Kajian perilaku pesawat wise L8 dan verifikasi sistem kendali terbang adaptif

Disertasi ini menyampaikan pembahasan tentang kajian perilaku pesawat WISE L8 dan verifikasi sistem kendali terbang adaptif yang diusulkan untuk diterapkan di kemudian hari. Dalam aspek perilaku secara khusus akan disampaikan intensitas gaya-gaya angkat hambat hidrodinamika dan aerodinamika, gaya propulsi, gaya berat saat bergerak pada fase high speed water run, hydro planing dan mengudara di surface effect. Masalah kriteria terbang, diselesaikan melalui komputasional dinamika fluida CFD terhadap gambar 3-D CATIA, sehingga diperoleh distribusi tekanan P di sekitar permukaan sayap, badan dan permukaan air di surface effect. Pada bagian ini, juga dilakukan analisis downwash dan vortex yang terjadi di sekitar permukaan sayap dan permukaan air, di mana terlihat aliran udara dengan masing-masing intensitas yang bergerak mengitari sayap menuju ujung luar sayap dan winglet. Hal inilah yang menimbulkan bantalan udara dinamika antara permukaan air atau tanah dengan permukaan bawah sayap. Perhitungan komputasional dinamika fluida CFD terhadap gambar 3-D CATIA pesawat WISE L8 menggunakan input data inersia massa menghasilkan daya propulsi EHP= 299.73 HP, kecepatan VCRUISE ≈ 80.0 knots dan ketinggian terbang di surface effect h = 2.50 m menghasilkan gaya angkat aerodinamika Laero = 33.524 kN dan gaya hambat aerodinamika Daero = 5.357 kN dengan berat pesawat WISE L8 W = 32,000 N sesuai dengan D R & O.
Perhitungan pergerakan pesawat WISE L8 fase high speed water run, hydro planing dan mengudara menghasilkan gaya propulsi dinamik Td, gaya gaya hidrodinamika, gaya gaya aerodinamika, kurva kecepatan versus waktu dan jarak take off oleh program Matlab. Pada bagian lain, dilakukan perhitungan pertumbuhan gaya gaya hidrodinamika, aerodinamika dan propulsi berdasarkan luas permukaan basah dan sarat saat hydro planing menurut metoda Savitsky melalui komputasional dinamika fluida CFD dengan model turbulensi k-ε serta perhitungan dengan program Matlab. Pengontrolan ketinggian terbang surface effect menggunakan defleksi elevator dan defleksi throttle mulai saat hydro planing sampai dengan pesawat WISE L8 mengudara sesuai dengan persyaratan take off masih memanfaatkan tenaga Pilot diperlihatkan oleh kurva diskontiniu.
Pemodelan matematik sistem kendali terbang adaptif pesawat WISE L8 dalam gerak matra longitudinal dengan matriks controller observable berukuran (4 x 4) pada kondisi terbang mendatar stasioner di efek permukaan. Analisis kestabilan dinamik matra longitudinal dengan sistem lingkar terbuka dan tertutup pada pesawat WISE L8 menggunakan program root locus dan kontroler Tune PID dengan gain scheduling di Matlab. Variasi penguatan KP, KD dan KI sebagai gain scheduling yang memberikan interaksi dari permukaan atur defleksi elevator δe dan defleksi throttle δth ke beberapa respons output (u, w, q dan θ) oleh servo pada sistem kendali terbang adaptif. Kemudian dilakukan verifikasi sistem kendali terbang adaptif menggunakan metoda neural networks dengan sistem SISO pada sistem lingkar tertutup, di mana input adalah defleksi elevator δe, atau defleksi throttle δth dengan respons output sudut pitch θ atau pitch rate q sebagai sistem kontrol otomatik Pitch Attitude Hold dengan memberikan error minimum antara input dan respons output pada keadaan steady.