pengaruh koefisien hambatan udara pada bentuk lokomotif

PENGARUH KOEFISIEN HAMBATAN UDARA PADA BENTUK
LOKOMOTIF TERHADAP GAYA AERODINAMIS
KERETA API ARGO LAWU
SKRIPSI
Oleh:
BETY WULANDARI
K 2501026
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2010
i
PENGARUH KOEFISIEN HAMBATAN UDARA PADA BENTUK
LOKOMOTIF TERHADAP GAYA AERODINAMIS
KERETA API ARGO LAWU
SKRIPSI
Oleh:
BETY WULANDARI
K 2501026
Ditulis dan Diajukan Untuk Memenuhi Syarat-Syarat Mendapatkan
Gelar Sarjana Pendidikan Program Pendidikan Teknik Mesin
Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2010
ii
PERSETUJUAN
Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji
Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Persetujuan Pembimbing
Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. H. Suwachid, M. Pd, M. T
Drs. Bambang Dwi Wahyudi
NIP. 19500104 197903 1 001
NIP. 19571210 198503 1 003
iii
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini penulis menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat
karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu
perguruan tinggi atau menurut sepengetahuan penulis, juga tidak terdapat karya
atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara
tertulis mengacu dalam naskah dan disebutkan daftar pustaka.
Surakarta,
April 2009
Penulis
Bety Wulandari
NIM. K 2501026
iv
PENGESAHAN
Skripsi ini telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Skripsi
Program Teknik Mesin Jurursan Teknik dan Kejuruan Fakultas Keguruan dan
Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk
memenuhi persyaratan dalam mendapatkan gelar sarjana pendidikan.
Pada hari :
Tanggal :
Tim Penguji Skripsi
Nama Terang
Tanda Tangan
Ketua
: Drs. Ranto HS, M. T
(
Skretaris
: Drs. H. Wardoyo
Anggota I
: Drs. H. Suwachid, M. Pd, M. T
Anggota II
: Drs. Bambang Dwi Wahyudi
)
(
Disahkan oleh
Fakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sebelas Maret
Dekan,
Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M. Pd
NIP. 19600727 198702 1 001
v
(
)
)
(
)
ABSTRAK
Bety Wulandari, PENGARUH KOEFISIEN HAMBATAN UDARA PADA
BENTUK LOKOMOTIF TERHADAP GAYA AERODINAMIS KERETA
API ARGO LAWU, Surakarta: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sebelas Maret.
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui: (1) Mengetahui pengaruh
kecepatan terhadap koefisien hambatan udara. (2) Mengetahui koefisien hambatan
udara (Cd) yang terjadi pada lokomotif kereta api Argo Lawu. (3) Mengetahui
pengaruh keceptan terhadap gaya aerodinamis yang terjadi pada lokomotif kereta
api Argo Lawu.
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen
yang menghasilkan data, untuk dianalisis dan dideskripsikan dalam grafik-grafik.
Populasi dalam penelitan ini adalah lokomotif kereta api Argo Lawu yang dibuat
model, sampel dalam penelitian ini adalah kecepatan dan model yang dibuat
sesuai dengan bentuk yang sebenarnya dan menggunakan perbandingan 1:70
(dalam satuan mm) dari bentuk aslinya dengan grill dibuat rata. Teknik
pengumpulan data dilalakukan dengan observasi melalui alat observasi. Teknik
analisis data dengan matematis, analisis regresi dan deskriptis dengan
membandingkan data-data yang ditampilkan dalam grafik-grafik.
Dari hasil analisa data dapat ditarik kesimpulan bahwa: (1) Kecepatan
berpengaruh secara signifikan terhadap koefisien hambatan udara yang
ditunjukkan oleh harga Fhitung > Ftabel atau 120,376 > 10,1. Semakin cepat laju
lokomotif, maka koefisien hambatan udara yang terjadi juga akan semakin
meningkat. Sumbangan efektif kecepatan terhadap koefisien hambatan udara
sebesar 97,57%. (2) Koefisien hambatan udara berpengaruh secara signifikan
terhadap gaya aerodinamis yang ditunjukkan oleh harga Fhitung > Ftabel atau 340,8 >
10,1. Semakin besar koefisien hambatan udara, maka gaya aerodinamis yang
terjadi juga akan semakin meningkat. Sumbangan efektif koefisien hambatan
vi
udara terhadap gaya aerodinamis sebesar 99,13%. (3) Kecepatan berpengaruh
secara signifikan terhadap gaya aerodinamis yang ditunjukkan oleh harga Fhitung >
Ftabel atau 46,57 > 10,1. Semakin cepat laju lokomotif, maka gaya aerodinamis
yang terjadi juga akan semakin meningkat. Sumbangan efektif kecepatan terhadap
gaya aerodinamis sebesar 93,95%. Hal ini dapat dilihat pada hasil yang didapat
saat eksperimen dilakukan seperti pada tabel hasil pengamatan.
vii
MOTTO
”Boleh jadi kamu tidak menyenangi sesuatu, padahal itu baik bagimu
dan boleh jadi kamu menyukai seseuatu, padahal itu tidak bagimu.
Allah Mengetahui, sedangkan kamu tidak mengetahui”
(QS. Al Baqarah : 216)
”Beberapa orang dapat melihat sesuatu dalam waktu yang
bersamaan tapi bisa dari sudut pandang yang berbeda”
(Bety)
”Didalam ketenangan ada kekuatan dan semakin banyak kita bisa
belajar dari rasa sakit itu, semakin kita kuat”
(Bety)
”Jika menyakini sesuatu, tanamkan itu dalam hati”
(Bety)
”Menjadi bijak bukanlah proses yang singkat dan mudah. Ukuran
kedewasaan dan kebijaksanaan seseorang diukur dari jumlah
kesulitan,tantangan dan kemampuan bertahan menyelesaikan setiap
masalah”
(BNI 46)
”Lebih baik diasingkan daripada menyerah pada kemunafikkan”
(Soe Hok Gie)
viii
PERSEMBAHAN
Dengan mengucapkan puji syukur Alhamdulillah. Kami panjatkan
kepada Allah SWT, karya ini aku persembahkan kepada orang-orang yang selama
ini selalu ada disampingku saat aku merasa sedih, selalu tertawa bersama saat aku
merasa bahagia, dan akan selalu mengangkatku saat aku merasa rendah.......untuk
keluargaku
yang
selalu
menjadi
spiritku.
Untuk
seorang
teman...sahabat...kakak...dan terkasih yang selalu memberiku semangat dan
kekuatan untuk tetap bisa berdiri dan melangkah. Untuk teman-teman PTM
angkatan 2001 dan semua pihak yang selama ini telah mendukungku.
ix
KATA PENGANTAR
Dengan menyebut nama Allah yang Maha Pengasih lagi Maha
Penyayang. Segala puji dan syukur bagi Allah SWT yang cahaya-Nya memancar
dalam kalbu para wali-Nya atas segala ni’mat, hidayah, dan taufiq-Nya. Shalawat
serta salam tercurah kepada Nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat serta
umatnya yang selalu istiqomah dijalan-Nya.
Penyusunan Skripsi ini merupakan salah satu kewajiban untuk
melengkapi syarat menyelesaikan program pendidikan Strata Satu (S1) Program
Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan Fakultas
Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Menyadari bahwa banyak berbagai pihak yang telah ikut membantu
menyusun Skripsi ini, maka dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima
kasih kepada yang terhormat :
1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebalas Maret.
2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik Kejuruan Fakultas Pendidikan dan
Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret.
3. Ketua Program Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik dan
Kejuruan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Teknik Mesin Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
4. Bapak Drs. H. Suwachid, M. Pd, M. T, selaku pembimbing I yang telah
membantu pikiran,waktu serta bimbingannya sehingga penulisan skripsi ini
dapat terselasaikan.
5. Bapak Drs. Bambang Dwi Wahyudi, selaku pembimbing II yang telah
membantu pikiran,waktu serta bimbingannya sehingga penulisan skripsi ini
dapat terselasaikan.
6. Kepala PT. Kereta Api (Persero) Daerah Operasi 6 Yokyakarta yang telah
mengijinkan penulis untuk mengadakan penelitian.
x
7. Kepada Ketua Lab. Mekanika Fluida Fakultas Teknik Mesin Universitas
Gadjah Mada Yogyakarta yang telah mengijinkan penulis untuk mengadakan
penelitian.
8. Seluruh teman-teman PTM angkatan 2001 yang tidak dapat di sebut satu-satu,
yang telah banyak membantu dalam penulisan ini baik spiritual maupun
material, sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik.
9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu atas segala bantuannya
dan dorongan motivasi sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan.
Penulis menyadari sebagai manusia biasa masih banyak kekurangan
dalam skripsi ini. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang
membangun untuk menyempurnakan skripsi ini. Terakhir semoga skripsi ini dapat
bermanfaat bagi penulis maupun bagi pembaca. Amin.
Surakarta, April 2009
Penulis
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .........................................................................................
i
HALAMAN PENGAJUAN...............................................................................
ii
HALAMAN PERSETUJUAN...........................................................................
iii
SURAT PERNYATAAN ..................................................................................
iv
HALAMAN PENGESAHAN............................................................................
v
HALAMAN ABSTRAK....................................................................................
vi
HALAMAN MOTTO ........................................................................................ viii
HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................
ix
KATA PENGANTAR .......................................................................................
x
DAFTAR ISI ..................................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiv
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................
xv
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xvi
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ............................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah...............................................................
1
B. Identifikasi Masalah ....................................................................
3
C. Pembatasan Masalah ...................................................................
3
D. Perumusan Masalah......................................................................
4
E. Tujuan Penelitian .........................................................................
4
F. Manfaat Penelitian .......................................................................
4
LANDASAN TEORI ........................................................................
6
A. Tinjauan Pustaka .........................................................................
6
1. Pengertian Aerodinamika.........................................................
6
2. Aliran Udara .............................................................................
10
3. Hambatan Udara.......................................................................
13
4. Gaya Aerodinamis..................................................................... 15
5. Kereta Api Argo Lawu.............................................................. 24
B. Kerangka Pemikiran ....................................................................
xii
26
C. Perumusan Hipotesis ...................................................................
27
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................................
28
A. Tempat dan Waktu Penelitian .....................................................
28
1. Tempat Penelitian ....................................................................
28
2. Waktu Penelitian .....................................................................
28
B. Metode Penelitian.........................................................................
28
C. Populasi dan Sampel ...................................................................
29
1. Populasi ..................................................................................
29
2. Sampel ....................................................................................
29
D. Teknik Pengumpulan Data ...........................................................
30
1. Variable Penelitian ..................................................................
30
2. Metode Pengumpulan Data ....................................................
32
3. Instrumen Penelitian ..............................................................
32
E. Teknik Analisis Data ...................................................................
36
1. Analisis Matematis ...................................................................
36
2. Analisis Regresi .......................................................................
37
3. Analisis Deskriptis .................................................................. 38
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ..............................
39
A. Deskripsi Data ..............................................................................
39
B. Pengujian Perasyaratan Analisis .................................................
43
C. Pengujian Hipotesis .....................................................................
44
1. Pengaruh Kecepatan Terhadap Koefisien Hambatan Udara ....
44
2. Pengaruh Koefisien Hambatan Udara Terhadap
Gaya Aerodinamis.................................................................... . 45
3. Pengaruh Kecepatan Terhadap Koefisien Hambatan Udara ...
47
D. Pembahasan Hasil Analisis Data .................................................
48
BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN ........................................
51
A. Kesimpulan...................................................................................
51
B. Implikasi ......................................................................................
51
C. Saran ............................................................................................
52
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................
53
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.
Tabel Uji Model Dalam Sesi Terowongan Angin .........................
32
Tabel 2.
Tabel Ringkasan Analisis Regresi .................................................
38
Tabel 3.
Hasil Rata-rata Uji Model Dalam Sesi Terowongan Angin ..........
40
Tabel 4.
Hasil Rata-rata Perhitungan Koefisien Hambatan Udara (Cd) ......
41
Tabel 5.
Hasil Perhitungan Gaya Aerodinamis............................................
42
Tabel 6.
Data Statistik Kecepatan dan Koefisien Hambatan Udara ............
44
Tabel 7.
Ringkasan Hasil Perhitungan Analisis Regresi..............................
