## PENGARUH MODEL BURUNG SILINDER DAN SILINDER DENGAN KEDUA UJUNG SETENGAH BOLA DENGAN PEMODELAN ELEMEN HINGGA KASUS TABRAK BURUNG
(EFFECT OF FLAT AND HEMISPHERICALLY ENDED CYLINDER BIRD MODEL WITH FINITE ELEMENT MODELLING OF BIRD

## STRIKE)
Endah Yuniarti 1 , Sahril Afandi Sitompul 2 1,2 Prodi Teknik Penerbangan, Fakultas Teknologi Kedirgantaraan Universitas Dirgantara Marsekal Suryadarma Komplek Bandara Halim Perdanakusuma, Jakarta 13610, Indonesia
1 Email : endah.yuniarti13@gmail.com
Diterima: 16 November 2018; Direvisi: 22 Februari 2019; Disetujui: 04 April 2019

## ABSTRACT
This research studies influence of bird model on impact pressures during bird strike, namely Hugoniot  and  Stagnation  pressure  through  initial  modelling  by  numerical  simulations  using  finite element method. Finite element simulation of bird strike have primarily modelled the bird as either a flat or hemispherically ended cylinder. The geometry is simulated with different L/D ratio, 1.4, 1.6, 1.8 and 2.0. Elastic-plastic hydrodynamic material model is used in simulation. Bird model simulation are using  lagrangian  method  and  initial  velocities  are  100,  200  and  300  m/s.  Simulation  results  of hemispherically ended cylinder bird models show variation of L/D ratio provide Hugoniot pressure 10- 19 times higher than stagnation pressure in L/D = 1.4, 8-18 times in L/D = 1.6, 9-17 times in L/D = 1.8  and  4-16  times  in  L/D  =  2.  The  Hugoniot  pressure  shows  a  lower  value  at  an  L/D  ratio  of  1.6 compared to other ratios and the Stagnation pressure is higher at L/D ratio 2. As for cylindrical bird model  show  variation  of  L/D  ratio  provide  Hugoniot  pressure  35-38  times  higher  than  stagnation pressure in L/D = 1.4, 30-47 times in L/D = 1.6, 31-52 times in L/D = 1.8 and 28-48 times in L/D = 2. The Hugoniot pressure shows a lower value at an L/D ratio of 1.4 and 1.6 compared to other ratios and the Stagnation pressure is higher at L/D ratio 2.
Keyword: Bird strike, bird models, Lagrangian method, ratio of L/D

## ABSTRAK
Penelitian  ini  mempelajari  pengaruh  model  burung  terhadap  tekanan  impak  pada  kasus tabrak  burung,  yaitu  tekanan  hugoniot  dan  stagnasi,  melalui  pemodelan  awal  dengan  simulasi numerik menggunakan metode elemen hingga. Simulasi metode elemen hingga kasus tabrak burung mempunyai  model  burung  utama  yaitu  silinder  dan  silinder  dengan  kedua  ujung  setengah  bola. Geometri  disimulasikan  dengan  rasio  L/D  yang  berbeda  yaitu  1,4;1,6;  1,8  dan  2.  Model  material elastis,  plastis,  hidrodinamik  digunakan  pada  simulasi.  Simulasi  model  burung  dilakukan  dengan metode Lagrangian dan kecepatan awal 100, 200 dan 300 m/s. Hasil simulasi model burung silinder dengan kedua ujung setengah bola menunjukkan nilai tekanan Hugoniot jauh lebih tinggi sekitar 10- 19 kali lipat tekanan stagnasi pada L/D = 1,4, 8-18 kali pada L/D = 1,6, 9-17 kali pada L/D = 1,8 dan 4-16 kali pada L/D = 2. Tekanan Hugoniot menunjukkan nilai yang lebih rendah pada rasio L/D 1,6 dibanding rasio lainnya dan tekanan stagnasi lebih tinggi pada rasio L/D 2. Sedangkan untuk model burung  berbentuk  silinder  menunjukkan  nilai  tekanan Hugoniot jauh  lebih  tinggi  sekitar  35-38  kali lipat tekanan stagnasi pada L/D = 1,4, 30-47 kali pada L/D = 1,6, 31-52 kali pada L/D = 1,8 dan 28- 48 kali pada L/D = 2. Nilai tekanan Hugoniot menunjukkan nilai yang lebih rendah pada rasio L/D 1,4 dan 1,6 dibanding rasio lainnya dan tekanan stagnasi lebih tinggi pada rasio L/D 2.
Kata kunci: Tabrak burung, model burung, metode Lagrangian, rasio L/D

## 1 PENDAHULUAN
Fenomena  tabrak  burung  sering terjadi  pada  saat  operasi  pesawat terbang yang dapat menyebabkan kerusakan  fatal  pada  struktur  pesawat dan  mengancam  keselamatan  operasi penerbangan. Kerusakan struktur pesawat  udara  dapat  menyebabkan kecelakaan  dan  korban  jiwa.  Serta kegagalan pada struktur pesawat komersial
akibat
tabrak
burung
menyebabkan  kerugian  ekonomi  bagi pelaku industri penerbangan.
