Gambar 2.1 Pesawat tanpa awak milik Indonesia

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Pesawat Tanpa Awak (Unmanned Aerial Vehicle) Pesawat tanpa awak (Unmanned Aerial Vehicle) atau sering disingkat

UAV adalah sebuah mesin terbang yang berfungsi dengan kendali jarak jauh atau mampu mengendalikan dirinya sendiri, menggunakan hukum aerodinamika untuk mengangkat dirinya. Kontrol pesawat tanpa awak ada dua variasi utama, variasi pertama yaitu dikontrol melalui pengendali jarak jauh dan variasi kedua adalah pesawat yang terbang secara mandiri berdasarkan program yang dimasukan kedalam pesawat sebelum terbang. Tidak seperti pesawat pada umumnya yang memiliki pilot dan kru pesawat untuk mengontrol dan mengawasi secara langsung kondisi pesawat, pada pesawat tanpa awak kondisi pesawat tidak dapat dikontrol secara langsung karena memang tidak memiliki kru pesawat. Proses kontrol pesawat sepenuhnya dilakukan oleh sistem autopilot dengan mengacu pada parameter-parameter yang telah ditentukan oleh pengguna sebelum terbang. UAV sendiri mampu membawa kamera, sensor, alat komunikasi dan beberapa peralatan lain. Pesawat - pesawat semacam ini berkembang luas di kalangan militer. Seperti yang di kembangkan oleh Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) untuk angkatan laut dengan nama PUNA Gagak pada gambar 2.1 dibawah ini.

Gambar 2.1 Pesawat tanpa awak milik Indonesia

7 Universitas Sumatera Utara

2.1.1

Mesin Pada pesawat tanpa awak, mesin berfungsi memutar propeller sehingga

dapat memberikan gaya dorong (thrust) pada pesawat tanpa awak. Dengan adanya gaya dorong (thrust) maka badan pesawat akan terdorong ke depan untuk mencapai kecepatan yang cukup. Prinsip yang digunakan sama seperti pada kapal laut yang memindahkan massa air kebelakang dengan menggunakan propeller sehingga badan kapal terdorong ke depan. Setelah kecepatan pesawat cukup, maka sayap pesawat akan mampu mengangkat pesawat tersebut.

Pesawat tanpa awak ini menggunakan mesin DLE-30. Jenis mesin iniadalah jenis mesin bensindengan ukuran setara mesinglow. Pengapian elektronikmemberikanpercikanawaldengancepat.

Waktusecara

disesuaikanuntukdaya puncaksepanjang rentangrpm dandibuatuntuk

otomatis desain

penerbangan dengan memastikanrasiokekuatanterbaikuntuk rasio beratterhadap kinerja. Sebuah tempat minyak (sumber minyak) dibelakangkarburator dipasang untukmemastikanagar

dapat

diinstallebih

mudahdanidling

denganhalussebelumterbang dan dengan aliran bahan bakar yang dapat diandalkansaat terbang. Pada gambar di bawah dapat dilihat gambar dan spesifikasi daripada mesin tersebut. Mesin DLE-30 dapat dilihat pada gambar 2.2 di bawah ini.

Gambar 2.2DLE-30 Gasoline Engine (DLE Operator’s Manual, 2010)


Adapun spesifikasi dari mesin DLE-30 Gasolin Engine diperlihatkan pada table 2.1 dibawah ini.

Tabel 2.1 Spesifikasi Mesin DLE-30 Gasolin Engine Displacement

30.5 cc (1.86 cu.in)

Performance

3.7 HP / 8500 rpm

Idle Speed

1600 rpm

Ignition style

Electronic Ignition

Recommended Propeller

18x8, 18x10, 20x8

Spark Plug Type

CM6 (gap) 0.018 in – 0.020 in ( 0.45 mm – 0.51 mm)

D x Stroke

1.4 in (36 mm) x 1.18 in (30 mm)

Compression Ratio

7.6 : 1

Carborator

DLE with manual choke

Weight

Main engine ( 910 g ) Muffler (60 g) Electronic ignition ( 120 g ) Engine mount standoffs (20 g) 87-93 Oktan Gasoline with 30:1 gas oil

Fuel

mixture Sumber : DLE Operator’s Manual, 2010

2.1.2

Propeler Propeller atau baling–baling adalah kitiran untuk menjalankan pesawat

terbang. Kitiran ini memindahkan tenaga dengan mengkonversi gerakan rotasi menjadi daya dorong untuk menggerakkan sebuah pesawat terbang melalui suatu massa seperti udara atau air, dengan memutar dua atau lebih bilah kembar dari sebuah poros utama.