45
Tabel 8.
Data Statistik Hambatan Udara dan Gaya Aerodinamika..............
46
Tabel 9.
Ringkasan Hasil Perhitungan Analisis Regresi..............................
46
Tabel 10.
Data Statistik Kecepatan terhadap Gaya Aerodinamis .................
47
Tabel 11.
Ringkasan Hasil Perhitungan Analisis Regresi .............................
48
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.
Ilustrasi Kecepatan Udara ..........................................................
9
Gambar 2.
Ilustrasi Tekanan dan Tegangan Geser pada Permukaan...........
9
Gambar 3.
Resultan Gaya dan Momen Aerodinamika pada Permukaan
Benda .........................................................................................
10
Gambar 4.
Contoh Aliran External Fluida ...................................................
10
Gambar 5.
Pembagian Aliran Menjadi Dua Bagian: 1. Viskos Lapisan Batas;
2. Aliran Inviscid diluar Lapisan Batas......................................
12
Gambar 6.
contoh Dominasi Aliran Viskos ................................................
12
Gambar 7.
Ilustrasi Gaya Arodinamis yang Terjadi pada Suatu Benda ......
15
Gambar 8.
Bagan Wind Tunnel ...................................................................
17
Gambar 9.
Mekanisme Timbangan..............................................................
19
Gambar 10.
Mekanisme Timbangan dalam Wind Tunnel .............................
20
Gambar 11.
Gaya-Gaya yang Bekerja pada Model Uji ................................
21
Gambar 12.
Mekanisme Percobaan untuk Mencari Dm.................................. 22
Gambar 13.
Paradigma Penelitian.................................................................... 26
Gambar 14.
Dimensi Kereta Api Standar........................................................ 30
Gambar 15.
Model dari Kereta Api................................................................. 30
Gambar 16.
Grafik Hambatan Udara dalam Sesi Uji....................................... 40
Gambar 17.
Grafik Koefisien Hambatan Udara (Cd)...................................... 41
Gambar 18.
Grafik Gaya Aerodinamis............................................................ 42
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1.
Kalibrasi Kecepatan Aliran Udara dalam Terowongan Angin...
54
Lampiran 2.
Hasil Uji Model dalam Sesi Terowongan Angin .......................
56
Lampiran 3.
Koefisien Hambatan Udara (Cd) ................................................
58
Lampiran 4.
Gaya Aerodinamika pada Lokomotif .........................................
59
Lampiran 5.
Pengaruh Kecepatan (V) terhadap Koefisien Hambatan
Udara (Cd).................................................................................... 60
Lampiran 6. Pengaruh Antara Koefisien Hambatan Udara (Cd) terhadap
Gaya Aerodinamis........................................................................
62
Lampiran 7. Pengaruh Antara Kecepatan terhadap Gaya Aerodinamis (FD)..
64
xvi
xvii
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Di era teknologi abad 21 ini, orang cenderung memiliki mobilitas yang
tinggi dari satu tempat ke tempat yang lain. Mereka memiliki banyak pilihan alat
transportasi yang dapat digunakan untuk memobilitas diri, diantaranya kendaraan
pribadi. Namun dengan meningkatnya jumlah pemilik kendaraan pribadi yang
tidak diimbangi dengan penambahan luas jalan menyebabkan terjadinya
kemacetan lalu lintas jalan raya. Hal ini yang menjadi salah satu penyebab orang
mulai enggan menggunakan kendaraan pribadinya dalam memobilisasi diri. Pada
akhirnya memilih transportasi massal dalam memobilisasi diri.
Ketepatan waktu dalam alat transportasi massal pun mulai dituntut oleh
pengguna jasa trasportasi massal. Hal ini pula yang mendorong para pengguna
engineers untuk mengembangkan kereta api berkecepatan tinggi.
Kereta eksekutif Argo Lawu milik PT. Kereta Api (Persero) Daerah
Operasi 6 Yogyakarta, dengan kecepatan operasi rata-rata 100 km/jam, adalah
salah satu dari beberapa kereta api tercepat yang digunakan sebagai alat
transpotasi massal di pulau Jawa saat ini.
Tingkat kecepatan kereta selain tergantung dari daya mesin juga sangat
dipengaruhi oleh desain dari bentuk lokomotif itu sendiri. Dari bentuk lokomotif
ini sangat berpengaruh pada karakteristik aerodinamika dari kereta tersebut.
Secara teoritis aspek aerodinamika memegang peranan sangat penting hal
ini disebabkan cakupan aerodinamika yang luas, seperti diungkapkan oleh Alva
Edy Tantowi (1989: 10) bahwa:
“gaya-gaya yang berpengaruh pada gesekan benda diudara adalah gaya
angkat aerodinamika (lift) dan gaya tahan aerodinamika (drag). Sedangkan
momennya adalah angguk (pithing moment), momen gulung (rolling moment) dan
momen toleh (vowing moment). Gaya dan moment tersebut biasanya dinyatakan
dalam bentuk koefisien”.
xviii
Gaya tahan aerodinamika adalah gaya yang melawan laju kendaraan yang
disebabkan oleh gesekkan dengan udara, hal ini akan sangat merugikan karena
dengan bertambahnya kecepatan maka gaya tahan aerodinamika akan semakin
besar pula.
Faktor lain yang mempengaruhi besarnya gaya tahan aerodinamika adalah
bentuk kendaraan yang ditandai dengan luasan karakteristik dari kendaraan yang
bentuk yang diambil arah proyeksi tegak lurus dengan arah gerak kendaraan.
Kendaraan dengan bentuk dan luas penampang tegak lurus dengan arah aliran
yang besar akan menyebabkan hambatan udara yang besar pula, hal ini
menyebabkan kerugian daya karena hambatan menjadi lebih besar. Untuk
mengurangi kerugian daya karena gaya hambatan aerodinamika diantaranya
dengan membentuk kendaraan mengikuti kaidah pelancapan (stremlining).
Gaya angkat aerodinamika ini sebagai akibat dari gerakan kendaraan,
seperti dikemukakan Alva Edy Tantowi (1989: 12).
”Gaya angkat aerodinamika mempunyai arah keatas, tegak lurus
permukaan jalan dan disebut gaya angkat positif. Sedangkan apabila mempunyai
arah sebaliknya disebut gaya angkat negatif. Pada umumnya dalam perencanaan
kendaraan darat seperti otomobil gaya angkat positif ini diusahakan tidak timbul
karena gaya ini menurunkan gaya traksi”.
Gaya angkat aerodinamika positif akan sangat merugikan karena
mengakibatkan kendaraan terangkat sehingga daya cengkram roda ke permukaan
jalan berkurang dan akibatnya kendaraan mengalami slip karena tidak stabil,
apalagi kondisi permukaan jalan basah, misalnya sehabis hujan permukaan licin
sehingga nilai koefisien gaya cengkram roda kepermukaan jalan menjadi lebih
kecil.
Untuk mengetahui informasi lebih lanjut mengenai karakteristik
aerodinamika tersebut dapat diperoleh melalui eksperimen diterowongan angin.
Namun demikian untuk menjalankan sebuah pengujian terowongan angin yang
akurat dengan menggunakan terowongan angin yang sesungguhnya diperlukan
biaya dan waktu yang tidak sedikit. Karenanya seiring dengan perkembangan
dibidang teknologi yang semakin pesat, eksperimen untuk mendapatkan data-data
xix
karakteristik aerodinamika suatu benda dapat dilakukan dengan menggunakan
replika lokomotif tersebut dengan model terowongan angin.
Dengan bantuan eksperimen yang dilakukan dengan menggunakan model
terowongan angin, data-data karakteristik aerodinamika lokomotif dapat diperoleh
dalam waktu yang relatif singkat dan dengan biaya yang relatif lebih sedikit.
Kenyataan dan pemikiran tersebut diataslah yang mendasari penulis untuk
mengambil judul yang berkaitan dengan aerodinamika yang terjadi pada
lokomotif kereta api Argo Lawu atau yang lebih dikenal dilingkup perkeretaapian
dengan nama Lok CC 203 : PENGARUH KOEFISIEN HAMBATAN UDARA
PADA BENTUK LOKOMOTIF TERHADAP GAYA AERODINAMIS
KERETA API ARGO LAWU.
Dengan dilakukannya eksperimen pada model yang dibuat sesuai dengan
bentuk dari lokomotif Argo Lawu dengan skala yang diperkecil dan grid yang
dibuat rata, maka nantinya diharapkan akan memperolah data yang akurat tentang
besar kecilnya pengaruh dari aerodinamika yang terjadi terhadap lokomotif itu
sendiri.
B. Indentifikasi Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang diatas, maka dapat diidentifikasikan
berbagai permasalahan yang timbul yaitu sebagai berikut:
1. Pola aliran udara.
2. Kecepatan lokomotif.
3. Gaya aerodinamis.
4. Koefisien hambatan.
5. Situasi Jalan/rel.
C. Pembatasan Masalah
Agar penelitian ini tidak menyimpang dari permaalahan yang diteliti,
maka peneliti menfokuskan masalah pada hal-hal berikut:
1. Gaya aerodinamis.
2. Hambatan aerodinamika.
xx
3. Kecepatan.
D. Perumusan Masalah
Dalam penyusunan penulisan ini penulis menekankan pada efek
aerodinamika yang terjadi pada lokomotifnya saja. Untuk mengarahkan jalannya
penelitian, maka perlu adanya perumusan masalah diantaranya adalah sebagai
berikut:
1. Adakah pengaruh kecepatan terhadap koefisien hambatan udara ?
2. Adakah pengaruh koefisiensi hambatan udara (Cd) terhadap gaya aerodinamis
yang tejadi pada lokomotif kereta api Argo Lawu?
3. Adakah pengaruh kecepatan terhadap gaya aerodinamis yang terjadi pada
lokomotif kereta api Argo Lawu?
E. Tujuan Penelitian
Suatu penelitian akan lebih mudah apabila mempunyai tujuan yang jelas.
Maka tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui pengaruh kecepatan terhadap koefisien hambatan udara.
2. Mengetahui pengaruh koefisiensi hambatan udara (Cd) terhadap gaya
aerodinamis yang tejadi pada lokomotif kereta api Argo Lawu.
3. Mengetahui pengaruh kecepatan terhadap gaya aerodinamis yang terjadi
pada lokomotif kereta api Argo Lawu.
F. Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian ini diharapkan akan mempunyai manfaat praktis dan
teoritis, manfaat itu adalah:
1) Manfaat Praktis
a. Membantu dalam usaha pengembangan kemajuan teknologi, terutama ditinjau
dari desain pembuatan lokomotif yang aman dan nyaman untuk digunakan
dalam dunia perkeretaapian Indonesia.
xxi
b. Membantu dalam segi keamanan penggunaan lokomotif dengan mengetahui
gaya aerodinamis yang terjadi saat lokomotif berjalan.
2) Manfaat Teoritis
a. Memberikan informasi tentang pengaruh aerodinamika yang terjadi pada
kereta api Argo Lawu.
b. Sebagai masukkan serta bahan pertimbangan dan informasi untuk penelitian
sejenis dimasa yang akan datang.
xxii
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
1. Pengertian Aerodinamika
Aerodinamika berasal dari dua buah kata yaitu aero yang berarti bagian dari udara atau ilmu kendaraan
dan dinamika yang berarti cabang ilmu alam yang menyelidiki benda-benda bergerak serta gaya yang menggerakkan
benda-benda tersebut. Aero berasal dari bahasa Yunani yang berarti udara, dan dinamika yang diartikan kekuatan atau
tenaga. Jadi Aerodinamika dapat diartikan sebagai ilmu pengetahuan untuk mengetahui akibat-akibat yang ditimbulkan
oleh udara atau gas-gas lain yang bergerak. Pada intinya aerodinamika bertujuan untuk memecah kecepatan atau
hambatan udara pada saat kecepatan tinggi. Hambatan udara yang bekerja pada suatu kendaraan terutama ditentukan
oleh bentuk body dari suatu benda.
Secara teoritis aspek aerodinamika memegang peranan sangat penting, hal ini disebabkan cakupan
aerodinamika yang luas.
