introduction for wing construction

Wing Construction

Muhammad Agung Prabowo, S.Pd, Gr

Aircraft Maintenance Engineering

Introduction

• “Wings” of aircraft adalah sayap padapesawat yang permukaannya dirancang untuk menghasilkan gaya angkat ketika perpindahantekanan dengan cepat melalui udara.

• Klasifikasi wings pada pesawat adalah :

1. Fixed Wing (Pesawat dengan sayap tetap)

2. Rotary Wing (Pesawat dengan blades)

Wings Structure

Kerangka pada wings:

Wings Structure

Macam-Macam struktur pada Wings1. Ribs Pada Struktur Sayap

Fungsi dari ribs adalah menahan beban bending pesawat,mendistribusikan beban pesawat, serta tempat pemasanganstruktur komponen lainnya.

Arah pemasangan ribsTerdapat dua jenis pemasangan ribs pada wingbox berdasarkanarah pemasangannya yakni:1. Pemasangan ribs secara konvensional (arah diagonal)2. Pemasangan ribs secara pararel terhadap arah terbangpesawat.

Berdasarkan fungsinya ribs memiliki peran untuk menerimabeban momen dan mendistribusikan beban yang ada pada sayappesawat. Selain itu ribs juga memiliki peran sebagai titikpemasangan bagi komponen struktur lainnya dan menjaga bentukdari skin pesawat.

Ribs

• Pemasangan ribs secara pararel terhadap arahterbang pesawat dinilai lebih efektif dalammenerima dan mendistribusikan beban yang terjadi. Pemasangan ribs secara pararel jugamemungkinkan skin pesawat mempertahankanbentuk geometrisnya untuk keperluanaerodinamik pesawat. Mempertahankan bentukskin menjadi hal utama yang menjadi alasanmengapa dipilihnya pemasangan ribs secarapararel. Oleh karena itu maka dipilihlahpemasangan ribs secara pararel.

Skin Pada Structure Sayap

• Fungsi dari skin adalah menahan beban bending,beban tarik dan beban tekan sehingga skin pada sayapsangat rentan terhadap buckling.

• Penutup sayap (skin) pesawat merepresentasikan 50%sampai dengan 70% dari berat keseluruhansayap. Bagian bawah skin memiliki peranan utamadalam menahan beban tarik sehingga pada bagiantersebut sering terjadi fatigue (kelelahan bahan).Sedangkan bagian atas skin memiliki peranan utamadalam menahan beban tekan yang dapat menyebabkanbuckling (beban tekuk).

Skin

Pada bagian penutup wing, bagian yang menahanmomen bending haruslah menggunakan material yangmampu menahan bending. Oleh karena itu adaberbagai variasi penggunaan bahan yang menggunakanmaterial yang tahan terhadap momen bending, yaitu:

1. Bahan material yang tahan terhadap momenbending hanya digunakan di Sparcap.2. Bahan material yang tahan terhadap momenbending hanya digunakan di profil bagian luar.3. Bahan material yang tahan terhadap momenbending hanya digunakan di skin.

SkinBahan material yang tahan terhadap momen bendinghanya digunakan di Sparcap memiliki keuntungan dankerugian sebagai berikut:

• Keuntungan:1. Proses pembuatannya mudah2. Sparcap mampu mengatur beban sedemikian rubasehingga letak buckling dapat dikonsentrasikan ke bagianyang berbahan material kuat terhadap tekanan.

• Kerugian:1. Skin akan mudah tertekuk.2. Aliran udara pada sayap akan terganggu.3. Adanya kegagalan akibat fatigue.

SkinBahan material yang tahan terhadap momenbending hanya digunakan di profil bagianluar. Memiliki keuntungan dan kerugia sebagaiberikut:

• Keuntungan:

1. Memperkecil beban bending yang terjadipada spar

2. Mendistribusikan beban geser pada spar

3. Mempermudah kinerja spar dalammenerima beban bending dan beban geser.

4. Bahan material yang tahan terhadapmomen bending hanya digunakan di skin.

Skin• Kerugian:

1. Menambah beban kompresi pada skin bagian atas.2. Perlu menambahkan sparwebAkibat kerugian tersebut maka pada spar dibentuk Stiffness (penebalan pada bagian tertentu di spar).Bahan material yang tahan terhadap momen bending hanya digunakan di skin memerlukan ketentuanpendesainan tertentu yakni:1. Bagian tersebut langsung terkompresi dan terdistribusimerata keseluruh bagian akibat beban bending.2. Shear flow- Menyebabkan aliran beban maksimum padapanel.3. Mampu menahan efek bending local akibat tekananaerodinamik, bahan bakar pada sayap dan crushing load.

Stringer Pada Structure Sayap• Stringer mampu menahan beban yang besarnya sama degan yang

diterima oleh skin selama skin dan stringer digabungkan. Sehinggafungsi dari stringer ini ialah membuat pembebanan yang terjadi diskin terdistribusi merata. Selain itu stringer juga sebagai penyambungantara ribs dan skin. Akibatnya beban yang diterima oleh skin mampudidistribusikan pada ribs (sesuai fungsinya).Berbagai konfigurasi stringer:1. Z-shape2. J-shape3. Hat-shape4. I-shape5. Y-shape6. J-shape untuk splice panel

• Karena bentuk Z-shape dinilai mampu mendistribusikan beban padaskin ke ribs dan mampu membuat beban pada skin pesawat menjadilebih merata maka dipilihlah konfigurasi Z-shape untuk stringerpesawat

Spar Pada Structure SayapFungsi dari spar adalah menahan beban geser yang diberikan oleh sayap.Variasi jumlah spar :1. Satu spar2. Dua spar3. Multispar (lebih dari dua)

Kriteria pemilihan jumlah spar:1. Jumlah spar harus mampu secara efektif menerimabeban geser yang terjadi pada sayap.2. Jumlah spar harus mampu dipilih secara efisien, karenajumlah spar akan menentukan seberapa luasnya ruangkosong pada sayap pesawat. Ruang kosong ini yangdigunakan untuk menyimpan bahan bakar dan komponenstruktur lainnya.

Jenis Konfigurasi Spar• Jenis konfigurasi spar:

1. Built-up web2. Built-up truss3. Bent-up channel4. Frame truss5. Sine-wave web6. Integrally machined web7. Integrally machined truss

• Karena spar berkonfigurasi web dinilai efektif dalammendistribusikan beban geser yang diterima oleh spar,maka dipilihlah konfigurasi web untuk konfigurasisayap pesawat OV-10. Selain itu jenis integrallymachined dipilih karena jenis tersebut mampumengurangi berat spar walaupun dalam memproduksijenis tersebut memerlukan biaya yang lebih banyak.

Wing Leading and Trailing Edge Shapes

Wing Forms

Bentuk wing berdasarkan cara letaknya :

Klasifikasi Wing berdasarkan jumlahnya

1. Mono Plane

Klasifikasi Wing

1. Bi Plane

Klasifikasi Wing

1. Three Plane