I-1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Umunya pesawat diklasifikasikan menjadi dua kategori yaitu sayap tetap
(fix wing) dan sayap putar (rotary wing). Pada sayap putar pesawat tersebut
dirancang memiliki Vertical Takeoff and Landing (VTOL), pada pesawat ini juga
dirancang untuk dapat terbang horizontal seperti pesawat bersayap tetap namun
pada pesawat bersayap putar memiliki keunggulan yaitu kebutuhan landasan (run
way) yang pendek. Jika suatu pesawat memiliki kemampuan VTOL maka pesawat
tersebut memiliki keunggulan untuk mengemban misi tertentu seperti mengambil
video atau gambar pada daerah yang sulit dijangkau oleh pesawat sayap tetap.
Sampai saat ini industri penerbangan dan pusat penelitian di berbagai universitasuniversitas telah bekerja untuk merancang pesawat terbang dengan kemampuan
VTOL dan melayang-layang seperti helikopter tanpa harus terbang berkeliling.
Oleh karena itu, jenis pesawat rotary wing memiliki kemampuan yang lebih baik
dari pada fix wing untuk menjalankan misi pengambilan gambar dari udara.
Menurut Stepniewski dan Keys (1909: 36-42) [1] pesawat rotary wing
terbagi atas empat jenis, yaitu single rotor, tandem, coaxial, dan tilt rotor. Berikut
gambar 1.1 yang menjelaskan mengenai kontrol helikopter.
Gambar 1.1 Skema kontrol helikopter
(Sumber: Stepniewski dan Keys (1909: 36))
I-1
I-2
Single
rotor
adalah helikopter yang memiliki satu rotor yang
menghasilkan gaya angkat dan gaya dorong serta memiliki satu rotor sebagai anti
torsi dengan sumbu yang berbeda.
Tandem rotor adalah helikopter yang memiliki dua buah rotor utama
sebagai penghasil gaya angkat, gaya dorong dan juga sebagai anti torsi dengan
sumbu yang sama hanya saja berbeda poros.
Coaxial rotor pada umumnya memiliki keuntungan, membuat agar
penerbangan lebih stabil. Ketika merancang sebuah helikopter rotor tunggal,
perancang
harus memastikan bahwa torsi yang dihasilkan oleh rotor utama
diimbangi oleh rotor ekor. Jika tidak, tubuh pesawat akan berputar berlawanan
dengan arah rotasi dari situasi rotor hal ini sangat penting dan berbahaya. Dalam
desain coaxial, rotor ditumpuk berubah dalam arah yang berlawanan,
menghilangkan torsi satu sama lain untuk menghasilkan kondisi penerbangan
stabil.
Keuntungan lain desain adalah keamanan pada saat di ground. Karena
helikopter coaxial tidak memerlukan rotor ekor, mereka lebih aman untuk
didekati walaupun rotor masih bergerak. Ini adalah keuntungan sangat penting
untuk aplikasi militer, di mana situasi mungkin tidak memungkinkan waktu untuk
berhenti rotor sebelum pendekatan personil atau keluar dari pesawat.
Helikopter coaxial juga umumnya mampu kecepatan yang lebih tinggi
atau mampu menanggung berat yang lebih besar dibandingkan helikopter single
rotor .
Tilt rotor adalah sebuah pesawat yang menggunakan sepasang atau lebih
rotor bertenaga dipasang pada poros berputar pada ujung sayap untuk
menghasilkan gaya angkat dan gaya dorong, dan memiliki kemampuan gabungan
antara fix wing dan rotary wing. Pesawat ini memiliki kemampuan VTOL pada
saat pesawat terbang vertikal maka rotor pesawat akan tegak lurus dengan
fuselage akan tetapi pada saat terbang jelajah dan membutuhkan kecepatan yang
tinggi maka rotor akan sejajar dengan fuselage. Dalam mode ini sayap
menyediakan lift, dan rotor menyediakan gaya dorong sebagai baling-baling.
I-3
Berdasarkan penjelasan di atas, maka dalam penyelesaian Tugas Akhir ini
penulis tertarik untuk merancang, membangun, dan menerbangkan sebuah
helikopter dengan kemampuan VTOL yaitu jenis helikopter coaxial yang
memiliki
kemampuan pemantauan udara. Adapun judul dari Tugas Akhir ini
adalah:
Rancang Bangun Helikopter Coaxial BASTER B-3119 Untuk Unmanned Aerial
Vehicle (UAV)
(Kaji Kinerja Aerodinamika)
1.2 Perumusan Masalah
Permasalahan yang timbul dalam tugas akhir ini adalah belum banyaknya
pengembangan pada helikopter coaxial sebagai helikopter pemantau, serta
keunikan karakteristik aerodinamika yang dimiliki oleh helikopter coaxial.