Alva Edy Tantowi(1989 : 10), menyatakan bahwa gaya-gaya yang berpengaruh pada gerakkan benda
diudara adalah gaya angkat aerodinamika (lift) dan gaya tahan aerodinamika (drag). Sedangkan momennya adalah
momen angguk (pithing moment), momen gulung (rolling moment) dan momen toleh (voming moment). Gaya dan
momen tersebut biasanya dinyatakan dalam bentuk koefisien.
Gaya tahan aerodinamika adalah gaya yang melawan laju kendaraan yang disebabkan oleh gesekkan
antara bodi kendaraan dengan udara, hal ini akan sangat merugikan karena dengan bertambahnya kecepatan maka gaya
tahan aerodinamikanya pula akan besar. Seperti yang dikutip dara penelitian Alva Edi Tantowi, bahwa pada kecepatan
diatas 70 km/jam dengan sudut toleh nol derajat, hampir 70% daya yang dihasilkan mesin digunakan untuk mengatasi
hambatan aerodinamika.
Faktor lain yang mempengaruhi besarnya gaya tahan aerodinamika adalah bentuk kendaraan yang
ditandai dengan luasan karakteristik dari kendaraan yang diambil proyeksi tegak lurus dengan gerak kendaraan, dengan
meningkatnya luasan yang searah dengan proyeksi gerak kendaraan maka hambatan aerodinamikanya juga akan
semakin besar secara otomatis daya untuk melawan hambatan aerodinamika juga naik.
Kendaran dengan bentuk dan luas penampang tegak lurus dengan arah aliran udara yang besar akan
menyebabkan hambatan udara yang besar pula, hal ini menyebabkan kerugian daya karena gaya hambatan
aerodinamika diantaranya dengan membentuk mengikuti kaidah pelancapan (treamline).
Alva Edy Tantowi (1989 : 12), menemukakan bahwa gaya angkat aerodinamika mempunyai arah keatas,
tegak lurus permukaan jalan dan disebut gaya angkat positif. Sedangkan apabila mempunyai arah sebaliknya disebut
gaya angka negatif. Pada umumnya dalam perencanaan kendaraan darat, gaya angkat positif ini diusahakan tidak
timbul karena gaya ini menurunkan gaya traksi.
Unjuk kerja kendaraan sangat dipengaruhi oleh tiga hal seperti dikemukakan oleh J. Y. Wong dalam
bukunya Theory of Ground Vehicle yang diterjemahkan oleh Djoeli Satrijo (1999: 54).
Tahanan aerodinamika dari kendaraan ditentukan dari tiga sumber:
a)
Bentuk drag yang disebabkan oleh turbulensi bagian belakang kendaraan. Merupakan fungsi bentuk
dari badan kendaraan, khususnya bentuk dari bagian belakang. Komponen tersebut selalu merupakan
bagian yang paling bermakna dari tahanan aerodinamik.
xxiii
b)
Gesekkan kulit yang disebabkan oleh gaya geser yang timbul pada permukaan-permukaan luar
kendaraan melalui aliran udara. Untuk permukaan akhir yang lazim, komponen ini mendekati 10% dari
tahanan aerodiamik total.
c)
Tahanan akibat udara melalui sistem radiator atau interior dari kendaraan untuk tujuan pendingin atau
ventilasi. Hal ini bergantung pada rencana saluran. Komponen ini hanya berdistribusi beberapa persen
terhadap tahanan total.
Hambatan udara kendaraan (D) diungkapkan dengan persamaan (Clancy, 1975)
D = 0,5.r .Cd .V 2 A
Dari humus hambatan udara didapat koefisien drag :
Cd =
D
0,5.r .V 2 A
Dimana :
D = Hambatan udara
Cd = Koefisiensi hambatan udara
ρ
= Massa jenis udara = 1,12 Kg/m3
V = Kecepatan
A = Luas penampang tegak lurus dengan arah aliran udara
Hal yang menarik dalam hambatan udara oleh J. Y. Wong dalam bukunya Theory 0f Ground Vehicle
yang diterjemahkan oleh Djoeli Satrijo (1999: 54) menyatakan bahwa:
“tahanan aerodinamika sebanding dengan kuadrat dari kecepatan. Jadi daya kuda yang diperlukan untuk
melawan tahanan aerodinamika meningkat dengan pangkat tiga dari kecepatan. Kalau kecepatan dinaikkan dua kali
dari semula maka daya kuda yang dibutuhkan untuk melawan tahanan aerodinnamika menjadi delatan kali dari
semula”.
Secara sepintas lalu, gaya aerodinamika pada kendaraan memang terlihat sangat komplek, terlebih pada
interaksi antara bodi kendaraan, fluida, dan tanah atau permukaan jalan. Akan tetapi sebenarnya, pada kasus ini dan
pada semua kasus lainnya, gaya dan momen aerodinamika pada bodi hanya disebabkan oleh dua sumber utama yaitu:
1.
Distribusi tekanan sepanjang permukaan bodi.
2.
Distribusi tegangan geser sepanjang permukaan bodi.
Betapapun kompleknya bentuk bodinya mungkin, gaya dan momen aerodinamika pada bodi hanya
disebabkan oleh dua sumber utama diatas. Tekanan (P) dan tegangan (T), keduanya dimensi gaya perluas area (newton
per meter persegi). Seperti pada gambar 2, (P) memiliki aksi normal terhadap permukaan benda dan (T) memiliki aksi
tangensial terhadap permukaan benda.
xxiv
Gambar 1. Ilustrasi Kecepatan Aliran (John D. Anderson, Jr, 2001: 15)
Gambar 2. Ilustrasi Tekanan dan Tegangan Geser pada Permukaan
(John D. Anderson, Jr, 2001: 16)
Resultan dari distribusi (P) dan (T) sepanjang permukaan benda dinamakan Resultan Gaya Aerodinamika (R) dan
momen (M) , seperti pada gambar 3.
Gambar 3. Resultan Gaya dan Momen Aerodinamika pada Permukaan Benda
(John D. Anderson, Jr, 2001: 16)
xxv
2. Aliran Udara
Selain itu pada Aerodinamika kereta api sangat di pengaruhi pula oleh aliran fluida yang melewati
kereta tersebut. Dalam ilmu mekanik fluida, aliran udara yang melewati body kereta termasuk dalam aliran luar
(external flow) fluida. Aliran luar didefinisikan sebagai aliran yang terbenam di dalam fluida yang tak terbatas.
Disebut aliran luar karena aliran fluida tersebut berada diluar permukaan benda, seperti terlihat pada gambar 4.
Gambar 4. Contoh Aliran External Fluida
Hal-hal yang penting menjadi perhatian terhadap aliran luar ini antara lain adalah gaya-gaya yang
bekerja pada benda dan seluk beluk pola aliran di sekeliling benda. Aliran luar berkonsentrasi pada pembahasan
koefisien drag, koefisien lift dan momen pada suatu benda.
Pada prinsipnya, fokus dari aerodinamika adalah pergerakan dari fluida. Oleh karena itu, kecepatan dari
aliran adalah bagian penting yang perlu dipertimbangkan.
Ada banyak problem yang dihadapi dalam mekanika fluida dan para enginering memberikan metode
pendekatan terhadap subyek dari problem itu sendiri yaitu aliran udara. Sebelum memberikan solusi, aliran udara
diklasifikasikan terlebih dulu berdasarkan karakteristik fisiknya.
a. Aliran Kontinyu v.s Aliran Bebas
Berdasarkan aliran yang mengalir melalui suatu benda, seperti misal pada sebuah silinder dengan
diameter , juga berdasarkan fluida yang terdiri hanya satu buah molekul, dimana bergerak secara bebas. Jarak rata-rata
dimana molekul bergeser dan bertubrukan dengan tetangganya didefinisikan sebagai jejak bebas rata-rata. Jika jejak
bebas rata-rata besarnya lebih kecil dari benda yang diukur dengan diameter, kemudian aliran menghilang pada
permukaan benda dengan cara mengikuti alur benda (kontinue). Molekul berulang kali menabrak permukaan benda
dan benda tidak dapat membedakan tubrukan molekul individu, dan permukaan benda merasakan pengaruh aliran
fluida secara kontinue. Aliran lain yang berlawanan dengan aliran kontinue, dimana molekul gas diposisikan jauh,
yang bertabrakan dengan permukaan benda terjadi hanya sekali, dan benda dapat merasakan impact dari tiap molekul.
Aliran ini disebut aliran molekul bebas (aliran bebas).
b. Aliran Inviscid v.s Aliran Viskos
xxvi
Masalah utama yang dipunyai gas maupun likuid adalah kemampuan
dari molekulnya untuk bergerak secara bebas. Ketika molekul bergerak,
terkadang dengan gerak acaknya, mereka memindahkan massa, momentum dan
energi dari suatu titik lokasi ke titik lokasi lain dalam fluida. Transportasi ini
dalam skala molekul memberikan reaksi kenaikan pada difusi massa, viskositas
(gesekan) dan konduksi termal. Aliran tersebut memiliki fenomena transport.
Aliran ini disebut aliran viskos.
Berlawanan dengan aliran viskos, aliran dimana diasumsikan tidak
ada gesekan, konduksi termal dan difusi, dimana aliran inviscid. Dalam
kenyataannya aliran inviscid itu tidak ada yang terbentuk secara natural, akan
tetapi ada banyak aliran aerodinamika praktis dimana pengaruh dari fenomena
perpindahannya kecil sehingga kita dapat memodelkan sebagai aliran inviscid.
Gambar 5. Pembagian Aliran Menjadi Dua Bagian: 1. Viskos Lapisan
Batas Tipis; 2. Aliran Inviscid di Luar Lapisan Batas
xxvii
Gambar 6. Contoh Dominasi Aliran Viskos
(John D. Anderson, Jr, 2001: 56 )
Untuk aliran yang melewati sepanjang permukaan aliran airfoil,
seperti digambarkan pada gambar 6, teori inviscid mencukupi untuk
memprediksi distribusi tekanan dan gaya angkat serta memberikan representasi
valid streamline aliran. Akan tetapi, karena gesekan (tekanan geser) adalah
sumber utama dari drag aerodinamik, teori inviscid dengan sendirinya tidak
memenuhi untuk memprediksi drag total.
Berlawanan dengan itu, ada aliran yang didominasi oleh pengaruh
viskos. Sebagai contohnya, jika airfoil pada gambar 6 cenderung condong
terhadap arah aliran, sehingga lapisan batas cenderung terbentuk mendekati
xxviii
ujung depan pada permukaan airfoil dan wake besar terbentuk di area
downstream. Separasi alirannya digambarkan pada gambar 6.
3. Hambatan Udara
Hambatan udara adalah salah satu gaya yang dialami kendaraan pada saat bergerak atau melaju., sebagai
benda yang bergerak diudara seperti dikatakan Alva Edy Tantowi (1989) dalam penelitiannya mengatakan bahwa ;
”Gaya-gaya yang berpengaruh pada gerakkan benda diudara adalah gaya tahan aerodinamik (drag) dan
gaya angkat aerodinamik (lift). Gaya tersebut biasanya dinyatakan dalam bentuk koefisien. Hambatan aerodinamika
yang timbul sebagai akibat dari gerakkan kendaraan, terdiri dari hambatan bentuk, hambatan induksi, hambatan
interferensi dan hambatan aliran dalam”.
Gaya hambatan bentuk diterangkan sebagai distribusi tekanan pada bentuk mobil dan oleh karena itu
disebut gaya tahan bentuk (form drag). Seperti diterangkan Hadi Winarto (1991: 66) menerangkan bahwa :
”Untuk suatu benda tertentu, perbandingan relatif harga gaya tahan bentuk terhadap gaya tahan gesekkan
kulit ditentukan oleh bentuk benda tersebut. Benda yang gaya tahan bentuknya lebih jauh lebih besar dari gesekkan
kulit disebut benda berbentuk tumpul atau benda tumpul (bluff body). Sebaliknya bila gaya tahan gesekkan kulit jauh
lebih besar dari gaya tahan bentuk maka benda tersebut dikatakan berbentuk semulus arus (streamlined body)”.
Sebagaimana lazimnya benda yang bergerak diudara, akan dipengaruhi oleh gaya-gaya dan momen
aerodinamika, maka benda yang bergerak didarat juga akan dipengaruhi oleh gaya dan momen aerodinamika ditambah
gaya-gaya karena pengaruh permukaan jalan (gaya hambatan gulung) dan gaya hambatan mekanis pada transmisi.
