• Tidak ada hasil yang ditemukan

Studi Eksperimental Kebisingan dan Simulasi Kontur Kebisingan Pesawat Tanpa Awak Prototipe NVC USU

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Studi Eksperimental Kebisingan dan Simulasi Kontur Kebisingan Pesawat Tanpa Awak Prototipe NVC USU"

Copied!
33
0
0

Teks penuh

(1)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pesawat Tanpa Awak UAV Unmanned Aerial Vehicle

Pandangan yang paling sederhana dari sebuah pesawat tanpa awak adalah sebuah pesawat dengan aircrew yang dihilangkan dan digantikan oleh sistem komputer dan radio-link. Pada kenyataannya pesawat tanpa awak lebih kompleks dari itu dan pesawat tersebut harus dirancang dengan baik dari awal tanpa aircrew, akomodasi, dan yang lainnya. Pesawat hanyalah bagian, meskipun bagian penting dari keseluruhan sistem.

Gambar 2.1 Struktur fungsional sistem UAV [1]

Manfaat seluruh sistem yang sedang dirancang, sebagai kesatuan sistem yang lengkap seperti ditunjukkan pada Gambar 2.1, secara singkat terdiri dari : 1. stasiun kontrol (CS) yang merupakan tempat operator sistem, antarmuka antara

operator dan sisa sistem lainnya.

2. pesawat yang membawa muatan yang memiliki banyak jenis.

3. sistem komunikasi antara CS yang mentransmisikan input kontrol ke pesawat dan kembali payload dan data lainnya dari pesawat ke CS (ini biasanya dicapai dengan transmisi radio).

(2)

Gambar 2.2 Puna Wulung [2]

Gambar 2.2 menunjukkan salah satu pesawat tanpa awak milik Indonesia yang dibuat oleh Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) yang diberi nama Puna Wulung. Puna Wulung memiliki panjang 4320 mm dengan bentang sayap 6360 mm dan memiliki berat terbang maksimum 120 kg [2].

2.2 Propeller

Propeller berasal dari dua kata bahasa latin yakni Pro dan Pellere. Pro yang berarti di depan, dan pellere yang berarti untuk menggerakkan. 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. 2.2.1 Sejarah Perkembangan Teori Propeller

(3)

2.2.2 Desain Propeller Untuk Mengurangi Kebisingan

Pada dasarnya, baling-baling pada propeller merupakan sayap kecil yang menghasilkan gaya resultan aerodinamis yang dibagi menjadi gaya yang bekerja 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.

Gambar 2.3 Gaya dorong dan torsi pada propeller [3]

(4)

Gambar 2.4 Bagian baling–baling pada propeller [3]

Ada hal-hal utama yang dapat mengurangi kebisingan pada propeller, yaitu: 1. Low tip speed. (kecepatan rendah pada ujung blade)

2. Large number of blades. (besarnya jumlah blade)

3. Low disc loading. (muatan udara yang rendah pada area perputaran blade) 4. Large blade chord. (lebar dari blade propeller)

5. Minimum interference with rotor flow. (sedikitnya ganguan pada aliran udara dari propeller).

Mendesain propeller rendah bising merupakan sebuah kajian khusus yang sangat kompleks. Dimana perhitungan aerodinamika harus diselaraskan dengan perhitungan kebisingan. Desain dari aerodinamika sendiri memiliki cakupan yang sangat luas,akan tetapi pada pembahasan kali ini permasalahan aerodinamika ketika mendisain propeller dapat di uraikan sesederhana mungkin. Dalam pengoperasian propeller terdapat 3 jenis beban yang terjadi, yaitu:

1. Beban tarik (FT) disebabkan oleh gaya sentrifugal yang cenderung bergerak menjauhi pusat sumbu putar (hub) propeller.

2. Beban lentur/bending (FB) disebabkan oleh gaya dorong yang terjadi pada pesawat.

3. Beban torsi (T) disebabkan oleh putaran yang cenderung terjadi pada ujung propeller.

(5)

Gambar 2.5 Beban yang terjadi pada propeller [3]

2.2.3 Kebisingan pada Propeller

Kebisingan yang bersumber dari propeller merupakan kebisingan yang diakibatkan oleh konfigurasi dan kondisi operasi propeller. Secara umum, jumlah baling-baling propeller diperlihatkan seperti pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Jumlah baling-baling pada propeller pesawat tanpa awak [3] Gambar 2.6 menunjukkan beberapa jenis propeller dengan jumlah baling-balingnya. Jumlah baling-baling pada propeller dan sudut twist-nya dapat mempengaruhi nilai kebisingan yang dihasilkan oleh propeller UAV.