Pada dasarnya, baling-baling pada propeller merupakan sayap kecil yang menghasilkan gaya resultan aerodinamis yang dibagi menjadi gaya yang bekerja 9 Universitas Sumatera Utara

sepanjang sumbu aksis dari pesawat (gaya dorong) dan gaya yang bekerja pada baling-baling propeller (momen torsi). Torsi berlawanan arah dengan pergerakan rotasi dari mesin yang terjadi seperti adanya tarikan terhadap propeller.Dalam keadaan setimbang, propeller berputar secara konstan yang digerakkan oleh torsi mesin yang mempunyai besar yang sama tetapi arah berbeda seperti ditunjukkan pada Gambar 2.3 dibawah.

Gambar 2.3 Gaya dorong dan torsi pada propeller( Kurniawan, 2011)

2.1.3

Badan Pesawat Badan pesawat (fuselage) adalah bagian badan utama sebuah pesawat di

mana awak pesawat , penumpang atau kargo ditempatkan. Pada pesawat bermesin tunggal badan pesawat biasanya juga berisi mesin, meskipun di beberapa pesawat amfibi mesin tunggal biasanya terpasang pada tiang yang melekat pada badan pesawat , di mana badan pesawat digunakan untuk mengambang. Badan pesawat juga berfungsi untuk mengontrol posisi dan permukaan penyetabil dalam hubungannya untuk permukaan angkat , hal ini diperlukan untuk stabilitas dan manuver pesawat (Llyod J, Jim Marchman, 2003).


2.2

Mekanisme Pesawat untuk Terbang Ada beberapa macam gaya yang bekerja pada benda-benda yang terbang

di udara. Gaya-gaya aerodinamika ini meliputi gaya angkat (lift), gaya dorong (thrust), gaya berat (weight), dan gaya hambat udara (drag) seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.4 dibawah. Gaya-gaya inilah yang mempengaruhi profil terbang semua benda-benda di udara, mulai dari burung-burung yang bisa terbang mulus secara alami sampai pesawat terbang yang paling besar sekalipun. Jadi gaya-gaya yang sama bekerja juga pada pesawat model yang ukurannya mini ini.

Gambar 2.4 Gaya-gaya yang bekerja pada pesawat Gaya hambat udara (drag) merupakan gaya yang disebabkan oleh molekul-molekul dan partikel-partikel di udara. Gaya ini dialami oleh benda yang bergerak di udara. Pada benda yang diam gaya hambat udara nol. Ketika benda mulai bergerak, gaya hambat udara ini mulai muncul yang arahnya berlawanan dengan arah gerak, bersifat menghambat gerakan (itu sebabnya gaya ini disebut gaya hambat udara). Semakin cepat benda bergerak semakin besar gaya hambat udara ini. Agar benda bisa terus bergerak maju saat terbang, diperlukan gaya yang bisa mengatasi hambatan udara tersebut, yaitu gaya dorong (thrust) yang dihasilkan oleh mesin. Supaya kita tidak perlu menghasilkan thrust yang terlalu besar (sehingga tidak ekonomis) kita harus mencari cara untuk mengurangi drag. Salah satu caranya adalah dengan menggunakan desain yang streamline (ramping).


Supaya bisa terbang, kita perlu gaya yang bisa mengatasi gaya berat akibat tarikan gravitasi bumi. Gaya ke atas (lift) ini harus bisa melawan tarikan gravitasi bumi sehingga benda bisa terangkat dan mempertahankan posisinya di angkasa. Di sinilah tantangannya karena harus melawan gravitasi.Maka fisikawan seperti Isaac Newton, Bernoulli, dan Coanda. Ketiganya bekerja sama menjawab tantangan ini. Isaac Newton yang terkenal dengan ketiga persamaan geraknya menyumbangkan hukum III Newton tentang Aksi-Reaksi.Sayap pesawat merupakan bagian terpenting dalam menghasilkan lift.Aliran udara di atas dan di bawah sayap pesawat.Partikel-partikel udara menabrak bagian bawah sayap pesawat.Partikel-partikel yang menabrak ini lalu dipantulkan ke bawah (ke arah tanah). Udara yang menghujani tanah ini merupakan gaya AKSI. Ini adalah aksi yang disebabkan proses yang terjadi di bagian bawah sayap. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.5 dibawah ini.

Gambar 2.5 Arah aliran fluida pada airfoil Untuk bagian atas sayap, ada proses lain yang juga menghasilkan aksi. Dalam hal ini Bernoulli dan Coanda ‘bekerja sama’. Sewaktu udara akan mengalir di bagian atas sayap, tekanannya sebesar P1. Ketika udara melewati bagian lengkung pesawat, tekanan udara di daerah itu turun menjadi P2. Menurut Coanda, udara yang melewati permukaan lengkung akan mengalir sepanjang permukaan itu (dikenal sebagai Efek Coanda). Ini dibuktikan ketika kita