Hal tersebut berupa biaya langsung
perbaikan struktur pesawat dan kerugian penundaan operasi penerbangan. Berdasarkan data yang tersedia, industri
penerbangan komersial  telah  mengalami  kerugian besar  akibat  kejadian  tabrak  burung. Perkiraan  total  biaya  tahunan  yang dikeluarkan untuk kasus tabrak burung untuk  seluruh  dunia  penerbangan komersial  adalah  1,28  miliar  AS. International  Bird  Strike  Committee percaya  bahwa  jumlah  total  warga  sipil yang  tewas  dalam  kecelakaan  yang
secara  langsung  disebabkan  oleh  kasus tabrak  burung  setidaknya  242  orang pada tahun 2005 (Thorpe, 2005).
Gambar 1-1: Ilustrasi  komponen  struktur pesawat  yang  rentan  terhadap tabrak  burung  (Nicholson,  et al, 2011) Terkait kerusakan atau kegagalan  struktur  akibat  fenomena tabrak  burung  rentan  terjadi  pada struktur  permukaan  luar  pesawat udara.  Komponen  struktur  tersebut berupa  nose  (8%), windshield  (13%) , engine  (44%),  wings  (31%), maupun fuselage  (4%) ,  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  1-1.  Tiga  perempat  lokasi
komponen bird  strike melibatkan wing dan engine ,  tetapi bird  strike ini  dapat merusak hampir seluruh
bagian pesawat (Nicholson, et al, 2011).
Perancangan yang
tahan terhadap bird  strike awalnya  dilakukan dengan  metode  eksperimen  dan  analitik agar  dapat  memprediksi  beban  dan tekanan impak burung dan kemungkinan kerusakan atau kegagalan pada  beberapa  komponen  struktur pesawat.  Metode  eksperimen  yang berbiaya  besar  dan  membutuhkan waktu  yang  lama  menjadi  tidak  praktis bagi pelaku industri pembuatan pesawat.  Beberapa  penelitian  telah mencoba mendekati permasalahan tabrak  burung  secara  analitik,  namun memiliki  keterbatasan  untuk  aplikasi geometri  yang  kompleks  dan  model material  yang  nonlinier  sehingga  jarang digunakan.  Perkembangan  teknologi komputer yang begitu pesat
memudahkan  mempelajari  fenomena tabrak burung secara numerik (komputasi)  sehingga  dapat  dianalisis secara  cepat  dan  efisien. Oleh  karena itu, metode numerik dikembangkan dan diaplikasikan  sejak  tahun  1970-an dengan tujuan optimasi rancangan guna memastikan  sertifikasi  uji  berhasil dilakukan.  Pemodelan  material  burung sering  menjadi  permasalahan  utama untuk simulasi numerik tabrak burung. Hal ini karena perilaku material burung yang  nonlinear  dan  geometri  yang kompleks  ketika  terjadi  kontak  dengan komponen struktur.
Kasus tabrak
burung diklasifikasikan  dalam high-velocity  soft body  impact karena  tekanan  yang dihasilkan  pada  daerah  kontak,  yang secara  signifikan  lebih  besar  dari kekuatan  burung  dan  lebih  rendah  dari kekuatan struktur material yang bertabrakan dengan burung. Ekperimen menunjukkan  bahwa  fenomena  tabrak burung  dikarakterisasi  oleh  tiga  fase
yaitu: shock  wave  stage , pressure release  stage ,  dan steady-state  flow pressure stage .
Oleh  karena  dalam  eksperimen tabrak burung, sulit dilakukan pengulangan,  maka  diperlukan  adanya burung  pengganti.  Burung  pengganti membuat  test  tabrak  burung  dapat dilakukan  berulang-ulang  dan  tentunya burung  pengganti  tersebut  haruslah mudah untuk dimodelkan. Wilbeck pada tahun  1977  melalui  percobaannya menunjukkan  bahwa  tabrak  burung dengan kecepatan tinggi terhadap struktur  yang rigid atau deformable akan  berperilaku  seperti  fluida.  Oleh karena  itu,  dalam  memodelkan  kasus tabrak  burung,  disarankan  penggunaan material hydrodynamic sebagai pendekatan  yang  sesuai  untuk  perilaku burung yang kompleks.
Meskipun burung pengganti sudah  banyak  digunakan  dalam bird strike  test dan  simulasi,  tetapi  belum ada  standard  bentuk  burung  yang dimodelkan.  Geometri  biasanya  dipilih untuk mencerminkan massa utama dan bentuk  batang  tubuh  burung  yang sesungguhnya.  Ada  4  (empat)  bentuk geometri  burung  yang  paling  banyak digunakan  dalam bird  strike  test dan simulasi  yaitu  silinder,  silinder  dengan kedua ujung setengah bola, elipsoid dan bola. Ekperimen pertama mengenai bird strike dilakukan  oleh  Wilbeck  dan Barber  (1977-1978)  dengan  geometri burung  berbentuk  silinder,  dan  ini menjadi  dasar  dalam  pengembangan model  numerik bird  strike. Dalam simulasi  kasus bird  strike ,  geometri burung  yang  digunakan  tidak  hanya terdiri  dari  bentuk  burung  tetapi  juga rasio  length/diameter  (L/D),  karena eksistensi  dari steady-state  flow stage bergantung  pada  rasio  L/D  impaktor atau burung itu sendiri (Heimbs, 2011).