Untuk mengurangi kerugian daya karena gaya hambatan aerodinamika, diantaranya adalah dengan membuat bentuk
kendaraan mengikuti kaidah pelancapan (streamlining).
Unjuk kerja kendaraan sangat dipengaruhi oleh tiga hal seperti dikemukakan oleh J. Y. Wong dalam
bukunya Theory of Ground Vehicle yang diterjemahkan oleh Djoeli Satrijo (1999: 54)
Tahanan aerodinamika dari kendaraan ditentukan dari tiga sumber :
a.
Bentuk drag yang disebabkan oleh turbulensi bagian belakang kendaraan. Merupakan suatu fungsi
bentuk dari badan kendaraan, khususnya bentuk dari bagian belakang. Komponen tersebut selalu
merupakan bagian yang paling bermakna dari tahanan aerodinamik.
b.
Gesekkan kulit yang disebabkan oleh gaya geser yang timbul pada permukaan-permukaan luar
kendaraan melalui aliran udara.
c.
Tahanan akibat udara melalui sistem radiator atau interior dari kendaraan untuk tujuan pendingin atau
vebtilasi. Hal ini bergantung pada rencana saluran. Komponen ini hanya berkontribusi beberapa persen
terhadap tahanan total.
Hambatan udara kendaraan (D) diungkapakan dengan rumus (Clancy, 1975) :
D = 0,5.r .Cd .V 2 . A
Dari rumus hambatan udara didapat koefisien drag :
xxix
Cd =
D
0,5.r .V 2 A
Dimana :
D
= Hambatan udara
Cd
= Koefisiensi hambatan udara
ρ
= Massa jenis udara = 1,12 Kg/m3
V
= Kecepatan
A
= Luas pemanpang tegak lurus dengan arah aliran udara
Hal yang menarik dalam hambatan udara oleh J. Y. Wong dalam bukunya Theory of Ground Vehicle
yang diterjemahkan oleh Djoeli Satrijo (1999: 54) menyatakan bahwa :
Tahanan aerodinamika sebanding dengan kuadrat dari kecepatan. Jadi daya kuda yang diperlukan untuk
melawan tahanan aerodinamika meningkat dengan pangkat tiga dari kecepatan. Kalau kecepatan dianikkan dua kali
dari semula maka daya kuda yang dibutuhkan untuk melawan tahanan aerodinamika menjadi delapan kali dari
semula”.
4. Gaya Aerodinamis
Gaya aerodinamis dapat dinyatakan sebagai akibat aliran udara pada
suatu permukaan dari suatu benda yang bersumber dari distribusi tekanan pada
permukaan dan tegangan geser pada permukaan.
t
tW
Gambar 7. Ilustrasi Gaya Aerodinamis yang Terjadi pada Suatu Benda
Keterangan :
xxx
P = p (s) = Surface pressure distribution
t = τ (s) = Surface shear distribution
Pada setiap titik mengalami perbedaan tekanan yang berbeda
tergantung letak titik-titik tersebut. Perbedaan ini mengakibatkan terjadinya
distribusi tekanan yang berbeda-beda pada permukaan sehingga
mengakibatkan timbulnya gaya, yang dinamakan gaya aerodinamis. Sumber
kedua adalah tegangan geser yang terjadi pada permukaan benda yang berasal
dari efek gesekkan fluida yang melawan bidang permukaan benda. Resultan
distribusi P dan τw pada setiap titik permukaan benda menghasilkan gaya R,
dimana dapar diuraikan menjadi dua komponen gaya. Komponen-komponen
tersebut adalah komponen yang paralel dengan arah kecepatan V, dan
komponen yang tegak lurus kecepatan V. Komponen gaya yang paralel dengan
kecepatan bisa dinamakan drag force (gaya hambat) dan komponen gaya yang
lainnya dinamakan lift force (gaya angkat).
Gaya aerodinamis yang terjadi pada benda meliputi aerodinamic
drag, aerodinamic lift dan aerodinamic slide. Selain menimbulkan momen
pada benda yang terdiri dari picthing moment, dan rolling moment
Aerodinamic drag merupakan gaya seret yang bekerja paralel
terhadap arah aliran. Drag force ini merupakan gaya yang melawan gerak
benda. Secara umum drag force ini terjadi akibat perbedaan tekanan antara
bagian depan dan belakang benda.
Besar aerodinamic drag dapat ditentukan dengan persamaan:
xxxi
FAD = FD = 0,5.Cd .r .V 2
Pada permulaan aspek lift force tidak terlalu diperhatikan, tetapi
dengan semakin pesatnya kemajuan dibidang otomotif dimana kecepatan
kendaraan yang semakin tinggi dapat menimbulkan masalah dalam hal
stabilitas dan responsif kendaraan. Semakin cepat kendaraan melaju semakin
sulit kendaraan dikendalikan. Salah satu cara untuk mengendalikan stabilitas
dan meningkatkan respon kendaraan adalah dengan cara memperkecil lift force
yang terjadi.
Besar lift force dapat ditentukan dengan persamaan :
FAL = FL = 0,5.Cl.r .V 2
Aerodinamic side force terjadi pada kendaraan karena mengalami
gaya akibat angin yang membentuk sudut terhadap lintasan kendaraan. Kondisi
ini dapat terjadi akibat kendaraan kendaraan berbelok atau memang karena ada
hembusan angin yang membnetuk sudut terhadap lintasan kendaraan. Gaya ini
dapat mendorong kendaraan ke arah samping sehingga kendaraan akan
mengalami skid ke samping. Dan apabila side force ini bekerja tidak pada titik
pusat gravitasi akan menimbulkan rolling moment dan yawing moment yang
berakibat kendaraan akan rolling atau yawing.
Besar aerodimaic side force dapat dicari dengan persamaan :
FAS = FS = 0,5.Cs.r .V 2
Dimana :
Cd = Koefisien gaya hambat
Cl = Koefisien gaya angkat
Cs = Koefisien gaya samping
xxxii
r = Massa jenis udara (kg/m3)
Af = Luas frontal (m2)
V = Kecepatan relatif antara kendaraan dengan udara (m/det)
Ketiga gaya tersebut diatas bekerja pada titik pusat tekanan, Cp
(Centre of pressure) dan gaya-gaya ini menimbulkan momen aerodinamis
akibat adanya jarak atau lengan antara titik pusat tekanan dengan titik pusat
gravitasi, CG (Centre of Gravity). Besar momen yang dihasilkan sebagai
berikut :
MR = 0,5.CR. Af .r .V 2 .l
MY = 0,5.CY . Af .r .V 2 .l
MP = 0,5.CP. Af .r .V 2 .l
Dimana :
MR = koefisien momen rolling
MY = koefisien momen yawing
MP = koefisien momen pitching
l
a.
= panjang karakteristik (m)
Pengujian pada Wind Tunnel
Untuk menentukan nilai koefisien hambatan udara (Cd) kendaraan pada umumnya dapat dilakukan
dengan percobaan menggunakan terowongan angin (Wind Tunnel). Terowongan angin ini dapat berskala penuh apabila
digunakan untuk model uji sebenarnya atau berskala kecil untuk model uji dengan skala pengecilan.
Fairing
Gauu zes
Fan
Entry
Diffuser
Working Section
Setting Camber
xxxiii
Exit
Terowongan angin mempunyai beberapa bagian diantaranya adalah setting camber, section work, difuser
Gambar 8. Bagan Wind Tunnel (Aerodinamika L. J. Clancy, 1975)
dan bagian yang membangkitkan gerakkan udara yaiu fan, ada dua jenis terowongan angin yaitu siklus terbuka dan
tertutup.
Bahan uji diletakkan dalam sesi uji (working section) kemudian dihwmbuskan angin dengan cara
memutar fan sehingga didapatkan aliran udara, besarnya gaya-gaya dapat dibaca pada timbangan pengukur.
1.
Kalibrasi Kecepatan Aliran Udara
Kalibrasi kecepatan aliran udara dalam sesi uji menunjukkan seragam distribusi kecepatan pada
penampang sesi uji. Kalibarasi kecepatan udara dilakukan dengan Pitot-static Tube. Ada dua tahap perhitungan,
pertama untuk menentukan rapat massa udara (ρ) dan tahap kedua, perhitungan menentukan kalibrasi kecepatan udara
dalam sesi uji (V).
Data kondisi udara seperti suhu (T), tekanan udara (P), dan lembaban udara (HU) serata tabel uap
digunakan untuk menentukan besar tekanan uap jeneh dan tekanan uap air (PV). Dengan mengambil bilangan konstan
gas untuk udara (RU) sebesar 28,97 m/0 K dan uap untuk air (RV) sebesar 47,107 m/0 K, kemudian dihitung besar rapat
massa udara menggunakan rumus :
ru =
P - Pv
Pv
+
kg / m3
g .Ru .T g .Rv .T
Untuk mengkalibrasi kecepatan aliran udara dalam sesi uji terowongan angin, digunakan data tinggi
parafi pada pipa statis (hst) dan pipa stagnasi (ht) Pitot-static Tube. Adapun persamaan kalibrasi kecepatan aliran udara
dalam sesi uji terowongan angin sebagai berikut :
Vk =
2. g .r r .( hst - ht )
ru
ρp = Rapat massa parafin, Kg/m
3
ρu = Rapat massa udara, Kg/m
3
2.
Pengujian Pada Sesi Uji
Koefisien tahanan aerodianmika dapat diperoleh melalui pengujian didalam terowongan angin dari
sebuah model kendaraan berskala atau model kendaraan penuh. Salah satu metode untuk menguji hambatan udara
aerodinamika seperti dikemukakan Djoeli Satrijo (1999) dalam diktat kuliahnya :
xxxiv
” Metode perlambatan dari uji tahanan aerodinamik. Pada metoda ini, mula-mula kendaraan digerakkan
sampai kecepatan tertentu, kemudian lintasan daya dari engine ke roda dilepaskan, dan kendaraan mengalami
perlambatan. Perlambatan tersebut merupakan akibat dari gabungan tahanan gelinding dan tahanan aerodinamika”.
Ada beberapa cara pengujian model menggunakan terowongan angin ini (Hoerner, 1965), yaitu
pengujian tanpa landasan, menggunakan landasan, cara cermin (image method), menggunakan landasan bergerak
(moving belt), dan menggunakan model uji skala penuh.
Mekanisme yang digunakan untuk mengukur hambatan udara didalam sesi uji menggunakan timbangan
penyeimbang yang diletakkan pada meja tunnel, tapatnya dibawah sesi uji yang berbentuk oktagonal.
D
S
Gambar 9. Mekanisme Timbangan
(Aerodinamika L. J. Clancy, 1975)
Keterangan :
1.
Sesi uji bentuk octagonal
2.
Benda uji (model)
3.
Beban timbangan
4.
Skala ukuran
5.
Meja Wind Tunnel
Gaya yang bekerja dalam mekanisme timbangan dapat digambarkan sebagai berikut :
C
D
Y
S
xxxv
N
Gambar 10. Mekanisme Timbangan dalam Wind Tunnel
N .S = D
D=
N .S
y
Dimana :
N = Beban timbangan
S = Jarak pergeseran (skala)
D = Drag
y = Jarak antara timbangan dengan titik berat
b.
Titik Berat Kendaraan
Perhitungan titik berat kendaraan akan lebih mudah untuk dilakukan apabila dilakukan dengan percobaan
berat kendaraan dalam suatu mekanisme pengangkatan dengan ketinggian tertentu pada salah satu poros rodanya
(axle).
1)
Perbedaan Titik Berat Antara Gandar Depan dan Belakang (Front and Real Axle)
Seperti pada gambar 14, berat kendaraan pada gandar depan didefinisikan sebagai mvf , beban pada
gandar belakang mvr, serta berat total kendaraan mvt.
