Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT atas segala karunia dan rahmat-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi ini adalah “Studi Eksperimental Kebisingan dan Simulasi Kontur Kebisingan Pesawat Tanpa Awak Prototipe NVC USU.”
Selama penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua tercinta, yang telah memberikan segala dukungan tak terhingga baik dukungan moril dan materil.
2. Abang dan kakak tersayang, yang turut memotivasi di dalam penyelesaian skripsi ini.
3. Bapak Dr.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku dosen pembimbing dan Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah banyak meluangkan waktunya membimbing penulis hingga skripsi ini dapat terselesaikan.
4. Bapak Suprianto ST, MT dan Dr. Eng Taufiq Bin Nur, ST, M. Eng.Sc yang telah memberikan banyak kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan laporan ini.
5. Bapak Alvistahrin M. Beni selaku mahasiswa Program Doktoral Teknik Mesin sekaligus koordinator laboratorium Noise and Vibration Research Center. 6. Haura Amany Abdi terkasih, yang telah memberikan segala dukungan
berbentuk doa maupun tenaga pada setiap langkah penulis pada saat suka maupun duka ketika mencari gagasan – gagasan solutif serta menjalani langkah
– langkah strategis di dalam penyelesaian skripsi ini.
7. Irwan, Nazwir Fahmi Damanik, Yogi Aldiansyah, Toto Wibowo, Afrizal dan Jeffry yang telah banyak membagikan ilmunya kepada penulis.
8. Seluruh Staf Pengajar pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi.
9. Seluruh pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin.
10.Teman - teman mahasiswa Teknik Mesin USU khususnya untuk stambuk 2011, yang telah banyak memberikan support dan sharing dalam penyelesaian skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini belum sempurna dari teknik penulisan maupun materi laporan. Oleh sebab itu, demi penyempurnaan skripsi ini kritik dan saran sangat penulis harapkan.
Akhir kata, penulis berharap agar laporan ini bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis sendiri pada khususnya.
Medan, 21 Maret 2016 Penulis,
Muhammad Tri Zulfi Sahab NIM : 110401150
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ………. i
DAFTAR ISI ……….... iii
DAFTAR GAMBAR ……….... v
DAFTAR TABEL ………. vii
DAFTAR NOTASI/ISTILAH ………. viii
DAFTAR LAMPIRAN ……… ix BAB 1 PENDAHULUAN ………. 1 1.1 Latar Belakang ………. 1 1.2 Perumusan Masalah ………. 3 1.3 Tujuan Penelitian ………. 3 1.4 Batasan Masalah ………... 4 1.5 Sistematika Penulisan ………... 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ……….. 6
2.1 Pesawat Tanpa Awak (Unmanned Aerial Vehicle) ………. 6
2.2 Propeller ……….. 7
2.2.1 Sejarah Perkembangan Teori Propeller ………. 7
2.2.2 Desain Propeller Untuk Mengurangi Kebisingan …………..... 8
2.2.3 Kebisingan pada Propeller ……… 10
2.2.4 General Momentum Theory ………... 11
2.2.5 Vortex – Blade Element Theory ………..... 12
2.3 Kebisingan Aerodinamis ……….. 13
2.3.1 Suara ………... 13
2.3.2 Kebisingan ………... 14
2.3.3 Jenis–jenis Kebisingan ……… 15
2.3.4 Sinyal Kebisingan ………... 19
2.3.5 Kontur Kebisingan .……… 19
