X-Planes: Supersonik yang Lebih Nyaman

Oleh Dedi Junaedi

Memasuki kuartal kedua 2016, Badan Antariksa Nasional AS (NASA) mendapat kontrak pesanan untuk merancang bangun sebuah pesawat supersonik penumpang yang lebih nyaman. Mampu terbang cepat, tenang dan tidak berisik.  Seri pertama X-Planes diharapkan muncul pada 2017.

Direktur NASA Charles Bolden menyampaikan rencana itu kepada wartawan di Ronald Reagan Washington National Airport di Arlington, Virginia (17/3). Pada kesempatan tersebut, sebuah desain artis X-Planes diperkenalkan kepada media dengan pendekatan konsep Quiet Supersonic Transport (QueSST). Pesawat jet supersonik untuk penumpang itu diharapkan tampil lebih tenang (tidak berisik dan bising seperti pesawat generasi sebelumnya) dan dapat melayani penerbangan dengan tarif lebih terjangkau.

NASA berupaya  keras untuk membuat  sistem penerbangan yang lebih hijau, lebih aman dan lebih tenang. Pada saat yang sama, pesawat yang dikembangkan akan lebih cepat dan lebih efisien dalam operasionalisasinya. “Pesawat baru akan menuntaskan masalah kebisingan yang menjadi kendala hampir 70 tahun ini,’’ jelas Bolden.

Untuk mendukung target tersebut, NASA menggandeng   Lockheed Martin Aeronautics di  California  untuk menyelesaikan desain awal konsep teknologi QueSST. Pekerjaan ini akan diawasi  oleh Divisi Riset Dasar dan Teknologi Penerbangan Terapan  (BAART) milik  Langley Research Center NASA di Hampton, Virginia.

Lockheed Martin akan menerima dana sekitar 20 juta dolar selama 17 bulan untuk pengembangan desain awal QueSST. Tim Lockheed Martin sendiri akan bermitra dengan subkontraktor GE Aviation di Cincinnati dan Tri Model Inc  yang bermarkas di Huntington Beach, California.

Setelah melakukan studi kelayakan dan bekerja untuk lebih memahami tingkat suara diterima di seluruh negeri,  Divisi Proyek Teknologi Supersonik Komersial NASA meminta  konsorsium industri terkait untuk menyerahkan konsep desain pesawat yang  mampu terbang dengan kecepatan supersonik, terbang stabil  yang tidak mengganggu fungsi ritmik jantung manusia berbagai umur, serta tidak menimbulkan suara berisik  yang mengganggu fungsi pendengaran.

“Mengembangkan rancang bangun dan uji terbang X-Planes supersonik adalah langkah logis berikutnya sebelum kita menawarkan konsep bisnis wisata supersonik,” kata Jaiwon Shin,  administrator  Misi Riset Aeronotika NASA.

Tiga perusahaan dirgantara akan mengembangkan  desain awal dan persyaratan spesifikasi dasar pesawat, serta menyiapkan dokumentasi pendukung untuk perencanaan dan formulasi konsep. Dokumentasi ini akan digunakan untuk membuat rancangan rinci, rencana kontruksi dan tahap pengujian jet QueSST jet. Kinerja desain awal akan diuji analitis dengan validasi di terowongan angin..

Setelah rancang bangun selesai,  proyek memasuki demontrasi terbang rendah atau dikenal dengan fase Low Boom Flight Demonstration (LBFD). Di sini desain akan dimatangkan dan divalidasi dengan respon komunitas agar menghasikan rancang bangun sebuah jet supersonik yang benar-benar baru, nyaman dan ekonomis. Rancang bangun pesawat berstandar QueSST yang rinci diuji lebih lanjut oleh tim terpadu di Divisi  Misi Riset Aeronautika NASA.

Melalui inisiatif program  10-year New Aviation Horizons, NASA berambisi mematok target inovasi teknologi baru untuk mengurangi  konsumsi bahan bakar,  tingkat emisi gas rumah kaca, dan polusi kebisingan suara. Inovasi diharapkan juga menyentuh hingga ke pembuatan bentuk badan dan sayap pesawat jet supersonic.

Visi baru generasi  X-planes akan mulai masuk skala produksi dalam beberapa tahun mendatang. Tahun 2020, jet supersonik baru diharapkan mulai masuk  pasar pesawat penumpang komersial. Shin menjelaskan, nilai bisnis penerbangan sungguh menggiurkan. Dia member ilustrasi, ada milyaran dolar yang telah dibelanjakan oleh 3,3 milyar penumpang pesawat 2014.  Dalam kurun dua dekade berikutnya, jumlahnya akan naik hingga 7 milyar orang pada 2034.  Selama kurun itu aka nada 36.000 pesawat baru yang dibutuhkan untuk mengatasi pertumbuhan dan penggantian pesawat lama. Nilai bisnis penerbangan kira-kira akan mencapai  4-5 trilyun dolar.

