( BADAN PESAWAT UDARA )

(1)

1

(2)

 Umum.

 Types of Fuselage Construction

 Fuselage Structural Members

Fuselage Structural Elements

 Methods of Fuselage Construction

 Location Numbering Systems

Fuselage pesawat – masa depan (futuristik)

Aircraft Structural Assembly:

FUSELAGE / BODY – Daftar isi

(3)

 FUSELAGE – berasal dari bahasa

Perancis

“

fuselé

” ("spindle-shaped“ artinya:

berbentuk cerutu) – atau

“

fuseler

” artinya: membuat aerodinamis

atau streamline (ramping)

3

Asal kata

FUSELAGE

/ BODY

(Badan Pesawat):

(4)

FUSELAGE

/BODY (Badan Pesawat):

• Bentuk dan Ukuran pesawat terbang

berbeda-beda tergantung Misi-nya pesawat.

• Gambar dibawah ini merupakan pesawat

terbang bermesin turbin (jet /pancar gas).

Pesawat Militer Pesawat Transport

(5)

• Fuselage, atau Badan pesawat terbang, adalah

sebuah tabung berrongga yang memegang semua

bagian dari pesawat.

• Berrongga gunanya untuk mengurangi berat pesawat.

• Airliner/ maskapai penerbangan sipil

– mempunyai

penampang fuselage lebih lebar agar dapat

membawa penumpang sebanyak mungkin.

• Pesawat tempur

supersonic

mempunyai fuselage yang

sangat ramping,

streamlined

, untuk mengurangi

hambatan (drag) yang berkaitan dengan terbang

dengan kecepatan tinggi.

PENAMPANG

FUSELAGE / BODY

(6)

• Pada Airliner,

• Para Pilot duduk di cockpit di bagian depan fuselage. • Penumpang & barang

(kargo) dibawa di bagian belakang dari Fuselage.

• Bahan-bakar (fuel) biasanya dimuat di sayap, ada pula rancangan yang memuat BBM di fuselage (mis.

Pesawat Fighter).

6

(7)

7

• Untuk Pesawat Tempur (fighter airplane): cockpit –

biasanya diatas fuselage, senjata (weapons) – dibawa di sayap (wing); BBM dan mesin pesawat (engines and fuel ) – terdapat dibagian belakang fuselage.

(8)

• Berat (

weight

) pesawat udara - didistribusikan ke

sepanjang pesawat udara tsb. Fuselage, berikut

penumpang (pax) dan kargo – merupakan bagian

yang berarti dari berat pesawat.

• Titik berat

(center of gravity

) dari pesawat udara –

ialah tempat kedudukan rata-rata dari Berat dan

biasanya terletak didalam fuselage.

• Selama penerbangan, pesawat udara berputar

(rotasi) terhadap C.G. (titik beratnya), karena torsi/

puntiran (torque) yang ditimbulkan oleh

elevator

,

rudder

, dan

ailerons

.

• Fuselage harus dirancang-bangun cukup kuat agar

mampu memikul beban torsi ini.

(9)

Fuselage (Body)

& Fungsinya:

 FUSELAGE adalah: Badan Pesawat Terbang

yang dirancang untuk

Tempat :

1. Pengendalian Pesawat (cockpit / pilot

compartment pada Nose Fuselage)

2. Melindungi dan Memuat Penumpang, Barang /

cargo (Passenger Cabin dan Cargo

compartment), controls, crews (awak pesawat),

accessories, dan equipments / peralatan lainnya;

3. Memasang Wing, Tail, dan Landing Gear (Roda

Pendarat).

{Note: Landing gear dapat pula dipasang di wing}.

(10)

FUSELAGE /BODY

– Fungsinya

– (sambungan) :

4. Tempat pemasangan & support bagi Mesin

pada single-engine aircraft (pesawat terbang

bermesin tunggal).

– Pada multi-engine aircraft (pesawat

bermesin ganda), engine bisa dipasang di

fuselage, atau di wing, atau di tail.

• Non-Aerodynamic Surface – bukan penghasil

gaya angkat.

(11)

Types of Structures

- Fuselage

11 1: Subsonic 2: High-speed / supersonic 3: High-capacity subsonic 4: High-maneuverability supersonic 5: Flying boat 6: Hypersonic

(12)

Mach Number

Speed of sound at sea level = 340.29 m / s

(13)



Ada 3(tiga) Tipe Konstruksi Fuselage,

secara

garis besar, yang pernah digunakan, yaitu

Tipe Konstruksi :

1. Geodetik atau Geodesik (Geodetic /Geodesic);

2. Rangka batang /Pipa (

Truss /Frame Type

);

3. Stressed Skin Structures: Monocoque

dan

Semi-monocoque

.

 Klasifikasi

Fuselage

berdasarkan

Cara Perpindahan

Tegangan

(stresses) yang diterima oleh

strukturnya.

13

(14)

1. Konstruksi

Geodetik

(

Geodesic

atau

Geodetic

)

Geodesic airframe (atau geodetic) – adalah tipe konstruksi untuk rangka pesawat udara, yang :

• Menggunakan kerangka ruang (space frame ) yang

dibentuk dari bagian struktur pemikul beban, yang

di-anyam menyilang secara spiral, seperti keranjang / kurungan ayam.

• Prinsipnya adalah – dua busur/lengkungan bola dunia (geodesic arcs) berpotongan membentuk suatu

permukaan lengkung /curving surface (the fuselage).

