MODIFKASI DAN EKSPERIMEN PEMBUATAN PESAWAT GLIDER SEDERHANA TANPA MESIN DAN KONTROL
KENDALI MENGGUNAKAN BAHAN KAYU DENGAN METODE PENGUJIAN TIP LAUNCH
TUGAS AKHIR
Oleh:
IGAS KRISNA BAYU ASTADIPRANATA NIT. 30419005
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK PESAWAT UDARA POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
2022
MODIFIKASI DAN EKSPERIMEN PEMBUATAN PESAWAT GLIDER SEDERHANA TANPA MESIN DAN KONTROL
KENDALI MENGGUNAKAN BAHAN KAYU DENGAN METODE PENGUJIAN TIP LAUNCH
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai Syarat Menempuh Mata Kuliah Tugas Akhir pada Program Studi Diploma 3 Teknik Pesawat Udara
Oleh:
IGAS KRISNA BAYU ASTADIPRANATA NIT. 30419005
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK PESAWAT UDARA POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
2022
LEMBAR PERSETUJUAN
MODIFIKASI DAN EKSPERIMEN PEMBUATAN PESAWAT GLIDER SEDERHANA TANPA MESIN DAN KONTROL KENDALI MENGGUNAKAN
BAHAN KAYU DENGAN METODE PENGUJIAN TIP LAUNCH
Oleh:
Igas Krisna Bayu Astadipranata NIT.30419005
Disetujui untuk diujikan pada Surabaya, 11 Agustus 2022
Pembimbing I : AJENG WULANSARI. S.T…...………….
NIP. 19890606 200912 2 001
Pembimbing II : DIDI HARIYANTO, M.Pd…...………….
NIP. 19650118 199009 1 001
LEMBAR PENGESAHAN
MODIFIKASI DAN EKSPERIMEN PEMBUATAN PESAWAT GLIDER SEDERHANA TANPA MESIN DAN KONTROL KENDALI
MENGGUNAKAN BAHAN KAYU DENGAN METODE PENGUJIAN TIP LAUNCH
Oleh :
IGAS KRISNA BAYU ASTADIPRANATA NIT. 30419005
Telah dipertahankan dan dinyatakan lulus pada Ujian Tugas Akhir Program Pendidikan Diploma 3 Teknik Pesawat Udara
Politeknik Penerbangan Surabaya Pada tanggal : 11 Agustus 2022 Panitia Penguji
1. Ketua : Dr. YUYUN SUPRAPTO, S.SiT, MM..……....……
NIP. 19820107 200502 2 001
2. Sekretaris : Dr. SETYO HARIYADI SP, ST, MT………....……
NIP. 19790824 200912 0 001
3. Anggota : AJENG WULANSARI, ST, MT...………....……
NIP. 19890606 2 00912 2 001
Ketua Program Studi TEKNIK PESAWAT UDARA
GUNAWAN SAKTI, ST, MT NIP. 19881001 200912 1 003
ABSTRAK
MODIFIKASI DAN EKSPERIMEN PEMBUATAN PESAWAT GLIDER SEDERHANA TANPA MESIN DAN KONTROL KENDALI
MENGGUNAKAN BAHAN KAYU DENGAN METODE PENGUJIAN TIP LAUNCH
Oleh:
Igas Krisna Bayu Astadipranata NIT. 30419005
Perancangan ini dilatar belakangi oleh kurangnya pemahaman pemilihan bahan, perancangan ulang, serta modifikasi suatu alat. Perancangan ulang atau Redesign yang dimana memiliki tujuan sebagai melihat seberapa efisen pesawat Unmanned Aerial Vehicle terbang setelah di Redesign dan sedikit di modifikasi . Pesawat Unmanned Aerial Vehicle adalah pesawat model yang ingin di modifikasi dan disederhanakan menjadi pesawat Glider dengan metode terbang menggunakan metode Tip Launch.
Dengan Metode Modifikasi dan Eksperimen pembuatan pesawat ini menggunakan kayu berjenis kayu balsa dan juga metode perancangan ulang serta sedikit modifikasi. Menguji alat ini berdasarkan dari membandingkan kekuatan bahan dari peneliti sebelumnya dan pengujian data dari lapangan yang berpatokan dengan kecepatan angin, maka akan di peroleh data seperti kondisi alat serta bahan setelah diuji dan variable perbedaan waktu.
Berdasarkan penelitian ini diharapkan pesawat unmanned Aerial Vehicle yang telah di redesign dan juga dimodifikasi memberikan alternative pemecahan masalah bagi anak-anak muda yang ingin memilih bahan dan juga mengembakan design pesawat ini. Diharapkan juga, agar bahan kayu seperti kayu balsa dapat dikenal lebih luas oleh kalangan taruna, mahasiswa maupun peng-hobby seperti komunitas aeromodelling.
