Blended Wing Body : Desain Pesawat Penumpang Masa Depan

Blended Wing Body (BWB) atau juga disebut hybrid wing/body merupakan desain yang menyatukan badan dan sayap menjadi satu kesatuan fungsi dan bentuk. Gaya angkat tidak hanya dihasilkan sayap melainkan juga badan pesawat dan sayap itulah sekaligus sebagai badan pesawat. Desain ini jika terwujud akan menjadi solusi penerbangan sipil masa depan yang makin efisien dan ramah lingkungan.

Memang terlihat futuristik BWB ini seperti berasal dari film science fiction saja. Tapi ini bisa terwujud. Boeing (lewat divisi riset Phantom Works) dan NASA telah membuat dan menerbangkan pesawat model remote control X-48B sebagai perwujudan dari model yang diuji pada terowongan angin Langley Research Center.

Ship 2 (dengan cadangan Ship 1) berhasil terbang pertama kali tanggal 20 Juli 2007 untuk menguji berbagai macam karakterisitik aerodinamika yang timbul dari desain yang tidak konvensional ini. Percobaan terbang terus dilanjutkan hingga akhir Januari 2009.

BWB memang bukan asli pemikiran dari Boeing. Adalah McDonnell Douglas yang pertama melakukan studi desain lewat beberapa rancangan alternatif Super Jumbo MD/DC-12 sebelum perusahaan ini diambil alih Boeing.

Merunut kebelakang lagi adalah perancang Jack Northrop yang sangat gigih dan tidak kenal lelah dalam mendesain konsep yang merupakan cikal bakal BWB yaitu flying wing mulai tahun 1940-an dan akhirnya terwujud nyata dalam bentuk pembom B-2 Spirit akhir tahun 1980-an.

Mengingat ini bukan pertama kalinya Boeing dan NASA melakukan riset flying wing (X-45 UAV/Unmanned Air Vehicle) atau lifting body (proyek Space Shuttle), karakteristik maupun anomali yang terjadi saat terbang dari X-48B memang tidak terlalu mengejutkan.

Menurut Manager Proyek X-48B, Tim Risch, pada tes terbang ke-40 yang terakhir tanggal 21 Januari diwilayah Dryden, Edward Air Base menunjukan pengendalian yang masih baik bahkan di titik stall yang dianggap sebagai aspek kritis pada BWB, dengan fixed leading edge slats baik pada posisi masuk (retracted) maupun keluar (extended).

Harapan Baru

Model dengan memiliki wingspan sepanjang 21 feet berskala 8.5 % ini menjadi harapan desain baru bagi pesawat penumpang masa depan. Tanpa ekor yang menambah berat, badan dan sayap yang menyatu sehingga lebih aerodinamis daripada pesawat konvensional tentu akan lebih menghemat konsumsi bahan bakar. Menurut riset bisa hemat 20-30% dari Boeing B777.

Dua Desain - Boeing dan NASA memberikan dua alternatif konfigurasi desain pemasangan mesin agar bisa berkurang kebisingannya. N2B jelas lebih unggul tapi teknologinya lebih rumit dan lebih mahal. Karena itu konfigurasi N2A dipakai pada X-48B.

Inovasi lain adalah penempatan mesin sengaja dipasang dibagian belakang dan berada diatas badan/sayap. Dua alternatif diberikan, dengan pod (N2A) atau terpasang di badan/sayap (N2B). Dua-duanya memang dirancang seperti itu agar dapat mengurangi kebisingan sampai 42 dB dibawah ketetapan Stage IV. Mesin cukup maksimal tiga buah saja, jika dibandingkan untuk pesawat jumbo biasa yang membutuhkan empat mesin.

Jangan lupa desain BWB ini utamanya adalah untuk optimasi maksimum kapasitas angkut barang dan penumpang. Untuk penumpang, mereka akan ditempatkan di kabin lapang double decker (3-class) mulai dari bagian tengah badan sampai pangkal sayap yang diperkirakan bisa mencapai 1000 lebih penumpang ! Bandingkan dengan A380 yang “hanya” sanggup mengangkut 500-an penumpang.