14

(15)

1. Konstruksi Geodetik (Geodesic or Geodetic) – (samb). Metode Konstruksi Geodesik utk rangka pesawat terbang

(airframe) – pertama kali dikembangkan oleh Barnes Wallis, seorang aeronautical engineer dari Inggris, Ter-inspirasi dari pengalaman sebelumnya menggunakan

geodesic wiring harness untuk memegang kantong-gas

(gasbags) pada konstruksi kapal udara (airship)

komersial, yang pernah di-rancangnya, pada masa Perang Dunia (PD)-1 ke PD-2.

 Konstruksi tipe ini digunakan juga untuk Wing (sayap) pesawat Thalman T-4 . (Lihat skets-berikut).

15

(16)

1. Konstruksi Geodetik (

Geodesic

or

Geodetic

) –

(samb).

Sekarang, Tipe konstruksi Geodetik –

SUDAH TIDAK

DIPAKAI LAGI.

Karena

:

Manfaat dari konstruksi geodesic sebagian

diimbangi oleh kesulitan memodifikasi struktur

fisik pesawat untuk memungkinkan perubahan

panjang, profil, bentangan sayap (wing-span),

kesulitan inspeksi, dsb.

(17)

Geodetic Aircraft Structure

(18)

Geodesic Airframe

Vickers Wellington Mark X, HE239 'NA-Y', of No. 428 Squadron RCAF; dated 9 April 1943. [Pesawat militer – pembom Inggris.

Kain Linen penutup rangka (doped

fabric skin) –

terbakar habis sewaktu perang dunia (PD-II), dan pesawat mendarat dengan selamat.

(19)

Konstruksi Geodesic Airframe

19

Bagian dalam Fuselage, dilihat ke-arah

belakang.

Detail konstruksi Geodetik – Fuselage (bahan kayu)

(20)

Vickers Warwick Geodesic fuselage.

20

Rear Fuselage airframe (Warwick airfraft) terbuat dari konstruksi Geodetik dari bahan Duralumin

(21)

2. Truss- atau Framework

Type

–

umumnya dipakai untuk pesawat udara ringan

(light) dan tidak bertekanan (non-pressurized).

3. Stressed Skin Structure

(struktur kulit

yang diketatkan /cangkang-tertekan):

a. Monocoque

(Bhs Perancis: hanya cangkang / “single shell only”)

b. Semi-monocoque

( kulit yang diperkuat / “stiffened shell” )

21

(22)

TYPES OF FUSELAGE CONSTRUCTION

2. Truss Fuselage construction

• Pratt truss • Warren truss 3. Stressed-skin Structure • Monocoque • Semi - Monocoque 4. Pressurized Structure

(23)

1. Truss-type Structures

• Had struts and wire-braced wings • Occupants sat in open cockpits • Cockpits fabric-covered

2. Stressed-skin Structures (struktur kulit yang

diketatkan)

• All of the structural loads are carried by the skin. • Thin wood skin

• Or aluminum-alloy sheets (skin)

23

(24)

•metal tube truss

construction

•Welded thin-walled

metal tube

• covered with fabric

• lighter weight and

stronger

•Occupants sat in

open cockpits

(25)

11/7/2016 Author: Harry L. Whitehead 25

(26)

1. TRUSS or FRAMEWORK

TYPE of Aircraft

FUSELAGE CONSTRUCTION

•Pratt Truss

(27)

Konstruksi Fuselage – tipe Truss:

Truss-type fuselage Construction

.

27

Jack Northrop (Lokheed S-1 Racer)

(28)

• Fuselage dari Struktur pesawat

– dapat dianggap

sebagai sebuah:

– Balok arah memanjang (lengthwise beam) dan – Berpenampang Tabung (tube) atau Cincin (ring or

hoop) .

• Dalam Teori Balok (beam theory), fuselage di-rancang untuk dapat menahan beban dalam satu bidang atau lebih.

• Awalnya, oleh Octave Chanute: 1832-1910, fuselage

di-rancang berdasarkan teori Balok (beam theory), belajar

dari konstruksi jembatan atau rangka batang (

braced-box structure). 28

(29)

• Empat (4) buah Longerons –

ditempatkan pada

keempat sudut Fuselage , untuk memikul

sebagian besar beban Tekan/kompresi &

beban Tarik /tensi (compressive & tensile

loads).

• Kekurangan utama dari struktur rangka batang

(Truss) – adalah bentuknya tidak aerodinamis

(streamlined shape).

29

(30)

• Rigid framework (kerangka yang kaku) terdiri

dari beams, struts, bars, dan wires (kawat)

untuk menahan deformasi (perubahan

bentuk) akibat beban yang bekerja (applied

loads).

• Open Truss Structure (Rangka Batang)

–

digunakan pada tipe rancangan (design)

pesawat lebih tua – konstruksi-nya terbuat

dari kayu (wood), baja (steel), atau pipa

(tubing) aluminium.

30

1. Truss-or Framework

Types of

(31)

1. Truss-Type Fuselage Frame

(rangka batang)

• Pipa memanjang, disebut longerons, terbuat dari Baja atau Aluminium (steel or aluminum tubing), di las

ditempat untuk membentuk kerangka kokoh

(well-braced framework).

• Batang penyangga (struts) Vertical dan horizontal – di-las ke longerons menjadi bentuk struktur segitiga atau persegi bila dilihat dari belakang, yang disebut Rangka

Batang (trusses).

