Kasus bird impact atau bird strike merupakan tumbukan antara pesawat dengan burung saat terbang dengan kecepatan tinggi. Kejadian yang tiba-tiba dan berulang terjadi ini dapat menyebabkan kerusakan serius pada struktur pesawat dan ancaman langsung pada keselamatan penerbangan.

Berdasarkan data laman Bird Strike Comitte, USA, sebanyak 250 orang telah meninggal di seluruh dunia akibat bird strike sejak 1988. Kerugian yang ditimbulkan kasus tersebut diperkirakan sebesar 700 juta dollar pertahun. Berdasarkan laman tersebut, sebanyak 4.800 bird strikes dilaporan oleh US Air Force dan sekitar 10.900 bird strikes terjadi pada penerbangan sipil USA. (Jun, Yulong, Xiaosheng, & Xiancheng, 2014)

Titik terjadinya tumbukan biasanya pada bagian pesawat yang menghadap ke depan seperti wing leading edge, nose cone, jet engine cowling, atau engine inlet. Dengan demikian, regulasi sertifikasi internasional mengharuskan semua komponen tersebut memenuhi level ketahanan tumbukan burung tertentu sebelum diizinkan untuk dipasang pada pesawat.

Dengan perkembangan industri pesawat terbang, faktor desain anti-bird impact diperkenalkan dalam fase desain pesawat terbang. Melalui analisis simulasi, biaya eksperimen untuk optimisasi struktur pesawat dapat dikurangi dan siklus desain dapat dipersingkat.

Sifat kerusakan pesawat terbang akibat serangan burung berbeda sesuai ukuran pesawat terbang. Untuk pesawat yang lebih kecil, kerusakan yang signifikan dapat terjadi pada struktur pesawat terbang. Untuk pesawat yang lebih besar dan semua pesawat terbang yang bermesin jet, rentan terhadap hilangnya dorongan akibat masuknya burung ke intake udara mesin. Hal ini mengakibatkan sejumlah kecelakaan fatal.

Pesawat kecil bermesin baling-baling kemungkinan besar akan mengalami dampak berbahaya dari tumbukan karena kerusakan struktural, seperti penetrasi kaca depan dek penerbangan atau kerusakan pada permukaan kontrol atau empennage. Pesawat bermesin jet yang lebih besar kemungkinan besar mengalami dampak berbahaya akibat tumbukan pada komponen mesin. (Ugrcic, Maksimovic, Stamenovic, & Nabil, 2015)

Pertahanan utama terhadap tumbukan burung termasuk dalam persyaratan kelaikan udara dari proses Sertifikasi Jenis Pesawat dan Mesin Pesawat Terbang. Namun, persyaratan ini bukan perlindungan yang lengkap dan juga terutama difokuskan pada pesawat angkut besar. Persyaratan desain yang relevan untuk pesawat terbang yang lebih kecil dan helikopter sangat terbatas.

Klausul sertifikasi menuntut pesawat terbang berhasil mendarat setelah tumbukan dengan seekor burung standar pada kecepatan jelajah pesawat untuk ketinggian tertentu. Karena itu, pendekatan yang diikuti dalam perancangan nose adalah kemampuan penyerapan energi yang dapat mengalihkan gaya reaksi yang lebih kecil ke struktur pendukung. Studi parametrik dapat membantu identifikasi parameter yang mempengaruhi perilaku struktur selama tumbukan burung.

Definisi model burung yang cocok sering menjadi masalah utama dalam simulasi numerik tumbukan burung. Dimulai dengan perhitungan nonlinier yang relatif sederhana dan beban tekanan yang diterapkan pada struktur target pada tahun 1970-an, interaksi struktur-fluida yang kompleks digunakan hari ini dengan kode simulasi eksplisit dan komputasi berperforma tinggi.

Menariknya, evolusi dari metode sederhana hingga kompleks dan akurat ini tidak mengarah pada pembentukan pendekatan pemodelan burung yang diterima secara umum. Sebagai gantinya, setidaknya ada tiga teknik saat ini, yang banyak digunakan, masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan (Lagrangian, Eulerian dan meshless particle modeling (SPH)).

Beberapa peneliti membuat penelitian numerik dengan menggunakan metode mesh Coupled Eulerian Lagrangian (CEL) perangkat lunak Abaqus untuk analisis kerusakan akibat tumbukan burung. Perangkat lunak LS-DYNA banyak digunakan untuk metode Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) atau Smooth Particle Hidrodynamic (SPH) dimana kedua metode tersebut memodelkan struktur target secara Lagrangian.

Penelitian ini akan membahas tentang tabrak burung pada pesawat mulai dari aspek teori, eksperimen, dan analisis numerik. Sejumlah hal yang akan dibahas meliputi statistik kasus tabrak burung pada pesawat, regulasi struktur pesawat terbang terkait tabrak burung, konsep tumbukan dan persamaan tekanan Hugoniot, persamaan kondisi Murnaghan, interaksi benda lunak dengan benda kaku, konsep tumbukan, hingga konsep pemodelan menggunakan ALE dan SPH serta beberapa konsep lain yang menunjang.

InsyaAllah akan dilanjutkan pada tulisan berikutnya.