Airoldi  dan  Cacchhione  (2006) dalam Modelling  of  Impact  Forces  and
Pressures  in  Lagrangian  Bird  Strie Analyses
menyatakan bahwa penggunaan  model  burung  bentuk silinder  dengan  rasio  lenght/diameter (L/D)  1,6  lebih  disarankan  daripada rasio  L/D  2.  Hal  ini  karena,  model burung dengan rasio L/D 1,6 menghasilkan puncak gaya kontak yang mendekati  rata-rata  hasil  ekperimen yang dilakukan oleh Wilbeck dan Barber (1977-1978).  Sedangkan  Blair  (2008) dalam Aeroengine  Fan  Blade  Design Accounting  For  Bird  Strike menyatakan bahwa  model  burung  bentuk  silinder dengan  kedua  ujung  setengah  bola dengan  rasio  L/D  2  merupakan  yang terbaik merepresentasikan bentuk tubuh  burung  pada  kasus bird  strike pada fan blade .
Tujuan  penelitian  ini  adalah melakukan  simulasi  numerik  pada kasus bird  strike dengan  variasi geometri  burung  berupa  bentuk  burung (silinder  dan  silinder  dengan  kedua ujung  setengah  bola),  serta  variasi ukuran  burung  (ratio  length/diameter atau L/D dari 1,4; 1,6; 1,8; 2). Simulasi numerik  tersebut  akan  menunjukkan respon  dinamik  model  burung  pada kecepatan  tinggi  berupa  gaya  impak yang dihasilkan oleh tumbukan burung. Hasilnya akan menjadi jadi acuan dalam perancangan komponen struktur pesawat  yang  rentan bird  stike agar memenuhi  standard  dan  persyaratan yang digunakan pada dunia penerbangan.  Pemodelan  yang  sesuai dengan  kondisi  fisik  akan  digunakan selanjutnya  dalam  simulasi  tabrak buruk pada komponen struktur pesawat yang  rentan  terhadap  kasus bird  strike , seperti windshield,  radome , engine  inlet , leading  edge .  Sehingga  proses  desain struktur  yang  tahan  terhadap  impak dapat  dilakukan  dengan  cepat,  akurat serta efisien.
2

## METODOLOGI
2.1   Teori Hidrodinamika Wilbeck pada tahun 1978 menggabungkan  teori  analitik  tentang persamaan Rankine-Hugoniot,
dihubungkan  dengan  impak  pada  air dan dengan bukti dari studi eksperimen kasus tabrak burung, sehingga
menghasilkan  teori  fluida  pertama tentang tabrak burung secara komprehensif. Gambar 2-1
menggambarkan  empat  fase  impak  dari sebuah  silinder  fluida  terhadap  rigid wall.  Geometri  yang  lebih  komplek seperti  silinder  dengan  kedua  ujung berupa  setengah  bola  memerlukan  teori yang lebih lengkap tetapi pada dasarnya mempunyai perilaku yang sama. Perilaku  tumbukan  terdiri  dari  empat tahap:  a)  sebelum  tumbukan  b) initial shock saat  kontak  tumbukan  awal,  c) release wave , d) aliran deformasi steady.
Gambar  2-1: Ilustrasi  gelombang shock dan release pada  tumbukan soft body dengan rigid  wall (Blair,
2008)
Grafik tekanan tiap saat pada kasus tumbukan  antara soft  body dan permukaan rigid ditunjukkan  oleh Gambar 2-2.
Gambar 2-2:   Kurva  tekanan  terhadap  waktu pada tumbukan soft body dengan permukaan rigid (Heimbs, 2011)
Tekanan  puncak  awal  pada  saat kontak  kasus  tumbukan  tegak  lurus bidang disebut
dengan
Hugoniot
Pressure ( P H ) . (2-1)
dengan ρ 0 kerapatan  awal  impaktor. Tekanan
stagnasi ( P s ) dapat diformulasikan
dengan persamaan Bernoulli:
(2-2)
Total  durasi  saat  tumbukan,  t D , diperoleh  dengan  pendekatan  waktu yang  dibutuhkan  impaktor  mengalir sepanjang dimensi L impaktor tersebut:
(2-3)

## 2.2 Metode  Elemen  Hingga  Kasus Tabrak Burung
Metode  numerik  yang  umum digunakan  berbasis  metode  elemen hingga.  Pendekatan  simulasi  untuk tabrak burung yang dilakukan menggunakan Lagrangian Modeling Method , Eulerian  Modeling  Method, Arbitrary  Lagrangian-Eulerian  Method (ALE) dan Smooth Particle
Hydrodynamics (SPH).  Pada  penelitian ini  metode  numerik  dengan  pemodelan lagrangian dipelajari lebih lanjut.