• Tambahan penopang (struts & wires) – diperlukan untuk menahan tegangan yang mungkin datang dari berbagai arah.

31

1. Truss-Type Fuselage Construction

(32)

1. Truss-Type Fuselage Construction

(konstruksi rangka batang)

• Untuk mengurangi berat maka pesawat kecil

menggunakan pipa aluminium (aluminium alloy) yang di rivet atau di-sekrup menjadi satu bagian dengan

bagian lain yang berhadapan membentuk rangka / kerangka.

• Strength and rigidity (Kekuatan dan Kekakuan/ rigiditas) – diperoleh dari pengelasan pipa-pipa (menyatukan pipa dengan las) tsb.

• Truss-framed fuselage (fuselage rangka batang) -

biasanya dibungkus dengan fabrik/kain dan diberi dope (cairan penguat) untuk memberikan bentuk halus

(smooth aerodynamic shape).

(33)

11/7/2016 Author: Harry L. Whitehead 33

Structures That Hold People:

To protect the crew and passengers, withstand the

stresses created in flight and landing, and mount all

other major components

•Truss

•Pratt

•Longerons

•Struts

(34)

• Pesawat lama/jaman dulu • Struktur dari Kayu atau Metal • Bobotnya berat

• Sulit untuk dibuat “streamline” • Box dengan longerons tubular

(pipa)/atau batang pejal + batang vertikal

Diagonal members of tubing or solid rods

(35)

 Longerons + only Diagonal Members

 Force transfer to every others structure  Capable to carry tension + compression  Reduce amount of webs work

 More space , strength , rigidity  Better streamline

WARREN TRUSS

35  Bagian kekuatan utama dari konstruksi rangka Warren adalah 4-buah Longeron.

(36)

Structures That Hold People:

To protect the crew and passengers, withstand the

stresses created in flight and landing, and mount all

other major component

s

•Truss

•Warren

•Metal

(37)

Warren Truss Structure of an airplane

Four longerons Stringers

(38)

2. Stressed Skin Type

a) Monocoque

(39)

 Rancangan dari Konstruksi Fuselage Type Monocoque (single shell) mengandalkan pada kekuatan skin atau penutup (covering) untuk menahan beban/tegangan utama.

 Rancangan (design) ini dapat dibagi menjadi tiga

(3) kelas:

1. Monocoque

2. Semi-monocoque, atau

3. Reinforced Shell (cangkang yang diperkuat)

• Tipe struktur fuselage yang paling populer /paling

banyak digunakan oleh pesawat udara masa kini, adalah: • Monocoque (French for “ single shell ” atau “hanya

cangkang”) dan Semi-monocoque.

39

Stressed – Skin Type

Fuselage Construction

(40)

BEDA -

Struktur Konstruksi

MONO - & SEMI-MONOCOQUE

• Monocoque

• Virtually no internal framework

• (Nyaris tidak ada kerangka didalamnya)

• Semi-monocoque

• Internal arrangement of formers and

stringers is used to provide additional

rigidity and strength to the skin.

• (Susunan dalam dari formers dan stringers

digunakan untuk memberikan tambahan

kekakuan dan kekuatan kepada skin)

(41)

• Fig.1-3 : Struktur pesawat

dengan kulit yang

diketatkan , yang pertama kali (The fist stressed-skin

a/c structure ) – pada

lapisan diluar terbuat dari kayu tipis yang dibentuk dengan cetakan beton (concrete molds).

41

Stressed – Skin Type

Fuselage Construction

(42)

(43)

MONOCOQUE

In this method, the exterior surface of the fuselage is also the primary structure. A typical early form of this was built using

molded plywood.

A later form of this structure uses fiberglass

cloth impregnated with

polyester or epoxy resin, instead of plywood, as the skin.

(44)

(Bhs Perancis) Monocoque : artinya Hanya cangkang (shell only)

 Rancangan / design monocoque hanya memakai kulit

yang diketatkan atau cangkang bertekanan (stressed

skin) untuk menahan hampir semua beban-beban

primer (twisting dan bending).

_{Struktur ini dapat sangat kuat tetapi tidak dapat}

menahan penyok atau deformasi pada permukaannya.

 Ciri khas ini dapat dengan mudah diperagakan oleh

kaleng aluminium tipis dari kemasan minuman ringan:

 y.i. Dengan memberikan gaya yang cukup besar pada

ujung-ujungya tanpa menimbulkan kerusakan.

MONOCOQUE

–

(45)

MONOCOQUE

Type of Fuselage Construction:

45

 Tetapi, jika sisi dari kaleng penyok sedikit saja, kaleng tsb akan rusak (collapse) dengan mudah.

(46)

 Monocoque

Fuselage Construction

 Konstruksi Monocoque murni – terutama terdiri dari :

Skin, Formers assy, dan Bulkheads.

 Formers dan Bulkheads memberikan bentuk bagi fuselage, tapi

(47)

• Pure Monocoque shell (Cangkang Monocoque Murni) – adalah sebuah tabung sederhana berdinding tipis yang tak berpenguat (unstiffened thin tube).

• Konstruksi ini tidak efisien – karena lembaran dinding tipis yang tidak berpenopang (unsupported thin

sheets) adalah tidak stabil terhadap tekanan

(kompresi) dan geseran (shear).

• Untuk men-support & menstabilkan skin – diperlukan batang penguat / pengaku (stiffening members),

frames, bulkheads, stringers dan longerons.

