1 Bab I Pendahuluan I.1 Latar Belakang Pada saat ini kendaraan udara tak berawak atau UAV (Unmanned Aerial Vehicle) telah banyak dikembangkan dan menarik berbagai kalangan karena perilaku atau manuvernya yang dapat dimanfaatkan untuk keperluan riset, pertanian, maupun pertahanan. Umumnya, operasional UAV saat ini adalah platform ISTAR (Intelligence, Surveillance, Target Acquisition, and Reconnaissance) yang cenderung memiliki desain yang cukup konvensional. Beberapa dari pesawat ini telah diadaptasi untuk membawa senjata, namun tidak dapat beroperasi di lingkungan dengan ancaman tinggi karena kurangnya fitur stealth (bersifat mengecohkan) (Coppin, 2014). Salah satu jenis UAV yaitu UCAV (Unmanned Combat Aerial Vehicle) merupakan kendaraan udara tak berawak yang digunakan untuk keperluan intelijen, pengawasan, pemantauan, akuisisi target, dan pengintaian serta membawa persenjataan seperti rudal, ATGM, misil, ataupun bom (Austin, 2010). Beberapa pesawat jenis UCAV diantaranya The United 40, Antonov Horlytsya, Bayraktar TB2 MALE, dan PUNA MALE. Selama melakukan misi serangan udara ke permukaan (A/S), pesawat UCAV akan terbang secara otonomus dengan manuver yang sangat agresif dan sering terbang di pinggiran selubung penerbangan untuk memenuhi kondisi penargetan pra-peluncuran senjata secepat mungkin sembari menghindari deteksi dan keterlibatan pertahanan udara berbasis permukaan (Zhang dkk., 2013). Karena manuver yang agresif dan tinggi tersebut, dibutuhkan kestabilan pesawat untuk memastikan keterkendalian dan keamanan terbang suatu pesawat (Foster, 2005; Nasr Esfahani & Mani, 2016). Kestabilan dinamik pada pesawat dipengaruhi oleh gaya dan momen aerodinamik yang sifatnya kompleks dan time-dependent. Perubahan gaya dan momen aerodinamik tersebut dihasilkan dari perubahan gerakan pesawat dari waktu ke waktu akibat adanya interaksi geometri pesawat dengan aliran udara di sekitarnya. Hal ini disebabkan karena ketika pesawat melakukan manuver, udara di sekitar pesawat akan memberikan dampak lokal yang menyebabkan gerakan pesawat 2 berubah seiring waktu. Perubahan gerakan pesawat juga dipengaruhi oleh perubahan kondisi terbang dari waktu ke waktu seperti sudut serang, ketinggian, dan kecepatan. Selain gerakan pesawat, gerakan fluida di sekitar pesawat juga mengalami perubahan seiring waktu sehingga properti fluida seperti tekanan dan kecepatan juga akan berubah seiring waktu. Turunan kestabilan dinamik pesawat dapat ditentukan dengan beberapa metode diantaranya metode analitik, eksperimental, dan simulasi. Metode analitik dapat secara efisien menghitung turunan kestabilan dinamik berdasarkan rumus empiris, tetapi metode ini hanya dapat digunakan untuk kasus terbatas dan memberikan hasil akurasi yang rendah. Sementara itu, metode eksperimental seperti uji terbang maupun uji terowongan angin dapat menentukan turunan kestabilan secara akurat dan menangkap detail aliran, tetapi lebih beresiko serta membutuhkan biaya tinggi dan waktu yang lebih lama untuk pengaturan eksperimental yang rumit. Selain itu, metode dinamika fluida komputasi (CFD) dengan kemampuan mensimulasikan aliran unsteady di sekitar geometri kompleks dapat menjadi jembatan untuk mengatasi kekurangan metode di atas. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa CFD juga dapat digunakan untuk memprediksi turunan kestabilan dan kontrol dengan akurasi yang sebanding dengan hasil uji terbang. (Juliawan dkk., 2021; Moelyadi dkk., 2019) Penelitian ini berfokus pada analisis prediksi turunan kestabilan dinamik matra longitudinal untuk pesawat terbang tanpa awak konfigurasi konvensional tipe UCAV yaitu MFE Fighter. Simulasi yang dilakukan adalah simulasi unsteady dengan berbasis CFD, berdasarkan solusi RANS (Reynolds Average Navier- Stokes). Perangkat lunak yang digunakan adalah perangkat lunak ANSYS. Gaya dan momen aerodinamik seiring waktu hasil dari simulasi kemudian diolah dan dianalisis menggunakan metode Deret Fourier untuk mendapatkan turunan gaya dan momen terhadap sudut serang, laju sudut serang, dan laju pitch. Untuk menghasilkan aliran unsteady, pesawat digerakkan dengan gerakan tertentu relatif terhadap aliran freestream. Gerakan longitudinal pesawat dapat dimodelkan secara 3 komputasional sebagai translasi dan rotasi vertikal pada pusat gravitasinya dengan mengikuti fungsi sinusoidal pada reduced frequency tertentu. I.2 Masalah Penelitian Salah satu masalah penting dalam penelitian ini adalah memastikan kestabilan dan kualitas terbang pesawat UCAV yang memiliki gerakan manuver yang tinggi berdasarkan karakteristik dinamiknya, sehingga diperlukan prediksi turunan kestabilan dinamik pesawat yang akurat. Berdasarkan permasalahan tersebut, maka penelitian ini menjawab pertanyaan sebagai berikut. 1. Bagaimana memodelkan gerakan pesawat UCAV untuk menghasilkan gaya dan momen aerodinamik. 2. Bagaimana unsteadiness aliran akibat gerakan pesawat dalam menghasilkan gaya dan momen aerodinamik instanteneous. 3.