meletakkan lilin menyala di depan sebuah botol. Ketika lilin ditiup dari belakang botol, aneh ternyata lilin didepan botol itu akan mati. Menurut Coanda hal ini disebabkan karena udara yang kita tiup mengalir mengikuti permukaan lengkung botol lalu meniup api lilin hingga mati. Seperti inilah udara yang melewati bagian atas sayap ini mirip udara yang bergerak sepanjang botol. Udara ini akan mengalir sepanjang permukaan atas sayap hingga mencapai ujung bawah sayap. Di ujung bawah sayap itu partikel-partikel udara bergerombol dan bertambah terus sampai akhirnya kelebihan berat dan berjatuhan (downwash). Siraman udara atau downwash ini juga merupakan komponen gaya AKSI. Tanah yang menerima gaya aksi ini pasti langsung memberikan gaya REAKSI yang besarnya sama dengan gaya aksi tetapi berlawanan arah. Karena gaya aksinya menuju tanah (ke arah bawah), berarti gaya reaksinya ke arah atas. Gaya reaksi ini memberikan gaya angkat (lift) yang bisa mengangkat pesawat dan mengalahkan gaya berat akibat tarikan gravitasi bumi. Sumber gaya angkat (lift) yang lain adalah perubahan tekanan udara di P2 (Kurniawan, 2011).

2.3

Bunyi Bunyi secara harfiah dapat diartikan sebagai sesuatu yang kita

dengar.Bunyi merupakan hasil getaran dari partikel-partikel yang berada di udara dan energi yang terkandung dalam bunyi dapat meningkat secara cepat dan dapat menempuh jarak yang sangat jauh.Bunyi diidentikkan sebagai pergerakan gelombang di udara yang terjadi bila sumber bunyi mengubah partikel terdekat dari posisi diam menjadi partikel yang bergerak. Bunyi mempunyai dua definisi, yaitu: 1. Secara fisis, bunyi adalah penyimpangan tekanan, pergeseran partikel dalam medium elastik seperti udara. Definisi ini dikenal sebagai bunyi objektif. 2. Secara fisiologis, bunyi adalah sensasi pendengaran yang disebabkan penyimpangan fisis yang digambarkan pada bagian atas. Hal ini disebut sebagai bunyi subjektif (Dolle. Leslie L. dan Prasetio, 1993).


Secara singkat bunyi adalah suatu bentuk gelombang longitudinal yang merambat secara perapatan dan perenggangan terbentuk oleh partikel zat perantara serta ditimbulkan oleh sumber bunyi yang mengalami getaran.Rambatan gelombang bunyi disebabkan oleh lapisan perapatan dan peregangan partikelpartikel udara yang bergerak ke luar, yaitu karena penyimpangan tekanan.Hal serupa juga terjadi pada penyebaran gelombang air pada permukaan suatu kolam dari titik dimana batu dijatuhkan.Gelombang bunyi adalah gelombang yang dirambatkan sebagai gelombang mekanik longitudinal yang dapat menjalar dalam medium padat, cair dan gas. Gelombang bunyi ini merupakan getaran (vibrasi) molekul-molekul zat dan saling beradu satu sama lain namun demikian zat tersebut terkoordinasi menghasilkan gelombang serta mentransmisikan energi bahkan tidak pernah terjadi perpindahan partikel. Berbicara tentang substansi yang menjalar apabila gelombang bunyi mencapai tapal batas maka gelombang bunyi tersebut akan terbagi dua yaitu sebagian energi diteruskan dan sebagian lagi direfleksikan/dipantulkan. Suatu penelitian mengenai terjadinya penjalaran bunyi, mendeteksi dan penggunaan bunyi sangat penting untuk mengetahui lebih lanjut akan pengalihan energi mekanik. Pada udara, variasi-variasi tekanan ini berbentuk kompresi (compressions) dan regangan (rarefactions) yang periodik.Amplitudo gelombang dibawa serta oleh tekanan, yang mana semakin besar amplitudo maka semakin besar juga kompresi dan regangan yang terjadi. Perubahan tekanan yang membawa informasi bunyi ini bergerak pada arah yang sama dengan muka gelombang, yaitu secara longitudinal, sehingga dapat dikatakan bunyi merupakan gerakan gelombang mekanis yang longitudinal.

2.3.1

Frekuensi Bunyi Frekuensi merupakan gejala fisis objektif yang dapat diukur oleh

instrumen-instrumen akustik.Frekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam selang waktu yang diberikan.Untuk memperhitungkan frekuensi, seseorang menetapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa, dan 14 Universitas Sumatera Utara

membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu. Hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz (Hz) yaitu nama pakar fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan fenomena ini pertama kali. Frekuensi adalah banyaknya getaran per banyaknya waktu pada waktu lampau satuan dari ukuran sebuah frekuensi didefinisikan sebagai banyaknya siklus perdetik (cps).Sekarang, frekuensi ditentukan dalam satuan yang disebut Hertz (Hz). Satu Hertz sama dengan satu siklus perdetik. Frekuensi yang dapat didengar oleh Manusia berkisar 20 sampai 20.000 Hz dan jangkauan frekuensi ini dapat mengalami penurunan pada batas atas rentang frekuensi sejalan dengan bertambahnya umur manusia. Jangkauan frekuensi audio manusia akan berbeda jika umur manusia juga berbeda. Frekuensi bunyi dapat didefinisikan sebagai jumlah periode siklus kompresi dan regangan yang muncul dalam satu satuan waktu seperti yang ditunjukkan pada persamaan- persamaan dibawah ini (Mediastika.Christina.2005). 1

f = 𝑇𝑇 .......................................................................................................... (2.1) Keterangan :

f = Frekuensi (Hz) T = Waktu (detik) Sedangkan periode adalah banyaknya waktu per banyaknya getaran, sehingga periode berbanding terbalik dengan frekuensi. 1

T = 𝑓𝑓 ........................................................................................................ (2.2) Keterangan : f = Frekuensi (Hz) T = periode (detik) Dalam tabel 2.2 berikut dapat dilihat perbedaan dari jarak rentang frekuensi yang dapat ditransmisikan dan diterima oleh beberapa sumber dan penerima bunyi.


Tabel 2.2 Rentang frekuensi dari beberapa sumber bunyi Sumber Bunyi

Rentang Frekuensi (Hz)

Manusia

85-5000

Anjing

450-1080

Kucing

780-1520

Piano

30-4100

Pitch Music Standart

440

2.3.2

Cepat Rambat Bunyi Bunyi bergerak pada kecepatan berbeda-beda pada tiap media yang

dilaluinya. Pada media gas udara, cepat rambat bunyi tergantung pada kerapatan, suhu, dan tekanan 𝛾𝛾𝑃𝑃𝑎𝑎

c=�

𝜌𝜌

.................................................................................................. (2.3)

atau dalam bentuk yang sederhana dapat ditulis : c = 20,05√𝑇𝑇 ............................................................................................ (2.4) Keterangan : c = Cepat rambat bunyi (m/s) γ = Rasio panas spesifik (untuk udara = 1,41) Pa = Tekanan atmosfir (Pa) ρ = Kerapatan (Kg/m3) T = Suhu (K) Pada media padat bergantung pada modulus elastisitas dan kerapatan, sedangkan pada media cair bergantung pada modulus bulk dan kerapatan. 𝐸𝐸

c = �𝜌𝜌 ..................................................................................................... (2.5) Keterangan : E = Modulus young (N/m2)


ρ = Kerapatan (Kg/m3) Pada media cair bergantung pada modulus bulk dan kerapatan. 𝐵𝐵

c = �𝜌𝜌 ..................................................................................................... (2.6) Keterangan : B = Modulus bulk (N/m2) 𝜌𝜌= Kerapatan (Kg/m3) Bunyi merupakan gelombang maka bunyi mempunyai cepat rambat yang dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu : 1. Kerapatan partikel medium yang dilalui bunyi. Semakin rapat susunan partikel medium maka semakin cepat bunyi merambat, sehingga bunyi merambat paling cepat pada zat padat. Tabel 2.3 disajikan beberapa kecepatan bunyi dalam material tertentu.

Tabel 2.3Cepat rambat bunyi pada berbagai Material

Kecepatan bunyi (ft/s)

Kecepatan bunyi (m/s)

Udara

1100

343

Timah

3700

1128

Air

4500

1385

Beton

10200

3109

Kayu

11100

3417

Kaca

15500

4771

Baja

16000

4925

2. Suhu medium, semakin panas suhu medium yang dilalui maka semakin cepat bunyi merambat. Hubungan ini dapat dirumuskan kedalam persamaan matematis (v = v0 + 0,6 t) dimana v0 adalah cepat rambat pada suhu nol derajat dan t adalah suhu medium (Dolle. Leslie L. dan Prasetio, 1993). 2.4

Kebisingan (Noise) 17 Universitas Sumatera Utara

Kebisingan atau noise adalah bunyi atau suara yang tidak dikehendaki dan dapat mengganggu kesehatan dan kenyamanan lingkungan yang dinyatakan dalam satuan decibel (dB).Seiring berkembangnya waktu, kebanyakan dari mesin produksi, mesin–mesin transportasi, dan segala sesuatu yang dapat meningkatkan taraf hidup manusia selalu berdampingan dengan masalah kebisingan.Kebisingan dapat merambat melalui banyak jalur yang disebut sebagai path of noise (Harris, Cyril.M, 1957).

2.4.1

Jenis- Jenis Kebisingan Kebisingan (Noise) dapat dikelompokkan dalam dua jenis berdasarkan adanya hubungan noise dengan sinyal, yaitu: 1. Correlated noise: Hubungan antara sinyal dan noise masuk dalam kategori ini. Karena itu, correlated noise hanya muncul saat ada sinyal. 2. Uncorrelated noise: Noise yang dapat muncul kapanpun, saat terdapat sinyal maupun tidak ada sinyal. Uncorrelated noise muncul tanpa memperhatikan adanya sinyal atau tidak.

