Studi Numerik Karakteristik Aliran Tiga Dimensi pada Pesawat Tanpa Awak Cessna 182 Menggunakan Airfoil August 160 dengan Penambahan Trapezoidal Winglet H/S = 0,2 Variasi Angle Of Attack 4°, 8°, 12°, 16°

Abstract

Unmanned Aerial Vehicle adalah pesawat yang tidak membutuhkan operator manusia didalamnya. Salah satu faktor desain yang penting dalam perancangan UAV adalah bentuk geometri dari pesawat tersebut. Pada daerah sayap pesawat yang memiliki panjang yang terbatas mengakibatkan adanya aliran tiga dimensi yang terjadi pada bagian tip sayap yang diakibatkan oleh perbedaan tekanan pada sisi bawah dan sisi atas sayap. Aliran ini mengakibatkan munculnya tip vortex. Tip vortex mengakibatkan kerugian pada performansi pesawat yang berupa mengakibatkan menurunnya luasan efektif yang mampu menghasilkan gaya angkat dan bertambahnya koefisien drag pada pesawat. Sehingga untuk mengurangi hal tersebut dipasang winglet. Pada penelitian ini menggunakan trapezoidal winglet pada angle of attack yang berbeda, diharapkan bisa mengoptimasi peningkatan performa pada UAV, dibandingkan dengan pesawat tanpa winglet (baseline aircraft). Studi numerik yang dilakukan menggunakan Software Ansys Fluent 19.1 dalam proses analisa, serta x-foil dalam proses pengambilan data validasi. Benda uji berupa pesawat tanpa awak Cessna 182 dengan airfoil August 160. Pada penelitian ini yang akan dioptimasi pada bagian sayap dengan menggunakan trapezoidal winglet yang dipasang pada ujung airfoil. Benda uji simulasi kali ini memiliki spesifikasi yaitu panjang root chord = 189 mm, tip chord = 136 mm, panjang span sebesar 518 mm, aspect ratio (AR) sebesar 2,8, dan variasi h/S = 0,2 dengan angle of attack 4°, 8°, 12°, 16°. Aliran fluida berupa freestream dengan kecepatan 12 m/s dalam kondisi steady. Turbulence viscous model pada penelitian ini menggunakan pemodelan k- Shear Stress Transport dengan kriteria konvergensi sebesar 10-5. Hasil yang didapatkan dari penelitian ini, yaitu karakteristik aerodinamika dan fenomena aliran di sekitar sayap. Performa terbaik berdasarkan lift-to-drag ratio (CL/ CD) pada pesawat dengan penambahan winglet dengan α = 0°. Tetapi tidak lebih baik daripada pesawat tanpa penambahan winglet. Penambahan winglet mampu mengurangi fenomena tip vortex pada sudut serang 0o, tetapi tidak memperbaiki performance pada pesawat.

CC Licencing

Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).