Lockheed Martin memimpin tim untuk mengembangkan desain pesawat masa depan yang dapat terbang pada kecepatan supersonik. Didanai NASA, tim ini juga melibatkan GE Global Research, Purdue University, dan Wyle Laboratories.

“Ini sungguh terobosan buat kami. Tak hanya perangkat out bekerja, tetapi hasil uji kami menunjukan kota dapat mengembangkan inovasi lebih baik untuk mengutrangi noise dari usaha sebelumnya,” kata  Peter Coen, Manajer Proyek Supersonik NASA di Langley Research Center di Virginia.

Sejak tahun lalu, personel NASA memasang sensor sonic boom  di kawasan penduduk untuk menguji level kebisingan pesawat supersonic. Data yang diperoleh menjadi masukan penting untuk riset inovasi teknologi pengurang kebisingan suara.

Suara bising umumnya muncul ketik pesawat supersonic terbang menjelajah angkasa. Polusi suara juga cukup menggangu saat tinggal landas dan endarat. Inilah yang menjadi kritik utama atas tidak populernya peswat supersonik Concorde di Eropa.

Maka, dengan menggunakan perangkat computer,  tim  Boeing dan Lockheed Martin, atas biaya riset  NASA, kemudian mengembangkan desain untuk dua pesawat supersonik berkapasitas 30-80 penumpang. Produk ini disiapkan untuk masuk pasar  penerbangan komersial tahun 2025.

“Tugas kami tak hanya merancang teknologi pengurang kebisingan, tetapi  juga untukmenghasilkan segala solusi untuk memenuhi spesifikasi pesawat masa depan yang lebih hijau dan ekonomis,’’ tambah Coen.

Sebagai contoh, perangkat computer dapat membantu satu cara untuk mengurangi kebisingan dengan mengubah bentuk pesawat  menjadi lebih langsing pada bagian tertentu seperti  fuselage. Secara teoritis masalah suara juga dapat diatasi dengan mengatur panjang badan pesawat.

Sayangnya, meski pesawat sepanjang 800-kaki mungkin dapat menghasilkan sonic booms yang lebih dapat diterima, pesawat pada ukuran itu mesti memperhatikan gerbang yang lebih sesuai saat berlari di runway  tanpa hambatan. Konsepnya harus dibuat demikian rup sehingga tidak perlu adanya desain ulang bandara yang pasti mahal itu.

Bagaimana pun, jelas Coen, fuselage yang panjang dan langsung bukan jawaban praktis.  Upaya lain untuk mengatasi masalah ini adalah mengrontruksi ulang bentuk tiga dimensi pesqawat,  termasuk mesin dan perlengkapannya. ‘’Kami terus melakukan simulasi untuk endapat desain paling pas dan praktis,’’ tegasnya.

Untuk membantu mencapai target, para insinyur telah melakukanstudi pendahuluan dengan membuat simulsi bagaimana sebuat konfogurasi pesawat secara keseluruhan dapat dimodifikasi agar menghasilnya sonic boom yang memenuhi syarat. Pada saat yag sama, dampak guncangan saat mendarat dan tinggal landas perlu diredam sampai pada tingkat yang membuat penumpang nyaman di dalam maupun di luar pesawat.

Dua konsep desain telah disiapkan. Yang pertama ditawarkan pesawat komersial yang lebih ringan dan kecil. Yang kedua kebutuhan membuat peswat yang mampu terbang dengan kecepatan dan daya jelajah tinggi. Supersonik baru ini dirancang memilki kecepatan 1,6-1,8 mach (1 mach = kecepatan suara = 1.225 km per jam) atau sedikit lebih lambat Concorde yang dapat melaju hingga 2,0 mach.

Meski unggul dalam kecepatan, Concorde punya kelemahan dalam menimbulkan suara bising. Jika level ambang batas suara toleransi yang diterima telinga manusia adalah 100 dB, suara bising supersonic Concorde mencapai 105 db. Nah, supersonik X-Planes yang  diinginkan NASA kira-kira hanya menghasilkan suara bising 70-72 dB.  “Kami ingin supersonic baru hanya menghasilkan suara setara suara blender di dapur atau paling tinggi setara konser music rock di dalam ruang,’’ pungkas Coen.

 

Klasifikasi Pesawat Terbang

Tipe Pesawat	Kecepatan Jelajah
	Mach	Km/jam	m/detik
Subsonik	<0,8	<980	<270
Transonik	0,8-1,2	980-1.470	270-410
Supersonik	1,2-5,0	1.470-6.150	410-1.710
Hypersonik	5,0-10,0	6.150-12.300	1.710-3.415
High-hypersonik	10,0-25,0	12.300-30.740	3.415-8.465
Ultrasonik	>25,0	>30.740	>8.465