2.3.6 Sumber Kebisingan Aerodinamis ……….. 20
2.3.7 Parameter Kebisingan ……… 22
2.3.8 Prosedur Dasar Mengendalikan Kebisingan …………... 24
2.4 Airfoil ………...... 25
2.5 Kayu Balsa ………... 26
2.6 Mesin Dua Langkah ………. 26
2.7 Tiga Kriteria Kebisingan Pesawat Dapat Diterima ……….. 31
2.8 Pembatalan Aktif Kebisingan ………... 34
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN …………..………... 39
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian …………...……… 39
3.2.1 Bahan Penelitian ………….……… 39
3.2.2 Alat Penelitian ……….... 42
3.3 Pengujian Pesawat Prototipe NVC USU ………. 47
3.3.1 Set Up Pengujian ……… 47
3.4 Variabel Penelitian ………...………… 48
3.4.1 Variabel Terikat ………... 48
3.4.2 Variabel bebas ………... 48
3.5 Cara Pelaksanaan Penelitian ……… 49
3.6 Diagram Alir Penelitian ………... 50
BAB 4 ANALISA DATA ………..………... 52
4.1 Data Hasil Pengukuran Kebisingan ………. 52
4.2 Parameter Kebisingan ……….. 58
4.3 Kontur Kebisingan ………... 77
4.4 Noise Path Model ………. 86
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ……… 88
5.1 Kesimpulan ………... 89
5.2 Saran ………. 89
DAFTAR PUSTAKA ………... 90
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1 Struktur fungsional sistem UAV ………... 6
2.2 Pesawat tanpa awak milik Indonesia ………. 7
2.3 Gaya dorong dan torsi pada propeller ... 8
2.4 Bagian baling–baling pada propeller ... 9
2.5 Beban yang terjadi pada propeller ……… 10
2.6 Jumlah baling-baling pada propeller pesawat tanpa awak ... 10
2.7 Aliran udara melalui propeller ……….. 11
2.8 Aliran udara yang melewati propeller ………... 12
2.9 Kecepatan efektif elemen melewati udara ………. 13
2.10 Gelombang suara pada material ………. 14
2.11 Grafik sinyal kebisingan ..………. 19
2.12 Kontur Kebisingan ………. 20
2.13 Sumber-sumber noise pada komponen aerodinamis ………. 21
2.14 Kebisingan Generation Mechanisme pada propeller ……...…...... 22
2.15 Kayu Balsa ………. 26
2.16 Mesin dua langkah sederhana ………... 27
2.17 Tingkat intermiten khas yang dihasilkan oleh kendaraan transportasi Peningkatan 10 PNdB biasanya setara dengan peningkatan Ioo%, atau dua kali lipat dalam kebisingan subjektif [dari (3)]. Perkiraan tingkat di rumah masyarakat yang biasanya sumber terdekat dari kebisingan……….. 32
2.18 Kebisingan dan number index (NNI) …………..………...... 34
2.19 Sistem ANC Toyota ……….. 35
2.20 Sistem ANC Headphone ………... 36
2.21 ANC Operator of fan ……… 36
2.22 Simulasi ANC pesawat Jet ……… 37
2.23 Pembatas ANC Jepang ……….. 38
3.1 Pesawat tanpa awak prototipe NVC USU ………. 39
3.2 DLE Gas Engine-30cc……… 40
3.3 Badan Pesawat ………... 41
3.4 Propeller ………...... 42
3.5 Sound Level Meter ………. 42
3.6 Tripod ……… 43 3.7 Kabel USB ……… 43 3.8 Meteran ………. 44 3.9 Laptop ………... 44 3.10 Obeng Plus ……… 45 3.11 Senter ……… 45 3.12 Tachometer ………...... 45 3.13 Telepon genggam ………... 46 3.14 Remote control ………... 47 3.15 Arah pengukuran ………... 48
