RANCANG BANGUN MINIATUR SWASHPLATE
MECHANISM SEBAGAI ALAT PERAGA PEMBELAJARAN DI POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
TUGAS AKHIR
Oleh :
MUHAMMAD REZA FAHLEVI NIT. 30418020
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK PESAWAT UDARA POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
2021
RANCANG BANGUN MINIATUR SWASHPLATE MECHANISM SEBAGAI ALAT PERAGA PEMBELAJARAN DI POLITEKNIK
PENERBANGAN SURABAYA
TUGAS AKHIR
Diajkuan sebagai Syarat Menempuh Mata Kuliah Tugas Tugas Akhir pada Program Studi Diploma 3 Teknik Pesawat Udara
Oleh :
MUHAMMAD REZA FAHLEVI NIT. 30418020
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK PESAWAT UDARA POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
2021
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
RANCANG BANGUN MINIATUR SWASHPLATE MECHANISM SEBAGAI ALAT PERAGA PEMBELAJARAN DI POLITEKNIK PENERBANGAN
SURABAYA
Oleh:
MUHAMMAD REZA FAHLEVI NIT. 30418020
Disetujui untuk diujikan pada:
Surabaya, 24 Agustus 2021
Pembimbing 1 : AJENG WULANSARI, S.T, M.T ………..
NIP. 19890606 200912 2 001
Pembimbing 2 : NYARIS PAMBUDIYATNO, S.SiT, M.MTr ………..
NIP. 19820525 200502 1 001
iii
LEMBAR PENGESAHAN
RANCANGBANGUN MINIATUR SWASHPLATE MECHANISM SEBAGAI ALAT PERAGA PEMBELAJARAN DI POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
Oleh :
MUHAMMAD REZA FAHLEVI NIT. 30418020
Telah dipertahankan dan dinyatakan lulus pada Sidang Tugas Akhir Program Pendidikan Diploma 3 Teknik Pesawat Udara
Politeknik Penerbangan Surabaya Pada tanggal : 24 Agustus 2021
Panitia Penguji:
1. Ketua : Ir. BAMBANG JUNIPITOYO, S.T., M.T. ... ...
NIP. 19780626 200912 1 001
2. Sekretaris : SUYATMO, ST., S.Pd., M.T., M.Pd ...
NIP. 19630510 198902 1 001
3. Anggota : AJENG WULANSARI, S.T., M.T. ...
NIP. 19890606 200912 2 001
Ketua Program Studi D3 TEKNIK PESAWAT UDARA
Ir. BAMBANG JUNIPITOYO, S.T., M.T.
NIP. 19780626 200912 1 001
iv ABSTRAK
RANCANGBANGUN MINIATUR SWASHPLATE MECHANISM SEBAGAI ALAT PERAGA PEMBELAJARAN DI POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
Oleh :
MUHAMMAD REZA FAHLEVI NIT : 30418020
Helicopter adalah pesawat yang diangkat dan digerakan oleh satu atau lebih horizontal rotors, setiap rotor terdiri dari dua atau lebih rotor blades. Terdapat tiga control utama pada helicopter, yaitu collective, cyclic dan antitorque. Control input dari collective dan cyclic akan diteruskan oleh swashplate menuju main rotor blade.
Didalam pembelajaran Helicopter flight control mengharuskan taruna untuk melaksanakan praktek dan mengetahui system pada helicopter. Salah satunya yaitu swash plate mechanism yang terpasang pada main rotor mast. Maka dibutuhkan alat peraga untuk menunjang pembelajaran tersebut.
Pembuatan rancangan ini menggunakan desain yang praktis dengan menggunakan kayu sebagai bahan dasar yang mudah dibentuk sebagai alat peraga.
rancangan ini menggunakan teknik cutting untuk memotong bagian yang akan dibentuk dan teknik drilling untuk melubangi bagian tertentu pada benda kerja selanjutnya digabungkan menggunakan lem kayu serta pengecatan untuk memperoleh permukaan yang lebih indah. Dengan adanya alat peraga swashplate mechanism diharapkan dapat menunjang taruna dalam kegiatan pembelajaran agar lebih praktis dan efisien. Serta mempermudah memahami cara kerja swashplate mechanism.
Dari hasil penelitian ini diperoleh nilai rata-rata kelas dengan alat peraga terdapat kenaikan signifikan dari 71.45 menjadi 91.6 sedangkan pada kelas tanpa alat peraga diperoleh nilai 71.04 menjadi 75. Sehingga dapat diambil kesimpulan rancang bangun miniature Swashplate Mechanism dapat menunjang taruna dalam kegiatan belajar agar taruna dapat lebih mengerti dan memahami pergerakan cara kerja swashplate mechanism.
