ITS Undergraduate 14543 Paperpdf

Published on March 2017 | Categories: Documents | Downloads: 16 | Comments: 0 | Views: 210
of 14
Download PDF   Embed   Report

Comments

Content

LEMBAR PENGESAHAN

PERANCANGAN AIRSCREW PROPELLER UNTUK
AIRBOAT CRAFT KAPASITAS 2 PENUMPANG DENGAN
METODE PERHITUNGAN BLADE ELEMENT

TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
pada
Bidang Marine Manufacturing and Design (MMD)
Program Studi S-1 Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
Fakultas Teknologi Kelautan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Oleh :
FITRA ADI HERMAWAN
NRP. 4204 100 030
Disetujui oleh Pembimbing Tugas Akhir :
1. Ir. Amiadji, MM, M.Sc
2. Edi Jatmiko, ST, MT

………….
………….

SURABAYA
JULI, 2009
iii

LEMBAR PENGESAHAN

PERANCANGAN AIRSCREW PROPELLER UNTUK
AIRBOAT CRAFT KAPASITAS 2 PENUMPANG DENGAN
METODE PERHITUNGAN BLADE ELEMENT

TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
pada
Bidang Marine Manufacturing and Design (MMD)
Program Studi S-1 Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
Fakultas Teknologi Kelautan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Oleh :
FITRA ADI HERMAWAN
NRP. 4204 100 030
Disetujui oleh Pembimbing Tugas Akhir :
1. Ir. Alam Baheramsyah, M.Sc

SURABAYA
JULI, 2009
v

………….

PERANCANGAN AIRSCREW PROPELLER UNTUK
AIRBOAT CRAFT KAPASITAS 2 PENUMPANG DENGAN
METODE PERHITUNGAN BLADE ELEMENT
Nama Mahasiswa
NRP
Jurusan
Dosen Pembimbing

: Fitra Adi Hermawan
: 4204 100 030
: Teknik Sistem Perkapalan
: Ir. Amiadji, MM, M.Sc
Edi Jatmiko, ST, MT

ABSTRAK
Di Indonesia, karya ilmiah atau penilitian mengenai aplikasi dan
perancangan airscrew propeller airboat jumlahnya masih sedikit
dan terbatas. Sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut
sebagai salah satu upaya untuk mendukung perkembangan
kegiatan rancang bangun airboat, baik itu untuk kepentingan
industri maupun pendidikan.
Dalam Tugas Akhir ini perancangan airscrew propeller
dilakukan dengan metode perhitungan matematis dari teori blade
element. Metode ini digunakan untuk menentukan dimensi fisik
serta karakteristik propeller melalui proses perhitungan
matematis sampai didapatkan karakteristik propeller yang paling
optimal melalui proses iterasi pada beberapa variabel
perhitungan.
Data input untuk perhitungan propeller tersebut adalah
diameter, jumlah blade, tipe airfoil, putaran maksimal, dan
uniform geometric pitch propeller, dimana uniform geometric
pitch ini nilainya divariasikan sampai dihasilkan output
perhitungan berupa torsi propeller, thrust propeller, dan efisiensi
propeller yang paling optimal. Sebelum sampai pada perhitungan
vii

propeller, di bagian awal dilakukan perhitungan terhadap tahanan
atau gaya hambat karena hull (badan) airboat bergerak pada
kecepatan maksimal, dimana direncanakan sebesar 25 knot.
Selain kecepatan, variabel utama lain yang berpengaruh terhadap
besarnya tahanan hull airboat adalah kapasitas penumpang,
direncanakan maksimal untuk 2 penumpang. Dimana kapasitas
penumpang ini akan menentukan besarnya dimensi hull, dan
dimensi hull akan menentukan bentuk dan nilai tahanan hull.
Selanjutnya nilai tahanan hull ini digunakan untuk menentukan
besarnya kebutuhan gaya dorong untuk menggerakkan airboat
sampai pada kecepatan maksimal yang telah direncanakan,
dimana kebutuhan gaya dorong hasil perhitungan tahanan hull
adalah sebesar 903,827 N. Dari perhitungan propeller pada
uniform geometric pitch 0,457 m didapatkan nilai thrust sebesar
1746,689 N, dimana nilai ini memenuhi atau lebih besar dari
kebutuhan gaya dorong hasil dari perhitungan tahanan hull
airboat. Kemudian untuk torsi yang dihasilkan adalah sebesar
130,471 Nm dengan efisiensi propeller sebesar 0,783. Diketahui
dimana pada uniform geometric pitch 0,457 m propeller memiliki
efisiensi paling tinggi.
Selanjutnya dilakukan proses penggambaran secara
teknis bentuk fisik dari propeller sesuai dengan diameter, jumlah
blade dan data perhitungan berupa sudut pitch airfoil pada
kondisi uniform geometric pitch terpilih. Serta berdasarkan
dimensi fisik lain hasil dari perhitungan planform propeller tipe
airfoil terpilih.
Kata kunci : Airfoil, Airscrew Propeller, Airboat, Teori Blade
Element

