Proses Pembuatan Load Sheet Untuk Menentukan Center of Gravity Jika Terjadi Last Minute Changes (LMC) dan Estimasi Take-Off Length Pesawat Boeing 737-400 PK-GZP Skripsi
Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Sarjana Strata 1
Oleh : Mantak Fernando Pakpahan 07150129
JURUSAN TEKNIK PENERBANGAN SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI ADISUTJIPTO YOGYAKARTA 2011 i
LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING
Skripsi ini Telah Memenuhi Persyaratan dan Siap untuk Diujikan
Disetujui pada Tanggal
------------------------------
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Moh. Ardi Cahyono, ST.,MT
Ir. Heru Yudanarsa
ii
LEMBAR PENGESAHAN PROSES PEMBUATAN LOAD SHEET UNTUK MENENTUKAN CENTER OF GRAVITY JIKA TERJADI LAST MINUTE CHANGES (LMC) DAN ESTIMASI TAKE-OFF LENGTH PESAWAT BOEING 737-400 PK-GZP Yang dipersiapkan dan disusun oleh : MANTAK FERNANDO PAKPAHAN 07150129
Telah dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada tanggal
Agustus 2011 dan dinyatakan telah memenuhi syarat guna memperoleh Gelar Sarajana Teknik
Susunan Tim Penguji
Nama Lengkap
Tanda Tangan
Ketua Penguji :
Drs. C. Suhardiwarno, M. Si
……………………
Penguji I
:
Teuku Arriessa S., ST
……………………
Penguji II
:
Dwi Hartini, ST
...………………….
Yogyakarta,
Agustus 2011
Jurusan Teknik Penerbangan Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto Yogyakarta Ketua Jurusan
Ir. Djarot Wahju Santoso, MT iii
HALAMAN PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini saya:
Nama
: Mantak Fernando Pakpahan
Nomor Induk Mahasiswa
: 07150129
Program Studi
: Teknik Penerbangan
Judul Tugas Akhir
: Proses Pembuatan Load Sheet Untuk Menentukan
Center of Gravity Jika Terjadi Last Minute Changes (LMC) dan Estimasi Take-Off Length Pesawat Boeing 737-400 PK-GZP.
Menyatakan bahwa
tugas akhir 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 2011
Yang Menyatakan
Mantak Fernando Pakpahan NIM : 07150129
iv
Motto Perhatikanlah Orang Yang Tulus
Dan
Lihatlah Kepada Orang Yang Jujur
Sebab
Pada Orang Yang Suka Damai
Akan Ada Masa Depan
( Mazmur 37 : 37 )
v
Halaman Persembahan Skripsi ini ku persembahkan kepada : (Alm.) Ayah dan Ibuku tercinta : Semoga Tuhan memberi aku kesempatan untuk membahagiakan dan membalas kebaikan ayah dan ibuku.
Kakak-kakakku dan Abang-abangku tersayang : Terimakasih atas kebaikannya selama ini yang sudah memberi saya bantuan materi dan juga doanya.
Keluarga besarku di kampung kelahiranku : Semoga Tuhan memberkati kita semua
Kawan-kawan kompakku di jogja : Sukses selalu buat kita semua dan kompak selalu
Dosen-dosen STTA Yogyakarta : Terimakasih atas ilmunya, semoga saya bisa membalas segala kebaikan bapak-ibu dosen.
Teman-teman angkatan 2006 dan 2007 : Terimakasih atas dukungan dan motivasinya, sukses selalu buat kita semua.