(6)

vortex (pusaran) maupun kebisingan akibat putaran lebih banyak ditimbulkan oleh baling-baling dan putaran propeller. Hal ini mengakibatkan banyak riset berkembang pada propeller terutama akibat beban dan putaran (torsi) pada propeller dengan tujuan untuk mengurangi kebisingan yang terjadi pada propeller. Akan tetapi, kebisingan akibat pusaran juga penting dipertimbangkan terutama pada penerbangan dengan kecepatan tinggi. Hal ini dapat dijelaskan pada Gambar 2.7 dibawah ini.

Gambar 2.7 Aliran udara melalui propeller [3] 2.2.4 General Momentum Theory

(7)

Gambar 2.8 Aliran udara yang melewati propeller [3] Asumsi-asumsi yang digunakan pada teori ini yaitu :

1. Propeller dianggap sebagai piringan.

2. Aliran udara yang melewati piringan berbentuk tabung.

3. Kecepatan dan tekanan terdistribusi secara seragam pada setiap seksi tabung. 4. Gerakan rotasional diabaikan

2.2.5 Vortex Blade Element Theory

Teori ini adalah gabungan dari teori elemen bilah yang disempurnakan dengan vortex teory. Teori elemen bilah mempelajari tentang gaya-gaya di tiap-tiap bilah baling-baling dengan cara mem-breakdown bilah tersebut menjadi beberapa bagian. Tiap-tiap bagian dari bilah tersebut akan membentuk cincin dalam dua dimensi sehingga pada keadaan tiga dimensi akan membentuk tabung yang kemudian dihitung per bagian.

Daya dorong yang dihasilkan oleh sebuah baling baling ditentukan oleh lima hal-hal, bentuk dan area dari airfoil, sudut serang (angle of attack), massa jenis udara, dan kecepatan dimana gerakan airfoil melalui udara .Sebelum mendiskusikan cara memvariasikan gaya angkat yang dihasilkan oleh propeller, kita harus mengerti beberapa karakteristik desain propeller.

Asumsi-asumsi yang digunakan adalah :

1. Sifat-sifat dari sebuah elemen tidak terpengaruh oleh unsur-unsur yang berdekatan pada bilah yang sama.

2. Yang akan diadopsi pada tiap-tiap elemen adalah karakteristik airfoil

(8)

Gambar 2.9 Kecepatan efektif elemen melewati udara [3]

Pada Gambar 2.9 dapat dilihati aplikai dari teori elemen bilah disempurnakan dengan teori vortex. Teori vortex tersebut berdasarkan atas keberadaan tip vortex yang dihasilkan oleh ujung bilah yang berputar. Vorteks-vorteks tersebut lalu mengalir ke belakang membentuk lintasan berbentuk helikal. Konsep trailing edge vortices dan tip vortices pada propeller tersebut mirip dengan konsep-konsep pada finite wing [3].

2.3

2.3.1 Suara

(9)

Gambar 2.10 Gelombang suara pada material [5]

Pada Gambar 2.10, permukaan benda yang bergetar mengakibatkan fluida yang berdekatan dengan permukaan tersebut terkompresi. Kompresi ini mengakibatkan efek menjauh dari permukaan yang bergetar. Efek ini disebut dengan gelombang suara, gelombang suara tersebut akan bergerak menjauhi permukaan yang bergetar dengan kecepatan yang bervariasi bergantung terhadap material yang dilalui. Untuk gas ideal, kecepatan suara adalah fungsi dari tempertur absolut [6].

Suara yang dapat didengar oleh manusia hanya pada rentang frekuensi tertentu yang dapat menimbulkan respon serta tidak mengganggu fungsi dari indra pendengaran. Rentang frekuensi yang dapat didengar oleh manusia berkisar antara 20 Hz – 20.000 Hz. Suara berdasakan frekuensinya dapat dikelompokkan menjadi beberapa kategori sebagai berikut :

1. Infrasonic : frekuensi < 20 Hz 2. Audiosonic : frekuensi 20-20.000 Hz 3. Supersonic : frekuensi > 20.000 Hz

2.3.2 Kebisingan

(10)

taraf hidup manusia selalu berdampingan dengan masalah kebisingan. Kebisingan dapat merambat melalui banyak jalur yang disebut sebagai path of noise [7].