viii

AIRSCREW PROPELLER DESIGN FOR TWOPASSENGERS AIRBOAT CRAFT USING BLADE
ELEMENT CALCULATION METHOD
Name
NRP
Departement
Guide Lecturer

: Fitra Adi Hermawan
: 4204 100 030
: Teknik Sistem Perkapalan
: Ir. Amiadji, MM, M.Sc
Edi Jatmiko, ST, MT

ABSTRACT
In Indonesia, the amount of scientific opus or observational about
application and design of airscrew propeller airboat is very
limited. So, a further research needs to be done as one of the
efforts to support the develoment of the designing airboat
activity, either for industry or education.
In this final task, the designing of airscrew propeller is
done by using mathematical calculation method of blade element
theory. This method is used to determine the physical dimension
as well as the most optimum propeller’s characteristics through
mathematical calculation process till propeller’s characteristics is
reached through an iteration process on some variables of the
calculation.
The input data for the propeller calculation are
diameter, number of blades, airfoil's type, maximum propeller
revolution and uniform geometric pitch propeller, in which the
value of this uniform geometric pitch is varied until the output of
the calculation is achieved in the form the most optimum torque
propeller, thrust propeller, and propeller's efficiency.

ix

Before coming to the propeller calculation, in the
beginning done a calculation toward the resistance or blocking
force, because the hull of airboat moves in maximum speed, in
which the speech is set at 25 knots. Beside the speed, another
main variable which has significant toward the hull airboat
resistance is the capacity of passenger which is designed for 2
passengers at most. This capacity will influence the value of hull
dimension and the hull dimension will determine the shape and
the value of hull resistance. Later, this value of hull resistance is
used to determine the needs of impellent to move the airboat till
its planned maximum speed, in which the needs of impellent of
the hull resistance calculation is 903,827 N.
From the propeller calculation on 0,457 m of uniform
geometric pitch, it is found that the thrust value is 1746, 689 N,
in which this value fulfill or more than the needs of impellent
from the hull airboat resistance calculation. Then, the value of
the torsi resulted in is 130,471 Nm. With the propeller efficiency
as much as 0, 783. It can be seen that the propeller has the most
efficiency at 0, 457 m of the uniform geometric pitch.
The next process is the drawing of propeller physical
appearance according to its diameter, total blade, and calculation
data in the form of airfoil pitch angle in the chosen condition of
uniform geometric pitch, as well as based on another physical
dimension from the output of the chosen planform propeller
airfoil type calculation.
Keywords : Airfoil, Airscrew Propeller, Airboat, Blade Element
Theory

x

KATA PENGANTAR
Segala pujian hanya untuk Allah. Hanya karena nama-Nya semua
menjadi bermakna. Sampai kemudian saya mengucapkan
terimakasih kepada makhluk-Nya, semampu bisa saya sebut,
semua yang berjasa turut serta dalam membantu dan membangun
kesadaran dan penghargaan saya akan hidup menjadi lebih baik.
Tidak terkecuali untuk sebuah proses kecil dalam hidup saya ini,
sebuah proses dan tanggung jawab akan Tugas Akhir yang
diwajibkan pelaksanaanya oleh setiap individu mahasiswa dalam
sistem pembelajaran atau perkuliahan di Institut Teknologi
Sepuluh Nopember Surabaya sebagai salah satu syarat kelulusan.
Terimakasih saya untuk
Ibu dan Bapak saya tercinta. Kasih sayang beliau adalah jawaban
dan alasan paling mendasar atas segenap pertanyaan tentang
tujuan dari keberadaan saya disini.
Semua Dosen di Teknik Sistem Perkapalan ITS, yang selalu
menjadi guru dan teladan bagi saya dalam konteks keilmuan dan
dedikasinya terhadap pendidikan. Terimakasih khususnya di sini
untuk kedua dosen pembimbing saya Bapak Ir. Amiadji,
MM,M.Sc dan Bapak Edi Jatmiko ST,MT, untuk petunjuk dan
kebijaksanaan yang telah beliau curahkan selama proses
pengerjaan Tugas Akhir ini.
Untuk sahabat sekaligus keluarga saya. Terimakasih untuk cinta
yang pada akhirnya tidak pernah terkondisikan. Semoga
persahabatan ini tidak hadir karena kebersamaan, tetapi
kebersamaan yang tercipta karena rasa persahabatan. Kita
ditakdirkan untuk bersahabat. Seperti halnya kita telah
ditakdirkan memiliki ibu, bapak dan saudara kandung kita
masing-masing.
xi

