Analisis Pengujian Statis Propeller APC-C2 7x4 pada Engine OS Max 15LA-S
Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana Strata 1 (S-1)
Disusun Oleh :
Ignatius Dimas Dwicahyanto. NIM : 03050059
TEKNIK PENERBANGAN SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI ADISUTJIPTO YOGYAKARTA 2009 i
LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING
Skripsi dengan judul:
Analisis Pengujian Statis Propeller APC-C2 7x4 Pada Engine OS Max 15LA-S
Yang dipersiapkan oleh: Nama
: Ignatius Dimas Dwicahyanto.
Nomor Mahasiswa : 03050059 Jurusan
: Teknik Penerbangan
Telah Memenuhi Persyaratan dan Siap Untuk Diujikan
Disetujui pada Tanggal
------------------------------------------
Pembimbing I
Pembimbing II
Moh. Ardi Cahyono, ST.,MT.
Karseno KS.INZ, S.E, M.M ii
LEMBAR PENGESAHAN Analisis Pengujian Statis Propeller APC-C2 7x4 Pada Engine OS Max 15LA-S
Yang dipersiapkan dan disusun oleh : Ignatius Dimas Dwicahyanto. NIM. 03050059
Telah dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada tanggal _................... dan dinyatakan telah memenuhi syarat guna memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Susunan Tim Penguji Nama Lengkap
Tanda Tangan
Ketua Penguji
: Moh. Ardi Cahyono, ST.,MT.
………………
Penguji I
: Karseno KS.INZ, S.E, M.M
………………
Penguji II
: Ir. Djarot Wahyu S. M.T
.……………...
Penguji III
:Srymulyani, ST.
………………
Yogyakarta, Juli 2009 Jurusan Teknik Penerbangan Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto Ketua Jurusan
Ir. Djarot Wahyu S. M.T
iii
PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini saya : Nama
: Ignatius Dimas Dwicahyanto.
Nomor Mahasiswa : 03050059 Jurusan
: Teknik Penerbangan
Judul Skripsi
: Analisis Pengujian Statis Propeller APC-C2 7x4 Pada Engine OS Max 15LA-S
Menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil pekerjaan saya sendiri dan sepanjang pengetahuan saya tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau telah dipergunakan dan diterima sebagai persyaratan penyelesaian studi pada universitas atau instansi lain, kecuali pada bagian-bagian tertentu yang telah dinyatakan dalam teks.
Yogyakarta,
Juli 2009
Yang Menyatakan
Ignatius Dimas Dwicahyanto. NIM. 03050059
iv
MOTTO
“Pembelajaran hidup berdasarkan pengalaman, Tujuan mulia, nyata dan cinta jalan berbarengan, Berusahalah untuk hidup 1000 tahun lagi dan berjuta amal untuk bekal nanti, Kejar, berjuang, dan dapatkan”
“Hidup didunia ini bukan untuk mencari orang yang sempurna untuk dicintai,,,, Tetapi mencari orang yang tidaksempurna untuk dicintai dengan cara yang sempurna”
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Tulisan ini kupersembahkan buat: Dan untuk yang berharga di hIdup… “terimakasih atas keseMpatan dan Semuanya” Mungkin kalau tanpa kalian aku ga akan bisa bertahan special for my mom and my dadd “thanks for loving me” Dyah & devy “ I love U All”
atas dukungan selama ini yang selalu memberikan kekuatan cinta dan motivasi batin
Cindy
special banget buat Aeroholic STTA rury..rio..maria..wika..bom2..septian..jefrey..ronald,,, moko dll buat anak2 HAACer Simbah, Taupiq, Arnas, si Poer Dargombes, Funy,edy, suryo dll Aeroholic Suryadarma Panji,,agam,, kadir,,cepot,, dita,,nety,,dino dll buat teman seperjuangan Seluruh kelas TPB-2003 tanpa terkecuali…