Karakteristik  metode Lagrangian merupakan  salah  satu  teknik  standard pendekatan  berbasis  metode  elemen hingga  pada  kasus  analisis  struktur. Nodal  pada Lagrangian  mesh mewakili material/struktur sehingga masing- masing nodal mengikuti respon struktur ketika  terjadi  pembebanan,  baik  berupa gerak maupun deformasi.
Gambar 2-3:   Pendekatan  metode  elemen hingga  kasus  tabrak  burung (Heimbs, 2011)

## 2.3 Geometri dan Meshing
Pada  simulasi  tabrak  burung digunakan  pemodelan  burung  dengan definisi  rasio  dimensi  panjang  dan diameter  seperti  pada  Gambar  2-4  dan nilai dimensi ditunjukkan pada Tabel 2- 1.  Pelat  memiliki  ukuruan  1  m  x  1  m dipilih  dan  deformasi  burung  masih terjadi  pada  pelat  hingga  simulasi berakhir.
Gambar 2-4: Definisi geometri model

## Tabel 2-1. VARIASI DIMENSI
Ratio (L/D) Panjang, L (m) Diameter, D (m) 1.4 0.185 0.132 1.6 0.200 0.125 1.8 0.214 0.119 2 0.228 0.114 Gambar 2-5: Messhing model (a) burung dan
(b) pelat
Meshing pada  model  burung menggunakan jenis elemen linear hexahedral C3D8R  dan  model  pelat dengan  jenis  elemen Shell  Quad  S4R , seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  2-5. Ukuran  meshing  yang  digunakan  rata- rata  5  mm,  digunakan  juga  pengaturan distortion control dan enhanced hourglass control menggunakan software Abaqus, Simulia.
Airoldi  dan  Cacchhione  (2006) melakukan simulasi numerik bird strike dengan metode Lagrangian untuk geometri burung berupa silinder dengan L=200 mm dan D=125 mm dan meshing 162.716  linear  hexahedral  C3D8R element,  dan  untuk  L=212  mm,  D=108 mm, meshing 54.718  linear  hexahedral C3D8R.  Hasilnya  adalah meshing jenis ini  lebih  sesuai  untuk  analisis  kasus bird  strike ,  dibandingkan  dengan  C3D8 dan  C3D8I  yang  merupakan  jenis elemen komputasi yang lebih terintegrasi.

## 2.4.Data Material
Properti  material  burung  yang digunakan  ditunjukkan  pada  Tabel  2-2. Digunakan massa material model burung  yaitu  1,8  kg,  hal  ini  sesuai dengan aturan badan regulasi penerbangan yang mengharuskan
seluruh komponen yang akan mengalami  impak  agar  memenuhi ketahanan  struktur  terhadap  impak burung  dengan  melalui  uji  sertifikat sebelum diijinkan operasional. Persyaratan  kelaikan  terhadap bird strike diterbitkan dalam Federal Aviation Regulation (FAR)  dan European  Joint Aviation  Regulations (JAR).  Windshields atau  kanopi  pesawat  militer  yang terbuat  dari  material  glass  dan  material yang lebih ductile PC, PMMA merupakan komponen  utama  untuk  menjamin keselamatan  penerbangan.  FAR/JAR 25.775 mengharuskan struktur tersebut tidak mengalami penetrasi pada kecepatan jelajah dengan massa burung 1,8  kg.  Kriteria  persyaratan  untuk leading  edges sayap  mengharuskan pada  saat  penetrasi  skin  leading  edge tidak  mengalami  kerusakan  fatal  pada bagian front  spar atau  tanki  sayap sehingga bisa tetap dilanjutkan penerbangan  dengan  aman.  Pengujian dilakukan  dengan  berat  burung  1,8  kg dan  3,6  kg  untuk empenage  leading edge pada kecepatan operasional sesuai FAR/JAR  25.571,  25.631.  Seluruh gas turbine engines dan khususnya turbofan engines harus  tahan  terhadap  burung yang  masuk  ke  dalam  engine.  Untuk ukuran  burung  kecil  dan  sedang, regulator  mensyaratkan  kemampuan integritas struktur dan mampu menghasilkan  gaya  dorong  pada  level 75%.  Jika  burung  dengan  berat  1,8  kg harus  dibuktikan  bahwa  engine  dapat dimatikan  dengan  terkontrol  tanpa  ada kebakaran. Persyaratan
harus ditunjukkan  pada  sertifikat  uji  pada keseluruhan engine, walaupun (a) (b)
manufaktur  telah  melakukan  uji  tabrak burung pada fan blades untuk keperluan studi. Engine inlet juga harus mampu  menahan  beban  impak  burung 1,8  kg  tanpa  menyebabkan  kerusakan kritikal  pada  komponen  tersebut  sesuai dengan  ketentuan  di  FAR/JAR  25.571, 33.76 (Heimbs, 2011).