Sumber kebisingandapat dikelompokkan dalam tiga kategori:

1. Sumber kebisingan intrinsic yang muncul dari fluktuasi acak di dalam suatu sistem fisik seperti thermal dan tembakan kebisingan.

2. Sumber kebisingan buatan manusia seperti motor, switch, elektronika digital. 3. kebisingan karena gangguan alamiah seperti petir dan bintik matahari.

Pada Tabel 2.1 dapat dilihat contoh tingkat kebisingan maksimum yang diizinkan pada beberapa sumber suara.

Tabel 2.1 Contoh tingkat kebisingan suara berdasarkan sumbernya [8]

2.3.3 Jenis–jenis Kebisingan

Kebisingan atau noise dapat dikelompokkan dalam dua jenis, yaitu :

(11)

2. Kebisingan tidak terkorelasi : kebisingan yang dapat muncul kapanpun, saat terdapat sinyal maupun tidak ada sinyal. Kebisingan tidak terkorelasi muncul tanpa memperhatikan adanya sinyal atau tidak. kebisingan dalam kategori ini dapat dibagi lagi menjadi dua kategori umum, yaitu :

A.Kebisingan eksternal :adalah kebisingan yang dihasilkan dari luar alat atau sirkuit. Kebisingan tidak disebabkan oleh komponen alat dalam sistem komunikasi tersebut. Ada 3 sumber utama kebisingan eksternal :

a. Kebisingan atmosfirik : Gangguan elektris yang terjadi secara alami, disebabkan oleh hal – hal yang berkaitan dengan atmosfer bumi. Kebisingan atmosfer biasanya disebut juga static electricity. Kebisingan jenis ini bersumber dari kondisi elektris yang bersifat alami, seperti kilat dan halilintar. Static electricity berbentuk impuls yang menyebar ke dalam energi sepanjang lebar frekuensi

b. Kebisingan extraterrestrial : kebisingan ini terdiri dari sinyal elektris yang dihasilkan dari luar atmosfer bumi. Terkadang disebut juga kebisingan deep-space. kebisingan ekstra terrestrial bisa disebabkan oleh Milky Way, galaksi yang lain, dan matahari. Kebisingan ini dibagi menjadi 2 kategori, yaitu surya dan kosmik :

1) Kebisingan surya : kebisingan surya dihasilkan langsung dari panas matahari. Ada dua bagian kebisingan surya, yaitu saat kondisi dimana intensitas radiasi konstan dan tinggi, gangguan muncul karena aktivitas sun-spot dan solar flare-ups. Besar gangguan yang jarang terjadi ini (bersifat sporadis) bergantung pada aktivitas sun spot mengikuti pola perputaran yang berulang setiap 11 tahun.

2) Kebisingan kosmik : kebisingan kosmik didistribusikan secara berlanjut di sepanjang galaksi. Intensitas kebisingan cenderung kecil karena sumber kebisingan galaksi terletak lebih jauh dari matahari. Kebisingan kosmik sering juga disebut kebisingan black-body dan didistribusikan secara merata di seluruh angkasa.

(12)

mekanisme spark-producing, komutator dalam sistem pembakaran kendaraan bermotor, alternator, dan aktivitas peralihan alat oleh manusia (switching equipment) Misalnya, setiap saat di rumah, penghuni sering mematikan dan menyalakan lampu melalui saklar, otomatis arus listrik dapat tiba-tiba muncul atau terhenti. Tegangan dan arus listrik berubah secara mendadak, perubahan ini memuat lebar frekuensi yang cukup besar. Beberapa frekuensi itu memancar/menyebar dari saklar atau listrik rumah, yang bertindak sebagai miniatur penghantar dan antena.

Kebisingan karena aktivitas manusia ini disebut juga kebisingan impuls, karena bersumber dari aktivitas on/off yang bersifat mendadak. Spektrum kebisingan cenderung besar dan lebar. Frekuensi bisa sampai 10 MHz. Kebisingan jenis ini lebih sering terjadi pada daerah metropolitan dan area industri yang padat penduduknya, karena itu disebut juga kebisingan industri.

