1. Analisis Airfoil Wortmann FX 63-137, EPPLER E2015, dan NACA 24012
untuk Sayap Diamond DA40
Nur Azizah Dewi Kurniasari / 13612033 (Author)
Program study of Aeronautics and Astronautics
Institut Technology Bandung
nurazizahdk@students.itb.ac.id
nur_azizah_1325@yahoo.com
Inas Nabilah R /13612060 (Author)
Program study of Aeronautics and Astronautics
Institut Technology Bandung
inasridhoha@students.itb.ac.id
inasridhoha@msn.com
Abstrak. Pemilihan airfoil pada sayap Diamond
DA40 dipilih berdasarkan performa aerodinamika
yang terbaik. Untuk mengetahui performa
aerodinamika dari suatu sayap, dapat dilakukan
simulasi menggunakan metode komputasi
aerodinamika. Metode komputasi tersebut
menggunakan softwareICEMCFDuntukmembuat
geometri sayap uji untuktiap airfoil sebanyak tiga
jenis airfoil berbeda dan melakukan mesh
generation domain komputasi. Hasil meshing
tersebut dianalisis menggunakan solver CFX untuk
mendapatkan berbagai distribusi properti seperti
mach number dan tekanan beserta gaya yang
bekerja baik gaya angkat maupun gaya hambat
yang bekerja pada sayap. Dari hasil analisis
tersebut bisa diketahui airfoil yang paling tepat
untukpesawatDiamond DA40.
Kata Kunci: Diamond DA40; Airfoil; Sayap; Mesh
Generation;Solver;Tekanan.
I. Pendahuluan
PesawatDiamondDA40merupakanpesawat
yang beroprasi saat terbang jelajah pada bilangan
Mach 0.24. Agar performa pesawat maksimal,
dibutuhkan airfoil yang sesuai dengan yang yang
dibutuhkan. Performa sayap tentunya sangat
bergantungdari jenisairfoil yangdigunakan.Untuk
itu perlu dilakukan pemilihan dengan melakukan
metode komputasi yang salah satunya
menggunakansoftware ANSYS.
Sebelum melakukan simulasi, dipilih tiga
jenisairfoil yangberbedayaitu WorthmannFX63-
137, EPPLER E205, dan NACA 24012. Dengan
merekonstruksi sayap berdasarkan ketiga airfoil
tersebut, dapat dilakukan pengujian dengan
metode numerik melalui software ANSYS untuk
mengetahui Airfoil terbaik. Melalui laporan ini
akandiketahui airfoilterbaikdari ketigajenis airfoil
yang diuji untuk diterapkan pada sayap Diamond
DA40.
II. Simulasi Sayap MenggunakanANSYS
Untuk melakukan analisis tiap sayap dengan tiga
jenis airfoil berbeda dimulai dengan membuat
geometri penyederhanaan sayap Diamond DA40.
Penyederhanaan geometri sayap dimaksudkan
untuk memudahkan konstruksi sayap sehingga
lebih mudah untuk dilakukan. Setelah dilakukan
pembuatan geometri sayap, diberikan domain
komputasi melaluimesh generation.Keduaproses
tersebut dilakukan menggunakan software ICEM
CFD. Dari hasil mesh generation nantinya akan
dilakukan penghitungan numerik menggunakan
solver CFX untuk mendapatkan hasil distribusi
properti aerodinamikapadasayaptersebut.
a. PermodelanSayap dan Mesh Generation
Untuk melakukan analisis dilakukan
penyederhanaan geometri sayap agar
memudahkan dalam merekonstruksi sayap. Sayap
tersebutdisusundari tigajenisairfoil yangberbeda
dengan ukuran geometri masing-masing yang
identik. Semua proses tersebut dilakukan
menggunakansoftware ICEMCFD.
1. Geometri sayap
Berikut ini adalah hasil rekonstruksi
penyederhanaan sayap Diamond DA40. Dengan
panjang Chord root sebesar 1512 mm, dan chord
tipsebesar354 mm.
Gambar hasil penyederhanaan sayap
Diamond DA40
Gambar planform NACA 24012

