BAB IV ANALISIS DATA
2) Anhedral di leading edge–Dihedral di trailling edge
Gambar 4.8 merupakan grafik hasil perhitungan CL dari enam variasi
twisted multiple winglets dengan posisi bilah anhedral di leading edge,
dibandingkan dengan CL sayap tanpa multiple winglets pada kecepatan udara yang sama yaitu 15 m/s.
Gambar 4.8. Grafik Alfa-CL , perbandingan antara sayap dengan penambahan twisted
multiple winglets dengan posisi bilah anhedral di leading edge, dengan sayap tanpa multiple winglets.
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa koefisien lift meningkat dari 22,85% sampai 33,48% bila dibandingkan dengan sayap tanpa multiple
winglets. Susunan twisted multiple winglets terbaik terjadi ketika winglet
dipasang 50 antar bilah, naik dari anhedral 100 di leading edge sampai dihedral 100 di trailing edge. Penambahan winglet -100,-50,00,50,100 derajat menunjukkan kenaikan koefisien lift maksimun sebesar 1,089127 pada sudut serang 120. Dari grafik diatas terjadi kenaikan koefisien lift yang sangat signifikan bila dibandingkan dengan sayap tanpa multiple winglets sebesar 33,48 %.
Alfa - CD Unhedral di LE pada Kecepatan Udara 15 m/s 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Alfa C D Sayap Asli Jarak Antar Bilah 5 Derajat
Jarak Antar Bilah 10 Derajat
Jarak Antar Bilah 15 Derajat
jarak Antar Bilah 20 Derajat
Jarak Antar Bilah 25 Derajat
Jarak Antar Bilah 30 Derajat
Gambar 4.9 merupakan grafik hasil perhitungan CD dari enam variasi
twisted multiple winglets dengan posisi bilah anhedral di leading edge,
dibandingkan dengan CD sayap tanpa multiple winglets pada kecepatan udara yang sama yaitu 15 m/s.
Gambar 4.9. Grafik Alfa-CD , perbandingan antara sayap dengan penambahan twisted
multiple winglets dengan posisi bilah anhedral di leading edge, dengan sayap tanpa multiple winglets.
Penambahan twisted multiple winglets dengan posisi bilah anhedral di
leading edge juga mengindikasikan adanya peningkatan koefisien drag.
Kenaikan minimal terjadi pada susunan winglet -600,-300,00,300,600. Kenaikan koefisien drag mencapai 18,71% dihitung pada sudut serang 200 sebesar bila dibandingkan dengan sayap tanpa multiple winglets. Enam variasi anhedral di
leading edge menunjukkan kenaikan drag yang lebih rendah bila dibandingkan
dengan enam variasi dihedral di leading edge karena belitan winglet membuat aliran atas dengan cepat keluar dari wingtip (Spilman,1973, 1979, 1983).
Alfa - CL/CD Unhedral di LE pada Kecepatan Udara 15 m/s 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Alfa C L /C D Sayap Asli Jarak Antar Bilah 5 Derajat
Jarak Antar Bilah 10 Derajat
Jarak Antar Bilah 15 Derajat
Jarak Antar Bilah 20 m/s
Jarak Antar Bilah 25 m/s
Jarak Antar Bilah 30 m/s
Gambar 4.10. merupakan grafik hasil perhitungan CL/CD dari enam variasi twisted multiple winglets dengan posisi bilah anhedral di leading edge, dibandingkan dengan CL/CD sayap tanpa multiple winglets pada kecepatan udara yang sama yaitu 15 m/s.
Gambar 4.10. Grafik Alfa-CL/CD , perbandingan antara sayap dengan penambahan
twisted multiple winglets dengan posisi bilah anhedral di leading edge, dengan sayap tanpa multiple winglets.
Unjuk kerja sayap maksimal terjadi pada penambahan twisted multiple
winglets -500,-250,00,250,500 dari enam variasi twisted multiple winglets dengan posisi bilah anhedral di leading edge. Hasil ini sesuai dengan penelitian di Ohio State University dimana twisted multiple winglets yang disusun pada sudut dihedral yang besar menghasilkan induced drag yang lebih kecil. Penambahan twisted multiple winglets dengan posisi bilah anhedral di
leading edge pada sayap mempunyai pengaruh besar terhadap drag dan
Alfa-CL pada kecepatan udara 15 m/s 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Alfa C L /C D Sayap Asli variasi -50,-25,0,25,50 Derajat variasi 20,10,0,-10,-20 Derajat
c. Perbandingan sayap tanpa multiple winglets dengan anhedral di leading
edge dan dihedral di leading edge.
Gambar 4.11. Grafik Alfa-CL , perbandingan antara kurva CL maksimal anhedral di
leading edge dan dihedral di leading edge , dengan sayap tanpa multiple winglets.
Dari gambar 4.11. dapat diketahui bahwa penambahan twisted multiple
winglets dapat menaikan koefisien lift sebesar dari 25,57% sampai 38,42%.