B. Kebisingan internal : kebisingan internal juga menjadi faktor yang penting dalam sistem komunikasi. Kebisingan internal adalah gangguan elektris yang dihasilkan alat atau sirkuit. Kebisingan muncul berasal dari komponen alat dalam sistem komunikasi bersangkutan. Ada 3 jenis kebisingan utama yang dihasilkan secara internal, yaitu:

a. Kebisingan thermal : berhubungan dengan perpindahan elektron yang cepat dan acak dalam konduktor akibat digitasi thermal. Perpindahan yang bersifat random ini pertama klai ditemukan oleh ahli tumbuh-tumbuhan, Robert Brown, yang mengamati perpindahan partikel alami dalam penyerbukan biji padi.

Perpindahan random elektron pertama kali dikenal tahun 1927 oleh JB. Johnson di Bell Telephone Laboratories. Johnson membuktikan bahwa kekuatan kebisingan thermal proporsional dengan bandwidth dan temperatur absolut.

(13)

jumlah partikel pembawa energi (elektron) yang terbatas menghasilkan fluktuasi pada arus elektrik konduktor. Tembakan kebisingan juga bisa terjadi pada alat optik, akibat keterbatasan foton pada alat optik. Pada tembakan kebisingan, penyampaian sinyal tidak bergerak secara kontinu dan beraturan, tapi bergerak berdasarkan garis edar yang acak. Karena itu, gangguan yang dihasilkan acak dan berlapis pada sinyal yang ada. Ketika tembakan kebisingan semakin kuat, suara yang ditimbulkan kebisingan ini mirip dengan butir logam yang jatuh di atas genteng timah.

Tembakan kebisingan tidak berlaku pada kawat logam, karena hubungan antar elektron pada kawat logam dapat menghilangkan fluktuasi acak. Tembakan kebisingan disebut juga kebisingan transitor dan saling melengkapi dengan kebisingan thermal. Penelitian tembakan kebisingan pertama kali dilakukan pada kutub positif dan kutub negatif tabung pesawat vakum (vacuum-tube amplifier) dan dideskripsikan secara matematis oleh W. Schottky tahun 1918.

(14)

2.3.4 Sinyal �ebisingan

Untuk suatu peristiwa pentransmisian data, sinyal yang diterima 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 kebisingan. Kebisingan merupakan faktor utama yang membatasi performansi sistem komunikasi. Contoh grafik kebisingan dapat dilihat pada Gambar 2.11 [9].

Gambar 2.11 Grafik sinyal kebisingan [9] 2.3.5 Kontur Kebisingan

Sebuah kontur kebisingan adalah garis pada peta yang mewakili tingkat yang sama dari paparan kebisingan. Kebisingan berkurang dari daerah terdalam dalam garis kontur luar. Pada masa yang akan datang, kontur garis kebisingan diproyeksikan dengan menggabungkan runway persentase pemanfaatan, campuran armada, koridor penerbangan, dan proyeksi paparan kebisingan termasuk pada penggunaan tambahan landasan pacu paralel yang direncanakan.

(15)

Gambar 2.12Kontur kebsiingan[10]

2.3.6 Sumber KebisinganAerodinamis

Sumber kebisingan pada komponen aerodinamis diketahui sebagai bunyi akibat pergerakan antara udara terhadap medium lingkungannya. Sumber kebisingan secara umum dikenal dengan istilah sebagai Kebisingan 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, Kebisingan 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 [11].

(16)

Gambar 2.13 Sumber-sumber kebisingan pada komponen aerodinamis [7]

Menurut Harris, Cyrill M didalam bukunya Handbook of Noise Control, menyebutkan bahwa kebisingandari 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.

