Studi Teoritis Kinerja Propeller Mesin Pesawat tanpa Awak (UAV) dengan Variasi Pitch Propeller untuk Optimalisasi Gaya Thrust
Afif Faishal, Nur Aklis, Ari Mukti Wibowo, Furqaan Harjanto, Agung Supriyanto, Hafizt Bagus Pambudi, Muhammad Fadhlan, Dega Rofiyantama
Sari
Kinerja pesawat tanpa awak atau unmanned aerial vehicle (UAV) sangat dipengaruhi oleh gaya dorong propeller, yang secara langsung memengaruhi daya angkat pesawat di udara. Gaya dorong propeller pada UAV ini dikenal juga dengan gaya thrust. Berbagai faktor, seperti dimensi, desain propeller, daya mesin UAV, dan kondisi pengoperasian, memengaruhi gaya thrust yang dihasilkan. Oleh karena itu, penelitian dengan membandingkan kinerja propeller sangat penting untuk mengetahui gaya thrust terbaik yang mampu dicapai. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis kinerja propeller dengan perhitungan teoritis pada variasi pitch propeller 7, 8, 9, 10, 11, 12 (Inch) dengan diameter propeller 16 Inch. Perhitungan teoritis didasarkan pada konsep gaya dan perubahan momentum fluida yang melewati propeller. Perhitungan teoritis tersebut divalidasi oleh eksperimen pengujian thrust dengan metode Ground Test pada propeller 16x10 (Diameter x Pitch Propeller) untuk mengetahui kesesuaian perhitungan teoritis dengan eksperimen. Eksperimen dilakukan pada rangkaian uji thrust dengan mesin UAV pada variasi putaran mesin 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000 (Rpm). Validasi ini berguna untuk memastikan bahwa model perhitungan yang digunakan dapat merepresentasikan kondisi nyata di lapangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa thrust tertinggi dihasilkan pada propeller dengan pitch 12 inch dengan putaran mesin 7000 Rpm, yaitu sebesar 5,1358 Kgf. Data keseluruhan menjelaskan bahwa pada peningkatan pitch propeller dan putaran mesin menunjukkan adanya kenaikan gaya thrust yang dihasilkan. Pitch propeller dapat berpengaruh terhadap thrust yang dihasilkan karena mampu meningkatkan sudut serang setiap bilah terhadap aliran udara. Sudut serang yang lebih besar ini memungkinkan propeller memindahkan lebih banyak udara dalam setiap putaran. Demikian juga dengan putaran mesin yang meningkat akan memperkuat dorongan setiap propeller terhadap udara sekeliling yang dilaluinya.
Warsito T. Perkembangan Drone untuk pemetaan dan pemanfaatannya dalam bidang infrastruktur permukiman. Jurnal Informatika Dan Teknik Elektro Terapan 2021;9. [2] Sihaan JCR, Munawir A, Husin Z. Analisis Gaya Dorong (Thrust) Propeller Pada Pesawat Model Remote Control (Uav). Jurnal Mekanova: Mekanikal, Inovasi Dan Teknologi 2022;8:135–42. [3] Augustiantyo B, Setiawan R. Optimasi Desain Bilah dengan Metode Linearisasi Chord dan Twist terhadap Performa Turbin Angin Sumbu Horizontal. Media Mesin: Majalah Teknik Mesin 2021;22:97–110. [4] Saroinsong HS, Poekoel VC, Manembu PD. Rancang Bangun Wahana Pesawat Tanpa Awak (Fixed Wing) Berbasis Ardupilot. Jurnal Teknik Elektro Dan Komputer 2018;7:73–84. [5] Sunarto SFM, Fatra O, Alfaridzi AY. Analisis Pengaruh Winglet pada Propeller Uav terhadap Thrust dan Kebisingan yang Dihasilkan. JTM-ITI (Jurnal Teknik Mesin ITI) 2022;6:71–86. [6] Masniarman M. Kajian Awal Optimalisasi Disain Propeler Pesawat Tanpa Awak untuk Mendapatkan Karakteristik Rendah Bising Berdasarkan Penurunan Noise Generation Mechanisme dengan Bantuan Simulasi Aliran Fluida 2012. [7] Pribadyo P, Hadiyanto H, Jamari J. Simulasi Performa Turbin Propeller Dengan Sudut Pitch Yang Divariasikan. Jurnal Mekanova: Mekanikal, Inovasi Dan Teknologi 2020;6:54–63. [8] Sarjito, Aklis N, Hartanto T. An optimization of flap and slat angle airfoil NACA 2410 using CFD. AIP Conference Proceedings 2017;1831:020038. https://doi.org/10.1063/1.4981179. [9] Hartanto T, Sarjito I, Nur Aklis S. Analisa Aerodinamika Flap dan Slat pada Airfoil NACA 2410 terhadap Koefisien Lift dan Koefisien Drag dengan Metode Computational Fluid Dynamic 2015. [10] Perdana DWA, Effendy M. Studi Numerik dan Eksperimen Aerodinamika Airfoil NACA 24112. Creative Research in Engineering (CERIE) 2021;1:1–11. [11] Stapples G. Propeller Static & Dynamic Thrust Calculation. Propeller Static & Dynamic Thrust Calculation 2014:1–2.