Variasi twisted multiple winglets 200,100,00,-100,-200 menunjukkan kenaikan kurva lift paling tinggi. Kurva lift bergerak lurus hingga pada jarak tertentu. Pada saat mulai timbul efek separasi kemiringan kurva mulai berkurang. Akhirnya, kurva lift mencapai titik maksimum dan mulai menurun. Sudut pada saat terjadi penurunan lift disebut sebagai sudut stall (Clancy,L.J.,1975). Gambar 4.11. menunjukkan bahwa stall pada sayap tanpa multiple winglets terjadi pada sudut serang sayap 120 dan stall penambahan twisted multiple
winglets pada sayap tanpa multiple winglets terjadi pada sudut serang sayap
Alfa-CD pada kecepatan udara 15 m/s 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Alfa C L /C D Sayap Asli variasi -50,-25,0,25,50 Derajat variasi 20,10,0,-10,-20 Derajat
(Clancy,L.J.,1975). Dari gambar diatas belum menunjukkan bahwa pada sudut serang nol tidak terjadi gaya lift. Hal ini disebabkan sulitnya pengesetan sudut serang sayap nol derajat pada balancer, sehingga pada sudut serang nol derajat sudah terjadi gaya angkat.
Gambar 4.12. Grafik Alfa-CD , perbandingan antara kurva CD maksimal anhedral di
leading edge dan dihedral di leading edge , dengan sayap tanpa multiple winglets.
Dari gambar 4.12. dapat diketahui bahwa dengan penambahan twisted
multiple winglets juga terjadi kenaikan koefisien drag sebesar dari 25,79% sampai 40,3%. Koefisien gaya hambat mengalami peningkatan sejalan dengan peningkatan kecepatan aliran udara dan sudut serang. Pada saat kecepatan meningkat, titik transisi cenderung bergerak menuju leading edge. Begitu juga pada saat sudut serang naik, titik transisi cenderung bergerak maju (William Rice). Pada saat mendekati stall titik separasi bergerak kedepan menyebabkan
wake tebal. Form drag naik dengan cepat dan pada saat stall, form drag lebih
Alfa-CL/CD pada kecepatan udara 15 m/s 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Alfa C L /C D Sayap Asli variasi -50,-25,0,25,50 Derajat variasi 20,10,0,-10,-20 Derajat
streamline di permukaan airfoil menyebabkan peningkatan pressure drag yang
besar.
Twisted multiple winglets -500,-250,00,250,500 menunjukkan peningkatan drag yang lebih kecil bila dibandingkan dengan twisted multiple winglets 200,100,00,-100,-200. Hal ini dikarenakan penambahan twisted multiple winglets dengan posisi bilah anhedral di leading edge menghasilkan aliran atas pada bilah dengan cepat keluar dari wingtip secara natural (Spilman,1973, 1979, 1983).
.
Gambar 4.13. Grafik Alfa- CL/CD , perbandingan antara kurva CL/CD maksimal
anhedral di leading edge dan dihedral di leading edge , dengan sayap tanpa multiple winglets.
Unjuk kerja sayap maksimal terjadi pada penambahan twisted multiple
winglets bentuk 200,100,00,-100,-200 dari 12 variasi twisted multiple winglets. Hasil ini sesuai dengan percobaan sebelumnya yang telah dilakukan oleh M. J. Smith dan N. Komerath, 2001. Mereka memperlihatkan bahwa winglet
dihedral menunjukkan hasil terbaik ketika winglet dipasang dengan jarak antar
bilah 10 derajat, menurun dari 200 dihedral untuk leading edge sampai 200
winglet, drag juga meningkat, sehingga L/D efektif karena penambahan winglet kadang-kadang sedikit lebih rendah bila dibandingkan dengan L/D
untuk sayap tanpa multiple winglets.
BAB V
PENUTUP5.1Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Penambahan twisted multiple winglets 200,100,00,-100,-200 menunjukkan kenaikan koefien lift maksimun sebesar 1,176354 pada saat diuji pada kecepatan udara 15 m/s dan sudut serang 100 terhadap vektor kecepatan aliran stream, kenaikan koefisien lift yang sangat signifikan bila dibandingkan dengan sayap asli sebesar 38,42 %.
2. Twisted multiple winglets -500,-250,00,250,500 menunjukkan peningkatan drag yang lebih kecil bila dibandingkan dengan 12 variasi twisted multiple
winglets.
3. Penambahan multiple winglet 200,100,00,-100,-200 pada kecepatan 15 m/s menunjukkan CL/CD maksimal tertinggi dari 12 konfigurasi multiple
winglet.
4. Penambahan twisted multiple winglets memajukan sudut stall + 2 derajat lebih awal dibanding sayap tanpa multiple winglets.
5.2Saran
1. Kurang stabilnya aliran stream pada seksi uji dari low speed wind tunnel karena homemade tunnel sehingga aliran tidak perfecly laminar, untuk lebih jelasnya diperlukan percobaan dengan visualisasi aliran untuk mengetahui pola aliran pada seksi uji.
2. Bilah-bilah twisted multiple winglets tidak berbentuk airfoil sehingga berpengaruh pada aliran udara yang melewati bilah. Untuk lebih jelasnya diperlukan percobaan dengan visualisasi aliran untuk mengetahui pola aliran
wingtip vortek
3. Terjadi celah (gap) diantara sayap asli dengan pemasangan twisted multiple
winglets, yang menyebabkan aliran turbulen pada sambungan ujung sayap,
sehingga meningkatkan drag pada wingtip.
4. Kurang stabilnya lengan momen pada balancer sehingga error dapat terjadi. Perubahan variasi sudut serang harus dilakukan secara hati-hati agar lengan momen tidak bergeser.
5. Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai visualisasi aliran untuk mengetahui pola aliran pada wingtip vortek.