Simulasi Numerik Sayap Dengan Airfoil NACA 4412 Dengan Variasi Symmetry dan Asymmetry Sweep Terhadap Gaya Angkat dan Gaya Hambat

Numerical Simulation of Wings with Airfoil NACA 4412 with Symmetry and Asymmetry Sweep Variation on The Lift Force and Drag Force

Sayap merupakan komponen terpenting dari sebuah pesawat terbang maupun pesawat tanpa awak, ketika sebuah benda dengan berbagai bentuk dikenai fluida yang mengalir maka akan menghasilkan gaya angkat dan gaya hambat. Bentuk airfoil dari sebuah sayap dapat mempengaruhi performa yang dihasilkan oleh pesawat terbang, di mana dampaknya berada pada kemampuan manuver dari pesawat tersebut. Dengan pemberian sweep angle maka akan mengubah airfoil menjadi lebih besar atau menjadi lebih kecil sesuai desain yang ditentukan, sehingga berdampak pada kemampuan manuver pesawat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi leading edge sweep angle 0˚; 11,10˚; dan 21,42˚ terhadap nilai gaya angkat, gaya hambat, coefficient of pressure, dan karakteristik aliran pada sayap dengan airfoil NACA 4412.

Penelitian ini menggunakan pendekatan secara simulasi, dengan objek yang diteliti adalah sayap dengan airfoil NACA 4412. Pada teknik pengumpulan data, perangkat lunak yang berperan sebagai instrumen penelitian adalah software simulasi numerik Computational Fluid Dynamics (CFD). Mesh yang digunakan adalah poly-hexcore, namun pada bagian dekat bodi diberikan perlakuan inflation layer dengan mesh persegi empat. Data hasil yang di analisis adalah velocity contour, pressure contour, gaya angkat (F_L), gaya hambat (F_D), dan coefficient of pressure (C_p).

Dari hasil simulasi dapat diketahui bahwa dengan melakukan variasi sweep angle dapat mempengaruhi karakteristik aliran pada sayap. Semakin besar sudut sweep angle maka akan meningkatkan gaya angkat dan gaya hambat, dan mengakibatkan nilai C_p pada trailing edge sayap meningkat yang menyebabkan persebaran nilai pressure pada lower surface  sayap meningkat. Dengan pertimbangan data-data yang diperoleh, diketahui bahwa F_L/F_D terbesar adalah pada sweep angle 0˚, maka sweep angle 0˚ pada airfoil NACA 4412 dipilih sebagai varian terbaik.

Kata kunci: Gaya Angkat, Gaya Hambat, Sweep angle, NACA 4412.

Wings are the most important component of an airplane or unmanned aerial vehicle, when an object of various shapes is subjected to a flowing fluid, it will produce lift and drag. The airfoil of a wing can affect the performance that produced by the aircraft, which is in the form of maneuverability of the aircraft. By offering a sweep angle, it will change the airfoil to be larger or smaller according to the design, thus having an impact on the maneuverability of the aircraft. The purpose of this study was to determine the effect of variations in leading edge sweep angle 0˚; 11,10˚; and 21,42˚ to the value of lift, drag, pressure coefficient, and flow characteristic on the wing with NACA 4412 airfoil.

This study use a simulation approach, with the object being studied is a wing with NACA 4412 airfoil. In the data collection technique, the software that act as the research instrument is Computational Fluid Dynamic (CFD) numerical simulation software. The mesh that used is poly-hexcore, but near the body is treated with inflation layer with quadrilateral mesh. The result data that is analyzed are contour velocity, pressure contour, lift (F_L), drag (F_D), and pressure coefficient (C_p).

From the simulation results, it can be seen that varying the sweep angle, it can affect the flow characteristic on the wing. The greater the sweep angle, the higher the lift and drag force, and the resulting C_p value on the trailing edge increase which causes the pressure distribution on the lower surface of the wing increase. Considering the data that are obtained, it is known that the largest F_L/F_D is at sweep angle 0˚, then sweep angle 0˚ on NACA 4412 airfoil is chosen as the best variant.

Keywords: Lift, Drag, Sweep angle, NACA 4412