Sedangkan berdasarkan sumber bunyinya menurut Mediastika (2005) kebisingandapat dikelompokkan dalam tiga kategori yaitu : 1. Sumber noise intrinsic yang muncul dari fluktuasi acak di dalam suatu sistem fisik seperti thermal dan shot noise. 2. Sumber noise buatan

manusia seperti motor, switch, elektronika

digital. 3. Sumber noise karena gangguan alamiah seperti petir dan bintik matahari.

2.4.2

Sinyal Noise Sinyal yang diterima pada transmisi data akan berisikan sinyal–sinyal yang

ditransmisikan, dimodifikasi oleh berbagai distorsi yang terjadi melalui sistem transmisi, ditambah sinyal–sinyal tambahan yang tidak diinginkan yang diselipkan di suatu tempat diantara transmisi dan penerimaan. Sinyal–sinyal tambahan yang tidak diharapkan tersebut disebut noise.Noise merupakan faktor 18 Universitas Sumatera Utara

utama yang membatasi performansi sistem komunikasi.Secara umum, grafik sinyal noise diperlihatkan seperti pada Gambar 2.6 dibawah ini.

Gambar 2.6 Grafik sinyal noise

2.4.3

Parameter Kebisingan Kebisingan memiliki banyak parameter yang bisa dijadikan sebagai acuan

dalam menentukan skala kebisingan tersebut sebagaimana banyaknya parameter untuk menentukan bunyi. Namun, parameter yang sering dijadikan acuan dalam mengukur suatu kebisingan untuk mempersempit pembahasan biasanya di tentukan oleh parameter berikut: a. Frekuensi Gelombang gerak sendiri memiliki banyak kriteria yang dapat dijabarkan secara terperinci diantaranya adalah frekuensi.Frekuensi didefinisikan sebagai jumlah getaran ataupun gerakan yang terjadi dalam satu satuan waktu.Frekuensi dapat di modelkan dengan persamaan 2.1 yang telah dibahas sebelumnya.

b. Panjang gelombang Panjang gelombang ( 𝜆𝜆 ) dari gelombang suara merupakan parameter yang

sangat penting didalam mencari tau pola dari gelombang suara.jika dilihat dari gambaran gelombang, maka panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak gelombang. Panjang gelombang dapat didefenisikan sebagai berikut:


c

λ = f .......................................................................... (2.7) c. Jumlah Gelombang Jumlah gelombang merupakan banyaknya gelombang suara yang terjadi selama perambatan gelombang. Jumlah gelombang dirumuskan sebagai berikut: 2𝜋𝜋

k = 𝜆𝜆 =

2𝜋𝜋𝜋𝜋 𝑐𝑐

............................................................. (2.8)

d. Sound Pressure Parameter yang dijadikan sebagai bagian dari gelombang suara adalah sound pressuredan sound power. Sound pressure merupakan fluktuasi dari tekanan udara. Ketika suatu sumber bunyi menghasilkan bunyi, maka bunyi tersebut akan merambat melalui medium udara yang ada disekitarnya. Ketika terjadi perambatan, maka terjadi perubahan tekanan atmosfer beberapa saat. Sesuatu yang merupakan perubahan tekanan udara sebagai indikasi dari adanya perambatan bunyi inilah yang di sebut dengan sound pressure.

e. Sound Power Sedangkan sound power merupakan sejumlah daya yang dapat di ukur dihasilkan oleh radiasi sumber bunyi yang menyebar disekitar udara. Secara matemetik, sound power dapat di rumuskan sebagai berikut: Ws = (4𝜋𝜋 r2) Imax (watt) ............................................ (2.9)

2.4.4

Tingkat Kebisingan Untuk mempermudah penentuan nilai kebisingan, maka ada metode yang

digunakan dengan menggunakan skala level atau tingkat kebisingan suara dalam satuan decibel (dB) yang dibagi menjadi dua kategori yakni sound pressure level dan sound power level. 20 Universitas Sumatera Utara

a. Sound Pressure Level (SPL) Hampir setiap pemikiran umum mendefinisikan kata decibel (dB) dengan mengaitkan terhadap sound pressure level. Hal seperti ini telah menjadi suatu kesimpulan tersendiri bahwa apabila berbicara tentang skala decibel berarti merupakan suatu hasil perhitungan dari sound pressure level. Secara matematis sound pressure level dapat di rumuskan sebagai berikut: 𝑃𝑃 2

SPL = Lp = 10 log �𝑃𝑃(𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 )2 � 𝑝𝑝

Dimana :

= 20 log 𝑝𝑝(𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 )

…………......... (2.10)

P = tekanan yang terjadi (Prms ) untuk aliran fluida P(ref) = tekanan pada air borne P(ref) = 2 x 10-5 N/m2

Dan berikut ini adalah nilai SPL yang terjadi pada berbagai sumber bunyi yang akan ditampilkan pada tabel 2.4 dibawah ini.