Untuk uji sertifikasi pada komponen  pesawat,  burung  asli  harus digunakan,  biasanya  digunakan  ayam yang  sudah  mati.  Namun  penggunaan burung asli tidak ideal karena bird strike sesungguhnya  terjadi  diantara  sebaran banyak  burung.  Peraturan  sertifikasi hanya  menyebutkan  massa  burung, sedangkan  spesies  dapat  bervariasi, dimana tentunya densitas juga bervariasi.  Hal  inilah  yang  berpengaruh pada beban impak. Bentuk burung yang tidak  beraturan  dapat  menimbulkan kesulitan  untuk  menentukan  titik serang  pada  struktur.  Untuk  alasan  ini dan  alasan  lainnya  seperti  kebersihan, banyak perusahaan menggunakan burung  pengganti  untuk  pengujian impak  pra-sertifikasi.  Burung  pengganti tidak  harus  seperti  burung  asli  yang terdiri dari daging dan tulang, melainkan  harus  menghasilkan  beban tekanan  yang  sama  sepeti  burung  asli saat terjadi bird strike (Heimbs, 2011).
Beberapa
tes impak
berhubungan dengan wax, foam, emulsion,  beef,  rubber,  neoprene  dan gelatin sebagai material burung pengganti.  Dari  beberapa  jenis  material burung  pengganti  tersebut,  ditemukan bahwa material burung pengganti harus mempunyai  gravitasi  spesifik  dari  air yang  dihasilkan  sama  seperti  burung asli.  Gelatin  dan  gelatin  berpori  dengan gravitasi spesifik dari air yang dihasilkan mempunyai profil yang sama seperti  burung  asli  dengan  tingkat keakuratan  yang  tinggi  (Heimbs,  2011). Gelatin yang digunakan harus mempunyai  densitas  ±  950  kg/m 3
(Wilbeck,  1978;  Airoldi  &  Cacchione, 2006).  Sedangkan  pada  sofware  simulia Abaqus  digunakan  densitas  material burung pengganti 938 kg/m 3 .
Menurut Wilbeck (1977), material burung dapat dimodelkan dengan material elastic-plastic  hydrodynamics . Pada tekanan tinggi, perilaku
hydrodynamics  pressure-volume dari burung dapat dimodelkan menggunakan tabulasi Equation  of  State (EOS)  untuk menjelaskan  perilaku pressure-volume dari  burung,  dimana  energi  internal diabaikan.
(2-4)
dimana    adalah  tekanan, adalah  koefisien  polinomial, dan adalah  densitas  material  pada  tekanan atsmosfer  dan  pada  saat  tumbukan. Gambaran  polinomial  EOS  adalah pendekatan yang terbangun dari observasi eksperimen
perilaku hydrodynamics  pressure-volume dari berbagai jenis material.
Ketika
,  maka  hukum  dilatasi untuk  material  elastis  dengan  modulus bulk akan  tereduksi  (Johnson  dan
Holzapfel, 2003).  Koefisien polinomial pada  Persamaan  2-4  menggambarkan respon  impak  dari  burung  pengganti, dimana  hal  ini  sulit  diukur  secara langsung.  Maka  sebagai  gantinya, pendekatan  yang  dilakukan  adalah untuk
mengkalibrasi koefisien
polinomial
ini
melalui hasil perbandingan  dari  simulasi soft  impact dan  data  eksperimen.  Oleh  karena  itu, pendekatan  yang  digunakan  adalah menggunakan  tabulasi  EOS  Abaqus, yang diberikan oleh:
(2-5) dimana, dan adalah
fungsi dari regangan volumetrik logaritmik , dengan dan
adalah  energi  internal  per  unit massa. Kontribusi energi internal terhadap tekanan dalam hal ini biasanya diabaikan ketika berhubungan dengan daerah hidrodinamik dari impak, sehingga dan .  Nilai diambil
dari  kurva  tabulasi  Abaqus  pada
Gambar  2-6  dan  untuk  kasus zero porosity dirangkum pada Tabel 2-3.
Tabel 2-2: DATA MATERIAL (Simulia, 2011)
Tabel 2-3. EOS (Simulia, 2011)
Gambar 2-6: Hugoniot curves of water-like homogenized  bird  materials (Simulia, 2011) 2.5 Kondisi Pembebanan
dan
Kondisi Batas
Beban  impak  diberikan  dengan variasi  kecepatan  awal  tumbukan pada  burung  sebesar  100,  200  dan 300  m/s.  Kondisi batas/tumpuan ditentukan pada bagian sisi-sisi ujung pelat dengan kondisi ditahan ( fixed ).