Tantangan

BWB sebagai desain yang inovatif jelas menghadirkan hambatan dan tantangan. Yang paling utama dan memakan biaya dan riset cukup lama adalah struktur konstruksi kabin penumpang. Solusi awal adalah dengan tetap memasang kabin berbentuk silinder didalam penampang BWB. Meskipun ini solusi cepat dan mudah tapi akan menambah berat.

Alternatif lain penerapan Pultruded Rod Stitched Efficient Unitized Structure (PRSEUS) yang terbilang baru. Menurut Alex Velicki, pimpinan divisi struktur Phantom Works, bentuknya yang tidak melingkar (cenderung berbentuk kotak) menyebabkan pemakaian komposit harus didesain agar dapat membuat kabin bisa bertekanan.

Bukan perkara mudah karena tekanan setiap sisi berbeda, alhasil panel-panel yang membentuk “kotak” kabin harus didesain berbeda pula kekuatan struktur dan konstruksinya. Panel yang tidak seragam ini akan meningkatkan biaya, tapi dengan pemasangan panel yang praktis biaya bisa ditekan.

Panel-panel inilah yang dibuat dengan teknologi PRSEUS dimana kulit panel “dijahit” (stitches) dengan rangka komposit stringers untuk membentuk struktur fail-safe. Lebih rumit jika dibandingkan komposit konvensional. Tapi panel inilah yang bisa membentuk kabin bertekanan yang aman dan Boeing memperkirakan akan lebih ringan 28 % daripada struktur sandwich.

Desain Struktur dan Kabin - Dengan tetap menggunakan bentuk silinder, lebih mudah tapi tidak memberikan optimasi (kiri). Untuk itu Boeing meriset struktrur PRSEUS (kanan), walaupun mahal dan rumit akan mengoptimasi kapasitas sekaligus struktur yang ringan.

Saat ini Boeing telah membuat tes panel pendahuluan berukuran 42 x 80 inch yang diikuti nantinya dibuat menjadi 4 x 8 ft multi panel. Setelah itu baru kabin double decker meniru kabin penumpang sebenarnya ukuran 30 ft x 30 ft juga didesain untuk pengujian di laboratorium struktur milik NASA di Langley.

Ke Depan

Dengan bekal teknologi yang sudah ada diharapkan dalam waktu dekat versi demonstrator berawak sudah bisa dibuat dan melakukan terbang transonik untuk membuktikan perhitungan, riset, dan kelayakannya. Masalah struktur juga demikian, akan diuji lewat pesawat demonstrator B737.

Memang masih panjang memang perjalanan BWB untuk diterapkan pada pesawat komersial. Masih banyak studi yang dilakukan seperti studi pengendalian terbang, studi untuk evakuasi penumpang saat kecelakaan, aspek produksi, aspek perawatan/maintenance, kelayakan terminal bandara dan belum lagi hal remeh tapi juga penting, jika BWB ini terwujud akan berakhir era kabin berjendela yang berpengaruh kepada faktor psikologis dan kenyamanan penumpang. Direncanakan versi angkut, tanker untuk keperluan militer dan freighter/kargo sipil akan muncul terlebih dahulu baru kemudian versi angkut penumpang.

Dimensi BWB - Dengan tinggi 40.9 feet dan panjang 160.8 feet, BWB lebih pendek daripada B747-400. Sedangkan wingspan 289.0 feet lebih panjang sedikit. Tapi ini masih mencukupi untuk muat dalam dimensi terminal pesawat super jumbo agar tidak perlu lagi mendesain ulang bandara.

BWB lahir akibat pengembangan pesawat tube-and-wing style design yang telah mendekati desain akhir yang tidak mungkin dikembangkan menjadi suatu loncatan teknologi. Boeing dan NASA memang memiliki tujuan yang berbeda. Boeing menginginkan pesawat “Mega Jumbo” tapi dengan pemakaian bahan bakar yang lebih efisien tapi bisa mengangkut lebih banyak penumpang dan kargo.

Sedangkan NASA menginginkan pesawat masa depan “N+2 Generation Aircraft” yang ramah lingkungan, polusi rendah dan tingkat kebisingan rendah. Jika berjalan lancar, mulai tahun 2020, BWB ini akan menjadi pemandangan baru bagi dunia penerbangan komersial. (Sudiro Sumbodo, Jakarta, 2009)