• Sejak tahun 1930-an – diperkenalkan struktur

konstruksi pesawat udara SEMI-MONOCOQUE.

47

MONOCOQUE

(48)

SEMI-MONOCOQUE

This is the Preferred method of constructing an all-aluminum fuselage.

1. First, a series of frames in the shape of the fuselage cross sections are held in position on a rigid fixture, or jig. These frames are then joined with lightweight longitudinal elements called

stringers.

2. These are in turn covered with a skin of sheet aluminum, attached by riveting or by bonding with special adhesives.

Most modern large aircraft are built using this technique, but use several large sections constructed in this fashion which are then joined with fasteners to form the complete fuselage. 48

Cara Membangun Struktur Fuselage tipe Semi-monocoque:

(49)

Figure 1-17. The most common airframe construction is

semimonocoque.

(50)

Konstruksi Struktur Fuselage



SEMI-MONOCOQUE

Type of Fuselage

Construction:

Reinforced Shell (Cangkang yang

(51)

SEMI–MONOCOQUE

Structure

Skin & Stringer dari wing dan fuselage:

• Fungsi (guna)-nya sama / ekivalen.

Lightening Holes

(52)

Semi-monocoque structure memakai Substruktur –

untuk melekatkan lembaran tipis (

skin

) pesawat,

yang berfungsi sebagai penguat atau pengaku skin:

– Arah Memanjang (Longitudinal Stiffening member

yang disebut Longeron, jika hanya beberapa, dan

Stringers, jika kecil-kecil dan banyak), dan – Bulkheads dan/atau formers : Penguat arah

Melintang (Transverse Frames atau Ribs /rusuk)

dengan berbagai ukuran – yang gunanya adalah untuk menahan beban-beban geser (Shear), tekan (Compression), dan tarik (Tension).

52

(53)

• Bagian utama (main section) Fuselage juga termasuk tempat sambungan sayap (wing attachment point), dan Firewall.

• Pada Pesawat Bermesin- Tunggal, mesin (engine) biasanya dipasang pada bagian depan fuselage.

• Terdapat Partisi Anti-api (fireproof partition) antara bagian belakang mesin dan the cockpit atau kabin

untuk melindungi Pilot dan Penumpang dari kebakaran mesin yang tidak sengaja.

• Partisi ini disebut Firewall dan biasanya terbuat dari

bahan tahan panas (heat-resistant material) seperti

stainless steel.

53

(54)

(55)

Fuselage Structures

55

(56)

3. Pressurized Fuselage

Structure

(57)

REINFORCED SHELL

– construction:

•

This is the most commonly used structure in modern all-metal aircraft.

•The shape is provided by

Bulkheads, Formers, and Stringers, but

•The structure is reinforced with

Longerons that help carry the

Loads.

•A sheet-metal skin riveted over the structure – carries a major portion of the flight loads.

(58)

•High altitude flight

•Since 1930s:

3. PRESSURIZED FUSELAGE

(59)

3. Pressurization:



CABIN PRESSURIZATION — A condition

where pressurized air is forced into the

cabin simulating pressure conditions at a

much lower altitude and increasing the

aircraft occupants comfort.

(60)

3. Pressurization:



Bertekanan

(Pressurized)

– artinya bahwa

udara dipompa kedalam kabin sesudah

lepas-landas (takeoff) dan ditetapkan perbedaan

tekanan antara udara didalam kabin dan udara

diluar kabin.

• Perbedaan Tekanan Udara ini (disebut

pressure differential,

) – diatur dan

dipertahankan.

(61)

3. Pressurized Aircraft Structure :

• Banyak Pesawat modern beroperasi lebih

efisien di tempat yang tinggi (high altitudes)

dan memiliki laju pendakian dan penurunan

yang tinggi (high rate of climb and decent).

• Agar penumpang, awak pesawat dan awak

kabin dapat berfungsi secara normal di

ketinggian, y.i:

– Bernafas, tanpa perlu tambahan oksigen (O ) dan – Bergerak leluasa dikabin, tanpa peralatan khusus,

(62)

3. Pressurized Aircraft Structure :

• Maka kabin harus bertekanan (pressurized).

• Kekurangan oxigen disebut hypoxia,

menyebabkan pengurangan kemampuan

untuk berkonsentrasi, hilang kesadaran, dan

klimaxnya hilang nyawa (kematian).

(63)

• Sampai dengan ketinggian 10.000 ft (≈ 3,3 km) tekanan udara dan jumlah oksigen diudara masih mencukupi untuk manusia untuk beroperasi tanpa banyak masalah.

• Diatas ketinggian ini, kekurangan oksigen menjadi nyata. Sistim tekanan udara di Kabin pesawat di-rancang untuk menghasilkan kondisi setara dengan atau lebih kurang dari ketinggian 8.000 feet (2,6 km). • Pada kondisi ini penumpang dan awak kabin masih

merasa nyaman, tanpa perlu tambahan oxigen.

dmg/Dec/2009 63

(64)

3. PRESSURIZED FUSELAGE

• Fuselage - adalah struktur utama pada pesawat terbang yang memikul Beban Muatan ( Payload, spt: penumpang, barang/cargo); flight crew: (awak pesawat, awak kabin), peralatan, dan accessories.

• Struktur pesawat bertekanan (pressurized aircraft structure) – harus mampu memikul Beban dan/atau Tegangan-tegangan Axial dan Hoop.