4.1 Kontur kebisingan pada jarak 1 meter dengan putaran 2000 rpm ………. 77 4.2 Kontur kebisingan pada jarak 1 meter dengan putaran 5000 rpm ………. 78 4.3 Kontur kebisingan pada jarak 1 meter dengan putaran 7000 rpm ………. 78 4.4 Kontur kebisingan pada jarak 3 meter dengan putaran 2000 rpm ………. 79 4.5 Kontur kebisingan pada jarak 3 meter dengan putaran 5000 rpm ………. 80 4.6 Kontur kebisingan pada jarak 3 meter dengan putaran 7000 rpm ………. 80 4.7 Kontur kebisingan pada jarak 5 meter dengan putaran 2000 rpm ………. 81 4.8 Kontur kebisingan pada jarak 5 meter dengan putaran 5000 rpm ... 82 4.9 Kontur kebisingan pada jarak 5 meter dengan putaran 7000 rpm ………. 82 4.10 Kontur 2D dengan vektor arah kebisingan pada sumbu (X,Y)
Pengukuran ………...………. 84
4.11 Kontur 2D dengan vektor arah kebisingan pada sumbu (Z,Y)
Pengukuran ………...………. 85
DAFTAR TABEL
Halaman 1.1 Penelitian terkatit kebisingan pesawat tanpa awak di DTM FT
USU …...……….. 2
2.1 Contoh tinkat kebisingan suara berdasarkan sumbernya ….……… 15
2.2 Referensi kuantitas level akustik kebisingan ……….……….. 24
2.3 Cara Kerja Mesin Dua Langkah ……….. 28
2.4 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 ... 33
4.1 Hasil pengukuran kebisingan pada jarak 1 meter. ………... 52
4.2 Hasil pengukuran kebisingan pada jarak 3 meter. ………... 53
4.3 Hasil pengukuran kebisingan pada jarak 5 meter. ………... 53
4.4 Hasil pengukuran kebisingan terhadap mesin DLE Gas Engine-30cc .... 56
4.5 Nilai Lp rata – rata ………... 58
4.6 Hasil perhitungan nilai tekanan pada jarak 1 meter ……… 60
4.7 Hasil perhitungan nilai tekanan pada jarak 3 meter………. 61
4.8 Hasil perhitungan nilai tekanan pada jarak 5 meter………. 61
4.9 Hasil perhitungan nilai kecepatan partikel akustik pada jarak 1 meter… 62 4.10 Hasil perhitungan nilai kecepatan partikel akustik pada jarak 3 meter … 63 4.11 Hasil perhitungan nilai kecepatan partikel akustik pada jarak 5 meter…. 63 4.12 Hasil perhitungan nilai intensitas akustik pada jarak 1 meter .…... 64
4.13 Hasil perhitungan nilai intensitas akustik pada jarak 3 meter ....………. 65
4.14 Hasil perhitungan nilai intensitas akustik pada jarak 5 meter .…... 65
4.15 Hasil perhitungan nilai densitas energi akustik pada jarak 1 meter…….. 66
4.16 Hasil perhitungan nilai densitas energi akustik pada jarak 3 meter ...….. 67
4.17 Hasil perhitungan nilai densitas energi akustik pada jarak 5 meter ....…. 67
4.18 Hasil perhitungan nilai kenaikan temperatur udara pada jarak 1 meter ... 68
4.19 Hasil perhitungan nilai kenaikan temperatur udara pada jarak 3 meter ... 69
4.20 Hasil perhitungan nilai kenaikan temperatur udara pada jarak 5 meter .. 69
4.21 Hasil perhitungan nilai kecepatan bergetar suara pada jarak 1 meter ... 70
4.22 Hasil perhitungan nilai kecepatan bergetar suara pada jarak 3 meter ... 71
4.23 Hasil perhitungan nilai kecepatan bergetar suara pada jarak 5 meter ... 71
4.24 Hasil perhitungan nilai level intensitas kebisingan pada jarak 1 meter .. 72
4.25 Hasil perhitungan nilai level intensitas kebisingan pada jarak 3 meter .. 73
4.26 Hasil perhitungan nilai level intensitas kebisingan pada jarak 5 meter .. 73
4.27 Hasil perhitungan nilai level densitas energi pada jarak 1 meter .……… 74
4.28 Hasil perhitungan nilai level densitas energi pada jarak 3 meter .……… 75
4.29 Hasil perhitungan nilai level densitas energi pada jarak 5 meter ...…….. 75
4.30 Nilai parameter kebisingan tertinggi dan terendah ……….. 76