vi
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena atas berkat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “PROSES PEMBUATAN LOAD SHEET UNTUK MENENTUKAN CENTER OF GRAVITY JIKA TERJADI LAST MINUTE CHANGES DAN ESTIMASI TAKE-OFF LENGTH PESAWAT BOEING 737-400 PK-GZP” guna memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana (S-1) pada Jurusan Teknik Penerbangan, Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto - Yogyakarta. Penulis menyadari
sepenuhnya bahwa dalam penyusunan skripsi ini
masih banyak kekurangan dikarenakan keterbatasan kemampuan dalam diri penulis. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan dan perbaikan dalam penyusunan skripsi ini. Selama penyusunan skripsi ini, penulis menyadari sepenuhnya telah mendapatkan banyak bantuan dari berbagai pihak, sehingga tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Orang tua tercinta (Alm. Bapak J. Pakpahan dan Mama L. Tambunan) atas kasih sayang, doa, dukungan, motivasi dan segalanya yang telah diberikan, semoga saya dapat membalas kebaikan alm. bapak dan ibu. 2. Bapak Ir. Sutjianto S. M.T. selaku Ketua Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto - Yogyakarta. 3. Bapak Ir. Djarot Wahyu S. M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Penerbangan Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto. 4. Bapak M. Ardi Cahyono, ST.MT.
selaku Dosen Pembimbing I
skripsiku, Terima kasih atas bimbingan dan sarannya. 5. Bapak Ir. Heru Yudanarsa selaku Dosen Pembimbing II skripsiku, Terima kasih atas bimbingan dan sarannya. vii
6. Terima kasih pula
bagi keluarga besar di kampung halaman
kelahiranku yang telah memberi dukungan serta perhatian dan cinta selama penulis menuis skripsi ini. 7. Bagi seluruh sahabat-sahabat terbaik yang selalu memberikan motivasi dan semangat : Afif, Hendra Siagian, Erik Marpaung, Boy Siahaan, Hebron Sitorus, Gempar Sirait, Alex Siahaan, Dedy alex Siahaan, Adi, Sony, Takdir, Sudriman, Steve, dan seluruh keluarga besar BATAK STTA dan NHKBP- Yogyakarta. 8. Kepada semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, terima kasih atas dukungannya baik secara moril maupun materil.
Lagi penulis menyadari bahwa dalam laporan ini masih terdapat kekurangan walaupun penulis sudah berusaha sebaik mungkin. Namun sebagai manusia biasa tentunya tidak dapat luput dari kesalahan dan kekurangan, sehingga laporan ini masih jauh dari kesempurnaan baik dari segi penulisan maupun isinya. Dari sebab itu, segala masukan, saran dan kritikan dari pembaca yang
bersifat
membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan laporan ini. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih dan semoga skripsi ini dapat menjadi sumber informasi berguna bagi pembaca.
Yogyakarta,
Agustus 2011
Penulis
viii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL.......................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING………………………………... ii LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................… .. iii HALAMAN PERNYATAAN .......................................................................... iv HALAMAN MOTTO ......................................................................................... v HALAMAN PERSEMBAHAN ....................................................................... vi KATA PENGANTAR .................................................................................... vii DAFTAR ISI .................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xi DAFTAR TABEL ........................................................................................... xii DAFTAR SIMBOL........................................................................................ xiv DAFTAR SINGKATAN ................................................................................ xv ABSTRAK ..................................................................................................... xvi BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ........................................................................ 2 1.3 Batasan Masalah............................................................................ 3 1.4 Tujuan Penelitian........................................................................... 3 1.5 Manfaat Penelitian ....................................................................... . 4 1.6 Sistematika Penulisan ................................................................. .. 4
BAB II
LANDASAN TEORI 2.1 Load Sheet ................................................................................... .. 6 2.1.1 Pengertian Load Sheet……………………………………... 6 2.1.2 Fungsi Load Sheet…………………………………………...7 2.2 Berat (Weight) .............................................................................. 7 2.2.1 Batasan Berat Pesawat Udara……………………………... 7 ix