• Tegangan Axial atau Longitudinal terjadi di fuselage yang bertekanan ( presurrized ) yang cenderung memanjangkan struktur fuselage.

• Hoop atau Circumferential stresses – terjadi akibat

pembebanan internal pressure pada fuselage dan

cenderung mengembangkan penampang fuselage kearah radial.

(65)

Hoop atau Circumferential stresses

(66)

Hoop (

Circumferential

) Stress

:

• adalah Tegangan yang biasanya dirasakan

pada dinding suatu struktur seperti tabung

(contohnya: fuselage).

• Bekerjanya secara tangensial terhadap

perimeter (garis keliling) dari bagian yang

(67)

Pressurized & Un-pressurized Areas

(68)

F

USELAGE

S

TRUCTURAL

E

LEMENTS

:

Detail :

a. Pressure Bulkheads b. Keel Beam

c. Longeron, dan/ Stringer (kecil-kecil tapi banyak) d. Floor Beam

e. Skins /Plates

f. Fuselage-to-Wing attach Fittings g. Gear-to-Fuselage attach Fittings h. Door Hinge (on Fuselage)

i. Fuselage Panels

(69)

1/25/2011 69

 FUSELAGE –

terdiri dari :

bagian-bagian yang fungsinya hampir sama dengan Wing sub-assy.

• Bedanya adalah Pembebanan yang diderita oleh Fuselage:

– Beban Tekanan Aerodynamik pada fuselage relatif rendah,

– Fuselage men-support berbagai beban terpusat (concentrated loads) yang besar, seperti: reaksi

wing, reaksi tail-plane, reaksi Landing gear, payloads, cargo, engine, dll.

– Beban internal pressurization di dalam cabin.

FUSELAGE STRUCTURAL ELEMENT

& Fungsi-Fungsinya:

(70)

 FUSELAGE sebagai sebuah BEAM – meliputi :

– Longitudinal elemen (longerons dan stringers),

– Transverse elemen (frames,formers dan bulkheads), dan – Kulit /penutup luarnya (external Skins).

 LONGERONS – memikul sebagian besar (mayoritas)

Bending Moment dari fuselage, dan

– Dibebani oleh gaya axial akibat momen bending.

 FUSELAGE SKIN – memikul Gaya Geser (Shear) akibat

aplikasi gaya-gaya external transverse dan torsi, dan cabin pressure.

 (sedangkan di wing dipikul oleh rib dan spar web).

 STRINGERS – selain menstabilkan skin juga memikul

gaya axial akibat momen bending.

70

FUSELAGE STRUCTURAL ELEMENT

& Fungsi-Fungsinya:

(71)

1/25/2011 71

 FRAMES -

ada dua macam, y.i :

a. Frame atau Ring / former, dan

b. Bulkhead – jika semua atau sebagian besar

permukaan-nya tertutup. Lebih tebal & kuat dari ring Contoh: pressure bulkhead.

A. Fungsi Frames

– adalah untuk :

– Mempertahankan bentuk fuselage (cross sectional shape).

– Mentransfer/menyalurkan Beban Lokal (edge-load / local

load) yang tinggi ke skin atau shell.

– Menjaga agar tidak terjadi general atau overall

instability (buckling) seperti halnya ribs pada wing.

FUSELAGE STRUCTURE

& Fungsi-Fungsinya:

(72)

B. Bulkheads

–

• Sering dibangun sebagai web yang pejal atau

tertutup (as solid webs), meskipun web dengan

lubang akses atau rangka batang (access holes

or trusses) juga digunakan.

• Ditempatkan di titik aplikasi beban terpusat,

(wing-fuselage attach fittings), L/G attach, dll)

Contoh :

• Pressure bulkheads, MLG Bulkhead,

FUSELAGE STRUCTURE

& Fungsi-Fungsinya:

(73)

(a) Panel Instability

73

(74)

(b) General Instability (General Buckling)

(75)

Two Basic Types of Frames

75

(a) Former Frame

(76)

Fuselage Structural Members /

Components & Fungsi-fungsinya

(77)

a) Skin & Stringer dari wing dan fuselage: -fungsi (guna)-nya adalah sama / ekivalen. Stringer memperkaku & menopang skin dari tekuk (buckling), sama spt

longeron tapi lebih ringan.

b) Longeron, dan Stringer : fungsinya mirip dengan wing

beam cap (spar flange) dan stringer : memikul beban

axial akibat bending;

c) Frames: anggota /member yang melintang, biasanya berbentuk ring (gelang) atau hoop (lingkaran)

fungsinya untuk – menahan beban shear dan memperkaku & membentuk fuselage.

• Di high stress area, frame dipasang dengan jarak yg

rapat dan konstruksinya mungkin lebih tebal.

Fuselage Structural Members /

Components & Fungsi-nya :

(78)

d) Bulkhead :

• Frame utama (mainframe) gunanya untuk menahan beban geser dan memberi bentuk pada fuselage.

• Permukaan solid / pejal, tapi mungkin ada pembukaan (cut-out) untuk pintu (door) & hatches.

• Sebagai pembatas daerah bertekanan – untuk pesawat

bertekanan (pressurized aircraft), y.i. front & rear pressure bulkheads. Bentuknya flat (rata) atau curve (melengkung) untuk menahan internal pressure.

Fuselage Frames/ rings/ bulkheads: fungsinya ekivalen

dengan ribs di wing; kecuali tekanan udara (air loads) pengaruhnya lebih besar terhadap design wing-rib dari pada thd fuselage.