vi
KATA PENGANTAR Syukur yang terindah dipanjatkan ke hadirat Tuhan Yesus Kristus atas perlindungan dan kasih-Nya sehingga dalam kesempatan dan waktu yang diberikan Penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, dengan judul “Analisis Pengujian Statis Propeller APC-C2 7x4 Pada Engine OS Max 15LA-S” Dalam menyelesaikan skripsi ini, Penulis banyak mendapat bantuan dan masukan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan tidak mengurangi rasa hormat, Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Marsma TNI (Purn) Ir. Suyitmadi M.T selaku Ketua STTA Yogyakarta. 2. Bapak Ir Djarot Wahyu S, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Penerbangan STTA Yogyakarta 3. Bapak. Ardi Cahyono, ST, MT, selaku pembimbing utama skripsi 4. Bapak. Karseno KS.INZ, S.E, M.M, selaku pembimbing pendamping skripsi 5. Yang teristimewa Bapak dan Ibu, serta adikku Diah dan Devi atas doa, kasih sayang dan pencerahan serta dukungan materiil selama ini. 6. Rekan Senior Aeromodelling Ruri dan Rio, selalu tetap dalam satu pemikiran. Anak-anak Aeromodelling serta teman-teman seperjuangan Novan dkk dan semua teman TP Angkatan 2003. 7. Bapak. Markus, selaku pembimbing Aeromodelling
vii
Segala kekurangan dan kesalahan yang mungkin terjadi dalam penulisan skripsi ini mohon dimaklumi. Oleh karena itu, Penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari semua pihak. Yogyakarta, Juli 2009 Penulis
viii
Analisis Pengujian Statis Propeller APC-C2 7x4 Pada Engine OS Max 15LA-S Oleh Ignatius Dimas D. ( NIM. 03050059 )
ABSTRAK
Pengujian dalam penentuan besarnya thrust propeller-engine bagi pesawat model atau unmanned (tak berawak) berbeda dengan pesawat terbang berawak (berpenumpang). Pengujian propeller pada pesawat model (aeromodelling) dilakukan dengan pengujian statis yang dilakukan pada tiga jenis propeller (APC 7x4, APC 7x5, dan JXF 7x4 HY) engine OS Max 15LA-S untuk mengetahui performa dan karakteristik engine, propeller, dan konfigurasi pesawat model sehingga dapat memberikan gambaran bagi para aeromodeller khususnya dalam memilih dan menentukan jenis propeller. Varibel pengujian yang digunakan adalah variasi throttle untuk mendapatkan karakteristik propeller. Penambahan persentasi throttle menyebabkan bertambahnya RPM dan berimplikasi pula pada meningkatnya thrust yang dihasilkan propeller engine. Efisiensi propeller APC 7x4, propeller APC 7x5 dan propeller JXF 7x4 HY masing – masing adalah 70,11%, 68,70% dan 82,78% pada pembukaan throttle 60%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa thrust yang paling besar dengan efisiensi propeller maksimum dicapai oleh propeller JXF 7x4 HY yaitu 7,65 N. RPMmax tertinggi dicapai oleh propeller APC 7x4, yaitu 19440 RPM. Thrust yang dihasilkan propeller engine berbanding lurus dengan penambahan persentasi throttle dimana semakin besar persentasi throttle maka thrust yang dihasilkan akan semakin besar. Kata kunci: uji statis, propeller, throttle, engine OS Max 15LA-S.