2.2.2 Berat Standar Penumpang…………………………………. 8 2.2.3 Berat Standar Awak Pesawat (Crew)……………………… 9 2.2.4 Berat Bagasi dan Kargo…………………………………… 9 2.2.5 Bahan Bakar (Fuel)………………………………………... 9 2.3 Balance (Keseimbangan) .............................................................. 10 2.4 Pengaruh Ketidakseimbangan....................................................... 12 2.5 Istilah-istilah Pada Load Sheet………………………………….. 13 2.6 Gaya-gaya pada Pesawat pada Saat Take-Off………………….. 16 2.7 Angin (Wind)…………………………………………………… 21 2.8 Permukaan Landasan (Surface Runway)……………………….. 22 2.9 Obstacle Clearance……………………………………………… 23 2.10 Flap Setting……………………………………………………. 23 2.11 Take-Off Performance………………………………………… 24 2.12 Jarak Ground Roll……………………………………………... 26 2.13 Jarak Airborne…………………………………………………. 35 BAB III METODELOGI PENELITIAN 3.1 Subjek…………………………………………………………... 38 3.2 Metode Pengumpulan Data…………………………………….. 40 3.3 Diagram Alur Penelitian………………………………………... 41 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Cara Mengisi Form Load Sheet Pesawat Boeing 737- 400 PKGZP…………………………………………………………… 42 4.2 Menentukan Letak Titik Center of Gravity Setelah Terjadi Last Minute Changes (LMC) Pesawat Boeing 737-400 PK- GZP..... 63 4.3 Excel Load Sheet………………………………………………72 4.4 Perhitungan Estimasi Take-Off Length (Jarak Take-Off)...........77 BAB V
PENUTUP 5.1 Kesimpulan.................................................... ............................. 84 5.2 Saran ....................................................................................... ... 84 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... ... 85 LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Form Load Sheet B737-400 PK-GZP ............................................... 6 Gambar 2.2 Letak Center of Gravity Pesawat ...................................................... 11 Gambar 2.3 Gaya-gaya pada Pesawat Udara pada saat Take-Off ......................... 16 Gambar 2.4 Lift to Drag Ratio........................................................................... ... 18 Gambar 2.5 Fase Take-Off Pesawat. ................................................................... . 24 Gambar 2.6 Ilustrasi Jarak Total Take-Off ......................................................... .. 25 Gambar 2.7 Segmen Kecepatan pada saat Ground Roll...................................... . 26 Gambar 2.8 Gaya-gaya yang bekerja selama take-off ground run....................... . 26 Gambar 2.9 Gaya yang bekerja selama airborne ................................................ .. 35 Gambar 2.10 Skema jarak saat airborne ............................................................... 35 Gambar 3.1 Dimensi Pesawat Boeing 737-400 ................................................... . 39 Gambar 4.1 Form Load Sheet Pesawat Boeing 737-400 PK-GZP ..................... .. 45 Gambar 4.2 Lay Out Cabin dan Kargo Pesawat B737-400 PK-GZP............... .... 55 Gambar 4.3 Titik Center of Gravity pada saat Zero Fuel Weight ....................... .. 60 Gambar 4.4 Titik Center of Gravity pada saat Take-off............... ......................... 61 Gambar 4.5 Titik Center of Gravity pada saat Landing............... ......................... 62 Gambar 4.6 Titik Center of Gravity pada saat Zero Fuel Weight LMC ............. .. 69 Gambar 4.7 Titik Center of Gravity pada saat Take-off Setelah LMC............... .. 70 Gambar 4.8 Titik Center of Gravity pada saat Landing setelah LMC............... ... 71 Gambar 4.9 Load Sheet Excel B737-400 PK-GZP ............................................. .. 75 Gambar 4.10 Letak Center of Gravity pada Load Sheet Excel ............................. 76 Gambar 4.11 Ratio Swet / S Untuk Beberapa Pesawat yang Berbeda…………. 80 Gambar 4.12 Equivalent Skin-Friction Drag............... ......................................... 81