## 3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  deformasi  dengan  model material  yang  digunakan  dapat  dilihat pada  Gambar  2-6.  Nilai  tekanan  yang diperoleh  dengan  cara  mengambil  data gaya  kontak  antara  burung  dan  pelat tiap saat dan dibagi dengan area kontak tiap  saat.  Sementara,  nilai  tekanan stagnasi diperoleh dengan cara mengintegrasi nilai tekanan pada selang hingga kemudian  dibagi dengan . Keluaran simulasi tabrak
burung  berupa  grafik  tekanan  tiap  saat ditunjukkan  pada  Gambar  2-8  sampai dengan  2-19  untuk  geometri  burung berupa  silinder  dengan  kedua  ujung setengah bola, dan Gambar 2-20 sampai dengan  2-31  untuk  geometri  burung berupa silinder. Dimana rata-rata menunjukkan  hasil  hampir  sama  yaitu memiliki pola grafik tekanan Hugoniot di awal impak dan tekanan stagnasi. Hasil tekanan Hugoniot dan tekanan stagnasi dirangkum  pada    Tabel  2-4  dan  2-5
f1 (MPa) f2 Ɛ vol 0 0 0 15.82 0 -0.0073 32.56 0 -0.0139 51.17 0 -0.0209 68.85 0 -0.0280 87.45 0 -0.0347 106.06 0 -0.0415 127.46 0 -0.0487 147.93 0 -0.0551 168.40 0 -0.0616 191.66 0 -0.0681 213.98 0 -0.0746 238.17 0 -0.0812 263.29 0 -0.0878 289.34 0 -0.0945 315.39 0 -0.1003 342.37 0 -0.1071 370.29 0 -0.1134 399.13 0 -0.1194 429.83 0 -0.1258 460.53 0 -0.1318 493.09 0 -0.1383 526.59 0 -0.1444 561.01 0 -0.1500 595.43 0 -0.1562 Mass (kg) Density (kg/m 3 ) Shear Modul us (GPa) Yield Stress (MPa) Hydrost atic Cut- off Stress (MPa) 1,8 938 0,01 0,1 2,75
untuk  geometri  burung  berupa  silinder dengan  kedua  ujung  setengah  bola ( capsule ),  dan  Tabel  2-6  dan  2-7  untuk geometri burung berupa silinder.
Gambar 2-7:   Pola  deformasi  burung  rasio
L/D  =  2  pada  kecepatan  200 m/s tiap waktu berikut: (a) t = 0 s, (b) t = 6e-05 s, (c) t = 2,8e-
04 s, (d) t = 5,6e-04 s
Gambar  2-8: Tekanan  impak  terhadap  waktu pada  rasio  L/D=1,4  pada  v=100 m/s untuk model burung
silinder  dengan  kedua  ujung
setengah bola
Gambar  2-9: Tekanan  impak  terhadap  waktu pada  rasio  L/D=1,4  pada  v=200
m/s untuk model burung silinder  dengan  kedua  ujung setengah bola Gambar 2-10: Tekanan impak terhadap
waktu  pada  rasio  L/D=1,4 pada  v=300  m/s  untuk  model burung  silinder  dengan  kedua ujung setengah bola
Gambar  2-11:  Tekanan  impak  terhadap  waktu pada  rasio  L/D=1,6  pada v=100 m/s untuk model burung  silinder  dengan  kedua
ujung setengah bola
Gambar  2-12:  Tekanan  impak  terhadap  waktu pada  rasio  L/D=1,6  pada v=200 m/s untuk model burung  silinder  dengan  kedua ujung setengah bola
(a) (b) (c) (d)
Gambar 2-13: Tekanan impak terhadap
waktu  pada  rasio  L/D=1,6 pada  v=300  m/s  untuk  model
burung  silinder  dengan  kedua ujung setengah bola
Gambar 2-14: Tekanan impak terhadap
waktu  pada  rasio  L/D=1,8
pada  v=100  m/s  untuk  model burung  silinder  dengan  kedua ujung setengah bola
Gambar 2-15: Tekanan impak terhadap
waktu  pada  rasio  L/D=1,8
pada  v=200  m/s  untuk  model burung  silinder  dengan  kedua ujung setengah bola Gambar 2-16: Tekanan impak terhadap
waktu  pada  rasio  L/D=1,8 pada  v=300  m/s  untuk  model burung  silinder  dengan  kedua ujung setengah bola
Gambar 2-17: Tekanan impak terhadap
waktu  pada  rasio  L/D=2  pada v=100 m/s untuk model burung  silinder  dengan  kedua ujung setengah bola.
Gambar  2-18:  Tekanan  impak  terhadap  waktu pada  rasio  L/D=2  pada  v=200 m/s  untuk  model  burung silinder  dengan  kedua  ujung setengah bola
Gambar 2-19:   Tekanan impak
terhadap waktu  pada  rasio  L/D=2  pada v=300 m/s untuk model
burung  silinder  dengan  kedua ujung setengah bola Tabel  2-4: HASIL  TEKANAN  HUGONIOT UNTUK  GEOMETRI  BURUNG BERUPA  SILINDER  DENGAN KEDUA UJUNG SETENGAH BOLA L/D Tekanan Hugoniot (MPa) 100 m/s 200 m/s 300 m/s 1.4 147 317 531 1.6 159 212 402 1.8 149 355 517 2 125 341 516 Rata-rata 145 306 491 Tabel 2-5: HASIL TEKANAN STAGNASI UNTUK GEOMETRI BURUNG BERUPA SILINDER DENGAN KEDUA UJUNG SETENGAH BOLA L/D Tekanan Stagnasi (MPa) 100 m/s 200 m/s 300 m/s 1.4 7.95 24.85 51.16 1.6 8.60 28.71 48.86 1.8 8.55 40.39 52.38 2 7.93 82.08 59.80 Rata-rata 8.26 44.01 53.05
Berdasarkan  grafik  tekanan  pada Gambar  2-8  sampai  dengan  2-19  serta Tabel 2-4 terlihat bahwa tekanan impak tertinggi  pada  variasi  L/D=1,4  dan kecepatan  300  m/s  yaitu  531  MPa.