Kata kunci : Helicopter, flight control, swashplate.
v ABSTRACT
RANCANGBANGUN MINIATUR SWASHPLATE MECHANISM SEBAGAI ALAT PERAGA PEMBELAJARAN DI POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
By :
MUHAMMAD REZA FAHLEVI NIT : 30418020
A helicopter is an aircraft that is lifted and moved by one or more horizontal rotors, each rotor consisting of two or more propellers. There are three main controls on the helicopter, namely collective, cyclic and antitorque. The control input from the collective and the cyclic will be transmited by the swashplate to the main rotor blade.
In learning Helicopter flight control cadets requires to carry out practices and systems on the helicopter. One of them is the swash plate mechanism which is attached to the main rotor mast. Then props are needed to support this learning.
The making of this design uses a practical design using wood as a base material that is easily formed as a props. This design uses cutting techniques to cut the parts to be formed and drilling techniques to perforate certain parts of the workpiece which are then combined using wood glue and painting to achieve a more beautiful surface.
With the swashplate mechanism props, it is hoped that it can support cadets in learning activities so that they are more practical and efficient. And make it easier to understand how the swashplate mechanism works.
From the results of this study, it was obtained that the average value of the class with teaching aids there was a significant increase from 71.45 to 91.6 while in the class without teaching aids the value of 71.04 became 75. So it can be concluded that the design of miniature Swashplate Mechanism can support cadets in learning activities so that cadets can can better understand and understand the movement of how the swashplate mechanism works.
Keywords : Helicopter, flight control, swashplate.
vi
PERNYATAAN KEASLIAN DAN HAK CIPTA
Saya yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Muhammad Reza Fahlevi
NIT : 30418020
Program Studi : D3 Teknik Pesawat Udara
Judul Tugas Akhir : Rancang Bangun Miniatur Swashplate Mechanism Sebagai Alat Peraga Pembelajaran Di Politeknik Penerbangan Surabaya
Dengan ini menyatakan bahwa :
1. Tugas Akhir ini merupakan karya asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan gelar akademik, baik di Politeknik Penerbangan Surabaya maupun di Perguruan Tinggi lain, serta dipublikasikan, kecuali secara tertulis dengan jelas dicantumkan sebagai acuan dalam naskah dengan disebutkan nama pengarang dan dicantumkan dalam daftar pustaka.
2. Demi Pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan Hak Bebas Royalti Non Eksklusif (Non-Exclusive Roalty-Free Right) kepada Politeknik Penerbangan Surabaya beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan hak ini, Politeknik Penerbangan surabaya berhak menyimpan, mengalih media formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan mempublikasikan tugas akhir saya dengan tetap mencamtumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Apabila di kemudian hari terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran, maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang telah diperoleh, serta sanksi lainnya sesuai dengan norma yang berlaku di Politeknik Penerbangan Surabaya.
Surabaya, 24 Agustus 2021 Yang membuat pernyataan
Muhammad Reza Fahlevi NIT. 30418020
vii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul RANCANG BANGUN ALAT PERAGA SWASH PLATE MECHANISM SEBAGAI MEDIA PEMBELAJARAN DI POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA dengan baik dan tepat waktu.
Terselesaikannya Tugas Akhir ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak M. Andra Aditiyawarman, ST., MT selaku Direktur Politeknik Penerbangan Surabaya.
2. Bapak Bambang Junipitoyo, ST., M.T, Ketua Program Studi Teknik Pesawat Udara di Politeknik Penerbangan Surabaya.
3. Ibu Ajeng Wulansari, ST., MT, selaku Pembimbing materi yang senantiasa membimbing dan membantu dalam penyusunan Tugas Akhir.
4. Bapak Nyaris Pambudiyatno, S.SiT, M.MTr selaku Pembimbing penulisan yang senantiasa membimbing dan membantu dalam penyusunan Tugas Akhir.
5. Seluruh dosen dan civitas akademika Program Studi Teknik Pesawat Udara Politeknik Penerbangan Surabaya yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat.
6. Kedua orangtua dan keluarga yang telah memberikan doa dan dukungan 7. Seluruh sahabat, rekan-rekan seangkatan, senior dan junior yang telah
membantu penyusunan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan penulisan di masa yang akan datang.