Dalam pembuatan tugas akhir ini dilakukan oleh tiga orang mahasiswa dengan
lingkup:
a. Perancangan dan pembuatan struktur dari helikopter coaxial BASTER B3119 yang dilakukan oleh Reza Septiana.
b. Kaji kinerja aerodinamika pada helikopter coaxial BASTER B-3119
meliputi bentuk fuselage yang akan digunakan dan pemilihan rotor blades.
c. Sistem kendali terbang pada helikopter coaxial BASTER B-3119 yang
dibahas oleh Dicko Ramadhan A.U.
Pada penulisan laporan tugas akhir ini, penulis mengambil permasalahan
mengenai aspek aerodinamika.
1.3 Tujuan
Tujuan dari kegiatan Tugas Akhir ini secara garis besar yaitu sebagai
berikut:
a. Merancang, membangun, dan menerbangkan helikopter coaxial dengan
kemampuan pemantauan udara.
I-4
b. Mengetahui kinerja aerodinamika pada helikopter coaxial BASTER B3119.
1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah
Lingkup pekerjaan yang dilakukan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini
adalah sebagai berikut:
a. Studi parametrik helikopter pembanding.
b. Perancangan helikopter coaxial BASTER B-3119.
c. Pengujian numerik untuk rotor dalam 2 dimensi.
d. Pengujian numerik untuk helikopter coaxial BASTER B-3119 dalam 3
dimensi.
e. Pengujian Penerbangan helikopter coaxial BASTER B-3119
Adapun batasan masalah yang ditentukan dalam perancangan dan kaji
kinerja aerodinamika helikopter coaxial BASTER B-3119 ini adalah sebagai
berikut:
a. Kaji kinerja aerodinamika didasarkan pada koefisien dan gaya
aerodinamika yang didapatkan dari hasil pengujian FLUENT.
b. Kaji kinerja aerodinamika hanya dilakukan dengan simulasi 2D,
sedangkan simulasi 3D hanya untuk menyimulasikan pola aliran dan gayagaya aerodinamika helikopter.
c. Simulasi 3D dikondisikan helikopter dalam keadaan hover .
1.5 Metodologi
Metodologi kerja yang penulis gunakan dalam pembuatan Tugas Akhir ini
adalah sebagai berikut:
a. Studi Literatur (Studi Kepustakaan)
Melalui langkah ini penulis berusaha untuk mendapatkan teori-teori
penunjang guna membantu dalam merancang suatu helikopter serta
menganalisis karakteristik aerodinamika helikopter.
I-5
b. Studi Numerik
Pengujian numerik 2D pada rotor blades untuk mengetahui , , dan
pengujian numerik 3D pada model helikopter coaxial BASTER B-3119
untuk mengetahui pola aliran yang terjadi.
c. Studi Eksperimental
Pengujian penerbangan pada helikopter coaxial BASTER B-3119 untuk
mengetahui kestabilan, kinerja helikopter dan kinerja kamera yang
digunakan.
d. Studi Lapangan (Observasi)
Penulis mengadakan pengamatan langsung ke Persatuan Aeromodelling
Bandung (PAB) serta ke Toko Hobby Aeromodelling Plasa Semanggi
yang merupakan toko aeromodelling di Jakarta.
e. Konsultasi
Penulis berkonsultasi kepada dosen pembimbing Tugas Akhir yang
mempunyai pengalaman di bidang aeronautika serta kepada pihak-pihak
yang memiliki hobby di bidang aeromdelling.
1.6 Sistematika Penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini dijabarkan lebih jelas dalam bab-bab yang
disusun secara sistematis untuk memudahkan pemahaman para pembaca. Adapun
sistematika pembahasannya adalah sebagai berikut:
BAB I
Pendahuluan
Membahas mengenai latar belakang masalah, tujuan, batasan masalah,
metode kerja, sistematika penulisan Tugas Akhir.
BAB II
Landasan Teori
Bab ini terdiri atas tiga sub bab. Sub bab pertama membahas dasar
teori aerodinamika. Sub bab kedua membahas dasar perancangan
helikopter yaitu membahas mengenai sistem rotor dan helikopter
coaxial itu sendiri. Dan sub bab ketiga membahas dasar teori CFD
Fluent.
I-6
BAB III
Metode Penyelesaian
Menguraikan konfigurasi pembanding helikopter coaxial yang diikuti
IV
BAB
menganalisis aerodinamika, serta membahas pengujian helikopter.
BAB V
Pengujian Numerik dan Penerbangan
Membahas mengenai pengujian numerik 2D dan 3D untuk
dengan proses perancangan awal helikopter coaxial BASTER B-3119.
Penutup
Bagian ini berisi semua kesimpulan yang dihasilkan dari serangkaian
proses penulisan dan juga saran-saran sebagai tuntunan perbaikan dan
pengembangan berikutnya.