Tabel 2.4 SPL Berdasarkan Sumbernya Sound Sources(Noise)

Sound Pressure

Examples with Distance

Level Lp dB SPL

1.

Jet aircraft, 50 m away

140

2

Threshold of pain

130

3

Threshold of discomfort

120

4

Chainsaw, 1 m distance

110

5

Disco, 1 m from speaker

100

6

Diesel truck, 10 m away

90

7

Kerbside of busy road, 5m

80

8

Vacuum cleaner, distance 1 m

70

No


9

Conversational speech, 1 m

60

10

Average home

50

11

Quite library

40

12

Quite bedroom at night

30

13

Background in TV studio

20

14

Rustling leaves in the distance

10

15

Threshold of hearing

0

Sumber : Cook, K., & Samuel, 2014

b.

Sound Power level Sound power level dapat di rumuskan sebagai 𝑊𝑊

Lw = 10 log10 𝑊𝑊

𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟

(db) ……………….(2.11)

Dimana : W

= Sound Power

Wreff

= sound power referensi dengan standar 10-12 watt

2.5 Prosedur Dasar Mengendalikan Kebisingan Untuk menentukan perlakuan pengendalian kebisingan yang tepat untuk permasalahan kebisingan terdapat beberapa langkah yang harus diikuti, yaitu: 1. Pengukuran sumber kebisingan. Pengukuran dilakukan secara akurat dan tepat untuk mengidentifikasi distribusi kebisinganyang terjadi.Setelah itu kontrol kebisingan yang tepat dapat diukur pada setiap sumber yang memungkinkan. 2. Penentuan sasaran penurunan kebisingan Apabila terdapat beberapa sumber kebisingan maka total output kebisingan melebihi 1 sumber. Pada saat pengaturan sasaran desain kebisinganharus dipertimbangkan tingkat pengurangan kebisingandari masing-masing sumber sehingga sasaran desain dapat tercapai. 22 Universitas Sumatera Utara

3. Penjelasan kebutuhan penurunan kebisingan Kebutuhan penurunan kebisingansangat diperlukan karena terdapat perbedaan kelebihan kebisinganterhadap sasaran desain penurunan kebisingan. 4. Aplikasi kontrol kebisingan. Pemilihan perlakuan penurunan kebisingan untuk membatasi radiasi, transmisi, dan kebisingan yang dibangkitkan pada beberapa sumber yang diidentifikasi dan dihitung berdasarkan langkah 1.Semua perlakuan harus dipilih sehingga efek keseluruhan dapat dikembangkan menjadi tingkat sasaran desain penurunan kebisingan seperti yang dijelaskan pada langkah 2, dalam kondisi biaya yang sedikit, tanpa interferensi dari operator, perawatan, dan tingkat keamanan (Dolle. Leslie dan Prasetio,1993).

2.6

Sumber Kebisingan Aerodinamis Sumber noise pada komponen aerodinamis diketahui sebagai bunyi akibat

pergerakan antara udara terhadap medium lingkungannya. Sumber noise secara umum dikenal dengan istilah sebagai Noise Generation Mechanism, adalah mekanisme sumber kebisingan yang disebabkan oleh adanya operasi atau kegiatan serta peralatan yang menimbulkan kebisingan seperti kegiatan crushing, pengetokan, pengeboman, punch-press, penempaan, drilling, dan juga pada pemutaran suatu propeller. Secara umum, Noise Generation Mechanism terbagi menjadi tiga jenis yaitu : 1. Turbulensi : Disebabkan oleh pergerakan aliran udara yang acak karena melewati perubahan bentuk suatu daerah. 2. Pulsasi : Merupakan tekanan bidang yang disebabkan adanya perubahan kecepatan yang signifikan sehingga mengakibatkan perubahan tekanan yang drastis, pada umumnya disebut sebagai pressure field. 3. Shock : Disebabkan adanya benturan secara cepat oleh aliran udara. Sumber noise pada komponen aerodinamis secara skematik dapat dilihat pada gambar 2.7 dibawah ini.


Aerodynamic noise Broad Band

Periodic

Rotational noise

Interection and distortion effect

Thrust and torque

Balde slap

thickness

Amplitude and frekuensi modulation

Turbulance induced

Vortex noise

Tip vortices

Trailing edge vortices

Wake and field interactions Gambar 2.7 Sumber-sumber noise pada komponen aerodinamis (Harris, Cyril M., 1957)

Menurut Harris, Cyrill M didalam bukunya Handbook of Noise Control, menyebutkan bahwa noise dari propeller yang menggerakkan pesawat terbagi menjadi dua jenis sumber bising yang utama. Yaitu kebisingan yang bersumber dari motor penggerak dan kebisingan yang bersumber dari propeler itu sendiri.

