ANALISIS PERBANDINGAN AERODINAMIKA DAN VORTEKS PADA WINGLET CANTED DAN BLENDED PESAWAT A330 MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC

Isu pemanasan global dan tuntutan efisiensi mendorong industri penerbangan untuk terus berinovasi, salah satunya melalui pengembangan desain aerodinamika pesawat. Winglet sebagai perangkat tambahan di ujung sayap merupakan salah satu inovasi untuk mengurangi induced drag dan meningkatkan efisiensi aerodinamika.Pesawat Airbus A330 telah mengalami evolusi desain winglet, dari tipe canted winglet pada seri CEO (Current Engine Option) ke blended winglet pada seri NEO (New Engine Option). Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis komparatif terhadap performa aerodinamika, karakteristik aliran vortex, dan efisiensi bahan bakar antara canted winglet dan blended winglet pada model sayap pesawat Airbus A330-300. Analisis ini penting untuk memahami keunggulan dan kelemahan masing-masing desain serta mengidentifikasi mana yang paling efisien. Studi ini menggunakan metodologi kuantitatif melalui simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) dengan perangkat lunak Ansys Fluent. Model sayap 3D dengan kedua tipe winglet dirancang menggunakan SolidWorks dan diuji dalam kondisi penerbangan pada ketinggian 26500 kaki dengan kecepatan 316 knots. Pengujian dilakukan pada dua variasi Angle of Attack (AoA), yaitu 0° dan 4°. Data hasil simulasi kemudian dianalisis menggunakan uji statistik komparatif (Uji T) dan analisis regresi linear untuk mengevaluasi perbedaan koefisien gaya angkat (CL), koefisien gaya hambat (CD), rasio L/D, dan dampaknya pada konsumsi bahan bakar.
Hasil analisis aerodinamika menunjukkan bahwa meskipun data tren mengindikasikan canted winglet menghasilkan gaya hambat sedikit lebih rendah dan nilai gaya angkat yang baik. Hasil uji statistik (Uji T) membuktikan bahwa tidak terdapat perbedaan yang signifikan secara statistik pada nilai CL dan CD antara kedua desain winglet (p-value > 0,05). Temuan paling signifikan terletak pada efisiensi bahan bakar dan analisis aliran vorteks. Hasil perhitungan menggunakan Breguet Range Formula menunjukkan bahwa blended winglet secara signifikan lebih unggul dalam efisiensi bahan bakar. Pada AoA 0°, blended winglet terbukti 16,67 % lebih efisien, dan keunggulan ini meningkat menjadi 23,52 % pada AoA 4° dibandingkan canted winglet. Keunggulan efisiensi ini dijelaskan oleh hasil visualisasi vortex, dimana blended winglet mampu menghasilkan aliran vortex yang lebih kecil, teratur, dan terkonsentrasi di ujung sayap. Sebaliknya, canted winglet menghasilkan vortex yang lebih besar dan tersebar di sepanjang permukaannya. Karakteristik vortex yang lebih teratur pada blended winglet mengindikasikan nilai induced drag yang lebih rendah, yang menjadi faktor utama di balik efisiensi bahan bakarnya yang superior. Kesimpulannya, meskipun tidak ada perbedaan signifikan secara statistik dalam koefisien gaya angkat dan hambat, blended winglet menawarkan keuntungan yang jauh lebih besar dalam hal efisiensi konsumsi bahan bakar. Hal ini disebabkan oleh kemampuannya yang lebih efektif dalam mengelola dan meminimalkan vortex pada ujung sayap, sehingga mengurangi induced drag. Temuan ini memberikan justifikasi teknis mengapa desain blended winglet diadopsi pada model pesawat modern seperti Airbus A330 NEO untuk mencapai operasional penerbangan yang lebih ekonomis dan ramah lingkungan
Kata Kunci: Winglet, Canted Winglet, Blended Winglet, Aerodinamika, Computational Fluid Dynamics (CFD), Vortex, Efisiensi Bahan Bakar, Airbus A330-300.

The issue of global warming and demands for efficiency are driving the aviation industry to continue innovating, one of which is through the development of aircraft aerodynamic design. Winglets, as additional devices at the wing tips, are one innovation to reduce induced drag and improve aerodynamic efficiency. The Airbus A330 aircraft has undergone an evolution in winglet design, from the canted winglet type in the CEO (Current Engine Option) series to the blended winglet in the NEO (New Engine Option) series. This study aims to conduct a comparative analysis of aerodynamic performance, vortex flow characteristics, and fuel efficiency between canted winglets and blended winglets on the Airbus A330-300 aircraft wing model. This analysis is important to understand the advantages and disadvantages of each design and identify which is the most efficient. This study employs a quantitative methodology through Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations using Ansys Fluent software. A 3D wing model with both winglet types was designed using SolidWorks and tested under flight conditions at an altitude of 26,500 feet and a speed of 316 knots. The testing was conducted at two Angle of Attack (AoA) variations, namely 0° and 4°. The simulation data was then analyzed using comparative statistical tests (T-test) and linear regression analysis to evaluate differences in lift coefficient (CL), drag coefficient (CD), L/D ratio, and their impact on fuel consumption. The aerodynamic analysis results indicate that while the trend data suggest the canted winglet produces slightly lower drag and good lift values, the statistical test (T-test) proves there is no statistically significant difference in CL and CD values between the two winglet designs (p-value > 0.05). The most significant findings lie in fuel efficiency and vortex flow analysis. Calculations using the Breguet Range Formula show that blended winglets are significantly superior in fuel efficiency. At AoA 0°, blended winglets are proven to be 16,67% more efficient, and this advantage increases to 23,52% at AoA 4° compared to canted winglets. This efficiency advantage is explained by vortex visualization results, where the blended winglet is able to generate smaller, more regular, and concentrated vortex flows at the wing tip. Conversely, the canted winglet produces larger and more dispersed vortexes along its surface. The more regular vortex characteristics of the blended winglet indicate lower induced drag, which is the primary factor behind its superior fuel efficiency. In conclusion, although there is no statistically significant difference in lift and drag coefficients, the blended winglet offers a much greater advantage in terms of fuel efficiency. This is due to its more effective ability to manage and minimize vortices at the wing tip, thereby reducing induced drag. This finding provides technical justification for why the blended winglet design is adopted in modern aircraft models such as the Airbus A330 NEO to achieve more economical and
environmentally friendly flight operations.
Keywords: Winglet, Canted Winglet, Blended Winglet, Aerodynamics, Computational Fluid Dynamics (CFD), Vortex, Fuel Efficiency, Airbus A330-300.