2. Gambar planform Worthmann FX 63-137
Gambar planform EPPLER E205
2. MeshGeneration
Berikut ini adalah hasil mesh generation
menggunakansoftware ICEMCFD.
Gambar hasil mesh generation sayap
menggunakan airfoil NACA 24012
Gambar hasil mesh generation sayap
menggunakan airfoilWorthmann FX 63-137
Gambar hasil mesh generation sayap
menggunakan airfoil EPPLER E205
b. Hasil perhitunganNumerik
Dari hasil pembuatan geometri dan mesh
generation di atas, kemudian dilakukan analisis
menggunakan solverCFX untukmendapatkanhasil
berupa distribusi berbagai properti aerodinamika
pada sayapuntuktiap-tiapairfoil.
Dengan memasukkan beberapa boundary
conditionseperti berikut:
P= 54029.2
T= 255.66 K
V= 150 knots
1. Airfoil NACA24012
Gambar distribusi bilangan Mach pada sayap
dengan NACA 24012
Gambar distribusi tekanan pada sayap dengan
NACA 24012

3. 2. Airfoil WorthmannFX 63-137
Gambar distribusi bilangan Mach pada sayap
dengan Worthmann FX 63-137
Gambar distribusi tekanan pada sayap dengan
Worthmann FX 63-137
3. Airfoil EPPLER E205
Gambar distribusi bilangan Mach pada sayap
dengan EPPLER E205
Gambar distribusi tekanan pada sayap dengan
EPPLER E205
III. Hasil dan Analisis
Dari hasil yang didapatkan di atas, kemudian
dilakukananalisisuntukmengetahui airfoil terbaik
dari ketigajenis airfoil yangdiuji untukditerapkan
pada sayap DiamondDA40.
Secara umum untuk menghasilkan prestasi
terbang yang baik, diperlukan nilai CL/CD sayap
yang tinggi. Untuk itu perlu dibandingkan nilai
CL/CD untuk sayap dengan masing-masing airfoil.
Dengan data pada ketinggian 5000 m memiliki
masa jenis 0,736 kg/m3
dan kecepatan 77.17 m/s
maka didapatkandatasebagai berikut:
Airfoil CL CD CL/CD CL/CD2
NACA
24012
0.153 0.010 15.3 1530
Worthmann
FX 63-137
0.850 0.015 56.67 3777.78
EpplerE205 0.350 0.012 29.17 2430.56
Tabel performa aerodinamika sayap dengan
berbagai airfoil pada kondisi sudut serang 0 deg
Dari data di atas, dapat diketahui bahwa airfoil
Worthmann FX 63-137 merupakan airfoil yang
paling sesuai untuk prestasi endurance atau lama
dan untuk prestasi range atau jelajah terbang
pesawat.
Selain itu, pemilihanairfoil WorthmannFX 63-137
juga mempertimbangkan jumlah Lift yang
dihasilkan dibanding MTOW pesawat Diamond
DA40 yangsebesar11500 N
Berikut adalah tabel gaya angkat yang dihasilkan
oleh masing masing airfoil dari tabel perhitungan
pada ANSYS:

4. Airfoil Drag Lift
Worthmann
FX 63-137
506 N 14020 N
NACA 24012 312 N 5548 N
EPPLER E205 406 11673 N
IV. Kesimpulan
Dari hasil analisis menggunakan software ANSYS
maka didapatkan data performa aerodinamika
sayapuntukmasing-masingairfoil.Dari dataCL/CD
dan besarnya lift yang dihasilkan, dapat
disimpulkan bahwa airfoil Worthmann FX 63-137
adalah yang harus dipilih untuk digunakan pada
sayapDeamondDA40.
V. Referensi
1. Diamond DA40 Airplane Characteristic for
AirportPlanning
2. Sadraey, Ch.5 WingDesign,2013.
3. m-selig.ae.illinois.edu/ads/aircraft.html
4. airfoiltools.com