Penggunaan Komposite Material Pada Pesawat Terbang

 Perkembangan teknologi material telah melahirkan suatu material jenis baru yang dibangun secara bertumpuk dari beberapa lapisan. Material ini lah yang disebut material komposit. Material komposit terdiri dari lebih dari satu tipe material dan dirancang untuk mendapatkan kombinasi karakteristik terbaik dari setiap komponen penyusunnya. Teknologi ini sekarang banyak di pakai pada struktur pesawat terbang karena dianggap lebih kuat dan ringan memenuhi standard STWR ( strength to weight ratio ) yang merupakan perbandingan antara kekuatan dan berat beban bahan itu sendiri. Pada dasarnya, komposit dapat didefinisikan sebagai campuran makroskopik dari serat dan matriks. Serat merupakan material yang (umumnya) jauh lebih kuat dari matriks dan berfungsi memberikan kekuatan tarik. Sedangkan matriks berfungsi untuk melindungi serat dari efek lingkungan dan kerusakan akibat benturan.

Manfaat utama dari penggunaan komposit adalah mendapatkan kombinasi sifat kekuatan serta kekakuan tinggi dan berat jenis yang ringan. Dengan memilih kombinasi material serat dan matriks yang tepat, kita dapat membuat suatu material komposit dengan sifat yang tepat sama dengan kebutuhan sifat untuk suatu struktur tertentu dan tujuan tertentu pula.
Penerbangan modern, baik sipil maupun militer, adalah contoh utamanya. Keduanya akan menjadi sangat tidak efisien tanpa adanya material komposit. Material komposit canggih kini telah umum digunakan pada bagian sayap dan ekor, propeller, bilah rotor, dan juga struktur internal pesawat terbang. Penggunaan material komposit terus dikembangkan pada struktur pesawat terbang. Hal ini merupakan terobosan yang sangat inovatif dalam pengembangan sebuah struktur pesawat terbang, dimana yang kita ketahui struktur pesawat terbang yang selama ini ada, hanya menggunakan material material metal seperti : alumunium, nickel, caststeel, iron dan lain – lain.
Pada pesawat komersil dan pesawat militer yang memerlukan beban berat, teknologi yang digunakan untuk material komposit ini adalah High Pressure Composites (HPC). Karakteristik dari HPC adalah dibuat dengan tegangan dan suhu yang tinggi, masih memerlukan bolt dan rivet (masih rawan terjadi korosi), berat jenis 1,6 (alumunium 2,7). Pabrikan seperti Eurofighter, Airbus dan Boeing telah meneliti lebih lanjut tentang kekuatan material komposit ini, dan Boeing sendiri telah mengeluarkan series terbarunya yaitu boeing 787-dreamliners. Series pesawat ini hampir 97% struktur penyusunnya menggunakan komposit. Sebelumnya militer Amerika Serikat adalah pihak yang pertama kali mengembangkan dan memakai bahan komposit. Pesawat AV-8D mempunyai kandungan bahan komposit 27% dalam struktur rangka pesawat pada awal tahun 1980-an. Penggunaan bahan komposit dalam skala besar pertama kali terjadi pada tahun 1985. Ketika itu Airbus A320 pertama kali terbang dengan stabiliser horisontal dan vertikal yang terbuat dari bahan komposit. Airbus telah menggunakan komposit sampai dengan 15% dari berat total rangka pesawat untuk seri A320, A330 dan A340

Sedangkan pada pesawat yang tidak memerlukan beban berat dan dibutuhkan kemampuan untuk bermanuver, teknologi yang digunakan untuk material kompositnya adalah Low Pressure Composites (LPC). Karakteristik dari LPC adalah dibuat dengan tegangan dan suhu sedang, tidak memerlukan bolt dan rivet, berat jenis 1,5 (alumunium 2,7) dan mudah dalam pemeliharaannya. Pabrikan seperti Cirrus, Diamond dan Grob Aircraft telah menerapkannya pada produksi pesawat terbaru mereka, termasuk pesawat Grob yang akan memperkuat jajaran pesawat latih TNI AU dimana hampir seluruh struktur penyusunnya menggunakan komposit.
Selain aplikasi di industri dirgantara, dewasa ini material komposit telah banyak juga digunakan untuk badan mobil F1, alat-alat olahraga, struktur kapal dan industri migas.
Material komposit disamping memiliki keunggulan material ini juga memiliki beberapa kelemahan seperti peka terhadap zat zat kimia / larutan tertentu, khususnya komposit polimer, harga bahan dasar mahal serta proses pembuatan dan pembentukan komposit relative lama.
Hambatan dalam aplikasi material komposit umumnya adalah soal biaya. Meskipun sering kali proses manufaktur material komposit lebih efisien, namun material mentahnya masih terlalu mahal. Material komposit masih belum bisa secara total menggantikan material konvensional seperti baja, tetapi dalam beberapa kasus kita memiki kebutuhan akan hal itu. Tidak diragukan, dengan teknologi yang terus berkembang, pengunaan baru dari material komposit akan bermunculan. Kita belum melihat semua yang material komposit dapat lakukan.

Dibanding dengan material konvensional keunggulan komposit antara lain yaitu  dapat dibuat sesuai kriteria dan kebutuhan rancangan yang diinginkan, sebagai upaya optimalisasi fungsi yang dibutuhkan (tailorability), tahanan lelah (fatigue resistance) yang baik, tahan korosi, memiliki kekuatan jenis (rasio kekuatan terhadap berat jenis) yang tinggi, dimungkinkan memiliki sifat sifat yang lebih baik dari pada sifat pada logam, keramik, maupun polimer dan memberi tampilan serta kehalusan permukaan yang lebih baik

Daftar Pustaka 

-       Groover, M.P. 2002. Fundamentals of Modern Manufacturing: Physical Properties of Materials. John Wiley and Sons.

-       Harris, Bryan. 1999. Engineering composite material. Institute of Material, London.

-       Tuttle, Mark E. 1992. A Brief Introduction to Polymeric Materials, Department of Mechanical Engineering, University of Washington, Seattle, Washington. 

-       Van Vlack, L.H. Elements of Material Science and Engineering. Addison Wesley, Massachussets 

-       White, Rachel L. 2007. Glass as a Structural Material, a Report for Master of Science, Kansas State University, Manhattan, Kansas 

  -   Chapter 3: Properties of Wood and Structural Wood Product