Demikian Tugas Akhir ini telah saya susun. Dengan segala
kekurangan yang mungkin, maka segenap kritik dan saran selalu
terbuka untuk perbaikan. Semoga berguna.
Penyusun,
Fitra Adi

xii

DAFTAR ISI
Halaman Judul ………………………………….

i

Lembar Pengesahan …………………………….

iii

Abstrak …………………………………………

vii

Abstract ………………………………………...

ix

Kata Pengantar …………………………………

xi

Daftar Isi ……………………………………….

xiii

Daftar Gambar …………………………………

xvii

Daftar Tabel ……………………………………

xix

BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang ……………………………...

1

I.2 Perumusan Masalah ………………………...

2

1.2.1 Permasalahan …………………………

2

1.2.2 Batasan Masalah ……………………. .

3

I.3 Tujuan Tugas Akhir ………………………...

3

I.4 Manfaat Tugas Akhir ……………………….

3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Konsep Dasar Airboat ……………………...

5

2.1.1 Definisi Airboat …………………………...

5

2.1.2 Komponen Airboat ………………………..

5

2.1.2 Komponen Gaya Hambat Airboat ………...

7

II.2 Teori Perancangan Propeller ………………..

9

xiii

2.2.1 Sejarah Perkembangan Teori Propeller …….

9

2.2.2 Teori Sederhana Aksi Propeller …………….

11

2.2.3 Teori Momentum Propeller …………………

12

2.2.4 Analisa Perhitungan Blade Element ………..

18

BAB III METODOLOGI
III..1 Umum ……………………………………….

26

3.1.1 Studi Literatur ………………………………

26

3.1.2 Pengumpulan Data ………………………….

26

3.1.3 Analisa Data ………………………………...

27

3.1.3.1 Desain Hull Airboat ………………...…

27

3.1.3.2 Perhitungan Tahanan Airboat …………

28

3.1.3.3 Desain Airpropeller Airboat …………..

29

3.1.3.4 Gambar Teknis Airpropeller …………..

32

3.1.3.5 Pemilihan Main Engine ………………..

32

III.2 Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir ………

34

III.3 Diagram Alir Detail Pengerjaan Analisa Data

35

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
IV.1 Desain Hull Airboat …………………………

36

IV.2 Perhitungan Tahanan Airboat ……………….

37

IV.3 Pemilihan Airfoil ……………………………

40

IV.4 Perhitungan Blade Element …………………

43

4.4.1 Input data ………………………………..

43

xiv

4.4.2 Detail Perhitungan Blade Element ………

47

IV.5 Pemilihan Motor Penggerak Airscrew Propeller

63

IV.6 Perhitungan Gambar Airscrew Propeller ……

65

BAB IV KESIMPULAN
4.1 Kesimpulan …………………………………

71

4.2 Saran ………………………………………..

75

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
BIODATA PENULIS

xv

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

xvi

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.

Kontraksi, perubahan kecepatan dan tekanan
dalam slipstream…………………..
13

Gambar 2.2.

Diagram kecepatan airfoil dalam pengaruh ..
kecepatan induksi …………….. ….
17

Gambar 2.3.

Kontraksi slipstream screw propeller

Gambar 2.4.

Diagram kecepatan dan faktor inflow airfoil
…………………………………….
20

Gambar 2.5.

Diagram kecepatan dan gaya pada airfoil
.…..………………………………..
23

Gambar 3.2

Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir …
…………………………………….
34

Gambar 3.3

Diagram Alir Detail Pengerjaan Analisa Data
…………………………………….
35

Gambar 4.1

Grafik cL dan cD …………………..

41

Gambar 4.2

Grafik cL cD – α …………………..

42

Gambar 4.3

Perbadingan bentuk aifoil RAF 6, CLARK Y,
dan NACA 4412 ………………….
43

xvii

19

DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Nilai Ordinat dan Aksis Penyusun Airfoil ..

xix

66

Sponsor Documents

Or use your account on DocShare.tips

Hide

Forgot your password?

Or register your new account on DocShare.tips

Hide

Lost your password? Please enter your email address. You will receive a link to create a new password.

Back to log-in

Close