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ iii PERNYATAAN ................................................................................................. iv MOTTO .............................................................................................................. v HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... vi KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii ABSTRAK .......................................................................................................... ix DAFTAR ISI....................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii DAFTAR SINGKATAN .................................................................................... xiv DAFTAR SIMBOL ............................................................................................ xv DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... xvi BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1 1.2 Pokok Permasalahan ...................................................................... 2 1.3 Rumusan Masalah .......................................................................... 3 1.4 Tujuan Penulisan............................................................................ 3 1.5 Batasan Masalah ............................................................................ 3 1.6 Manfaat Penulisan.......................................................................... 4 1.7 Sistematika Penulisan .................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka ............................................................................ 6 2.2 Landasan Teori............................................................................... 6 2.2.1 Bagian Propeller.................................................................... 6 2.2.2 Elemen – Elemen Propeller................................................... 7 x
2.2.3 Tipe – Tipe Propeller ............................................................ 9 2.2.4 Pergerakan Propeller ............................................................. 10 2.2.5 Teori Momentum .................................................................. 15 2.2.6 Teori Bale Elemen (Elemen Bilah)....................................... 19 2.2.7 Ketahanan Propeller.............................................................. 21 2.2.8 Pengujian Propeller ............................................................... 21 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Pengumpulan Data............................................................ 27 3.2 Jalannya Penelitian......................................................................... 28 3.3 Bahan Dan Alat.............................................................................. 29 3.4 Pemodelan Pengujian Thrust Propeller.......................................... 32 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil ............................................................................................... 36 4.1.1
Hasil Pengujian .................................................................. 36
4.1.2
Hasil Perhitungan Analitis ................................................. 38
4.2 Pembahasan.................................................................................... 41 4.2.1
Propeller APC 7x4 ............................................................. 41
4.2.2
Propeller APC 7x5 ............................................................. 43
4.2.3
Propeller JXF 7x4 HY ....................................................... 45
4.2.4
Perbandingan Hasil ............................................................ 46
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan .................................................................................... 51 5.2 Saran .............................................................................................. 51 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 53 LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
: Bagian-bagian Propeller Blade
7
Gambar 2.2
: Typical Propeller Blades Geometry
8
Gambar 2.3
: Typical Propeller Blades Airfoil
9
Gambar 2.4
: Gaya Beban pada Propeller
11
Gambar 2.5
: Pusat Rotasi Propeller Blades
12
Gambar 2.6
: Gaya Angkat penyebab Pitching Moment
12
Gambar 2.7
: Gaya Centrifugal penyebab Pitching Moment
13
Gambar 2.8
: Thrust dan kecepatan propeller blade (pusher and puller)
13
Gambar 2.9
: Typical Propeller Diameter and Pitch