Kata kunci : Modifikasi, Glider, Unmanned Aerial Vehicle, Tip Launch, Gliding
ABSTRACT
MODIFICATION AND EXPERIMENT OF MANUFACTURING SIMPLE GLIDER AIRCRAFT WITHOUT ENGINE AND CONTROL USING WOOD
MATERIAL WITH TESTING METHOD TIP LAUNCH
By:
Igas Krisna Bayu Astadipranata NIT. 30419005
This design is motivated by a lack of understanding of material selection, redesign, and modification of a tool. Redesign or Redesign which has the aim of seeing how efficiently the Unmanned Aerial Vehicle aircraft flies after being redesigned and slightly modified. An Unmanned Aerial Vehicle is a model airplane that wants to be modified and simplified into a Glider aircraft by flying method using the Tip Launch method.
With the modification and experimental method of making this aircraft using balsa wood and also a redesign method and a few modifications. Testing this tool is based on comparing the strength of the material from previous researchers and testing datafrom the field based on wind speed, it will obtain data such as the condition of the tool and material after being tested and the time difference variable.
Based on this research, it is expected that the unmanned Aerial Vehicle which has been redesigned and also modified to provide alternative problem solving for young people who want to choose materials and also develop the design of this aircraft. It is also hoped that wood materials such as balsa wood can be known more widely by cadets, students and hobbyists such as the aeromodelling community.
Keywords: Modification, Glider, Unmanned Aerial Vehicle, Tip Launch, Gliding
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa yang telah memberikan rahmat dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan cukup baik yang berjudul MODIFIKASI DAN EKSPERIMEN PEMBUATAN PESAWAT GLIDER SEDERHANA TANPA MESIN DAN KONTROL KENDALI MENGGUNAKAN BAHAN KAYU DENGAN METODE
PENGUJIAN TIP LAUCH ini tepat pada waktunya.
Penyusunan tugas akhir ini dimaksudkan sebagai salah satu syarat untuk menempuh mata kuliah Tugas Akhir pada Program Studi Diploma 3 TeknikPesawat Udara di Politeknik Penerbangan Surabaya.
Dalam Proses penyusunan tugas akhir ini penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan pengarahan dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Kedua orang tua dan keluarga yang selalu memberikan doa, kasih sayang beserta dukungan moril dan material.
2. Bapak M. Andra Adityawarman, ST, MT selaku Direktur Politeknik Penerbangan Surabaya.
3. Bapak Gunawan Sakti, ST, MT selaku Ketua Program Studi Teknik Pesawat Udara di Politeknik Penerbangan Surabaya.
4. Ibu Ajeng Wulansari, ST selaku Pembimbing materi yang senantiasa membimbing dan membantu dalam penyusunan Tugas Akhir.
5. Bapak Didi Hariyanto, M.Pd selaku Dosen Pembimbing penulisan Tugas Akhir.
6. Seluruh dosen dan civitas akademika Program Studi Teknik Pesawat Udara Politeknik Penerbangan Surabaya yang telah memberikan ilmu yang
bermanfaat.
7. Kepada Ibu dan Bapak, serta saudara yang telah memberikan doa serta bantuan untuk kelancaran tugas akhir ini.
8. Rekan – rekan D 3 Teknik Pesawat Udara angkatan 5 yang selalu memberikan motivasi.
Penulis memohon maaf apabila dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Penulis juga mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi pengembangan tugas akhir ini untuk lebih baik lagi.