A
h
rdy
Uf
Ur
mvf
lr
mvr
lf
Gambar 11. Gaya-Gaya yang
Bekerja Pada Model Uji
l
xxxvi
Menurut jousan Raindell dalam bukunya The Automotive Chassis Engineering Principle, menerangkan
bahwa :
mvt = mvf + mvr (Kg )
Dimana :
mvt = Beban kendaraan total
mvf = Beban pada gandar depan
mvr = Beban pada gandar belakang
Dengan memakai keseimbangan momen pada gandar depan (mvt) dan
mvr) didapatkan jarak antara gandar depan titik pusat (l ) dan jarak antara titik pusat dengan gandar
gandar depan (
f
belakang (lr). secara metematis dapat digambarkan sebagai berikut :
h
= sin a
l
lr =
m vf
l = l - lf
m vr
Dimana :
mvt = Berat kendaraan total
mvf = Beban berat gandar depan (front)
mvr = Beban pada gandar belakang (real)
2)
l
= Jarak roda depan dan belakang (wheel base)
lf
= Jarak antara roda depan dengan titik berat
lr
= Jarak antara roda belakang dengan titik berat
Titik Berat Kendaraan
Untuk menghitung titik berat (hs) menggunakan metode percobaan dengan gandar depan dan belakang
pada ketinggian yang memungkinkan, dengan cara mengangkat pada ketinggian (h) memakai suatu mekanisme
pengangkatan (autohoist, jack, crane).
xxxvii
Gambar 12. Mekanisme Percobaan Untuk Mencari Dm
(selisih pembebanan gander depan dan belakang)
Dengan analisa gaya didapat :
h
= sin a
l
hs = hs1 + rdyn
bila a diketahui maka
Dan
hs1 = Dl r / tan a
Dl r
dapat kita defisinikan dengan product moment terhadap gandar depan:
m g (l r + Dl r cos a ) = (m nr + Dm)l cos a
cos a dieliminasi maka
Dl r =
(mnr + Dm)
-lf
mvt
Dl r =
Dm
l
m nt
hs =
dimana
hs1 =
jadi
lDm
+ rdyn
mvt tan a
Dimana:
l
= Jarak roda depan-belakang (wheel base)
lf
= Jarak titik berat dengan roda depan
lr
= Jarak titik berat dengan roda belakang
xxxviii
lf =
mnr
l
mnt
l Dm
mvt tan a
sehingga
dan
Dlr = Selisih antara lr dengan lf
S
= Titik berat kendaraan
hs = Tinggi titik berat
rdyn = Jari-jari roda
h1s = Selisih antara hs dengan rdyn
h
= Tinggi angkat
a = Sudut angkat kendaraan
Mvf = Beban roda depan
Mvr = Beban roda belakang
Mvt = Berat kendaraan
Dm = Selisih antara mvf dengan mvr
5. Kereta Api Argo Lawu
1. Spesifikasi Lokomotif CC 203
Nama model lokomotif
U18
Tenaga mesin (PK)
1950
Tenaga generator untuk TM (PK)
1825
MESIN DIESEL:
Nomor mode
7 FDL 8
Jumlah silinder
8
Type
4 langkah dengan turbo charger
PUTARAN:
Idle (RPM)
450
Maksimum (RPM)
1050
Voltage nominal battery (volt)
64
KAPASITAS:
Tangki bahan bakar (liter)
3000
xxxix
Minyak pelumas motor diesel (liter)
985
Air pendingin (liter)
680
Bak pasir (m3)
0,5
Tinggi atap (penuh)
3574 mm
Lebar (penuh)
2641 mm
Jarak alas gear box ke rel
102 mm
Panjang dari ujung ke ujung plat
14.133 mm
Diameter roda
952 mm
Berat nominal
81.829 kg
Lengkun rel minimum
56.700 mm
2. Fasilitas dan Spesifikasi Teknis Kereta Api Argo Lawu
a. Interior
Desain lokomotif kereta api jenis Lok CC 203 atau yang lebih dikenal dengan Argo Lawu ini disesuaikan
dengan aspek estetika, keselamatan dan kenyamanan, dilengkapi peredam suara dan isolasi panas tidak mudah
terbakar.
b. Tempat Duduk
§ Kapasitas 50 tempat duduk per kereta.
§ Reclining dan revolving seat system.
§ Dilengkapi meja lipat dan sandaran kaki.
§ Desain ergonomic.
c. Pintu Ruangan
§ System geser otomatis.
d. Jendela
§ Kaca dupleks lapisan laminasi isolator panas dilengkapi dengan tirai.
e. Penyegar Udara
§ 2 set Air Conditioner (AC) tiap kereta dengan temperature 21 – 26 0C.
f. Jenis Boogie
§ K8 / NT. 60 dengan system suspensi conical, rubber bounded dan coil
spring. dilengkapi bolster anchor serta vertical shock absorber.
xl
g. Fasilitas Keselamatan
§ Tabung pemadam kebakaran.
§ Emergency brake.
h. Fasilitas Lainnya
§ Audio / video.
§ Lampu baca.
§ Toilet.
B. Kerangka Pemikiran
Dalam aerodinamika hambatan udara dinyatakan dalam koefisien hambatan udara (Cd), kenaikkan Cd
mengakibatkan gaya hambatan udara naik, semakin tinggi gaya-gaya yang menghambat lajunya kendaraan akan
semakin besar daya untuk mengatasi gaya-gaya hambatannya.
Hambatan udara dipengaruhi beberapa komponen diantaranya adalah massa jenis udara, koefisien
hambatan udara, luas penampang tegak lurus dengan kendaraan (A) dan kecepatan kendaraan. Naiknya kecepatan akan
mengakibatkan hambatan udara mengalami pertambahan. Hambatan udara yang besar akan mengakibatkan daya yang
besar digunakan untuk mengatasi hambatan udara juga besar.
Pengujian pada terowongan angin dengan menvariasi model {menvariasi penampang tegak lurus dengan
arah kendaraan (A) } akan mempengaruhi nilai Cd. Cd yang didapat dari pengujian model digunakan untuk
menghitung hambatan udara, dengan menvariasi kecepatan (V) akan didapat hambatan udara yang bervariasi.
Karakteristik hubungan daya pada model tertentu yang ditinjau dari efisiensi total kendaraan bisa didapatkan dengan
mendeskripsikan data dalam bentuk grafik dengan bantuan aplikasi Microsoft Exel 2003.
Kerangka pemikiran dalam penelitian ini dapat digambarkan dalam paradigma yang digunakan dalam
penelitian ini adalah sebagai berikut:
X1
X2
Y
Gambar 13. Paradigma Penelitian
Keterangan:
X1
= Kecepatan.
X2
= Koefisien hambatan udara.
Y
= Gaya aerodinamis
= Garis hubungan antara koefisien hambatan udara dan bentuk lokomotif
dengan gaya aerodinamis.
C. Perumusan Hipotesis
xli
Berdasarkan dari kajian teori dan kerangka berpikir diatas maka dapat dirumuskan jawaban sementara,
sebagai berikut:
2. Ada pengaruh yang signifikan antara kecepatan dengan koefisien hambatan
udara.
3. Ada pengaruh yang signifikan antara koefisiensi hambatan udara (Cd) dengan
gaya aerodinamis yang tejadi pada lokomotif kereta api Argo Lawu.
4. Ada pengaruh yang signifikan antara kecepatan dengan gaya aerodinamis
yang terjadi pada lokomotif kereta api Argo Lawu.
xlii
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian
1. Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di dua tempat :
1.
Untuk data-data spesifikasi tentang kereta api Argo Lawu Lok CC 203
dilakukan di PT. Kereta
Api (Persero) Daerah Operasi 6 Yogyakarta yang beralamatkan di Jl. Lempuyangan No. 1 Yogyakarta
Telp. (0274) 513284.
2.
Untuk pengujian model sampel dilakukan di Laboratorium Mekanika Fluida Jurusan Teknik Mesin dan
Industri Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.
2. Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September 2005 - Maret 2009. Adapun jadwal penelitian adalah sebagai
berikut:
Rencana Jadwal Penelitian :
a.
Seminar proposal
b.
Revisi proposal
: November 2005
: September 2005
c.
Perijinan penelitian
: Juni 2006 – April 2007
d.
Pelaksanaan penelitian
: Agustus 2007
e.
Analisis data
: September 2007
f.
Penulisan laporan
: Juli 2008 – Maret 2009
B. Metode Penelitian
Pada penelitian ini metode yang digunakan adalah eksperimen. Penelitian eksperimen adalah penelitian yang dilakukan
dengan mengadakan manipulasi terhadap obyek penelitian serta adanya kontrol. Yaitu dengan memaparkan secara
jelas hasil eksperimen di laboratorium terhadap benda uji, kemudian analisis datanya menggunakan angka-angka.
Metode penelitian eksperimen ini bertujuan untuk mendeskripsikan keadaan obyek dan subyek penelitian secara
mendalam. Penelitian ini diadakan untuk mengetahui pengaruh koefisien hambatan udara yang terjadi dengan bentuk
lokomotif yang ada terhadap gaya aerodinamis yang terjadi.
C. Populasi dan Sampel
1. Populasi Penelitian
Populasi menururt Suharsimi Arikunto (1993: 102) menyatakan bahwa: “Populasi adalah keseluruhan obyek
penelitian”. Populasi dalam penelitian ini digunakan lokomotif kereta api Argo Lawu atau yang lebih dikenal di
lingkup PT. Kereta Api (Persero) dengan nama Lok CC 203.
xliii
2. Sampel Penelitian
Dalam penelitian ini sampel penelitiannya diambil dengan menggunakan teknik “Porpusive Sampling” artinya suatu
teknik pengambilan sampel yang dilakukan hanya untuk tujuan tertentu saja (Sugiyonoo, 2001: 62). Menurut
Suharsimi Arikunto ( 1993: 113) teknik purposive sampling adalah sampel dilakukan dengan cara mengambil subyek
bukan didasarkan atas strata, random atau daerah tetapi didasarkan atas adanya tujuan tertentu.
Adapun sampel dalam penelitian ini yaitu model yang dibuat sesuai dengan bentuk yang sebenarnya dan
menggunakan perbandingan ukuran perbandingan 1:70 (dalam satuan mm) dari bentuk aslinya dengan menggunakan
terowongan angin. Dengan idelisasi model tanpa roda, tanpa kaca, undercarriage rata. Kecepatan udara minimum yang
digunakan dalam eksperimen ini adalah sekitar 25 m/s, dan kecepatan maksimum yang digunakan dalam eksperimen
adalah 29 m/s. Data didapat dari hasil eksperimen dalam terowongan angin.
Gambar 14. Dimensi Kereta Api Standar (dalam satuan cm)
Gambar 15. Model dari Kereta Api (dalam satuan mm)
D. Teknik Pengumpulan Data
xliv
1. Variabel Penelitian
Definisi variabel penelitian ini adalah sebagai obyek penelitian, atau apa yang menjadi titik perhatian
suatu penelitian (Suharsimi Arikunto, 1993: 91). Didalam suatu variabel terdapat satu atau lebih gejala, yang mungkin
juga terdiri dari berbagai aspek atau unsur sebagai bagian yang tidak terpisahkan. Dari pengertian diatas secara garis
besar variabel dalam penelitian ini ada tiga variabel.
a. Variabel Bebas
Variabel bebas adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki berbagai aspek atau unsur, yang
berfungsi mempengaruhi atau menentukkan munculnya variabel lain yang disebut variabel terikat. Munculnya atau
adanya variabel ini tidak dipengaruhi atau tidak ditentukan oleh ada atau tidaknya variabel lain. Sehingga tanpa
variabel bebas, maka tidak akan ada variabel terikat. Demikian dapat pula terjadi bahwa jika variabel bebas berubah,
maka akan muncul variabel terikat yang berbeda atau yang lain. Dalam penelitian ini variabel bebasnya adalah
kecepatan udara yang terjadi pada lokomotif.
b. Variabel Terikat
Variabel terikat adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki pula sejumlah aspek atau unsur
didalamnya, yang berfungsi menerima atau menyesuaikan diri dengan kondisi lain, yang disebut dengan variabel
bebas. Dengan kata lain ada tidaknya variabel terikat tergantung ada atau tidaknya variabel bebas. Dalam penelitian ini
variabel terikatnya adalah gaya aerodinamis dari lokomotif kereta Api Argo Lawu.
c. Variabel Kontrol
Variabel kontrol adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki berbagai aspek atau unsur didalamnya,
yang berfungsi mengendalikan agar variabel terikat yang muncul bukan variabel lain, tetapi benar-benar karena
variabel bebas yang tertentu. Pengendalian variabel ini dimaksudkan agar tidak merubah atau menghilangkan variabel
bebas yang akan diungkap pengaruhnya.