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

(17)

Gambar 2.14 Kebisingan GenerationMechanisme pada propeller [7]

2.3.7 Parameter Kebisingan

Pada buku Industrial Noise Control and Acoustics dapat ditemukan beberapa persamaan dan 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 :

1. Karakteristik impedansi,

Z0 =pc / gc = (1,184)(346,1)/(1) = 409,8 Pa-s/m = 409,8 rayl = p/u ……... 2.1

2. Suara yang di transmisikan lewat udara, R= 287 J/ kg-K

3. Kecepatan suara di udara, c = 346,1 m/s

4. Persamaan kecepatan partikel akustik,

(18)

Dimana :

Prms = Tingkat kebisingan Z0 = Karakteristik impedansi

5. Persamaan intensitas akustik,

I = P2/Pc……… 2.3

Dimana :

P = Tingkat kebisingan Pc = Karakteristik impedansi

6. Persamaan densitas energi akustik,

D = P2/Pc2 = P2/Z0c ………... 2.4

7. Persamaan kenaikan temperatur udara,

dT = D/pcp ……… 2.5

Dimana :

pcp = kapasitas thermal per unit volume

8. Kapasitas thermal per unit volume,

pCp = (1,184)(1005,7) = 1190,7 J/� -°C………... 2.6

9. Tingkat Kebisingan

(19)

Tabel 2.2 Referensi kuantitas level akustik kebisingan [12]

Quantity Defenition, dB Reference

Sound pressure level

Untuk menentukan perlakuan pengendalian kebisingan yang tepat untuk permasalahan kebisingan pada propeller terdapat beberapa langkah yang harus diikuti, yaitu :

1. Pengukuran sumber kebisingan.

Pengukuran dilakukan secara akurat dan tepat untuk mengidentifikasi distribusi kebisingan yang terjadi. Setelah itu control kebisingan yang tepat dapat diukur pada setiap sumber yang memungkinkan.

2. Penentuan sasaran penurunan kebisingan

Apabila terdapat beberapa sumber kebisingan maka total output kebisingan melebihin 1 sumber. Pada saat pengaturan sasaran desain kebisingan harus dipertimbangkan tingkat pengurangan kebisingan dari masing-masing sumber sehingga sasaran desain dapat tercapai.

3. Penjelasan kebutuhan penurunan kebisingan

Kebutuhan penurunan kebisingan sangat diperlukan karena terdapat perbedaan kelebihan kebisinganterhadap sasaran desain penurunan kebisingan.

4. Aplikasi control kebisingan.

(20)

2.4 Airfoil

Airfoil merupakan suatu bentuk geometri yang dibuat untuk menghasilkan gaya langkat yang lebih besar dari gaya drag pada saat ditempatkan pada sudut tertentu pada suatu aliran udara. Airfoil mempunyai bentuk ujung yang lancip untuk menjamin aliran udara sedapat mungkin sealiran. Airfoil mempunyai bagian seperti leading edge, trailing edge, chord dan chamber. Leading edge berbentuk tumpul untuk memastikan aliran lancar, trailing edge lancip agar wake terjaga tipis dan dijaga agar terjadi separasi sekecil mungkin. Chord line adalah garis yang menghubungkan antara pusat leading edge dengan trailing edge. Camber line adalah garis yang membelah airfoil menjadi dua buah permukaan. Maximum Camber adalah jarak maksimum dari chamber line dengan chord line, dijelaskan dengan perbandingan dari besarnya chord. Camber dianggap positif apabila maksimum camber line terletak diatas chord line. Untuk tipe airfoil low- speed mempunyai positif camber antara 2-3 %, untuk supersonic biasanya simetris. Maximum thickness adalah jarak maksimum antara permukaan atas dan permukaan bawah airfoil yang juga diukur tegak lurus terhadap chord line. Sudut serang adalah letak airfoil yang ditentukan berdasarkan besarnya sudut antara chord line dengan vektor kecepatan aliran free stream.

Airfoil dapat menghasilkan gaya angkat (Lift) yang dibutuhkan untuk mempertahankan pesawat terbang tetap di udara. Untuk menghasilkan gaya angkat ini maka airfoil tersebut perlu terus bergerak di udara. Harus diingat pula bahwa kita tidak mungkin hanya mendapatkan lift saja, tanpa menghasilkan gaya hambat pula.

Drag ini harus diperkecil agar tenaga pendorong airfoil tidak mengalami hambatan yang besar. Lift dan Drag dipengaruhi oleh :

1. Bentuk airfoil.

2. Luas permukaan airfoil.

(21)

2.5 Kayu Balsa

Kayu balsa biasa digunakan di dalam bentuk lembaran dan rods. Berbentuk seperti kayu berbutir, tan, dan bertekstur berat. Kayu balsa lebih mudah untuk dipotong dan lebih ringan dari basswood, tetapi jauh lebih sulit untuk membentuknya dengan baik. Gabah kayu balsa terus balsa kebanyakan di Massing atau menjadi sketsa model. Karena kayu sangat ringan, kayu balsa juga di potong menggunakan pisau yang sangat tajam, membuat sambungan yang baik lebih sulit untuk dibuat. Kayu balsa dapat dipotong laser.