Sedangkan tekanan impak terkecil pada variasi  L/D=2  dengan  kecepatan  100 m/s  yaitu  125  MPa.  Respon  waktu menunjukkan  bahwa  tekanan  impak sangat  tinggi  pada  saat  awal  tumbukan kemudian menurun secara drastis rata- rata  mulai  dari  waktu  ke  0,0001  sekon dan seterusnya.
Gambar  2-20:  Tekanan  impak  terhadap  waktu pada  rasio  L/D=1,4  pada v=100 m/s untuk model
burung silinder
Gambar  2-21:  Tekanan  impak  terhadap  waktu pada  rasio  L/D=1,4  pada v=200 m/s untuk model burung silinder
Gambar  2-22:  Tekanan  impak  terhadap  waktu pada rasio L/D=1,4 pada v=300 m/s  untuk  model  burung silinder
Gambar 2-23:   Tekanan impak terhadap waktu  pada  rasio  L/D=1,6 pada  v=100  m/s  untuk  model burung silinder Gambar 2-24:   Tekanan impak terhadap waktu  pada  rasio  L/D=1,6
pada  v=200  m/s  untuk  model burung silinder
Gambar 2 - 25: Tekanan impak terhadap waktu pada  rasio  L/D=1,6  pada v=300 m/s untuk model burung silinder Gambar 2-26:   Tekanan impak terhadap waktu  pada  rasio  L/D=1,8 pada  v=100  m/s  untuk  model burung silinder
Gambar 2-27:   Tekanan impak terhadap waktu  pada  rasio  L/D=1,8 pada  v=200  m/s  untuk  model burung silinder
Gambar 2 - 28: Tekanan impak terhadap waktu pada  rasio  L/D=1,8  pada v=300 m/s untuk model
burung silinder
Gambar 2 - 29:   Tekanan impak terhadap
waktu  pada  rasio  L/D=2  pada
v=100 m/s untuk model burung silinder Gambar 2 - 30:   Tekanan impak terhadap waktu  pada  rasio  L/D=2  pada v=200 m/s untuk model burung silinder
Gambar 31:   Tekanan  impak  terhadap  waktu pada  rasio  L/D=2  pada  v=300
m/s untuk model burung
silinder
Berdasarkan grafik tekanan pada Gambar 2-20 sampai dengan 2-31 serta Tabel 2-6 terlihat bahwa tekanan impak
tertinggi  pada  variasi  L/D=1,4  dan kecepatan  300  m/s  yaitu  1010  MPa. Sedangkan tekanan impak terkecil pada variasi  L/D=1,4  dan  1,6  dengan kecepatan  100  m/s  yaitu  219  MPa. Respon  waktu  menunjukkan  bahwa tekanan  impak  sangat  tinggi  pada  saat awal  tumbukan  kemudian  menurun secara  drastis  rata-rata  mulai  dari waktu  kurang  dari  0,0001  sekon  dan seterusnya.

## Tabel  2-6:  HASIL  TEKANAN  HUGONIOT UNTUK  GEOMETRI  BURUNG BERUPA SILINDER
L/D Tekanan Hugoniot (MPa) 100 m/s 200 m/s 300 m/s 1.4 219 573 1010 1.6 219 575 924 1.8 239 581 960 2 236 546 918 Rata-rata 228 569 953 Tabel 2-7: HASIL TEKANAN STAGNASI UNTUK GEOMETRI BURUNG BERUPA SILINDER L/D Tekanan Stagnasi (MPa) 100 m/s 200 m/s 300 m/s 1.4 5.8 16.3 28 1.6 4.7 17.4 30.3 1.8 4.6 16.9 30.2 2 4.9 17.6 31.7 Rata-rata 5.0 17.0 29.9 Nilai tekanan impak
menunjukkan  jauh  lebih  tinggi  pada variasi  geometri  burung  berupa  silinder daripada geometri burung berupa silinder  dengan  kedua  ujung  setengah lingkaran ( capsule ). Nilai tekanan impak pada  geometri  silinder  hampir  dua  kali lipatnya  nilai  tekanan  impak  pada geometri  silinder  dengan  kedua  ujung setengah lingkaran.

## 4 KESIMPULAN
Hasil  simulasi  pada  geometri burung  berbentuk  silinder  dengan kedua ujung setengah lingkaran menunjukkan  nilai  tekanan Hugoniot jauh lebih tinggi sekitar 10-19 kali lipat tekanan  stagnasi  pada  L/D  =  1,4,  8-18 kali pada L/D = 1,6, 9-17 kali pada L/D =  1,8  dan  4-16  kali  pada  L/D  =  2. Sedangkan  untuk  variasi  kedua  yaitu geometri  burung  berbentuk  silinder menunjukkan  nilai  tekanan Hugoniot jauh lebih tinggi sekitar 35-38 kali lipat tekanan stagnasi pada L/D = 1,4, 30-47 kali  pada  L/D  =  1,6,  31-52  kali  pada L/D = 1,8 dan 28-48 kali pada L/D = 2.