Surabaya, 24 Agustus 2021
Penulis
viii DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PERSETUJUAN... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
ABSTRAK ... iv
ABSTRACT ... v
PERNYATAAN KEASLIAN DAN HAK MILIK ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
DAFTAR SINGKATAN ... xiii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Tujuan Penelitian ... 2
1.5 Manfaat Penelitian ... 3
1.6 Sistematika Penulisan... 3
BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Helicopter ... 5
2.2 Main Rotor System ... 5
2.2.1 Fully Articulated Rotor System ... 5
2.2.2 Semirigid Rotor System ... 6
2.2.3 Rigid Rotor System ... 7
2.3 Flight Controls ... 7
2.3.1 Collective Pitch Control ... 7
2.3.2 Throttle Control ... 8
2.3.3 Governor ... 9
2.3.4 Cyclic ... 9
2.4 Swash Plate ... 12
2.4.1 Swash Plate Component ... 13
2.4.2 Swash Plate Mechanism ... 14
2.5 Teknik Pembuatan Rancangan ... 14
2.5.1 Teknik Cutting ... 14
2.5.2 Teknik Penyambungan ... 15
2.5.3 Teknik Drilling ... 15
2.6 Penelitian Terdahulu ... 15
ix BAB 3 METODELOGI PENELITIAN
3.1 Metodologi Penelitian ... 19
3.2 Desain Penelitian ... 20
3.2.1 Konsep Perancangan Alat ... 20
3.2.2 Desain Alat ... 20
3.2.3 Komponen Alat ... 21
3.2.4 Komponen Penunjang ... 22
3.2.5 Cara Kerja Alat ... 22
3.2.6 Blok Diagram ... 23
3.3 Penentuan Alat dan Bahan ... 23
3.3.1 Alat ... 23
3.3.2 Bahan ... 25
3.4 Kriteria Perancangan ... 28
3.5 Penggunaan Rancangan ... 29
3.6 Prosedur Perawatan Alat ... 29
3.7 Pengujian Alat ... 29
3.8 Teknik Pengumpulan Data ... 30
3.9 Subjek Penelitian... 30
3.9.1 Populasi ... 30
3.9.2 Sampel ... 31
3.10 Teknik Analisis Data ... 32
3.10.1 Analisis Data Kuantitatif ... 32
3.11 Tempat dan Waktu Penelitian ... 33
BAB 4 Hasil dan Pembahasan 4.1 Hasil Penelitian ... 35
4.1.1 Spesifikasi Pembuatan Alat Peraga ... 35
4.1.2 Material Alat Peraga ... 36
4.1.3 Ukuran Alat ... 39
4.1.4 Perakitan Alat Peraga ... 40
4.2 Pembahasan Hasil Penelitian ... 40
4.2.1 Hasil Pengujian ... 40
4.2.2 Kelebihan dan Kekurangan Alat ... 41
4.2.3 Analisa Efisiensi Rancangan ... 42
BAB 5 Penutup 5.1 Kesimpulan... 44
5.2 Saran ... 45
DAFTAR PUSTAKA ... 46 LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Fully Articulated Rotor System ... 5
Gambar 2.2 Semirigid Rotor System ... 6
Gambar 2.3 Collective Pitch Control ... 7
Gambar 2.4 Twist Grip Throttle ... 8
Gambar 2.5 Cyclic Pitch Control ... 10
Gambar 2.6 Antitorque Pedals ... 11
Gambar 2.7 Swashplate Assembly ... 13
Gambar 3.1 Diagram Alur Desain Penelitian ... 19
Gambar 3.2 Desain Alat Tampak Depan... 20
Gambar 3.3 Desain Alat Tampak Atas ... 20
Gambar 3.4 Desain Alat Tampak Samping ... 21
Gambar 3.5 Alur Kerja Rancangan ... 23
Gambar 3.6 Scroll Saw ... 24
Gambar 3.7 Drilling Machine ... 24
Gambar 3.8 Kayu Pinus ... 25
Gambar 3.9 Kayu Balsa... 25
Gambar 3.10 Pipa Paralon ... 26
Gambar 3.11 Ball Bearing ... 26
Gambar 3.12 Lem Kayu ... 27
Gambar 3.13 Spray Paint ... 27
Gambar 3.14 Nut dan Bolt ... 28
Gambar 3.15 Rumus Menghitung Rata-Rata ... 33
Gambar 3.16 Rumus Ketuntasan Hasil Belajar Siswa ... 33
Gambar 4.1 Alas Alat Peraga ... 36
Gambar 4.2 Stationary Swashplate ... 37
Gambar 4.3 Rotary Swashplate ... 37
Gambar 4.4 Pitch Links ... 38
Gambar 4.5 Rotor Shaft ... 38
Gambar 4.6 Blade Grip ... 39
Gambar 4.7 Rotor Hub ... 39
Gambar 4.8 Rancangan Alat Peraga Swasplate Mechanism ... 40