Demikian pula pengendalian variabel ini dimaksudkan agar tidak menjadi variabel yang
mempengaruhi/menentukan variabel terikat. Dengan mengendalikan pengaruhnya, variabel ini tidak ikut menentukan
ada atau tidaknya variabel terikat. Dengan kata lain kontrol yang dilakukan terhadap variabel ini,akan menghasilkan
variabel terikat yang murni.
Dalam penelitian ini variabel kontrolnya adalah:
1) Model yang digunakan disesuaikan dengan ukuran asli dari lokomotif kereta
Api Argo Lawu dengan perbandingan ukuran 1:70.
2) Keadaan model tanpa beban.
3) Kecepatan udara maksimum yang digunakan dalam eksperimen adalah 25
m/s, 26 m/s, 27 m/s, 28 m/s, 29 m/s.
4) Masing-masing kecepatan dilakukan empat kali pengujian.
5) Selang waktu pengambilan data dibuat tiap 10 menit sekali selama 1 jam.
xlv
2. Metode Pengumpulan Data
Teknik yang digunakan dalam mengumpulkan data dalam penelitian ini adalah:
a. Metode Eksperimen
Eksperimen yang dimakasudkan dalam penelitian disini adalah dengan cara observasi pada model pada
saat percobaan dengan menggunakan wind tunnel C2-00. observasi dicatat dengan model tabel seperti berikut:
Tabel 1. Tabel Uji Model dalam Sesi Terowongan Angin
No.
Kec
Rpm
hst
ht
N
S
y
D
b. Metode Dokumentasi
Menurut Budiyono (1998: 39), “Metode dokumentasi adalah cara pengumpulan data dengan melihatnya dalam
dokumen–dokumen resmi yang telah terjamin keakuratannya”. Metode dokumentasi dalam penelitian ini digunakan
untuk mendapatkan data saat penelitian dilaksanakan.
3. Instrumen Penelitian
a.
Peralatan.
Dalam penelitian ini alat yang digunakan adalah:
1) Tool set
Digunakan untuk membongkar dan memasang model uji pada sesi uji.
2) Terowongan angin
Terowongan angin yang digunakan adalah jenis aliran udara terbuka, sub-sonic kecepatan rendah. Terowongan
ini dirancang oleh Armfield Technical Education Co. Ltd. Inggris dengan tipe C2-00, didesain dan dirakit ulang
oleh Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Gadjah Mada Yogyakarta denagn model TKE
(Ventilatipon System) type: AFD 45/2P. diffuser dan konstruksi dibuat dari bahan fiberglass, sedangkan sesi uji
dari bahan acrilyc resin. Sesi uji mempunyai ukuran, panjang 450 milimeter denagn panjang sisi penampang
berbentuk octagonal 300 milimeter. Fan, mempunyai 10 bilah sudu yang digerakkan oleh motor listrik dengan
putaran dapat diatur.
Perlengkapan lain pada terowongan ini adalah pengukur kecepatan aliran udara dan multi-manometer
(manometer rujukan). Manometer ini terdiri dari 20 buah tabung kaca beskala denagn panjang skala 270
milimeter dan berisi paraffin dengan specific gtavity 0,787, dan display rpm yang menunjukkan putaran motor
dengan kontrol digital.
xlvi
Data-data teknis unit terowongan angin adalah sebagai berikut:
Model
: TKE (Ventilation System)
Type
: AFD 45/2P
Capasity
: 12000 cmp
Static Presure
:25 Mn H2O
Rpm
: 2800
Motor
: Induction With Digital Adjusting
Power
: 22 Kw / 4.7 A
Voltage
: 380 λ / 50 Hz
Panjang Total
: 2,98 m
Tinggi Total
: 1,83 m
Lebar Total
: 0,80 m
Sesi Uji
: 300 mm oktagonal X 450 mm
3) Barometer
Barometer yang digunakan merek Rain Fair buatan Jepang. Alat ini digunakan untuk mengukur tekanan udara
yang masuk kedalam terowongan angin.
4) Higrometer dan Termometer
Higrometer digunakan untuk mengatur kelembaban udara yang masuk terowongan angin. Sedangkan
thermometer digunakan untuk mengukur temperatur udara yang masuk dalam terowongan angina.
5) Digital Stop wacth
Digunakan untuk mengukur lama waktu yang diperlukan dalam pengambilan data pada saat penelitian. (Selang
waktu tiap pengambilan data dibuat sama 2 menit )
b.
Bahan Penelitian
Bahan merupakan model dari lokomotif Argo Lawu atau yang biasa dikenal dilingkup PT. Kereta Api
(Persero) dengan nama Lok CC 203 ini diproduksi dan dimiliki oleh PT. Kereta Api (Persero) dengan data umum dari
Buku Pendidikan Lapangan Program Refresing Pengetahuan Lok CC 201/203:
Spesifikasi : Lokomotif Argo Lawu
Nama model lokomotif
: U18
Tenaga mesin (PK)
: 1950
Tenaga generator untuk TM (PK)
: 1825
MESIN DIESEL:
Nomor mode
: 7 FDL 8
xlvii
Jumlah silinder
:8
Type
: 4 langkah dengan turbo charger
PUTARAN:
Idle (RPM)
: 450
Maksimum (RPM)
: 1050
Voltage nominal battery (volt)
: 64
KAPASITAS:
Tangki bahan bakar (liter)
: 3000
Minyak pelumas motor diesel (liter)
: 985
Air pendingin (liter)
: 680
3
Bak pasir (m )
: 0,5
Tinggi atap (penuh)
: 3574 mm
Lebar (penuh)
: 2641 mm
Jarak alas gear box ke rel
: 102 mm
Panjang dari ujung ke ujung plat
: 14.133 mm
Diameter roda
: 952 mm
Berat nominal
: 81.829 kg
Lengkung rel minimum
: 56.700 mm
4. Pelaksanaan Penelitian
a.
b.
Tahap Pralapangan
1.
Menyusun rancangan eksperimen.
2.
Memilih lapangan eksperimen.
3.
Mengurus perijinan.
4.
Menjajaki dan menilai keadaan laboratorium.
5.
Memilih dan menelaah wind tunnel.
6.
Mempersiapkan model.
Tahap Eksperimen Laboratorium
1.
Kalibrasi alat-alat ukur
Kecepatan aliran udara yang ditera adalah 25 m/s, 26 m/s, 27 m/s, 28 m/s, 29 m/s.
2.
Persiapan model uji
Model dipasang pada timbangan pengukur hambatan udara dalam sesi uji sudut arah nol derajat.
3.
Pengujian model
xlviii
Pada pengujian model ini menggunakan asumsi-asumsi sebagai berikut:
a)
Kecepatan lokomotif dipandang sebagai resultan kecepatan udara dengan model uji dalam sesi uji.
b)
Model melambangkan kenaikkan luas penampang tegak lurus yang searah dengan lokomotif.
c)
Pengujian model menghasilkan besar gaya hambatan udara (drag), gaya hambatan udara (drag)
digunakan untuk menghitung Cd model. Menurut teori keserupaan geometris untuk bilangan Reynold
yang sama, Cd model dan Cd lokomotif sesungguhnya mempunyai nilai sama.
Prosedur pengukuran dalam pengujian ini adalah, sebelum model uji dihembus udara, data udara seperi suhu,
kelembaban, dan tekanan udara dicatat. Kemudian model uji dihembus dengan kecepatan 25 m/s, timbangan
diseimbangkan dan besar hambatan udaranya dicatat. Dengan cara yang sama berturut-turut kecepatan aliran
udara 26 m/s, 27 m/s, 28 m/s, 28 m/s, 29 m/s.
E. Teknik Analisis Data
Dalam penelitian ini data hambatan udara yang diperoleh dari model uji yang digunakan sebagai nilai kecepatan aliran
udara kemudian digunakan untuk
menghitung nilai koefisien hambatan udara, yaitu Cd. Hasil perhitungan ini
kemudian digambarkan dalam bentuk grafik agar dapat dilihat variabelnya secara jelas. Data-data hasil eksperimen
kemudian dianalisis dengan metode analis.
1. Analisis Matematis
Data hambatan udara setiap model uji yang diperoleh untuk berbagai nilai kecepatan aliran udara kemudian digunakan
untuk menghitung nilai koefisien hambatan udara.
Dengan menggunakan data drag (D) kemudian digunakan untuk menghitung Cd dengan menggunakan persamaan:
D = 0,5.r .Cd .V 2 . A
Hasil persamaan diatas dapat dicari rumus koefisien hambatan udara (Cd) sebagai berikut:
Cd =
D
0,5.r .V 2 . A
Kemudian digambarkan dalam grafik sebagai fungsi nilai kecepatan kendaraan, dan dari gambar tersebut dapat dilihat
pengaruh hambatan udara terhadap gaya aerodinamis.
2. Analisis Regresi
Analisis Regresi yaitu analisis variasi terhadap garis regresi, dengan maksud untuk menguji signifikansi garis regresi
yang bersangkutan. Dari analisis regresi akan dihasilkan bilangan F, yang dapat dihitung langsung dari rxy atau korelasi
antara prediktor dengan kriterium.
Pengujian signifikansi antara prediktor dan kriterium dengan rumus sebagai berikut:
rxy =
å xy
(å x )(å y )
2
.
2
dengan :
å xy = å xy -
(å x )(å y )
N
xlix
å x2 = å x2 -
å y2 = å y -
(å x )2
N
(å y )2
N
Analisis regresi dilakukan untuk memantapkan apakah hubungan antara Cd (koefisien hambatan udara) signifikan
dengan f (gaya) dengan memakai rumus :
Freg =
RK reg
RK res
dimana :
F reg = Harga bilangan F untuk garis regresi
RK reg= Rerata kuadrat regresi
RK reg = Rerata kuadrat residu
F reg dapat dicari dengan ringkasan berikut :
Tabel 2. Tabel Ringkasan Analisis Regresi
Sumber Variasi
db
JK
RK
F reg
Regresi (reg)
1
( r 2 )( ∑Y 2 )
( r 2 ) )( ∑Y 2 )
( r 2 )( N - 2 )
1-r2
Residu (res)
Total (T)
N-2
N-1
( 1-r 2 )( ∑Y 2 )
( 1-r 2 )( ∑Y 2 )
∑Y 2
F reg yang didapat dari perhitungan dikonsultasikan dengan rabel F dan
N-2
-
-
-
F reg harus lebih besar atau sama dengan F
tabel sehingga antara kriterium dan prediktor mempunyai hubungan yang signifikan.
Sumbangan relatif tiap-tiap prediktor adalah 100% karena hanya memakai satu prediktor, sedangkan sumbangan
efektif menurut Sutrisno Hadi (1982): Oleh karena efektivitas regresi dicerminkan dalam koefisien detirminasi (R2),
maka SE% dapat dihitung langsung dari (R2). Dengan rumus :
2
Se%X1 = SR%X1 x R
Koefisien determinasi tidak lain adalah koefisien korelasi product moment pada regresi dengan prediktor tunggal dan
untuk prediktor lebih dari satu lazim dengan lambing R.
3. Analisis Deskriptis
l
Data hasil analisis matematis, ditampilkan dalam bentuk grafik dengan bantuan aplikasi microsoft exel 2003, agar
dapat dilihat pengaruh masing-masing variabel secara jelas.
li
BAB IV
HASIL PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh koefisien hambatan
udara terhadap gaya aerodinamis pada bentuk lokomotif. Dengan demikian dapat
dilihat bahwa variabel bebas dalam penelitian ini adalah koefisiensi hambatan
udara yang terjadi pada lokomotif (Cd) dan variabel terikatnya adalah gaya
aerodinamis (FD).
Model yang digunakan dalam penelitian ini disesuaikan dengan ukuran
asli lokomotif dengan perbandingan 1 : 70, pada keadaan tanpa beban, kecepatan
udara eksperimen ditentukan pada kecepatan 25 m/s, 26 m/s, 27 m/s, 28 m/s, dan
29 m/s, dan dengan pengambilan data setiap 10 menit sekali selama 1 jam.