Noise generation mechanism pada propeller yang berputar dihasilkan dari tiga jenis faktor yang berbeda.Yang pertama dihasilkan melalui bending vibration dari bilah propeller.Yang kedua adalah noise dari rotasi propeller yang dihasilkan oleh tekanan bidang (pulsasi) yang mengelilingi setiap blade sebagai konsekuensi dari setiap pergerakannya, dimana keadaan ini sangat dipengaruhi oleh sudut dari blade atau bilah propeller dan chamber pada airfoil.Yang ketiga adalah


kebisingan yang dihasilkan oleh vortex noise yang dihasilkan oleh vortisitas udara pada aliran lintasan baling yang terkumpul pada bilah propeler selama perputaran.

Secara skematik, penjabaran tentang mekanisme pembentukan kebisingan dapat dilihat pada gambar 2.8 dibawah ini.

Gambar 2.8Noise GenerationMechanismepada propeller (Harris, Cyril M., 1957)

2.7

Kriteria Kebisingan Pesawat Ada tiga kriteria yang dapat diterima dari kebisingan pesawat, berikut

penjabaran tiap-tiap kriteria.

1. Kriteria 1 Sebuah kebisingan lingkungan baru atau memiliki nilai kebaruan yang sebanding pada dasar kebisingan untuk suara lingkungan dikenal dan dianggap oleh kebanyakan orang untuk secara signifikan dapat dipertimbangkan di tempat

tinggal

juga

dianggap

signifikan

dapat

diterima

di

tempat

tinggal.Ekspresi"kebanyakanorang" dan"secara signifikan dapat diterima" membuatkriteria

initerbuka

untuk

pendekatanyangmungkinmemiliki memungkinkanoranguntuk

interpretasidanajudikasi.Namun

beberapa

manfaatdalam

mengevaluasikebisingan

yang

lingkunganyang

relatiftidak mereka pahamidibanding yang mereka pahami.


Banyak orang membuat kesimpulantentangefekdari kebisingan pesawat terbangpadakomunitas

orang

kaliterkenasepertikebisingan suarapesawat

yang

didekatbandarayangberulang

lingkungan.GambarSayamenyarankanbahwa

memilikitingkatkebisinganyang

dirasakan(3)

lebih

dari100PNdBmungkin dianggapoleh sejumlahbesar orangmenjadi tidak dapat diterimadirumah mereka, karenaitu adalahtingkat kebisinganperkiraan50ft(15 m) daritrukatausepeda motordijalan raya pada kecepatanmaksimum ataudalam perjalananakselerasi200ftdari sebuah keretaapi dieseldengan kecepatan30 sampai 50mph.Perbandingan inimenjadisangat penting, harustermasuktidak hanyapuncaktingkatPNdBtetapi

jugajumlahdan

durasikejadian.

Dalam

halinieksposurke pesawat, truk, sepeda motor, dankebisingan kereta apisangat berbeda, tidak selalumendukungkebisinganpesawat.

Gambar

2.9

Tingkatintermitenkhasyang

dihasilkan

olehkendaraantransportasi.Peningkatan10PNdBbiasanyasetara denganpeningkatan100%, ataudua kali lipat dalamkebisingansubjektif. Perkiraan tingkatdirumahmasyarakatyang biasanyasumberterdekat darikebisingan (K. D. Kryter, 1966)


2. Kriteria 2 Sebuahkebisingan

lingkunganmemilikipenilaian

komposit

kebisingan(CNR) (4) yang menunjukkanbahwa banyaknya keluhandan perilakukelompokterhadapkebisinganmungkin dapat

diterima.

hingga115.Tabel

Ini

adalahresponyang

2.3,

kolom3,

membuatnyadianggaptidak

diharapkan

untukCNRdari

100

menunjukkanpuncaktingkatPNdBrata-rata

untukberbagai jumlahkejadiandari kebisingan pesawat terbang(kolom 1)yang terjadi di antara jam7 pagi hingga10 malam, akanmemberikan nilaidari100.

Tabel 2.5 Jumlah kejadian dari kebisingan pesawat terbang dan rata-rata untuk puncak PNB melebihi 80 yang diperlukan untuk mencapai sebuah kebisingan dan dengan nomor indeks 45 atau peringkat kebisingan komposit 100, untuk pesawat sipil yang beroperasi pada jam 7 pagi ke 10 malam

Number of

Average peak PNdB

occurrences

N.N.I. = 45

C.N.R. = 100

1

125.0

115

2

120.5

112

4

116.0

109

8

111.5

106

16

107.0

103

32

102.5

100

64

98.0

97

128

93.5

94

Sumber : K. D. Kryter, 1966

3. Kriteria 3 Sebuahkebisingan lingkunganmemilikikebisingandengannomorindeksNNIyang menunjukkanbahwa

sekitar50%

dariorang-orangakanmelaporkanbahwa 27 Universitas Sumatera Utara

merekaterganggu oleh suaradengan berbagaicara, atau cenderung dinilai sebagaiaspek terburukdarilinkungan perumahan dan dianggaptidak dapat diterima.