Fuselage Structural Members /

Components & Fungsi-nya :

(79)

Fuselage Structural Members

/Components & Fungsi-nya :

Pressure Bulkhead

Dome Type

79 Typical Pressure Bulkheads

(80)

The Aft Pressure Bulkhead – is a component of

all large commercial

aircraft

.

• It is an airtight

bulkhead

located between the

cabin and the

tail

of the aircraft.

• Its purpose is - to seal the rear of the plane

and thus maintain cabin pressure, and as such

it is a vital part of the aircraft.

Fuselage Structural Members /

Components & Fungsi-nya :

(81)

Aft pressure bulkhead -

Boeing 747

81

The aft end of the interior of NASA's Boeing 747 Shuttle Carrier Aircraft. The aft pressure bulkhead is the white circular component,

and its web-like structure led a humorous NASA technician to add a large stuffed spider to the decor.

(82)

Fuselage Structural Members /

Components & Fungsi-nya :

Aft Pressure Bulkhead Fwd Pressure

(83)

Aft pressure bulkhead -

Accident

• Japan Airlines Flight 123

crashed after a

catastrophic failure

of the aft pressure

bulkhead.

• The failure occurred due to faulty repair of

the bulkhead, when a double row of

rivets

was replaced by a much weaker single row.

• Failure of the bulkhead damaged hydraulic

pipes passing through.

(84)

Rear pressure bulkhead B747 Diagram of

correct and incorrect repairs of (Bulkhead Repair JAL Fl#123)

Aft pressure bulkhead -

Accident

INCORRECT Repair

CORRECT

(85)

Floor Structures:

(86)

Floor Structures:



On Small aircraft – floors are :

• Simply an Al alloy panel riveted to horizontal

cross members, and

• Strengthen locally to support seats, controls

and cockpit equipments,

• May be painted black to reduce internal glare,

and on some a/c it may be carpeted. The

carpet either being a close fit, or fitted with

press studs, or bonded to the floor panel.

(87)

 On Larger aircraft – The Floor – :

• Is the structure separating the Cabin area from the Baggage area or Cargo hold. This means that – it may nor have additional supports over much of its width from wall-to-wall.

• Subjects to considerable bending stress.

• May be made of Aluminum alloy or Carbon Fiber (CF) composite or metal honeycomb. This gives the floor reasonable thickness ( to resist bending loads) and to support it on cross-members (beams) usually made of Aluminum alloy.

• Usually of I – section, or made up of : top & bottom members separated by web members.

(88)

(89)

(90)



For Passenger aircraft

– The floor :

• Will house

seat rails

, and have provision for the

fitting of carpets.

 On Pressurized a/c – the floor area/side wall

area contain

pressure equalization holes/vents

(dado panels),

to allow pressure to equalize

between the Pax area and cargo bay – area.

• Has emergency lighting fitted to assist pax

crawling to an exit – in a smoke filled cabin (some

a/c have emergency lighting is fitted to isle seats.

(91)

Pressure equalization holes/vents

(dado panels)

(92)

Fitted to the underside of Floor Structure :

• Equipment cables, ducting, control cables,

pipelines, electrical cables, smoke detectors,

and fire proofing (mandatory for cargo bays).

(93)

• Cara Pembuatan (Construction) Struktur Fuselage

ada beberapa macam, contohnya :

– Modular / sectional

– Panelisasi (Panelization)

• Modular /sectional : setiap modul dibuat

(manufaktur) tersendiri dan kemudian

digabungkan (di rakit /-assembled);

• Panelisasi : Panel skin & stringers dibuat &

di-sub-assy lebih dulu, kemudian di gabungkan dengan

frames, bulkheads, dst.

Methods of Fuselage Construction

(94)

Methods of Fuselage Construction

• Cara Pembuatan (Design & Construction)

Struktur Fuselage – dibagi menjadi beberapa

section (modul), tergantung ukurannya.

– Seperti : Nose Section, Forward Section, Center /

Mid Section, Rear /Aft Section.

• Pada pesawat kecil – umumnya dibagi menjadi

dua atau tiga section (bagian).

• Pesawat lebih besar – terdiri dari beberapa

bagian s/d enam bagian /section/module.

(95)

95

Gambar 2. Struktur Pesawat Bermesin-Ganda, Turbine-powered

(96)

NOSE RADOME MAIN L / GEAR MAIN L / G FAIRING NOSE L / GEAR NOSE FUSELAGE CREW DOOR ENGINE C. FUSELAGE C. WING INBOARD FLAP R. FUSELAGE LH. O.W L. EDGE LH. OUTBOARDFLAP LH. AILERON O. WING BOX WING TIP RAMP DOOR PORT DOOR REAR CONE ELEVATOR END CONE RUDDER V. STABILIZER O. WING

WING BODY FAIRING

DORSAL FIN

MANUFACTURING WORK SHARING

IPTN (PTDI) CASA IPTN / CASA

(97)

Methods of Fuselage Construction

(98)

Methods of Fuselage Construction

Struktur Fuselage Pesawat Kecil – dua sampai tiga section /modul

(99)

Radome

(100)

Fig.11.7.17 (b)

:

B747F – Door in

Fuselage Nose

(101)

(102)

Frame / Former Front Pressure Bulkhead

(103)

Wing – Fuselage Intersections /

Attachments :

 Configurations of Wing (Mainplane) and

Fuselage Intersection:

(a) High Wing:

– Wing-to-fuselage joined by Truss Links ; – Carry – through Section

(b) Low Wing: Carry – through Section

(c) Mid Wing: Carry – through Section

(d) Mid Wing : integral unit of fuselage bulkhead

and wing spar.