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Penelitian Terdahulu ... 14
Tabel 3.1 Keterangan Bagian Desain ... 21
Tabel 3.2 Komponen Penunjang ... 22
Tabel 3.3 Pengujian Alat ... 29
Tabel 3.4 Kriteria Tingkat Keberhasilan Belajar ... 33
Tabel 3.5 Waktu Perencanaan... 34
Tabel 4.1 Ukuran Alat Peraga ... 39
Tabel 4.2 Hasil Pengujian ... 41
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran A Tampak Depan ... A-1 Lampiran B Tampak Atas ... B-1 Lampiran C Tampak Samping ... C-1 Lampiran D Soal Pre Test dan Post Test ... D-1 Lampiran E Nilai Pre Test dan Post Test ... E-1
xiii
xiii
DAFTAR SINGKATAN
Singkatan Nama
RPM Revolution per minute
AOI Angle of incidence
AOA Angle of attack
PVC Polyvinyl chloride
46
DAFTAR PUSTAKA
.
U.S. Department Of Transportation. 2000. Rotorcraft Flying Handbook. FAA, United States of America.
Arikunto, S. 2002. Metodologi Penelitian Suatu Pendekatan Proposal. PT. Rineka Cipta, Jakarta.
Fendi, Hendriyawan Ari. 2014. Karakterisik aerodynamic rotor helicopter synergy N9. Universitas Nurtanio Bandung, Bandung, Indonesia.
Garcia, James Christopher. 1994. Active helicopter control rotor using blade- mounted actuators. Massasacusetss Institute of Technology, Cambridge, Amerika Serikat.
Handayani, Sri. 2009. Metode Pelekatan Dengan Lem Pada Sambungan Pelebaran Kayu. Universitas Negeri Semarang, Semarang.
Liu, Jianbo, dkk. 2020. A Novel Comprehensive Kinematic and Inverse Dynamic Model For The Flybar-Less Swashplate Mechanism: Application on a Small-Scale Unmanned Helicopter. School of Mechanical and Aerospace Engineering, China.
Purwanto, Ngalim. 2018. Teknik Evaluasi Pengajaran. PT Remaja Rosdakarya, Bandung.
Sabaapour, M.R, Hassan Zohoor. 2010. Analysis Of A Swashplate Mechanism Of The Hingeless Rotor Hub With The Flybar In A Model Helicopter, Part II: Dynamics. Sharif University Of Technology (SUT), Tehran, Iran.
Sonar, Yograj, Dr.S. Sivakumar. 2018. Design fabrication and simulation of a semi-rigid helicopter swashplate control mechanisms. SRM Institute of Science and Technology, Chennai, India.
Sugiyono. 2011. Metode Penelitian Kuantitatif dan R&D. Alfabeta, Bandung.
Sugiyono. 2013. Metode Penelitian Kuantitatif dan R&D. Alfabeta, Bandung.
Swanson, P.B. 2014. The Power of Belief: Spanish Teacher’s Sense Of Efficacy and Student Performance on the National Spanish Examination. Georgia State University. United States
A-1
LAMPIRAN
Lampiran A. Tampak Depan
B-1 Lampiran B. Tampak Atas
C-1 Lampiran C. Tampak Samping
D-1 Lampiran D. Soal Pre-test dan Post Test
Soal Swashplate Mechanism
1.Movement about the longitudinal axis ( roll ) in a helicopter is effected by movement of the :
a. Trim pitch control.
b. Collective pitch control.
c. Cyclic pitch control.
d. Tail rotor pitch control.
2.A helicopter equipped with a tail rotor maintains directional control by :sss a. Changing the tail rotor RPM.
b. Tilting the main rotor disk in the desire direction.
c. A conventional rudder and rudder control system.
d. Varying the pitch of the tail rotor blades.
3.If a single rotor helicopter is in forward horizontal flight, the angle of attack of the advancing blades is :
a. More than the retreating blade.
b. Equal to the retreating blade.
c. The same at any point around the rotor disk.
d. Less then the retreating blade.