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tingkat Koefisien Friksi (µr) pada Tiap Jenis Landasan ..................... 22 Tabel 2.2 Nilai CL max ⁄ cos˄ Terhadap Macam – macam Flap .......................... 23 Tabel 2.3 Kecepatan Take-off dan FAR 25 Requirement ...................................... 27 Tabel 3.1 Karakteristik Pesawat Boeing 737-400............................................. .... 38 Tabel 4.1 Data Spesifikasi Pesawat Boeing 737-400 PK-GZP ............................ . 42 Tabel 4.2 Kolom Dry Operating Weight (DOW) ............................................... .. 46 Tabel 4.3 Kolom Total Fuel (TOF)............................................................. ......... 46 Tabel 4.4 Kolom Operating Weight ..................................................................... . 47 Tabel 4.5 Kolom Jumlah Penumpang ................................................................. .. 47 Tabel 4.6 Kolom Berat Bagasi dan Kargo ........................................................... 48 Tabel 4.7 Kolom Berat di Compartment 1, 2, 3 dan 4 ......................................... . 48 Tabel 4.8 Kolom Berat Penumpang, Bagasi dan Kargo ..................................... .. 49 Tabel 4.9 Kolom Total Traffic Load............................................................ ......... 49 Tabel 4.10 Kolom Under Load Before LMC ....................................................... . 50 Tabel 4.11 Kolom Zero Fuel Weight .................................................................. .. 50 Tabel 4.12 Kolom Taxi Weight............................................................ ................. 51 Tabel 4.13 Kolom Take-off Weight ...................................................................... . 51 Tabel 4.14 Kolom Landing Weight ..................................................................... .. 51 Tabel 4.15 Kolom Dry Operating Index............................................................ ... 52 Tabel 4.16 Kolom Index di Compartment 1, 2, 3 dan 4 ...................................... . 52 Tabel 4.17 Kolom Berat dan Index Bagasi dan Kargo setiap Compartment ...... .. 53 Tabel 4.18 Kolom Index sesuai berat di setiap Compartment .............................. 54 Tabel 4.19 Kolom Dry Loaded Index .................................................................. . 54 Tabel 4.20 Kolom Jumlah Penumpang dan Index Penumpang........................... .. 56 Tabel 4.21 Kolom Total Index Penumpang........................................................... 56 Tabel 4.22 Kolom Index Zero Fuel Weight ......................................................... . 56 xii
Tabel 4.23 Kolom Berat Fuel dan Index Fuel..................................................... .. 57 Tabel 4.24 Kolom Index Total Fuel............................................................ .......... 57 Tabel 4.25 Kolom Index Take-off Weight ............................................................ . 58 Tabel 4.26 Kolom Berat Fuel dan Index Rest Fuel............................................... 58 Tabel 4.27 Kolom Index Total Rest Fuel ............................................................. . 59 Tabel 4.28 Kolom Index Landing Weight ........................................................... .. 59 Tabel 4.29 Kolom Last Minute Changes (LMC).................................................. 63 Tabel 4.30 Kolom Spesifikasi dan Berat total LMC ............................................ . 63 Tabel 4.31 Kolom Zero Fuel Weight, Take-off dan Landing Weight LMC ........ .. 64 Tabel 4.32 Kolom Berat dan Index LMC.................................................. ........... 65 Tabel 4.33 Kolom Index Penumpang disetiap Zona Setelah LMC ..................... . 65 Tabel 4.34 Kolom Berat dan Index Kargo Setelah LMC...................................... 66 Tabel 4.35 Kolom Index disetiap Compartment setelah terjadi LMC.…………..66 Tabel 4.36 Kolom Dry Loaded Index setelah LMC............................................ .. 67 Tabel 4.37 Kolom Index Zero Fuel Weight setelah LMC .................................... . 67 Tabel 4.38 Kolom Index Take-off Weight setelah LMC ....................................... 68 Tabel 4.39 Kolom Index Landing Weight setelah terjadi LMC.………………....68 Tabel 4.40 Dry Operating Weight dan Index pada Excel Load Sheet ................. .. 72 Tabel 4.41 Jumlah Penumpang pada Excel Load Sheet ...................................... .. 73 Tabel 4.42 Jumlah dan Index Penumpang pada Excel Load Sheet ...................... . 73 Tabel 4.43 Berat dan Index Kargo dan Bagasi pada Excel Load Sheet ................ 74 Tabel 4.44 Berat dan Index fuel .......................................................................... .. 74 Tabel 4.45 Ketinggian dan Density ...................................................................... . 77 Tabel 4.46 Berat dan Index Kargo dan Bagasi pada Excel Load Sheet ................ 74
xiii
DAFTAR SIMBOL
A
: Wing area
AR : Aspect ratio CD : Coefficient drag CD0 : Coefficient drag at zero lift CDi : Induced drag coefficient CL : Coefficient lift D
: Drag
g
: Gaya gravitasi
G
: Faktor ground effect
K
: Drag polar konvesional
L
: Lift
R
: Rolling resistance
S
: Wing span (ft2)
Sa
: Airborne distance (ft)
Sg
: Ground roll (ft).