Akhir kata Penulis berharap semoga penulisan ini dapat dikembangkan dan dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Surabaya, 11 Agustus 2022
Igas Krisna Bayu Astadipranata
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PERSETUJUAN ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
ABSTRAK ... iv
ABSTRACT ... v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR NOTASI ... xii
DAFTAR SINGKATAN ... xvi
DAFTAR ISTILAH ... xvii
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Batasan Masalah ... 3
1.4 Tujuan Penelitian ... 4
1.5 Manfaat Penelitian ... 4
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
1.7 Hipotesis ... 5
BAB 2 LANDASAN TEORI ... 6
2.1 Aerodinamika ... 6
2.2 Hukum Bernoulli ... 6
2.3 Airfoil ... 7
2.4 Thermal... 8
2.5 Relative Wind ... 9
2.6 Central of Gravity ... 9
2.7 Sudut Dihedral ... 9
2.8 Pesawat Unmanned Aerial Vehicle ... 10
2.9 Bagian Utama Pesawat Udara ... 11
2.10 Tip Launch Glider ... 14
2.11 Gaya Pesawat Udara ... 15
2.12 Kajian Relevan ... 17
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ... 20
3.1 Metode Penelitian ... 21
3.2 Bahan Pembuatan ... 23
3.3 Perancangan Alat ... 28
3.4 Mencari Nilai Koefesien Lift, Koefesien Drag, dan CL/CD ... 33
3.5 Teknik Pengujian Alat ... 38
3.6 Teknik Analisis Data ... 39
3.7 Tempat dan Waktu Penelitian... 40
BAB 4 HASIL PEMBAHASAN ... 42
4.1 Hasil Pengujian ... 42
4.2 Pembahasan Hasil Pengujian ... 48
BAB 5 PENUTUP ... 58
5.1 KESIMPULAN ... 58
5.2 SARAN... 58
DAFTAR PUSTAKA ... 60
DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENELITI/PENULIS ... 62
LAMPIRAN ... 63
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Hukum Bernoulli ... 6
Gambar 2. 2 Penampang airfoil ... 7
Gambar 2. 3 Thermal ... 8
Gambar 2. 4 Pesawat Unmanned Aerial Vehicle ... 10
Gambar 2. 5 Bagian Pesawat ... 11
Gambar 2. 6 Tip Launch Glider ... 15
Gambar 2. 7 Gaya Pesawat Udara... 16
Gambar 3. 1 Diagram Alur Penelitian... 22
Gambar 3. 2 Kayu Balsa ... 23
Gambar 3. 3 Kayu Mahoni ... 24
Gambar 3. 4 Stik Fiber ... 24
Gambar 3. 5 Stiker Karbon ... 25
Gambar 3. 6 Penggaris ... 26
Gambar 3. 7 Busur Derajat... 26
Gambar 3. 8 Cutter ... 27
Gambar 3. 9 Amplas ... 27
Gambar 3. 10 Lem G ... 28
Gambar 3. 11 Timer Manual ... 28
Gambar 3. 12 Tip Launch Glider ... 29
Gambar 3. 13 Airfoil NACA 2410 ... 30
Gambar 3. 14 Cutting ... 31
Gambar 3. 15 Proses Penghalusan ... 31
Gambar 3. 16 Proses Penggabungan ... 32
Gambar 3. 17 Cara Pengoperasian Alat ... 33
Gambar 3. 18 Airfoil NACA 2410 ... 33
Gambar 3. 19 Plain Airfoil NACA 2410 ... 34
Gambar 3. 20 Penampang Benda Uji ... 35
Gambar 3. 21 Hasil Meshing Secara Global ... 35
Gambar 3. 22 Hasil Meshing Sekitar Wing ... 36
Gambar 3. 23 Airfoil pada sudut serang -4 derajat ... 36
Gambar 3. 24 Airfoil pada sudut serang 0 derajat ... 37
Gambar 3. 25 Airfoil pada sudut serang 5 derajat ... 37
Gambar 3. 26 Airfoil pada sudut serang 10 derajat ... 38
Gambar 4. 1 Proses Pembuatan ... 43
Gambar 4. 2 Proses Pengujian ... 43
Gambar 4. 3 Modifikasi Pesawat ... 44
Gambar 4. 4 Berat pesawat sebelum pengujian ... 45
Gambar 4. 5 pesawat uji coba pertama ... 45
Gambar 4. 6 pesawat uji coba kedua ... 46
Gambar 4. 7 pesawat uji coba ketiga ... 46
Gambar 4. 8 kondisi pesawat uji coba keempat ... 47
Gambar 4. 9 pesawat uji coba kelima ... 47
Gambar 4. 10 Berat pesawat Setelah pengujian ... 48
Gambar 4. 11 Perbedaan Waktu terbang setiap variable kecepatan angin... 51
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Kajian Relevan ... 18
Tabel 3. 1 Tabel Ukuran Pesawat ... 29
Tabel 3. 2 Nilai Koefisien Lift, Nilai Koefesien Drag, CL to CD ... 38
Tabel 3. 3 Teknik Pengujian ... 39
Tabel 3. 4 Tabel Pengujian Alat ... 40
Tabel 3. 5 Tabel Tempat dan Waktu Penelitian ... 41
Tabel 4. 1 Perbandingan Modifikasi ... 49
Tabel 4. 2 Hasil Waktu Pengujian Alat Modifikasi ... 50
Tabel 4. 3 Tabel Hasil Pengujian Alat Modifikasi ... 53
Tabel 4. 4 Tabel Perbandingan Pengujian... 55
Tabel 4. 5 Biaya Pengeluaran Modifikasi Dan Eksperimen ... 56
60
DAFTAR PUSTAKA
Abdurahman, H., Suwandi, & Rosdiana, E. (2020). Perancangan Dan Perakitan Fixed Wing UAV Yang Dapat Lepas Landas Secara Vertikal (e- Proceeding of Engineering: Vol.7, No.1 April 2020). Bandung:
UniversitasTelkom.
