46
Gambar 4.1 Grafik Perhitungan Airborne dan Ground Roll Saat Take-off 61 Gambar 4.2 Grafik Perhitungan Approach, Flare dan Ground roll Saat Landing
ix
61
DAFTAR ARTI SIMBOL-SIMBOL
AR
Aspect ratio/perbandingan antara kuadrat rentang sayap terhadap luas permukaan sayap.
b
Wing span/rentang sayap, diukur dari ujung sayap kiri sampai
m
ujung sayap kanan.
CD
Total drag coefficients/koefisien gaya hambat total yang merupakan 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.
D
Drag/gaya hambat/komponen gaya aerodinamis yang sejajar
N
dengan relative wind.
e
Span effeciency factor.
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).
h
Wing height/tinggi permukaan sayap rata-rata diukur dari
m
permukaan tanah ketika pesawat dalam keadaan statis.
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 harus dilalui oleh pesawat ketika akan mengakhiri segmen airborne, atau ketinggian yang disyaratkan saat pesawat memulai segmen approach.
KC L2
Induced drag/koefisien gaya hambat yang ditimbulkan saat wing telah menghasilkan gaya angkat.
K uc
Faktor konstanta yang bergantung pada sudut defleksi flap.
x
m
L
Lift/ gaya angkat/komponen gaya aerodinamis yang tegak lurus
N
terhadap relative wind.
m
Aircraft maximum mass/massa maksimum pesawat pesawat .
Kg
N
Rotation time/free roll time/waktu rotasi saat take-off/waktu
det
meluncur ketika landing sebelum brake diaktifkan.
R
Radius/jari-jari lengkungan busur flight path ketika airborne
m
maupun approach
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.
Sg
Ground roll/jarak yang dilalui oleh pesawat saat masih diatas
m
runwaybaik ketika take-off maupun landing.
sR
Rotation distance/ jarak yang dilalui saat take-off ground roll
m
dimana pilot mulai mengoperasikan elevator untuk mengubah AOA supaya CL bertambah.
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.
T W
Thrust to weight ratio/gaya dorong statis per satuan berat pesawat.
Va
Approach speed/segmen kecepatan dimana pesawat telah melewati ketinggian obstacle untuk memulai approach.
xi
m/det
Vf
Flare speed/segmen kecepatan dimana pesawat akan melewati
m/det
kondisi transisi sebelum roda pendaratnya menyentuh landas pacu.
VLO
Lift-off speed/segmen kecepatan dimana pesawat telah
m/det
sepenuhnya terangkat dari landas pacu dan ground roll telah dilewati sepenuhnya.
Vmca
Minimum control speed in the air/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. Nose gear pesawat mulai terangkat.
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.
Vmu
Minimum unstick speed/segmen dimana pilot diharuskan untuk
m/det
menghentikan pengoperasian elevator agar tail clearence terjaga.
VR
Rotation speed/segmen kecepatan dimana pilot dapat memulai
m/det
pengoperasian elevator dan high lift devices untuk meningkatkan koefisien gaya angkat.
Vstall
Stalling speed/kecepatan minimum untuk menghindari terjadinya m/det stall, kecepatan ini merupakan segmen pertama kecepatan yang dilakukan oleh pesawat ketika take-off.
VTD
Touchdown speed/segmen kecepatan dimana roda pendarat utama m/det pesawat telah menyentuh permukaan landas pacu.
V1
Decision speed/critical engine failure speed/kecepatan dimana 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.
xii
m/det
V
Freestream velocity/kecepatan aliran udara bebas.
W
Weight/gaya yang merupakan perkalian antara massa dan
m/det (N or kgf)
percepatan gravitasi.
W S
Wing loading/berat pesawat per satuan luas permukaan sayap.
r
Friction coefficients/koefisien gesek yang ditimbulkan antara roda
N/m2
pendarat dan permukaan landas pacu.
Freestream air density/massa jenis udara bebas yakni berat massa m udara persatuan volume.
xiii
ANALISIS KINERJA TAKE-OFF DAN LANDING PESAWAT B 747-400 BERDASARKAN VARIASI ELEVASI RUNWAY Oleh: Warli Afdillah Abstrak Aircraft field performance dapat diartikan sebagai kemampuan atau kinerja pesawat ketika beroperasi dalam suatu medan medan tertentu, kinerja sebuah tipe pesawat biasanya telah dihitung dan dipublikasikan dalam dokumen resmi pabrik. Akan tetapi khusus untuk kinerja take-off dan landing data ini biasanya hanya dituliskan ketika pesawat berada pada kondisi sea level. Hal ini tentu akan sedikit menimbulkan masalah bagi para operator yang akan menyesuaikan armada pesawatnya yang mana akan singgah pada bandara tertentu, termasuk juga bagi otoritas bandara seperti P.T Angkasa Pura yang akan merencanakan pemanjangan landas pacu ketika melakukan pengembangan fasilitas dan infrastruktur bandara. Solusi dari permasalahan ini adalah dengan melakukan analisa perhitungan kinerja take-off dan landing berdasarkan variasi elevasi runway. Tahapan perhitungan yang dituliskan dalam skripsi ini dibagi menurut segmentasi jarak yang dilewati oleh pesawat baik ketika take-off maupun landing. Seluruh data-data yang diperlukan dalam proses perhitungan merupakan hasil dari pengumpulan data yang penulis lakukan dengan berbagai metode. Hasil perhitungan kinerja take-off dan landing akan disajikan dalam bentuk tabel, dari tabel tersebut kita dapat memperkirakan seberapa signifikan pengaruh kenaikan elevasi runway terhadap kinerja take-off dan landing serta parameter-parameter apa saja yang dapat mempengaruhi, aircraft field performance. Kata Kunci: Take-off, Landing, Runway, Elevasi, Kinerja
xiv