Angka2,

3,

ituakanmemilikiNNI puncakPNdBper disiimpulkan

4,

dan5menunjukkan

darii45.Tabel2.3kolom2,

bahwalingkungan

menunjukkanrata-ratatingkat

kejadianyangakanmemberikanNNIdari45. bahwasuara,

diulangcukup

memilikipuncaktingkat100PNdB(kriteria

1)

seperti

seringselama

Singkatnya, setiaphari,

atauCNRdari100(kriteria

2)

atauNNIdari45(kriteria 3) akandinilaitidak dapat diterimaolehsekitar 50% dariorang-orangdiperumahanmasyarakat.Hal inidisimpulkanberdasarkantigakriteria dari 30 hingga 40pengulangansetiap haridarikebisinganpesawat

di100PNdBmungkin

tidak

dapat

diterimaolehbanyak orang.

Gambar 2.10 GrafikNoise and number index (NNI) terhadap orang (K. D. Kryter, 1966)

2.8

Simulasi ANSYS ANSYS adalah sebuah software analisis elemen hingga dengan

kemampuan menganalisa dengan cakupan yang luas untuk berbagai jenis masalah (Tim Langlais, 1999). ANSYS mampu memecahkan persamaan diferensial dengan cara memecahnya menjadi elemen-elemen yang lebih kecil. Pada awalnya program ini bernama STASYS (Structural Analysis System), kemudian berganti 28 Universitas Sumatera Utara

nama menjadi ANSYS yang ditemukan pertama kali oleh Dr. John Swanson pada tahun 1970. ANSYS merupakan tujuan utama dari paket pemodelan elemen hingga untuk secara numerik memecahkan masalah mekanis yang berbagai macam. Masalah yang ada termasuk analisa struktur statis dan dinamis (baik linear dan non-linear), distribusi panas dan masalah cairan, begitu juga dengan ilmu bunyi dan masalah elektromagnetik. Teknologi ANSYS mekanis mempersatukan struktur dan material yang bersifat non-linear.ANSYS multiphysic juga mengatasi masalah panas, struktur, elektromagnetik, dan ilmu bunyi.Aplikasi ANSYS dapat digunakan

dalam

teknik

sipil,

teknik

listrik,

fisika

dan

kimia.

(www.ansys.com/Products, 2015)

2.8.1

ANSYS Acoustic Akustik (acoustic) adalah studi tentang generasi, propagasi, penyerapan

dan refleksi gelombang tekanan suara dalam media. Adapun aplikasi untuk akustik ini diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Sonar. 2. Desain ruang konser, di mana pemerataan tekanan suara diinginkan. 3. Minimalisasi kebisingan pada mesin. 4. Pembatalan kebisingan. 5. Akustik bawah air. 6. Desain speaker, rumah speaker, filter akustik, muffler, dan banyak perangkat sejenis lainnya seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.11 dibawah. 7. Eksplorasi geofisika (www.ansys.com/Products, 2015).


Gambar 2.11 Simulasi akustik pada speaker (Ansys Workshop R150, 2015)

2.8.2 Acoustic ACT (Application Customization Toolkit) Extension Acoustic ACT Extension adalah fitur tambahan dari Ansys yang dapat memaparkan fitur-fitur akustik yang cukup lengkap. Fitur-fitur AnsysAcoustic ACT Extension yaitu: 1. Menentukan sifat-sifat akustik. 2. Menentukan kondisi batas dan beban akustik. 3. Menentukan hasil proses akustik. Pada analisis akustik yang tersedia di ANSYS, biasanya melibatkan pemodelan media cairan dan struktur sekitarnya.Yang sering menjadi perhatian pada analisis akustik distribusi tekanan pada cairan pada frekuensi yang berbeda, gradien tekanan, kecepatan partikel, SPL (sound pressure level), serta hamburan, difraksi, transmisi, radiasi, redaman, dan dispersi gelombang akustik.

Acoustic ACT dapat digunakan untuk melakukan simulasi sensor parkir mobil yang mendeteksi benda-benda di sekitar mobil. Sensor ini bekerja dengan menggunakan gelombang ultrasonik dan gema yang dihasilkannya. Simulasi sensor parkir mobil dapat dilihat pada Gambar 2.12 dibawah ini


Gambar 2.12 Simulasi sensor parkir mobil (Ansys Workshop R150, 2015)


Gambar 2.1 Pesawat tanpa awak milik Indonesia

Recommend Documents