4.Main rotor blades that do not cone by the same amount during rotation, are said to be out of :
a. Balance.
b. Lateral cyclic pitch.
c. Collective pitch.
d. Track.
5.The acute angle formed by the chord line of awing and the relative wind is known as the :
a. Longitudinal dihedral angle.
b. Angle of climb.
c. Angle of incidence.
d. Angle of attack.
D-2 6.Swash plate assembly element are include :
a. Rotor mast and fix horn.
b. Star assembly and rotor mast.
c. Stationary and rotating star.
d. Star assembly and fix horn assy.
7.What means “advancing blade” helicopter ?
a. Rotation of blade directional with movement helicopter.
b. Rotation of blade ½ from fwd. Diameter rotor blade.
c. Rotation of blade ½ from aft. Diameter rotor blade.
d. Rotation of blade on fwd. rotor disc.
8.The vertical flight of a helicopter is controlled by : a. Increasing or decreasing collective pitch.
b. Tilting the rotor disc.
c. Cyclic pitch changes.
d. Increasing or decreasing the RPM of the main rotor.
9.Stability about the axis, which runs parallel to the line of flight, is referred to as :
a. Longitudinal axis.
b. Lateral axis.
c. Dynamic stability.
d. Directional stability.
10. A helicopter in forward flight, cruise configuration, changes direction by : a. Varying the pitch of the main rotor blades.
b. Changing tail rotor RPM.
c. Tilting the main rotor disk in the desired direction.
d. Tilting the tail rotor.
11. The angle of attack rotor blade is :
a. Between chord line with tip path line.
b. Between chord line with rotor disc.
c. Between chord line with relative wind.
d. Between chord line with horizontal area
12. During hovering flight, resultant from vertical part on rotor blade is : a. Same as total weight.
D-3 b. More than from total weight.
c. Less than from total weight.
d. More less than weight and lift.
13. Gyroscopic precession is resulting action occurring … degrees from the applied force.
a. 90 b.70 c. 45 d. 50
14. Function cyclic pitch control?
a. move up and down the helicopter
b. the helicopter's circular and forward motion.
c. to control the angle of attack of the tail rotor d. to counteract the rotor torque
15. No. 1 is?
a. Stationary swashplate b. Pitch link
c. Rotating Swashplate
1
2
3
4
D-4 d. Control rod
16. No. 2 is?
a. Stationary swashplate b. Pitch link
c. Rotating Swashplate d. Control rod
17. No. 3 is?
a. Stationary swashplate b. Pitch link
c. Rotating Swashplate d. Control rod
18. No. 4 is?
a. Stationary swashplate b. Pitch link
c. Rotating Swashplate d. Control rod
19. mounted to the stationary swash plate by means of a bearing and is allowed to rotate with the main rotor mast is?
a. Rotating swashplate b. Stationary swasplate c. Rotor hub
d. Rotor must
20. mounted around the main rotor mast and connected to the cyclic and collective controls by a series of pushrods is?
a. Rotating swashplate b. Stationary swashplate c. Rotor hub
d. Rotor must
E-1 Lampiran E. Nilai Pre test dan post test
Hasil Pre-Test TPU4A Hasil Post Test TPU4B
Hasil Pre-Test TPU4A Hasil Post Test TPU4B
RIWAYAT HIDUP
MUHAMMAD REZA FAHLEVI, Lahir di Jakarta pada tanggal 29 Oktober 2000 putra kelima dari pasangan Bapak Ahmad Dahlan dan Ibu Nisda Kustila serta adik dari Diah Amalia Anggraini, Rosa Safitri Rahmadani, Maya Rahmadani dan Muhammad Rizki Rifandi. Beragama islam. Bertempat tinggal di Cilendek Barat kota Bogor.
Dengan menempuh Pendidikan formal :
1. SDN Sindang Barang 3 2006-2014
2. SMP Pembangunan 1 2014-2016 3. SMK Penerbangan Angkasa Bogor 2016-2018
Pada Bulan September pada tahun 2018 diterima sebagai TARUNA di Politeknik Penerbangan Surabaya pada Program Studi Diploma 3 Teknik Pesawat Udara Angkatan 4 Alpha sampai dengan saat ini. Selama mengikuti pendidikan di Politeknik Penerbangan Surabaya, telah mengikuti On the Job Training (OJT) di Balai Besar Kalibrasi Fasilitas Penerbangan pada bulan Mei hingga Juni 2021.