Pohon kayu balsa yang dapat dipanen dapat ditemukan di utara Amerika Selatan, dan 90% dari semua kayu balsa berasal dari Ekuador. Pohon-pohon ini tidak tumbuh di ladang, dan cenderung dipanen langsung dari hutan. Kayu balsa memiliki tingkat pertumbuhan kembali yang relatif cepat dari 6-10 tahun. Kayu yang tidak diolah sepenuhnya akan terurai tanpa masalah. Gambar 2.15 menunjukkan contoh dari serat kayu balsa 13.

Gambar 2.15 Kayu Balsa [13]

2.6

Mesin dua langkah hanya memerlukan satu kali putaran poros engkol untuk

menyelesaikan satu siklus di dalam silinder. Usaha (langkah tenaga) dihasilkan

(22)

Gambar 2.16 Mesin dua langkah sederhana [14]

Pada Gambar 2.16 dapat dilihat bagian-bagian dari mesin dua langkah

sederhana. Pada mesin dua langkah campuran udara-bahan bakar dikompresi dua

kali setiap putaran. Kompresi pertama (kompresi pendahuluan di dalam crankcase).

Campuran ditarik kedalam crankcase dan dikompresi, selanjutnya masuk ke dalam

ruang pembakaran. Kompresi kedua (kompresi di dalam silinder dan ruang

pembakaran). Campuran yang dikompresi sangat mudah dinyalakan dan terbakar

sehingga menghasilkan tekanan yang tinggi. Campuran yang dikompresikan di

dalam crankcase mengalir ke dalam silinder melalui lubang transfer mendorong

sisa-sisa gas pembakaran keluar dari silinder dan ini disebut sebagai langkah

transfer.

Secara jelasnya cara kerja mesin dua langkah di perlihatkan pada Tabel 2.3

(23)

Tabel 2.3 Cara Kerja Mesin Dua Langkah [14]

Proses Penjabaran Langkah dan Gambar

Langkah Isap

memperbesar dan menjadikan ruang tersebut hampa (vakum).

Lubang pemasukan terbuka. Dengan perbedaan tekanan ini, maka

udara luar dapat mengalir dan bercampur dengan bahan bakar di

karburator yang selanjutnya masuk ke ruagn engkol (disebut langkah

isap atau pengisian ruang engkol).

Di atas piston

Di sisi lain lubang pemasukan dan lubang buang tertutup oleh piston,

sehingga terjadi proses langkah kompresi di sini. Dengan gerakan

piston yang terus ke atas mendesak gas baru yang sudah masuk

sebelumnya, membuat suhu dan tekanan gas meningkat. Beberapa

derajat sebelum piston mencapai TMA busi akan melentikkan bunga

api dan mulai membakar campuran gas tadi (langkah ini disebut

kompresi).

Ketika piston mencapai TMA campuran gas segar dikompresikan

dinyalakan oleh busi. Gas yang terbakar mengakibarkan ledakan yang

(24)

Langkah Usaha

engkol melalui connecting rod sewaktu piston bergerak ke bawah

menuju TMB (langkah usaha).

Beberapa derajat setelah piston bergerak ke TMB lubang buang

terbuka oleh kepala piston, gas – gas bekas keluar melalui saluran

buang (langkah buang).

Di bawah piston

Beberapa derajat selanjutnya setelah saluran buang dibuka, maka saluran bias (saluran transfer) mulai terbuka oleh tepi piston. Ketika piston membuka lubang transfer segera langkah pembuangan telah dimulai. Gas baru yang berada di bawah piston terdesak, campuran yang dikompresikan tersebut mengalir melalui lubang saluran bilas menuju puncak ruang bakar sambil membantu mendorong gas bekas keluar (proses ini disebut pembilasan).

Ringkasan materi tabel:

1. Titik mati atas (TMA) adalah tempat berhentinya piston bergerak pada bagian

atas silinder.