Deskripsi Data
1. Uji Model dalam Terowongan Angin
Untuk mengukur hambatan udara dalam sesi uji, menggunakan timbangan
penyeimbang yang diletakkan pada meja tunnel, di bawah sesi uji yang berbentuk
oktagonal. Gaya yang bekerja dalam mekanisme timbangan dapat dicari
menggunakan rumus sebagai berikut:
N .S
D=
y
Dimana:
D = Drag.
N = Beban timbangan.
S = Jarak pergeseran (Skala).
y = Jarak antara timbangan dengan titik berat.
Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan didapat harga
hambatan udara dalam sesi uji adalah sebagai berikut:
Tabel 3. Hasil Rata-rata Uji Model dalam Sesi Uji Terowongan Angin
Kecepatan Putaran
hst
ht
N
S
Y
D
No.
(m/s)
(Rpm)
(m)
(m) (kg) (m)
(m)
1
25
450
67
52
4
1,6
13,644 0,46907
2
26
600
71
52
4
2,1
13,644
0,61566
3
27
750
77
52
4
2,7
13,644
0,79156
4
28
900
81
51
4
3,3
13,644
0,96746
5
29
1050
89
51
4
4,0
13,644
1,17268
lii
Hambatan Udara (D)
Untuk perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada lampiran 2. Data-data
pada tabel di atas dapat ditampilkan dalam bentuk grafik sebagai berikut:
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
1,172676634
0,967458223
0,791556728
0,615655233
0,469070654
Drag
Gambar 16. Grafik Hambatan Udara Dalam Sesi Uji
25
26
27
28
29
Kecepatan (V)
Gambar di atas menunjukkan hambatan udara dalam sesi uji terowongan
angin pada berbagai tingkat kecepatan. Hal ini berarti semakin bertambah tingkat
kecepatan pada model, maka hambatan udara yang terjadi juga akan bertambah.
2. Koefisien Hambatan Udara (Cd)
Pada tahap selanjutnya adalah mengukur koefisien hambatan udara (Cd).
Koefisien hambatan udara padat diungkap melalui persamaan Clancy (1975)
sebagai berikut:
D = 0,5 . r . Cd . V2 . A
Dari persamaan di atas dapat dicari rumus koefisien hambatan udara (cd)
sebagai berikut:
D
Cd =
0,5 . r .V 2 . A
Dimana:
Cd = Koefisien hambatan udara.
D = Hambatan udara.
r = Massa jenis udara.
V = Kecepatan.
A = Luas penampang tegak lurus dengan arah aliran udara.
Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan didapat harga
koefisien hambatan udara (Cd) adalah sebagai berikut:
Tabel 4. Hasil Rata-rata Perhitungan Koefisien Hambatan Udara (Cd)
D
A
V
Cd
r
No.
2
3
(m )
(m/s)
(kg/m )
1
0,46907
1,12
0,00739
25
0,1813534
2
0,61566
1,12
0,00739
26
0,2200688
3
0,79156
1,12
0,00739
27
0,2623748
4
0,96746
1,12
0,00739
28
0,2981836
5
1,17268
1,12
0,00739
29
0,3369379
Untuk perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada lampiran 3. Data-data
pada tabel di atas dapat ditampilkan dalam bentuk grafik sebagai berikut:
ien Hambatan Udara
(cd)
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,336937858
liii 0,298183558
0,262374758
0,220068769
0,181353433
cd
Gambar 17. Grafik Koefisien Hambatan Udara (Cd)
Gambar di atas menunjukkan koefisien hambatan udara pada berbagai
tingkat kecepatan. Hal ini berarti semakin bertambah tingkat kecepatan pada
model, maka koefisien hambatan udara yang terjadi juga akan bertambah.
3. Gaya Aerodinamis pada Lokomotif
Untuk mencari besarnya gaya aerodinamis pada model lokomotif dapat
dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:
FD = 0,5 . Cd . r . V2
Dimana:
FD = Gaya aerodinamis.
Cd = Koefisien hambatan udara.
r = Massa jenis udara.
V = Kecepatan.
Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan didapat harga gaya
aerodinamis sebagai berikut:
Tabel 5. Hasil Perhitungan Gaya Aerodinamis
Cd
V
FD
r
No.
3
(m/s)
(N)
(kg/m )
1 0,18135343
1,12
25
63,473701
2
0,22006877
1,12
26
83,309233
3
0,26237476
1,12
27
107,11187
4
0,29818356
1,12
28
130,91451
5
0,33693786
1,12
29
158,68425
Gaya Aerodinamis (FD)
Untuk perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada lampiran 4. Data-data
pada tabel di atas dapat ditampilkan dalam bentuk grafik sebagai berikut:
200
150
100
50
0
158,6842536
130,9145093
107,1118712
83,30923316
63,47370146
Gambar 18. Grafik Koefisien Hambatan Udara (Cd)
Koefisien Hambatan Udara (cd)
liv
FD
Gambar di atas menunjukkan gaya aerodinamis pada berbagai tingkat
koefisien hambatan udara. Hal ini berarti semakin meningkat koefisien hambatan
udara pada model, maka gaya aerodinamis yang terjadi juga akan semakin
meningkat.
Uji Persyaratan Analisis
Uji hipotesis yang digunakan dalam penelitian ini adalah menggunakan
analisis regresi dengan tujuan untuk menguji signifikansi garis regresi dalam
penelitian. Dari analisis regresi tersebut akan diperoleh bilangan F, yang dapat
dihitung secara langsung dari rxy atau korelasi antara prediktor dengan kriterium
menggunakan rumus sebagai berikut:
Sxy
rxy =
(Sx )(Sy )
2
Dimana:
Sxy = SXY Sx2 = SX -
2
(SX )(SY )
(SX )
N
2
N
2
(
SY )
2
Sy = SY N
Sumbangan relatif untuk tiap-tiap prediktor adalah 100% karena hanya
menggunakan satu prediktor, sedangkan untuk sumbangan efektifnya dihitung
langsung dari koefisien determinasi (R2) yang rumusnya sebagai berikut:
SE%X = SR% x R2
Dimana:
SE = Sumbangan Efektif
SR = Sumbangan Relatis
R2 = Koefisien Determinasi
Pengujian Hipotesis
1. Pengaruh Kecepatan terhadap Koefisien Hambatan Udara
Uji hipotesis pertama dalam penelitian ini dilakukan untuk mengetahui
pengaruh antara kecepatan (V) terhadap koefisien hambatan udara (Cd).
Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh data-data kecepatan dan koefisien
hambatan udara sebagai berikut:
Tabel 6. Data Statistik Kecepatan dan Koefisien Hambatan Udara
lv
Koef Hambatan Udara
(X2)
0,181353
X12
X22
X1X2
1
Kecepatan
(X1)
25
625
0,03289
4,534
2
26
0,220069
676
0,04843
5,722
3
27
0,262375
729
0,06884
7,084
4
28
0,298184
784
0,08891
8,349
5
29
0,336938
841
0,11353
9,771
1,298918
3655
0,35260
35,460
No.
Data-data di atas kemudian dimasukkan ke dalam rumus product moment
sehingga diperoleh harga rxy = 0,988. Harga ini kemudian dikonsultasikan dengan
rtabel dengan N = 5 dan pada taraf signifikansi 5% diperoleh harga rtabel = 0,878
sehingga dapat diketahui bahwa rxy > rtabel atau 0,988 > 0,878.
Dengan demikian dapat dikatakan bahwa kecepatan memiliki hubungan
yang sangat signifikan dengan koefisien hambatan udara. Perhitungan
selengkapnya dapat dilihat pada lampiran 5.
Untuk membuktikan pernyataan di atas, maka perlu dilakukan uji analisis
regresi yang hasilnya dapat ditampilkan dalam tabel berikut:
Tabel 7. Ringkasan Hasil Perhitungan Analisis Regresi
Sumber Variasi
db
JK
RK
Regresi (reg)
1
0,3440
0,3440
Residu (res)
3
0,0043
0,0014
Total (T)
4
0,35260
Freg
120,376
Berdasarkan data di atas dapat dilihat bahwa Freg = 120,376. Harga ini
kemudian dikonsultasikan dengan Ftabel dengan db = 4 dan pada taraf signifikansi
5% diperoleh harga Ftabel = 10,1 sehingga dapat diketahui bahwa Fhitung > Ftabel
atau 120,376 > 10,1.
Dengan demikian terbukti bahwa kecepatan memiliki pengaruh yang
sangat signifikan terhadap koefisien hambatan udara. Perhitungan selengkapnya
dapat dilihat pada lampiran 5.
lvi
Langkah selanjutnya adalah mencari Sumbangan Efektif dari kecepatan
terhadap koefisien hambatan udara. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa
Sumbangan Efektif kecepatan terhadap koefisien hambatan udara adalah sebesar
97,57% sedangkan sisanya sebesar 2,43% dipengaruhi oleh faktor lain yang tidak
masuk dalam penelitian ini. Perhitungan Sumbangan Efektif selengkapnya dapat
dilihat pada lampiran 5.
2. Pengaruh Koefisien Hambatan Udara terhadap Gaya Aerodinamis
Uji hipotesis kedua dalam penelitian ini dilakukan untuk mengetahui
pengaruh antara koefisien hambatan udara (Cd) terhadap gaya aeodinamis (FD).
Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh data-data koefisien hambatan udara dan
gaya aerodinamis sebagai berikut:
lvii
Tabel 8. Data Statistik Koefisien Hambatan Udara dan Gaya Aerodinamis
Koef. Hamb. Ud
Gaya
No.
X22
Y2
X2Y
(X2)
Aerodinamis (Y)
1
0,1813534
63,473701
0,03289
4028,91
11,511
2
0,2200688
83,309233
0,04843
6940,43
18,334
3
0,2623748
107,111871
0,06884
11472,95
28,103
4
0,2981836
130,914509
0,08891
17138,61
39,037
5
0,3369379
158,684254
0,11353
25180,69
53,467
543,493569
0,3526
64761,59
150,452
Data-data di atas kemudian dimasukkan ke dalam rumus product moment
sehingga diperoleh harga rxy = 0,996. Harga ini kemudian dikonsultasikan dengan
rtabel dengan N = 5 dan pada taraf signifikansi 5% diperoleh harga rtabel = 0,878
sehingga dapat diketahui bahwa rxy > rtabel atau 0,996 > 0,878.
Dengan demikian dapat dikatakan bahwa koefisien hambatan udara
memiliki hubungan yang sangat signifikan dengan gaya aerodinamis. Perhitungan
selengkapnya dapat dilihat pada lampiran 6.
Untuk membuktikan pernyataan di atas, maka perlu dilakukan uji analisis
regresi yang hasilnya dapat ditampilkan dalam tabel berikut:
Tabel 9. Ringkasan Hasil Perhitungan Analisis Regresi
Sumber Variasi
db
JK
RK
Freg
Regresi (reg)
1
64196,48
64196,48
340,8
Residu (res)
3
283,174
94,3913
Total (T)
4
64761,59
Berdasarkan data di atas dapat dilihat bahwa Freg = 340,8. Harga ini
kemudian dikonsultasikan dengan Ftabel dengan db = 4 dan pada taraf signifikansi
5% diperoleh harga Ftabel = 10,1 sehingga dapat diketahui bahwa Fhitung > Ftabel
atau 340,8 > 10,1.
Dengan demikian terbukti bahwa koefisien hambatan udara memiliki
pengaruh yang sangat signifikan terhadap gaya aerodinamis. Perhitungan
selengkapnya dapat dilihat pada lampiran 6.
Langkah selanjutnya adalah mencari Sumbangan Efektif dari koefisien
hambatan udara terhadap gaya aerodinamis. Hasil perhitungan menunjukkan
bahwa Sumbangan Efektif koefisien hambatan udara terhadap gaya aerodinamis
adalah sebesar 99,13% sedangkan sisanya sebesar 0,87% dipengaruhi oleh faktor
lain yang tidak masuk dalam penelitian ini. Perhitungan selengkapnya dapat
dilihat pada lampiran 6.
3. Pengaruh Kecepatan terhadap Gaya Aerodinamis
lviii
Uji hipotesis pertama dalam penelitian ini dilakukan untuk mengetahui
pengaruh antara kecepatan (V) terhadap gaya aerodinamis (FD). Berdasarkan
hasil perhitungan diperoleh data-data kecepatan dan gaya aerodinamis sebagai
berikut:
Tabel 10. Data Statistik Kecepatan dan Gaya Aerodinamis
Kecepatan Gaya Aerodinamis
No.