AC-61-23A, Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge. (Washington, D.C.:
Department of Transportation, Federal Aviation Administration, 1971) diambil dari http://www.aviation-history.com/theory/relative_wind.htm Aji, Rizky P. (2020). Analisis Penambahan Vortex Generator Terhadap Performa
Sayap Uav Mohinder Unnes. Semarang: Universitas Negeri Semarang.
Fakhruddin, M., Wicaksono, H., Baananto, F., Firmansyah, H. I., Sari, P. A., Muzaki, M., … Hardyanto, N. D. (2021). Optimasi Aerodinamika Bodi Mobil Hemat Energi Ken Dedes Electric Evo 3 Menggunakan Metode Computational Fluid Dynamics (CFD) (Jurnal Teknik Energi Vol.17 No.1Januari 2021; 36-45). Malang: Politeknik Negeri Malang.
Husnayati, N. & Moelyadi, M. A. (2013). Analisis Aerodinamika dan Studi Parameter Sayap CN-235 Kondisi Terbang Jelajah. Bandung: Institut Teknologi Bandung
How are thermals found?. (2015, Agustus) Diambil dari https://aviation.stackexchange.com/questions/2469/how-are-thermals- found
Marsan, K. (2007). Koefisien Lift Dan Drag Pada Sudu Runner Turbin Aliran Silang Dengan Menggunakan British Profil 9c7/32,5 C50 (Jurnal SMARTek, Vol. 5, No. 3, Agustus 2007). Palu: Universitas Tadulako.
Randis, Dharmawan, Ida B., & Syahruddin. (2017). Rancang Bangun Alat Uji Gaya Dorong (Trust Force) Motor Brushless. (Jurnal Teknologi Terpadu Vol. 5 No. 2 Oktober 2017). Balikpapan: Politeknik Negeri Balikpapan Santoso, D. Dwi. (2018). Aerodinamika Pada Modifikasi Bodi Kendaraan Angkutan Pedesaan (TEDC Vol. 12 No. 2, Mei 2018). Bandung:
PoliteknikTEDC Bandung.
Saroinsong, H. S., Poekoel, V. C., & Manembu, P. D. K. (2018). Rancang Bangun Wahana Pesawat Tanpa Awak (Fixed Wing) Berbasis Ardupilot (Jurnal Teknik Elektro dan Komputer vol. 7 no. 1, 2018. Manado: Universitas SamRatulangi.
Setyaningsih, E., Prastiyanto, D., & Suryono. (2017). Penggunaan Sensor Photodioda sebagai Sistem Deteksi Api pada Wahana Terbang Vertical
61
Take-Off Landing (VTOL) (Jurnal Teknik Elektro Vol. 9 No. 2).
Semarang:Universitas Negeri Semarang.
Susanto, T. & Ahdan, S. (2020). Pengendalian Sikap Lateral Pesawat Flying Wing Menggunakan Metode LQR (Jurnal Ilmiah Teknik Elektro Volume 7.No 2, September 2020). Lampung: Universitas Teknokrat.
Turanoğuz, Eren. (2014). Design of a medium range tactical UAV and improvement of its performance by using winglets. Ankara: Middle East Technical University.
US FAA. Aerodynamic of Flight Chapter 5. Diambil dari
https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/ph ak/media/07_phak_ch5.pdf
US FAA. (2007). Aircraft Weight and Balance Handbook. Diambil dari https://skybrary.aero/articles/centre-gravitycg
62
DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENELITI/PENULIS
Igas Krisna Bayu Astadipranata, akrab disapa Igas atau Comparator, lahir di Denpasar 02 Oktober 2001.
Penulis merupakan anak ke-tiga dari Bapak I Made Yasa dan Ibu Njoo Mei Ik . Menempuh pendidikan di SDK 1 Harapan Bali, Denpasar tahun 2007 - 2013, SMPK 1 Harapan tahun 2013-2016, SMK Penerbangan Cakra Nusantara tahun 2016-2019, dan melanjutkan pendidikannya di Politeknik Penerbangan Surabaya prodi D.3 Teknik Pesawat Udara tahun (2019-2022).
Selain kuliah peneliti juga mengikuti organisasi seperti Anggota Resimen, Pasukan Khusus (PASUS), Anggota Pedang Pora Politeknik Penerbangan Surabaya, Anggota Marching Band Politeknik Penerbangan Surabaya. Karena sejatinya kesempurnaan hanya milik Sang Maha Pencipta, maka penulis sangat mengharapkan kritik dan saran mengenai Tugas Akhir ini, yang dapat disamapaikan kepada penulis di alamat email [email protected], atau No.
HP: 087700106548