i
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
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
iii
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
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
v 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”
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” Cindy atas dukungan selama ini yang
selalu memberikan kekuatan cinta dan motivasi batin
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
vii
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.
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
ix
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. RPMmaxtertinggi 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.
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
xi
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
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : Bagian-bagianPropeller Blade 7
Gambar 2.2 : TypicalPropeller Blades Geometry 8
Gambar 2.3 : TypicalPropeller BladesAirfoil 9
Gambar 2.4 : Gaya Beban padaPropeller 11
Gambar 2.5 : Pusat RotasiPropeller Blades 12
Gambar 2.6 : Gaya Angkat penyebabPitching Moment 12
Gambar 2.7 : GayaCentrifugalpenyebabPitching Moment 13
Gambar 2.8 : Thrustdan kecepatanpropeller 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 kecepatanν∞olehpropellermenjadiν∞+Δν 15
Gambar 2.12 : Performance daripropeller 17
Gambar 2.13 : Karakteristik Elemen Bilah 19
Gambar 2.14 : Elemen bilahPropeller 20
Gambar 2.15 : Airfoil Propeller APC, flat-bottom 21
Gambar 2.16 : Tiga JenisPropellerAPC dan HY 22
Gambar 2.17 : Engine OS 15 LA Silver 23
Gambar 2.18 : Bagian-bagianEngineOS 15 LA Silver 24
Gambar 2.19 : Lokasi Tangki Bahan Bakar 25
Gambar 2.20 : Pengujian Statis 25
Gambar 2.21 : KorelasiThrust vs. RPM 26
xiii
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 PengukuranThrust 34
Gambar 4.1 : GrafikThrust versus RPM 37
Gambar 4.2 : GrafikThrustversusthrottle 37
Gambar 4.3 : Grafik RPM versusthrottle 38
Gambar 4.4 : GrafikThrustversus RPM 40
Gambar 4.5 : GrafikThrustversusThrottle 40
Gambar 4.6 : GrafikThrustversusthrottle Propeller APC 7×4 41 Gambar 4.7 : GrafikThrustversusthrottle Propeller APC 7×4 42 Gambar 4.8 : GrafikThrustversus RPMPropeller APC 7×4 43 Gambar 4.9 : GrafikThrustversus RPMPropeller APC 7×5 44 Gambar 4.10 : GrafikThrustversusthrottle Propeller APC 7×5 44 Gambar 4.11 : GrafikThrustversusthrottle Propeller JXF 7×4 HY 45 Gambar 4.12 : GrafikThrustversus RPMPropeller JXF 7×4 HY 46
Gambar 4.13 : GrafikThrustversus RPM 47
Gambar 4.14 : Grafik Efisiensi versus RPM 48
Gambar 4.15 : Grafik Performapropeller 49
Gambar 4.16 : Grafik Performa Propeller APC 7x4 50
Gambar 4.17 : Grafik Performa Propeller APC 7x5 50
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-pitchpropeller
Controllable Pitch
: pitch setting bisa diubah dan dikontrol oleh pilot sewaktu terbang
Blade element : kombinasi lengkungan atas-bawah membentuk bilah
propeller. Bilah ini berubah bentuk dan sudut dari hub sampai dengan tip
Fixed Pitch : propeller dengan 1 pitch setting dan biasanya tidak lebih dari 2 bilah
Full Feathering
: kecepatan konstan propeller guna mengeliminasi gaya hambat dan pusaran angin sewaktu engine rusak atau mati
Ground Adjustable Pitch
: pitch setting bisa diubah ketika pesawat di darat dan engine tidak nyala
Hub : bagian yang menancap padacrankshaft(poros engkol)
Leading edge : 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 danthrust berlawanan sewaktu pesawat akan mendarat
Root : bagian yang terdekat dengan hub, disebut shank (tulang kering) dan biasanya tebal dan kuat
xv 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
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
