8. Desain dan Analisis Winglet pada Sayap Taper Pesawat UAV MALE menggunakan Metode Computational Fluid Dynamics

Abstrak

Bagian ujung sayap menjadi fokus banyak penelitian untuk menurunkan
gaya hambat dikarenakan terjadinya pusaran (vortex) diujung sayap (wingtip)
yang menambah gaya hambat dan mengurangi gaya angkat (lift) yang dihasilkan.
Komponen untuk mengurangi drag disebut winglet yang ditempatkan secara
vertikal pada ujung sayap pesawat. Winglet berfungsi untuk mengurangi pusaran
udara pada ujung sayap, meningkatkan efisiensi bahan bakar, menambah jarak
tempuh pesawat terbang, dan menurunkan nilai induced drag. Dalam penelitian
ini dilakukan upaya peningkatan karakteristik aerodinamika dan prestasi terbang
pada wing pesawat terbang UAV MALE dengan penambahan winglet. Metode
yang digunakan adalah simulasi Finite Element menggunakan ANSYS Fluent untuk
desain pemodelan sayap yang berbeda-beda dengan kecepatan 97 m/s dan variasi
sudut angle of attack 0º, 2º, 4º, 6º, 8º, 10º, 12º dan 14º. Pemodelan sayap dalam
penelitian ini mencakup sayap tanpa winglet, sayap dengan winglet taper ratio 0.2,
taper ratio 0.45, taper ratio 0.5, sudut cant 0º, sudut cant 30º dan sudut cant 60º. Hasil
CFD menujukkan bahwa model terbaik yang mampu meningkatkan karakteristik
aerodinamik dan prestasi terbang adalah winglet taper ratio 0.2 dengan sudut cant
sebesar 30º. Winglet dengan taper ratio 0.2 memiliki nilai Coeffecient Lift Maksimum
yang lebih besar dibanding taper ratio 0.45 dan 0.5. Winglet dengan sudut cant
sebesar 30º memiliki nilai Coeffecient Lift Maksimum yang lebih besar dibanding
Cant 60º. Penambahan geometri winglet pada sayap UAV MALE secara umum dapat
meningkatkan kinerja keseluruhan tergantung pada geometri winglet dan sudut
serang, sehingga ini menunjukan bahwa geometri dan sudut cant winglet mampu
mempengaruhi karakteristik aerodinamika di setiap fase terbang dari mulai fase
take off, climb, cruise, descent dan landing.