Sref
: Reference area (ft2)
V
: Kecepatan pesawat (ft/s)
V1
: Decision speed (ft/s)
VL0
: Kecepatan liftoff
Vstall : Stalling speed (ft/s ) Vmcg : Minimum contro speed on the ground (ft/s) T
: Thrust
W
: Weight
µr
: Coefficient rolling resistance
ρ
: Density udara (slugs/ft3)
xiv
DAFTAR SINGKATAN
ADH
: Adult
ALMC
: Actual Last Minute Change
ALW
: Actual Landing Weight
ATOW
: Actual Take Off Weight
AZFW
: Actual Zero Fuel Weight
CG
: Center Of Gravity
CHD
: Children
DOW
: Dry Operating Index
FOO
: Flight Operating Officer
IATA
:
International Air Transport Association
INF
:
Infant
LEMAC
: Leading Edge Mean Aerodynamic Chord
LMC
:
LW
: Landing Weight
MAC
: Mean Aerodynamic Chord
MLW
: Maximum Landing Weight
MTOW
: Maximum Take Off Weight
TEMAC
: Trailing Edge Mean Aerodynamic
TIF
: Trip Fuel
TOF
: Total Fuel
TOW
: Take Off Weight
ZFW
: Zero Fuel Weight
Last Minute Change
xv
“PROSES PEMBUATAN LOAD SHEET UNTUK MENENTUKAN CENTER OF GRAVITY JIKA TERJADI LAST MINUTE CHANGES (LMC) DAN ESTIMASI TAKE-OFF LENGTH PESAWAT BOEING 737-400 PK-GZP” Oleh : MANTAK FERNANDO PAKPAHAN 07150129 Abstrak Beban pesawat terbang digunakan untuk menentukan besarnya gaya yang terjadi pada pesawat terbang saat berada di udara maupun di darat. Pada saat pesawat berada di darat sebelum take-off pesawat diisi dengan berbagai macam beban berat seperti bagasi, penumpang, kargo, fuel dan lain-lain dimana pendistribusiannya dituangkan pada suatu form yaitu load sheet. Dalam hal ini form load sheet yang digunakan adalah load sheet boeing 737-400 PK-GZP. Selain untuk mengetahui titik center of gravity, pengisian form load sheet juga dapat mengetahui berapa berat pada saat take-off maupun landing. Dengan berat take-off sebesar 59526 kg, adapun letak titik center of gravity 19,5 % terhadap MAC, sedangkan untuk landing dengan berat 55026 kg, titik center of gravity 18,4% terhadap MAC. Namun setelah terjadi LMC yaitu penambahan beban pada pesawat sebesar 240 kg, dimana diletakkan di bagian belakang pesawat, letak titik center of gravity pada saat take-off 20,2 % terhadap MAC, sedangkan saat landing 19,2 % terhadap MAC. Pesawat boeing 737-400 terbang pada kondisi sea level dengan menggunakan 2 mesin type CFM56-3B dengan trust saat take-off @22000 lbs dengan berat 131232 lbs, dilengkapi trople sloted flap dan wing span sebesar 980 ft2 take-off pada runway beraspal kering (dry concrete). Adapun estimasi jarak take-offnya sebesar 5215,97 ft.
Kata kunci : Load sheet, center of gravity, take-off, boeing 737-400, MAC.
xvi