X12
Y2
X1Y
(X1)
(Y)
1
25
63,473701
625
4028,91
1586,843
2
26
83,309233
676
6940,43
2166,040
3
27
107,111871
729
11472,95
2892,021
4
28
130,914509
784
17138,61
3665,606
5
29
158,684254
841
25180,69
4601,843
543,493569
3655
64761,59
14912,353
Data-data di atas kemudian dimasukkan ke dalam rumus product moment
sehingga diperoleh harga rxy = 0,969. Harga ini kemudian dikonsultasikan dengan
rtabel dengan N = 5 dan pada taraf signifikansi 5% diperoleh harga rtabel = 0,878
sehingga dapat diketahui bahwa rxy > rtabel atau 0,969 > 0,878.
Dengan demikian dapat dikatakan bahwa kecepatan memiliki hubungan
yang sangat signifikan dengan gaya aerodinamis. Perhitungan selengkapnya dapat
dilihat pada lampiran 7.
Untuk membuktikan pernyataan di atas, maka perlu dilakukan uji analisis
regresi yang hasilnya dapat ditampilkan dalam tabel berikut:
Tabel 11. Ringkasan Hasil Perhitungan Analisis Regresi
Sumber Variasi
db
JK
RK
Freg
Regresi (reg)
1
60842,21
60842,21
46,6
Residu (res)
3
1990,2764
663,4255
Total (T)
4
64761,59
Berdasarkan data di atas dapat dilihat bahwa Freg = 46,6. Harga ini
kemudian dikonsultasikan dengan Ftabel dengan db = 4 dan pada taraf signifikansi
5% diperoleh harga Ftabel = 10,1 sehingga dapat diketahui bahwa Fhitung > Ftabel
atau 46,6 > 10,1.
Dengan demikian terbukti bahwa kecepatan memiliki pengaruh yang
sangat signifikan terhadap gaya aerodinamis. Perhitungan selengkapnya dapat
dilihat pada lampiran 7.
Langkah selanjutnya adalah mencari Sumbangan Efektif dari kecepatan
terhadap gaya aerodinamis. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa Sumbangan
lix
Efektif kecepatan terhadap gaya aerodinamis adalah sebesar 93,95% sedangkan
sisanya sebesar 6,05% dipengaruhi oleh faktor lain yang tidak masuk dalam
penelitian ini. Perhitungan Sumbangan Efektif selengkapnya dapat dilihat pada
lampiran 7.
Pembahasan Hasil Analisis Data
1. Pengaruh Kecepatan terhadap Koefisien Hambatan Udara
Kendaraan dengan bentuk dan luas penampang tegak lurus dengan
arah aliran udara yang besar akan menyebabkan hambatan udara yang
besar pula. Hal ini berarti semakin besar dan luas dari penampang tegak
lurus arah aliran udara pada kendaraan, maka hambatan udara yang terjadi
juga akan semakin besar pula.
Dengan demikian, semakin cepat laju suatu kendaraan, maka
hambatan udara yang terjadi juga akan semakin besar. Kenyataan ini sesuai
dengan hasil penelitian yang telah dilakukan, dimana kecepatan memiliki
hubungan yang signifikan dengan koefisien hambatan udara yang
ditunjukkan oleh harga rhitung sebesar 0,988 lebih besar dari rtabel (0,878).
Pernyataan ini didukung hasil analisis regresi dalam penelitian ini yang
menyatakan bahwa kecepatan memiliki pengaruh signifikan terhadap
koefisien hambatan udara yang ditunjukkan oleh harga Fhitung sebesar
120,376 lebih besar dari Ftabel (10,1).
Untuk sumbangan efektif kecepatan terhadap koefisien hambatan
udara adalah sebesar 97,57% sedangkan sisanya sebesar 2,43% dipengaruhi
oleh faktor lain yang tidak masuk dalam penelitian ini.
2. Pengaruh Koefisien Hambatan Udara terhadap Gaya Aerodinamis
Bentuk
kendaraan
kendaraan
merupakan
yang
faktor
ditandai
penentu
dengan
dari
luas
besarnya
karakteristik
gaya
tahan
aerodinamika. Dengan meningkatnya luasan yang searah dengan proyeksi
gerak kendaraan maka hambatan aerodinamikanya juga akan semakin
lx
meningkat
dan
secara
otomatis
daya
untuk
melawan
hambatan
aerodinamikanya juga akan meningkat.
Dengan demikian, semakin besar koefisien hambatan udara pada
suatu kendaraan, maka gaya aerodinamika yang terjadi juga akan semakin
besar. Kenyataan ini sesuai dengan hasil penelitian yang telah dilakukan,
dimana koefisien hambatan udara memiliki hubungan yang signifikan
dengan gaya aerodinamis yang ditunjukkan oleh harga rhitung sebesar 0,996
lebih besar dari rtabel (0,878). Pernyataan ini didukung hasil analisis regresi
dalam penelitian ini yang menyatakan bahwa koefisien hambatan udara
memiliki pengaruh signifikan terhadap gaya aerodinamis yang ditunjukkan
oleh harga Fhitung sebesar 340,8 lebih besar dari Ftabel (10,1).
Untuk sumbangan efektif koefisien hambatan udara terhadap
koefisien gaya aerodinamis adalah sebesar 99,13% sedangkan sisanya
sebesar 0,87% dipengaruhi oleh faktor lain yang tidak masuk dalam
penelitian ini.
3. Pengaruh Kecepatan terhadap Gaya Aerodinamis
Gaya tahan aerodinamika merupakan gaya lawan laju kendaraan
yang dipengaruhi oleh gesekan antara bodi kendaraan dengan udara. Hal ini
sangat merugikan karena dengan bertambahnya kecepatan maka gaya tahan
aerodinamika akan bertambah besar pula.
Dengan demikian, semakin cepat laju suatu kendaraan, maka gaya
aerodinamis yang terjadi juga akan semakin besar. Kenyataan ini sesuai
dengan hasil penelitian yang telah dilakukan, dimana kecepatan memiliki
hubungan yang signifikan dengan gaya aerodinamis yang ditunjukkan oleh
harga rhitung sebesar 0,969 lebih besar dari rtabel (0,878). Pernyataan ini
didukung hasil analisis regresi dalam penelitian ini yang menyatakan bahwa
kecepatan memiliki pengaruh signifikan terhadap gaya aerodinamis yang
ditunjukkan oleh harga Fhitung sebesar 46,57 lebih besar dari Ftabel (10,1).
lxi
Untuk sumbangan efektif kecepatan terhadap koefisien hambatan
udara adalah sebesar 93,95% sedangkan sisanya sebesar 6,05% dipengaruhi
oleh faktor lain yang tidak masuk dalam penelitian ini.
lxii
BAB V
KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN
A. Kesimpulan
Penelitian eksperimen yang telah dilaksanakan ini menghasilkan data-data
yang dapat dideskripsikan kedalam bentuk grafik, dengan menganalisis dan
memperlihatkan pola hubungan sehingga dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Kecepatan berpengaruh secara signifikan terhadap koefisien hambatan udara
yang ditunjukkan oleh harga Fhitung > Ftabel atau 120,376 > 10,1. Semakin cepat
laju lokomotif, maka koefisien hambatan udara yang terjadi juga akan semakin
meningkat. Sumbangan efektif kecepatan terhadap koefisien hambatan udara
sebesar 97,57%.
2. Koefisien hambatan udara berpengaruh secara signifikan terhadap gaya
aerodinamis yang ditunjukkan oleh harga Fhitung > Ftabel atau 340,8 > 10,1.
Semakin besar koefisien hambatan udara, maka gaya aerodinamis yang terjadi
juga akan semakin meningkat. Sumbangan efektif koefisien hambatan udara
terhadap gaya aerodinamis sebesar 99,13%.
3. Kecepatan berpengaruh secara signifikan terhadap gaya aerodinamis yang
ditunjukkan oleh harga Fhitung > Ftabel atau 46,57 > 10,1. Semakin cepat laju
lokomotif, maka gaya aerodinamis yang terjadi juga akan semakin meningkat.
Sumbangan efektif kecepatan terhadap gaya aerodinamis sebesar 93,95%.
B. Implikasi
Penelitian ini menghasilkan beberapa faktor yang dapat menyebabkan
peningkatan gaya aerodinamis pada lokomotif, diantaranya adalah, kecepatan,
luas penampang tegak lurus arah aliran udara, dan koefisien hambata udara. Dari
faktor-faktor tersebut, luas penampang tegak lurus arah aliran udara dan koefisien
hambatan udara dapat dikurangi atau ditekan, sehingga akan memperkecil gaya
aerodinamis pada lokomotif. Sedangkan untuk laju kecepatan lokomotif tidak
lxiii
dapat ditekan karena lokomotif diciptakan untuk dapat mengatasi waktu tempuh
agar dapat dicapai secepat mungkin.
Peluang tertinggi untuk memperkecil gaya aerodinamis adalah dengan
mendesain bentuk lokomotif yang memiliki luas penampang tegak lurus arah
aliran udara sekecil mungkin sehingga akan diperoleh koefisien hambatan udara
dan gaya aerodinamis yang kecil pula atau sesuai dengan kaidah pelancapan
(streamline).
C. Saran
Berdasarkan kesimpulan dan implikasi yang telah diuraikan di atas, maka
saran dalam penelitian ini antara lain:
1. Kepada peneliti lain yang sejenis, disarankan untuk menambah model yang
digunakan dalam penelitian sehingga didapat data-data yang lebih akurat.
2. Kepada PT Kereta Api (persero), disarankan lebih memperhatikan bentuk
lokomotif sesuai dengan kaidah aerodinamika sehingga akan diperoleh
kendaraan yang lebih aman, tetapi juga mampu mencapai kecepatan yang
diharapkan.
3. Perlu dilakukan eksperimen lebih lanjut terhadap bentuk-bentuk lain seperti
kendaraan ringan maupun kendaraan berat sehingga lebih mendukung hasil
penelitian ini.
lxiv
DAFTAR PUSTAKA
Aji Nugroho, Dani. 2004. Simulasi Aerodinamika dengan CFD untuk meneliti
pengaruh variasi jarak sambungan lokomotif – gerbong terhadap
karakteristik aerodinamika kereta api cepat. Skripsi. Semarang. Universitas
Diponegoro.
Alva Edy Tantowi. 1989. Laporan Penelitian. Menentukan Matra Spoiler pada
Kendaraan Minibus untuk Mempertinggi Traksi. Skripsi. Yogyakarta.
Universitas Gadjah Mada.
Anderson, John David. 1995. Computational Fluid Dynamics: Basis With
Aplications: Mc Grow – Hill Bokk Companies.
Budiyono. 2002. Statistika Dasar untuk Penelitian. Surakarta: FKIP UNS
Clancy, L. J. 1975. Aerodynamics. London: Pitman Publishing Limited.
Djoeli Satrijo. 1999. Dinamika Kendaraan Modul I. Semarang. Fakultas Teknik
Univesitas Diponegoro.
FKIP, 2007. Pedoman Penulisan Skripsi. Surakarta : UNS Press
Fox, Robert W and Alan T. Mc. Donald. 1994. Introduction to Fluid Mechanics,
fourth edition, SI Version. Canada: John Wiley dan Sons, Inc
Hidayat, Fachrurozi Nur. 2000. Pengaruh Koefisien Hambatan Udara terhadap
Konsumsi Bahan Bakar pada Kendaraan Daihatsu Espass. Skripsi. Surakarta.
Universitas Sebelas Maret.
Sudjana. 1989. Desain dan Analisis Eksperimen. Bandung: Tarsito
Sudjana. 1996. Metode Statistik. Bandung: Tarsito
Sugiyono. 2001. Metode Penelitian Administrasi. Bandung: Alfa Beta
Suharsimi, Arikunto. 1993. Prosedur Penelitian: Suatu Pendekatan Praktek.
Jakarta: Rineka Cipta
Surakhmad, Winarno. 2004.Pengantar Penelitian Ilmiah: Dasar, Metoda dan
Teknik. Bandung: Tarsito
lxv