Nilai tekanan impak pada geometri  silinder  hampir  dua  kali  lipat lebih  tinggi  daripada  nilai  tekanan impak  pada  geometri  silinder  dengan kedua ujung setengah lingkaran.
Kelemahan Lagrangian  modelling adalah  distorsi mesh saat  penyebaran material  akibat  awal  impak.  Nodal  pada
Lagrangian mesh mewakili
material/struktur sehingga masing- masing nodal mengikuti respon struktur ketika  terjadi  pembebanan.  Saat  terjadi impak,  maka  akan  terjadi  penyebaran material  burung  yang  cukup  besar, dimana memungkinkan adanya secondary impact dari beberapa material burung  yang  terpisah  setelah  penetrasi struktural.  Sehingga  perlu  dikaji  lebih lanjut  mengenai  simulasi bird  strike dengan  pendekatan  yang  lain  yaitu Eulerian  Modeling  Method,  Arbitrary Lagrangian-Eulerian  Method  (ALE) dan Smooth  Particle  Hydrodynamics (SPH) yang meshless sehingga  hasil  yang diperoleh dapat lebih mendekati keadaan  sebenarnya  untuk  kasus tabrak burung.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Pada  kesempatan  ini,  peneliti ingin mengucapkan terima kasih kepada
berbagai  pihak  yang  telah  membantu terwujudnya penelitian ini, yaitu:
1. DRPM  Ditjen  Penguatan  Risbang yang  telah  memberikan  bantuan dana  kepada  tim  peneliti  untuk melaksanakan penelitian
2. Marsda TNI (purn.) Potler Gultom,  SH,  MM  selaku  Rektor Universitas  Dirgantara  Marsekal Suryadarma atas ijin dan dukungan yang diberikan 3. Drs.  Sarwoko,  MM  selaku  Ketua Lembaga Penelitian dan Pengabdian  Kepada  Masyarakat (LPPM)  atas  dukungan  yang diberikan 4. Ir. Freddy Franciscus, MM selaku Dekan Fakultas Teknologi Kedirgantaraan  atas  dukungan dan bimbingan yang diberikan
5. Aprilia  Sakti  K.,  S.Si.,  M.Si. selaku  Wakil  Dekan  I  Fakultas Teknologi  Kedirgantaraan  atas dukungan  dan  bimbingan  yang diberikan
6. Bismil Rabeta, ST, MT dan Simon Sindhu  H.,  ST,  MT  selaku  rekan dosen atas bantuan dan diberikan
7. Tim  Redaksi  Jurnal  Teknologi Dirgantara LAPAN.

## DAFTAR RUJUKAN
Airoldi,  A.  dan  Cacchione,  B.,  2006,  Modelling
of  Impact  Forces  and  Pressures  in Lagrangian Bird Strike Analyses, International Journal of Impact Engineering , 32, pp. 1651-1677
Barber,  J.P.,  Taylor,  H.R.,  dan  Wilbeck,  J.S., (1978),  Bird  Impact  Force  and  Pressures on  Rigid  and  Compliant  Target, Technical Report  AFFDL-TR-77-60 ,  Air  Force  Flight Dynamics Laboratory
Blair,  A.,  (2008),  Aeroengine  Fan  Blade  Desain
Accounting  For  Bird  Strike, Thesis , Departmen  Aeronautical  and  Industrial Engineering, The University of Toronto
Heimbs,  S.,  (2011),  Bird  Strike  Analysis  in
Aircraft Engineering: An Overview. Advances in Mechanical Engineering Research ,  Vol  3.  Nova  Science  Publishers,
Inc.
Johnson,  A.F.,  dan  Holzapfel,  M.,  2003,
Modelling  Soft  Body  Impact  on  Composite Structure, Composite  Structure ,  61,  pp.
103-113
Nicholson,  R  dan  Reed,  William,  S.,  (2011), Strategis  For  Prevention  of  Biird  Strike Events, Aero  Magazine ,  QTR_03,  11,  page
17-24,
https://www.boeing.com/commercial/aero magazine/articles/2011_q3/4/
Dassault  Systems  SIMULIA  Corp,  2011, A strategy  for  bird  strike  simulations  using
Abaqus/Explicit .  Simulia  Online  Support Document, Answer ID-4493 (Best Practices for Bird Strike Analysis)
Thorpe, J., 2005, Fatalities and Destroyed Civil
Aircraft  Due  To  Bird  Strikes  2002-2004, Technical Report IBSC27/WP II-3 ,
International Bird Strike Commitee, Athens Wilbeck,  J.S.,    1977,  Impact  Behavior  of  Low Strength  Projectiles, Technical  Report AFML-TR-77-134 ,  Air  Force  Materials Laboratories, Air Force Wright Aeronautical Laboratories,  Wright  Patterson  Air  Force Base, Ohio 45433
Wilbeck, J.S., Barber, J.P. (1978),  Impact Bird Loading ,  The  Shock  and  Vibration  Bulletin 48 , 2, 115-122.