17 Bab II Tinjauan Pustaka Pesawat tempur yang sedang dikembangkan Indonesia bersama Korea Selatan harus unggul dibanding pesawat tempur sejenis yang sudah ada sebelumnya. Untuk itu perlu selalu ditingkatkan efiesiensi terutama dibidang propulsi (mengurangi konsumsi bahan bakar), aerodinamika (meningkatkan lift to drag ratio), dan dalam bidang material dan struktur (meningkatkan strength to weight ratio). Disertasi ini membahas salah satu usaha untuk meningkatkan strength to weight ratio, yaitu dengan mengaplikasikan konfigurasi struktur Anisogrid pada sayap pesawat tempur. Penggunaan material komposit juga merupakan sesuatu yang menarik dalam pengembangan struktur sayap pesawat tempur, karena material komposit mempunyai rasio kekuatan-per-berat yang tinggi. Untuk melihat state of the art bidang yang diteliti pada program doktor ini, pada bab ini disampaikan tinjauan pustaka mengenai hal-hal berikut; review sejarah perkembangan struktur pesawat terbang, review struktur Anisogrid saat ini, review material komposit, review optimasi struktur dengan melibatkan analisis statik, tekuk, dan aeroelastik. II.1 Sejarah Perkembangan Struktur Pesawat Terbang Sejarah struktur pesawat terbang dapat dibagi menurut jenis konfigurasi struktur pesawat terbang. Dimulai dari konfigurasi struktur pesawat terbang dengan struktur berpenguat kawat, kemudian konfigurasi struktur semi monocoque, dan kemudian dengan struktur sandwich dengan bahan komposit.[26] II.1.1 Struktur Berpenguat Kawat Pada awal evolusi perkembangan pesawat terbang, struktur pesawat terbang berupa struktur berpenguat kawat, seperti dapat dilihat pada pesawat Wright Flyer (1903) pada Gambar II.1 (a). Saat itu, struktur pesawat terbang dibangun oleh struktur truss berbentuk persegi panjang yang diperkuat dengan kawat arah diagonal. Konsep struktur pesawat terbang saat itu berbeda dengan konsep struktur pesawat saat ini, 18 misalkan struktur pesawat SR-71 Blackbird yang dibuat dari bahan komposit Gambar II.1 (b). (a) (b) Gambar II.1 (a) Pesawat Wright Flyer terbang tahun 1903.[27] (b) Pesawat supersonik SR-71 Blackbird dibuat dari komposit.[28] Ada dua konsep desain struktur pesawat Wright Flyer. Pertama, gagasan sayap biplane yang membuat struktur lebih ringan dan kuat dibandingkan dengan sayap tunggal. Kedua, sayap biplane dapat diperkuat dengan dua kawat diagonal yang lebih ringan daripada satu papan kayu.[26] Dengan konsep sayap biplane ini, masalah aerolestik dapat dihindari. Struktur biplane mirip dengan struktur sandwich, di mana pada komposit sandwich terdapat dua skin luar (face) dan 'core' di bagian tengah. Konstruksi ini membuat struktur sandwich lebih kuat terhadap beban bending dan torsi, tetapi tetap ringan. (a) (b) Gambar II.2 (a) Konfigurasi struktur pesawat terbang Sopwith Camel 1917 (b) Pola kawat penguat pada konfigurasi struktur ‘Warren Girder’.[29] 19 Konstruksi sayap biplane dengan penguat kawat adalah konstruksi pesawat terbang yang banyak digunakan selama beberapa tahun berikutnya, dengan material ringan seperti bambu dan pohon cemara, seperti pada pesawat Sopwith Camel tahun 1917 (Gambar II.2(a)).[29] Era biplane berlangsung hingga 1930-an, ketika logam mulai digunakan sebagai bahan utama pesawat terbang. Pada awal evolusi pesawat, filosofi perancangan struktur belum memanfaatkan lembaran logam sebagai skin penguat. Pada masa itu, spar dan penyangga kayu digantikan dengan tabung logam tipis, sehingga terdapat kesamaan antara struktur pesawat tempur tahun 1917 (Gambar II.2(a)) dan pesawat tempur tahun 1931 (Gambar II.2(b)).[29] Setelah 1930-an, meskipun lembaran logam tipis mulai digunakan, komponen ini umumnya tidak menahan beban besar seperti pada struktur pesawat terbang modern. Pada waktu itu, struktur badan pesawat masih menggunakan empat longeron horizontal yang didukung penyangga vertikal dan diperkuat dengan kawat diagonal. Desain struktur ini dikenal sebagai 'Warren Girder', yang dapat ditemukan pada konstruksi sayap pesawat tempur monoplane awal, seperti pada Hawker Hurricane tahun 1935. Konstruksi sayap biplane dengan penguat kawat banyak digunakan selama beberapa tahun berikutnya, memanfaatkan material ringan seperti bambu dan pohon cemara, seperti pada pesawat Sopwith Camel tahun 1917 yang terlihat pada Gambar II.2(a).[29] (a) (b) Gambar II.3 (a) Struktur sayap pesawat Hawker Hurricane.[29] (b) Struktur fuselage semi monocoque meniru struktur lambung kapal laut.[30] 20 II.1.2 Struktur Semi-Monocoque Konfigurasi struktur dengan penguat silang internal pada awalnya dapat diterima untuk pesawat dengan satu atau dua penumpang, tetapi konfigurasi struktur ini tidak memberikan ruang yang cukup untuk pesawat dengan penumpang yang lebih banyak.