(104)

Wing – Fuselage Intersections

(a) High wing (b) Low wing

(c) Mid-wing (d) Mid-wing

(105)

Wing & Fuselage Intersections

105

(106)

MLG Bulkhead

Center Fuselage Floor Panel

(107)

107

Frame of Body

Retaining Cap

Sleeve Bearing

Lock Clamp

Wing/Body Rear Attachments

Lock Clamp Sleeve Bearing

Forward Fitting

Wing/Body Forward Attachments

A Method of Attachment

Rear Fitting

Wing /Body Joint

(108)

• Following Figure shows the fuselage center

section floor beams (at the intersection of wing

and fuselage) – which is typical for passenger

transport airplanes.

• Because of the wing box, all floor beams are

running longitudinally, which not only support

floor Loads but also stabilize the wing upper

cover panels.

• Seat tracks are installed right on top of these

beams and also act as beam caps.

Fuselage Center Section

(109)

109

(b) Low Wing

Wing – Fuselage Intersections

(110)

Wing & Fuselage Intersections

(111)

Mid Wing and Fuselage Connection

111

(112)

• Shown in Figure below :

– Wing box (center section) goes through the middle of fuselage;

– Main landing gear wheel well area is provided in the fuselage where the gears can be retracted into the fuselage;

• The load carried by the lower half of the

fuselage skin/stringer panel in the forward and

aft fuselage is concentrated in large longitudinal

members (called

keel beam longerons

).

(113)

 Keel Beam (or Keelson beam) – is the most

highly loaded

structure in the fuselage and is

designed for:

• Transporting low-wing airplane Loads,

• Carrying large Fuselage bending moment

which occurs in the MLG wheel well area

where the lower half of the skin/stringer

panel is missing.

113

(114)

(115)

115

Fig. 11.5.11 Triangular Torque Box Keel beam

Design with Breather Web

(116)

(117)

AIRCRAFT GENERAL DESCRIPTION

REAR CARGO / RAMP DOORS

117

Ramp Door

(118)

Vertical Stabilizer – Aft Fuselage

Intersections

Fig. 11.6.3 Configurations of Vertical Stabilizer (Fin) and

(119)

Vertical Stabilizer – Aft Fuselage

Intersections

Fig. 11.6.3 Configurations of Vertical Stabilizer (Fin) and

(120)

Empennage – Aft Fuselage

Intersections



Configurations of

Horizontal Stabilizer

(Tailplane)

and

Aft

Fuselage

Intersection:

(a) Permanently fixed Mount

(b) Variable – incidence Mount

(c) All-moving Tail (Flying Tail) Transport

(121)

Horiz. Stab – Aft Fuselage Intersections

Fig. 11.6.1 Configurations of Horizontal Stabilizer (Tailplane)

(122)

Penampang FUSELAGE / BODY :

• Airliner/ maskapai penerbangan sipil

mempunyai penampang fuselage yang lebih

lebar agar dapat membawa penumpang

sebanyak mungkin.

• Pada airliner, para pilot duduk di cockpit di

bagian depan fuselage. Penumpang & cargo

(barang) dibawa di bagian belakang dari

Fuselage.

(123)

Untuk Pesawat Tempur (fighter plane): cockpit biasanya terletak diatas fuselage, senjata (weapon) dibawa di

Wing. Mesin dan bahan bakar minyak (BBM) ditempatkan pada fuselage bagian belakang .

(124)

(125)

Penampang Mil Cargo Transport

(126)

(127)

AIRCRAFT GENERAL DESCRIPTION

INTERIOR ARRANGEMENT

(128)

Cockpit Boeing B-777

(129)

129

Windshields

(130)

Tail Skid

• A high energy absorbing aircraft tail skid

assembly for protecting an aircraft fuselage

lower skin portion from damage in the event

of a tail strike due to over rotation on take-off

of the aircraft.

• Fitted to some wheeled aircraft – to prevent

damage to the rear fuselage during high

nose-up attitude take-off or landing

(131)

131

Tail Skid

10 – Tail skid assembly 12 –The fuselage

(132)

Tail Skid

(133)

An example of major tail-strike incident

133

Image: Major tail-strike damages to a Singapore airlines B747.

This incident was the result of the first officer mistakenly entering an aircraft weight figure 100 tonnes lighter than that of the aircraft into his take-off speed calculations.

The captain then failed to pick up the error when he checked the calculation, the second officer did not check it and all three pilots failed to notice the difference between their own calculation and that of the flight management computer.

As a result, the captain "rotated" the plane to a takeoff angle at 123 knots (221km/h) rather than the correct 151 knots (272km/h).

With the plane failing to take off, it tilted 4 degrees more than normal, resulting in its tail striking the runway and dragging for 490m. Source: Singapore Airlines tail-strike incident blamed on pilots - National - NZ Herald News

(134)

(135)

Aircraft Interior:

Passenger Cabin

Delta Airlines : Aircraft Interior Boeing 737-800 aircraft, (a/c capacity 160 seats), Coach class with audio/video entertaintment system

(136)

A Brand-new Airbus A320 from Virgin America, had mood lighting and in-seat entertainment centers

(137)

Business Jet Aircraft

Interior

(138)

(139)

Seat belt Business Class Cabin

(140)

(141)

cockpit

overhead stowage bins

The galley

Lavatory

Different parts of the aircraft A310

Sink /wash basin

(142)

(143)

(144)

(145)

(146)

(147)

cabin floor space.