14
Gambar 2.10
: Effective and Geometric Pitch
14
Gambar 2.11
: Pemercepatan kecepatan ν∞ oleh propeller menjadi ν∞+Δν
15
Gambar 2.12
: Performance dari propeller
17
Gambar 2.13
: Karakteristik Elemen Bilah
19
Gambar 2.14
: Elemen bilah Propeller
20
Gambar 2.15
: Airfoil Propeller APC, flat-bottom
21
Gambar 2.16
: Tiga Jenis Propeller APC dan HY
22
Gambar 2.17
: Engine OS 15 LA Silver
23
Gambar 2.18
: Bagian-bagian Engine OS 15 LA Silver
24
Gambar 2.19
: Lokasi Tangki Bahan Bakar
25
Gambar 2.20
: Pengujian Statis
25
Gambar 2.21
: Korelasi Thrust vs. RPM
26
Gambar 3.1
: Diagram Alir Penelitian
28
Gambar 3.2
: Nitromethan 15% Coolpower (Methanol Murni)
29
Gambar 3.3
: Engine OS 15 LA Silver
29
Gambar 3.4
: Propeller APC 7x4, APC 7x5, HF 7x4
30
Gambar 3.5
: Timbangan Digital
30
xii
Gambar 3.6
: RPM meter
30
Gambar 3.7
: Glow Plug
30
Gambar 3.8
: Remote contol (RC)
30
Gambar 3.9
: Fuel tank
31
Gambar 3.10
: Tali (kawat) dan batang baja
31
Gambar 3.11
: Pesawat Uji
31
Gambar 3.12
: Pitch dan Diameter Propeller
32
Gambar 3.13
: Rencana Pengujian Pengukuran Thrust
34
Gambar 4.1
: Grafik Thrust versus RPM
37
Gambar 4.2
: Grafik Thrust versus throttle
37
Gambar 4.3
: Grafik RPM versus throttle
38
Gambar 4.4
: Grafik Thrust versus RPM
40
Gambar 4.5
: Grafik Thrust versus Throttle
40
Gambar 4.6
: Grafik Thrust versus throttle Propeller APC 7×4
41
Gambar 4.7
: Grafik Thrust versus throttle Propeller APC 7×4
42
Gambar 4.8
: Grafik Thrust versus RPM Propeller APC 7×4
43
Gambar 4.9
: Grafik Thrust versus RPM Propeller APC 7×5
44
Gambar 4.10
: Grafik Thrust versus throttle Propeller APC 7×5
44
Gambar 4.11
: Grafik Thrust versus throttle Propeller JXF 7×4 HY
45
Gambar 4.12
: Grafik Thrust versus RPM Propeller JXF 7×4 HY
46
Gambar 4.13
: Grafik Thrust versus RPM
47
Gambar 4.14
: Grafik Efisiensi versus RPM
48
Gambar 4.15
: Grafik Performa propeller
49
Gambar 4.16
: Grafik Performa Propeller APC 7x4
50
Gambar 4.17
: Grafik Performa Propeller APC 7x5
50
Gambar 4.18
:
50
Grafik Performa Propeller APC 7x5
xiii
DAFTAR ISTILAH, SINGKATAN DAN SIMBOL
Blade angle
: sudut antara setiap elemen bilah dengan bidang putar propeller, berbeda besar mulai dari hub hingga tip. Sudut ini bervariasi bagi kecepatan konstan propeller dan tetap bagi fixed-pitch propeller
Controllable Pitch Blade element
: pitch setting bisa diubah dan dikontrol oleh pilot sewaktu terbang : kombinasi lengkungan atas-bawah membentuk bilah propeller. Bilah ini berubah bentuk dan sudut dari hub sampai dengan tip
Fixed Pitch Full Feathering Ground Adjustable Pitch Hub Leading edge
: propeller dengan 1 pitch setting dan biasanya tidak lebih dari 2 bilah : kecepatan konstan propeller guna mengeliminasi gaya hambat dan pusaran angin sewaktu engine rusak atau mati : pitch setting bisa diubah ketika pesawat di darat dan engine tidak nyala : bagian yang menancap pada crankshaft (poros engkol) : ujung depan yang mengiris atau memotong datangnya arus udara
NACA
: National Advisory Committee for Aeronautics
PON
: Pekan Olah Raga Nasional
Reversing
: kecepatan konstan propeller yang dapat mengubah blade angle negatif dan thrust berlawanan sewaktu pesawat akan mendarat : bagian yang terdekat dengan hub, disebut shank (tulang
Root
kering) dan biasanya tebal dan kuat Trailing Edge
: ujung belakang, berlawanan dengan leading edge
Two-position
: pitch setting bisa diubah oleh pilot sewaktu terbang
xiv
Sombol Dan Lambang
cT
: Koefisien thrust
cP
: Koefisien daya engine
D
: Diameter propeller blade
FOM
: Figure of Merit
J
: Advance ratio (ratio maju)
L
: Lebar bilah propeller
n
: Jumlah putara per menit
RPM
: Rotation per minute
t
: Tebal bilah propeller
T
: Gaya dorong / thrust
Ttimbangan
: Thrust hasil pembacaan di timbangan (N)
Wpesawat
: Berat pesawat (N)
Vaxial
: Kecepatan aksial di ujung propeller
Vtip
: Kecepatan putar di ujung propeller (tip)
V∞
: Kecepatan aliran udara (m/detik)
W
: Fuel consumption selama t detik
ρ
: Massa jenis udara ≈ 1,225 kg/m3
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
: Data Hasil Pengujian Propeller APC C-2 7×4
Lampiran 2
: Data Hasil Pengujian Propeller APC C-2 7×5
Lampiran 3
: Data Hasil Pengujian Propeller JXF 7×4 HY
Lampiran 4
: Perhitungan Propeller APC C-2 7×4
Lampiran 5
: Perhitungan Propeller APC C-2 7×5
Lampiran 6
: Perhitungan Propeller JXF 7×4 HY
Lampiran 7
: Data Spesifikasi Propeller
Lampiran 8
: Proses Starting the Engine OS MAX 15 LA-S
Lampiran 9
: Foto Pengujian
xvi