2. Titik mati bawah (TMB) adalah tempat berhentinya gerak piston di bagian

(25)

3. Pada setengah putaran poros engkol pertama (1800) dari TMA ke TMB

a. Di bawah piston : Langkah isap atau pengisian ruang engkol

b. Di atas piston : Langkah kompresi

4. Pada ½ putaran poros engkol berikutnya (3600) dari TMA ke TMB

a. Di atas piston : Langkah usaha dan langkah buang

b. Di bawah piston : Pembilasan

c. Prinsip pembilasan dinamakan dengan pembilasan berputar yaitu lubang

transfer berada di kanan dan di kiri saluran knalpot. Udara segar masuk

bersamaan melalui kedua lubang tersebut yang berada berlawanan didinding

cylinder dan membelok keatas. Kemudian aliran berputar kebawah ke lubang

pengeluaran mendorong gas sisa pembakaran keluardari cylinder.

Dalam menentukan motor starter yang tepat menurut kebutuhan suatu mesin,

terdapat beberapa faktor yang perlu diperhatikan, antara lain :

a. Sifat starter

Tenaga putar (torque) yang dihasilkan motor starter akan menambah kadar arus

yang mengalir pada starter secara proporsional (sepadan). Makin rendah putaran,

makin besar arus yang mengalir pada starter sehingga menghasilkan tenaga putar

yang besar. Begitu pula dengan tegangan yang disuplai pada starter, jika

tegangannya bertambah besar, maka kapasitasnya akan menurun. Oleh karena

itu kapasitas starter sangat erat hubungannya dengan baterai.

b. Kecepatan putar dari mesin

Mesin tidak akan start (hidup) sebelum melakukan siklus kerjanya

berulang-ulang, yaitu langkah hisap, kompresi, pembakaran (usaha) dan buang. Langkah

pertama untuk menghidupkan mesin, lalu memutarkannya dan menyebabkan

siklus pembakaran awal (pendahuluan). Motor starter minimal harus dapat

memutarkan mesin pada kecepatan minimum yang diperlukan untuk

memperoleh pembakaran awal. Kecepatan putar minimum yang diperlukan

untuk menghidupkan mesin berbeda tergantung pada konstruksi (banyaknya

silinder, volume silinder, bentuk ruang bakar) dan kondisi kerjanya (suhu dan

tekanan udara, campuran udara dan bensin dan lonctan bunga api busi), tetapi

(26)

c. Torque yang dihasilkan starter untuk menggerakkan mesin Torque yang

dihasilkan starter merupakan faktor penting dalam menentukan apakah starter

dapat berfungsi dengan baik atau tidak. Setiap mesin mempunyai torque

maksimum yang dihasilkan, misal suatu mesin dengan 100 cc maksimum

torquenya adalah 0,77 kg-m. Untuk dapat menggerakkan mesin dengan

kapasitas tersebut, diperlukan torque yang melebihi kapasitas tersebut (sampai 6

kali). Tetapi pada umumnya starter hanya mempunyai torque yang yang tidak

jauh berbeda dari torque maksimum mesin [14].

2.7 Tiga Kriteria Kebisingan Pesawat yang dapat Diterima

Ada tiga kriteria yang dapat diterima dari kebisingan pesawat, diantaranya adalah :

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 "kebanyakan orang" dan "secara signifikan dapat diterima" membuat kriteria ini terbuka untuk interpretasi dan ajudikasi. Namun pendekatan yang mungkin memiliki beberapa manfaat dalam yang memungkinkan orang untuk mengevaluasi kebisingan lingkungan yang relatif tidak mereka pahami dibanding yang mereka pahami.

(27)

hanya puncak tingkat PNdB tetapi juga jumlah dan durasi kejadian. Dalam hal ini eksposur ke pesawat, truk, sepeda motor, dan kebisingan kereta api sangat berbeda, tidak selalu mendukung kebisingan pesawat seperti pada Gambar 2.17.

Gambar 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 [15].

2. Kriteria 2

(28)

kolom 3, menunjukkan puncak tingkat PNdB rata-rata untuk berbagai jumlah kejadian dari kebisingan pesawat terbang (kolom 1) yang terjadi di antara jam 7 pagi hingga 10 malam, akan memberikan nilai dari 100.