(148)

Flight Deck &

Passenger Cabin Window

 Flight Deck Windows / Windshields

–

fitted to pressurized aircraft must withstand both: – Pressrization Loads, and

– Impact Loads from Bird-strikes.

• § 25. 571(e): The aircraft, and therefore by implication the

windscreen, must be capable of continued safe flight and

landing after impact with a 4 lb (2 kg) bird when the velocity of the aeroplane is equal to Vc (design cruise speed) at sea level, or 0,85 Vc at 8000 ft, which ever is the most critical, i.e. The windscreen must be able to withstand impact under

(149)



Passenger Cabin Windows

– are :

– Designed to be “fail-safe” and

– Normally have two panes of acrylic plastic mounted in an airtight rubber seal into a metal window frame. – The inner and outer panes are each capable of

taking the full cabin pressurization load. If one panel fails the other will prevent loss of cabin pressure.

Flight Deck &

Passenger Cabin Window

(150)

(151)

Sistem Penomoran

Lokasi Kerangka Pesawat Terbang

151

Airframe Location

(152)

Location Numbering Systems

Typically used by many a/c manufacturers :

1. Fuselage Stations (Fus.Sta atau F.S)

2. Buttock Line atau Butt Line (B.L)

3. Water Line (W.L)

4. Aileron Station (A.S)

5. Flap Station (F.S)

6. Nacelle Station (N.C atau Nac.Sta)

(see definitions in AC 65-15A, Ch.1, pg: 6. For another’s a/c numbering systems ref. to manufacturer’s SRMs)

(153)

Typical station diagram

Figure 1-8: Fuselage Stations

153

Figure 1-4: berbagai Fuselage

Stations pada pesawat terbang

(154)

(155)

155

(156)

(157)

• A method of locating components on a/c must

be established in order that maintenance &

repairs can be carried out.

• This is done by identifying reference lines and

station numbers for fuselage, wing,

empennage, etc.

• Station numbers (Sta) and and waterlines (WL)

are a means of locating airframe structures and

components.

157

(158)

Fuselage Station Lines

– are determined by

reference to a zero datum line (fuselage station

0.00) at or near the forward portion of the a/c as

defined by the manufacturer.

• Station numbers - are given in inches (mm) :

– Forward (negative and given “–” or “minus” sign)

or

– Aft (positive with a “+” or plus” sign) of the zero

datum.

Station numbers (Sta) and and waterlines (WL)

are

a means of locating airframe structures and

components.

(159)

Location Numbering Systems

Typically used by many a/c manufacturers :

1. Fuselage Stations (Fus.Sta atau F.S)

2. Buttock Line atau Butt Line (B.L)

3. Water Line (W.L)

4. Aileron Station (A.S)

5. Flap Station (F.S)

6. Nacelle Station (N.C atau Nac.Sta)

(For another’s a/c numbering systems ref. to manufacturer’s SRMs)

(160)

Location Numbering Systems

– Definitions

Typically used by many a/c manufacturers :

(see definitions in AC 65-15A, Ch.1, pg: 6. For another’s a/c numbering systems ref. to manufacturer’s SRMs)

1. Fuselage Stations (Fus.Sta. atau F.S.) or Body Station (B.S) - are:

 Numbered in inches (or mm) from a ref. or zero point – known as a ref. Datum;

2. Buttock atau Butt Line (B.L.) – is : a width

measurement Left or Right of, and parallel to, the vertical center line,

3. Water Line (W.L.) – is : the measurement of height

in inches (or mm) perpendicular from a horizontal plane located a fixed number of inches below the bottom below the bottom of a/c fuselage.

(161)

Location Numbering Systems

– Definitions

Typically used by many a/c manufacturers :

(see definitions in AC 65-15A, Ch.1, pg: 6. For another’s a/c numbering systems ref. to manufacturer’s SRMs)

4. Aileron Station (A.S.) – is measured outward from, &

parallel to, the inboard edge of the aileron,

perpendicular to the rear beam of the fuselage.

5. Flap Station (F.S) – is measured perpendicular to rear

beam of the wing, and parallel to, and outboard from the inboard edge of the flap.

6. Nacelle Station (N.C atau Nac.Sta.) – is measured

either forward of, or behind the front spar of, the wing

and perpendicular to the designated water line.

(162)

FUSELAGE STRUCTURE

(163)

(164)

(165)

Aloha Fuselage – Kerusakan akibat

Fatigue

165

•Aloha Airlines “Patio Seating” Boeing 737-297 •April 28, 1988

(166)

(167)

Dornier Do X, Kapal yang dapat Terbang

Sejarah penerbangan mencatat Dornier Do X buatan Lufthansa, sebuah flying

super-boat yang berangkat dari ide pulp-fiksi yaitu kapal laut yang dapat terbang. ‘Kapal’ yang benar-benar terbang ini dibuat di Jerman pada tahun 1929 dan

dijuluki Flugschiff. Dengan 14 orang awak dan kapasitas lebih dari 100

(168)

seorang insinyur Jerman sedang mengoperasikan dua belas mesin

(169)