Studi Kekuatan Struktur Spar Sayap Pesawat Terbang Tanpa Awak Medium Altitude Long Endurance (PTTA MALE) Menggunakan FEM

Widyawasta, Widyawasta (2024) Studi Kekuatan Struktur Spar Sayap Pesawat Terbang Tanpa Awak Medium Altitude Long Endurance (PTTA MALE) Menggunakan FEM. Masters thesis, Insitut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6007211026-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2026. Download (19MB) | Request a copy

Abstract

Studi tentang kekuatan struktur pada sayap pesawat terbang penting dilakukan karena menyangkut keselamatan penerbangan. Penelitian yang dilakukan adalah studi terhadap spar Pesawat Terbang Tanpa Awak Medium Altitude Long Endurance (PTTA MALE) dengan massa total 1.300 kg, dengan bentangan sayapnya yang panjang 16 m, dan tipis serta harus mampu menahan beban dengan load factor 4G. Penelitian ini dilakukan dengan mencari alternatif pemakaian jenis material dan dimensinya agar lebih ringan dan kuat, agar kinerja pesawat terbang dapat ditingkatkan. Spar merupakan komponen utama sayap pesawat terbang yang bertugas menyalurkan sebagian besar gaya angkat ke badan pesawat, sehingga penelitian ini dititik beratkan pada kekuatan spar.
Permasalahan kekuatan spar sayap pesawat terbang akan dianalisa hanya dengan pembebanan statik, karena penelitian ini dalam proses desain awal serta masih memerlukan banyak iterasi. Analisa yang dilakukan adalah dengan perkiraan distribusi gaya angkat sayap menggunakan metoda Schrenk Approximation. Perhitungan matematis dilakukan untuk mengetahui kekuatan mekaniknya, dengan memvariasikan parameter taper ratio dan ketebalan profil spar. Hasil Analisa matematis ini akan dibandingkan dengan simulasi perhitungan numerik menggunakan software FEM.
Hasil atau output dari penelitian ini berupa data tegangan, elongasi serta batas keamanannya. Taper ratio hanya berpengaruh pada bentuk distribusi gaya angkatnya tetapi tidak mempengaruhi kekuatan struktur. Walaupun begitu taper ratio yang dipilih adalah λ=4. Perbedaan normal stress yang terjadi adalah sekitar 0.7-3.6 % untuk profil kotak dan 0.7-2.9% untuk profil-I. Penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan alternatif konstruksi yang lebih ringan pada PTTA MALE.
===================================================================================================================================
The study of structural strength in aircraft wings is crucial due to its implications for flight safety. The research focuses on the examination of the wing spar of the Medium Altitude Long Endurance Unmanned Aerial Vehicle (MALE UAV) with a total mass of 1,300 kg and a wingspan of 16 m. The spar, which is thin and must withstand loads with a 4G load factor, is analyzed to explore alternative materials and dimensions to enhance aircraft performance. The spar serves as the primary component of the aircraft wing, responsible for transferring a significant portion of the lift force to the aircraft body, thus emphasizing the study on spar strength.

The strength issues of the aircraft wing spar are analyzed solely through static loading due to the research being in the initial design phase and requiring numerous iterations. The analysis involves estimating the wing lift force distribution using the Schrenk Approximation method. Mathematical calculations are performed to determine its mechanical strength, varying parameters such as taper ratio and spar profile thickness. The results of the mathematical analysis will be compared with numerical simulation using FEM software.

The output of this research includes stress, elongation data, and safety limits. The taper ratio only affects the shape of the lift force distribution but does not influence structural strength. However, a taper ratio of λ=4 is chosen. The differences in normal stress range from approximately 0.7% to 3.6% for square profiles and 0.7% to 2.9% for I-profiles. This study is expected to provide alternative lightweight construction for the MALE UAV.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Analisa matematik, FEM, kekuatan struktur, pembebanan statik, PTTA MALE, Schrenk Approximation, tegangan, mathematical analysis, FEM, structural strength, static loading, MALE UAV, Schrenk Approximation, stress
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ230 Machine design
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Widyawasta Widyawasta
Date Deposited:	13 Feb 2024 02:25
Last Modified:	13 Feb 2024 02:25
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/107064

Actions (login required)

View Item