Tabel 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 [15]

Number of

(29)

disimpulkan berdasarkan tiga kriteria dari 30 hingga 40 pengulangan setiap hari dari kebisingan pesawat di 100 PNdB mungkin tidak dapat diterima oleh banyak orang seperti yang terlihat pada Gambar 2.18 [15].

Gambar 2.18 Kebisingandan number index (NNI) [15]

2.8

� �

(30)

1. ANC untuk Interior Mobil

Toyota dari Jepang mengembangkan ANC pertama untuk interior mobil menggunakan 3 mikrofon. Sasaran pembangunan ini adalah bahwa mesin mahkota hybrid yang ditransfer suara pada interior mobil untuk kecepatan mengemudi rendah. Perkembangan ini menunjukkan pengurangan kebisingan 5dB (A) ke 8dB (A) di dalam mobil seperti terlihat pada Gambar 2.19 [16].

Gambar 2.19 Sistem ANC Toyota [17] 2. ANC untuk Peralatan Akustik

(31)

Gambar 2.20 Sistem ANC Headphone [19] 3. ANC untuk Transportasi Publik

NASA telah mempelajari cara mengurangi kebisingan mesin pesawat selama 70 tahun. NASA dan industri melakukan (Advanced subsonik Teknologi) Program AST. Titik kunci dari AST ini adalah untuk menerapkan pembatalan kebisingan aktif ke penggemar sebuah mesin pesawat. Ini adalah teknologi yang sulit untuk menerapkan ANC dalam pesawat karena variasi kecepatan pesawat dan band frekuensi tinggi. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.21 , mereka fokus pada transmisi suara dari kipas dengan memasang aktuator di kipas angin [20].

Gambar 2.21 ANC Operator of fan [20]

(32)

dan tingkat tekanan suara total adalah 85 dB (A) ke 95 dB (A). Mereka diterapkan dimodifikasi algoritma Fx LMS dan melakukan simulasi kebisingan pembatalan aktif dalam pesawat model seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.22. Juga, 8 mikrofon dan 6 speaker keras yang digunakan dalam simulasi. Bidang kebisingan yang dihasilkan dalam interior pesawat. Hasil penelitian ini menunjukkan pengurangan kebisingan di band frekuensi rendah [21].

Gambar 2.22 Simulasi ANC pesawat Jet [22] 4. Pembatas ANC

(33)

Gambar

Gambar 2.1 Struktur fungsional sistem UAV [1]
Gambar 2.2 Puna Wulung [2]
Gambar 2.3 Gaya dorong dan torsi pada propeller [3]
Gambar 2.4 Bagian baling–baling pada propeller [3]
+7

Referensi

Dokumen terkait

Untuk penyelenggaraan Pemerintahan Daerah, Kepala Daerah dibantu oleh perangkat daerah yang terdiri dari Sekretariat Daerah, Sekretariat Dewan Perwakilan Rakyat Daerah,

Hal ini dimaksudkan untuk lebih menentramkan para pekerja yaitu supaya lebih giat bekerja, karena kelak dihari tuanya mereka akan mendapatkan penghasilan yang layak berupa Jaminan

Website Cipta Rasa Catering ini diharapkan dapat memberikan nilai tambah dari usaha pemasaran yang dilakukan oleh catering ini dan mempermudah pelanggan dalam

Sesuai dengan ketersediaan anggaran, jumlah pelamar yang akan diikutkan Test Kemampuan Dasar (TKD) adalah sejumlah 250 (dua ratus lima puluh) orang pelamar

Aplikasi Elearning ini terdiri dari pemilihan mata kuliah, mengingat banyaknya mata kuliah yang tersedia, maka akan dibahas satu mata kuliah yaitu Basis Data. Pembahasan materi

Setelah penulis melakukan pengujian terhadap aplikasi Penghitung PPh Pasal 21, penulis melihat bahwa aplikasi ini diharapkan dapat menjadi salah satu cara untuk

Maksud dari penyusunan Dokumen Informasi Kinerja Pengelolaan Lingkungan Hidup Kabupaten Pesisir Selatan untuk mendapatkan gambaran kondisi lingkungan hidup dan upaya

Pembuatan Web Pariwisata dengan bahasa pemrograman PHP dan MySQL dengan web server Apache, dibuat tidak saja hanya menampilkan gambar tempat wisata tetapi juga menyajikan