SIMULASI DAN PERHITUNGAN SPIN ROKET FOLDED FIN BERDIAMETER 200 mm

dokumen-dokumen yang mirip
ANALISA PENGARUH SUDUT PITCH, UNTUK MEMPEROLEH DAYA OPTIMAL TURBIN ANGIN LPN-SKEA 50 KW PADA BEBERAPA KONDISI KECEPATAN ANGIN

RANCANG BANGUN ROTOR TURBIN ANGIN 10 KW UNTUK MEMPEROLEH DAYA OPTIMUM PADA VARIASI JUMLAH DAN DIAMETER SUDU

ANALISIS DAN OPTIMASI SUDU SKEA 5 KW UNTUK PEMOMPAAN

SIMULASI PENGUJIAN PRESTASI SUDU TURBIN ANGIN

ANALISIS RADIUS AMAN AKIBAT KEGAGALAN STRUKTUR SUDU SKEA 50 KW PADA SAAT BEROPERASI

BANCANGAN DAN ANALISIS AERODINAMIKA SUDU TURBIN ANGIN KAPASITAS 300 KW

PENELITIAN SPIN MENGGUNAKAN CUTING & MULTI NOZZLE UNTUK MENINGKATKAN KESTABILAN TERBANG ROKET BALISTIK

PENELITIAN DAN RANCANGAN OPTIMAL TURBIN PENGGERAK TEROWONGAN ANGIN SUBSONIK SIRKUIT TERBUKA LAPAN

EFEK DEFLEKSI PADA SUDU TURBIN ANGIN TERHADAP KELUARAN DAYA

ANALISIS LOSSES PIPA LURUS BERDIAMETER 40 cm PADA TEROWONGAN ANGIN LAPAN

PENGARUH VARIASI SUDUT SERANG SUDU PADA PRESTASI TURBIN ANGIN

Sulistyo Atmadi *), Ahmad Jamaludin Fitroh **) *) Peneliti Pusat Teknologi Penerbangan, Lapan **) Peneliti Kepakaran Aerodinamika, Lapan ABSTRACT

PENELITIAN KARAKTERISTIK AERODINAMIKA TRAILING EDGE SIRIP ROKET PADA KECEPATAN TRANSONIK DENGAN SIMULASI NUMERIK

PENENTUAN GAYA HAMBAT UDARA PADA PELUNCURAN ROKET DENGAN SUDUT ELEVASI 65º

PENGARUH KETIDAKLURUSAN DAN KETIDAKSIMETRISAN PEMASANGAN SIRIP PADA PRESTASI TERBANG ROKET RX-250-LPN

PERHITUNGAN PARAMETER AERODINAMIKA ROKET POLYOT

ANALISIS LAPISAN BATAS ALIRAN DALAM NOSEL STUDI KASUS: NOSEL RX 122

PENGEMBANGAN METODE PARAMETER AWAL ROTOR TURBIN ANGIN SUMBU VERTIKAL TIPE SAVONIUS

PENELITIAN KARAKTERISTIK AERODINAMIKA AEROFOIL SUDU SKEA NELAYAN NILA 80

Endang Mugia GS. Peneliti Bidang Teknologi Avionik, Lapan ABSTRACT

PERHITUNGAN KARAKTERISTIK AERODINAMIKA, ANALISIS DINAMIKA DAN KESTABILAN GERAK DUA DIMENSI MODUS LONGITUDINAL ROKET RX 250 LAPAN

PENGEMBANGAN METODE PENENTUAN KARAKTERISTIK RANCANGAN AWAL ROTOR TURBIN ANGIN

M. MIRSAL LUBIS Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik

Peningkatan Koefisien Gaya Angkat Aerofoil Kennedy-Marsden dengan Zap Flap

ANALISIS TEKANAN STATIK ALIRAN DI PERMUKAAN PITOT STATIK TEROWONGAN ANGIN TRANSONIK LAPAN

Tugas Akhir Bidang Studi Desain SAMSU HIDAYAT Dosen Pembimbing Dr. Ir. AGUS SIGIT PRAMONO, DEA.

PENELITIAN DAN PENGUJIAN KARAKTERISTIK AERODINAMIKA BOM LATIH PERCOBAAN BLP-500 DAN BLP 25

Bab IV Analisis dan Pengujian

ANALISA AERODINAMIKA AIRFOIL NACA 0021 DENGAN ANSYS FLUENT ABSTRAK

ANALISA KARAKTERISTIK AERODINAMIKA UNTUK KEBUTUHAN GAYA DORONG TAKE OFF DAN CRUISE PADA HIGH SPEED FLYING TEST BED (HSFTB) LAPAN

1 PENDAHULUAN CN-235 merupakan pesawat terbang turboprop kelas menengah

Simulasi Numerik Karakteristik Aliran Fluida Melewati Silinder Teriris Satu Sisi (Tipe D) dengan Variasi Sudut Iris dan Sudut Serang

II. TINJAUAN PUSTAKA. A. Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)

ANALISA AERODIN AMIKA KEN DALI CANARD ROKET RKX 250

RANCANGAN SISTEM ORIENTASI EKOR TURBIN ANGIN 50 kw

ANALISA AERODINAMIKA AIRFOIL NACA 0012 DENGAN ANSYS FLUENT

PENELITIAN PRESTASI TERBANG ROKET SONDA SATU TINGKAT RX-320

SIMULASI NUMERIK DINAMIKA FLUIDASWEPTTAPER WING 3D DENGAN AIRFOIL 64A106 PADA ALIRAN SUBSONIK-SUPERSONIK

SIMULASI NUMERIK ALIRAN 3D UNTUK KONDISI QUASI STEADY DAN UNSTEADY PADA TURBIN UAP AKSIAL

PEMBUATAN KODE DESAIN DAN ANALISIS TURBIN ANGIN SUMBU VERTIKAL DARRIEUS TIPE-H

BAB II LANDASAN TEORI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

SIMULASI GERAK WAHANA PELUNCUR POLYOT

BAB I PENDAHULUAN. Desain yang baik dari sebuah airfoil sangatlah perlu dilakukan, dengan tujuan untuk meningkatkan unjuk kerja airfoil

Analisis Desain Layar 3D Menggunakan Pengujian Pada Wind Tunnel

ANALISIS HASIL PENGUJIAN DAN PREDIKS1 TEORITIS AERODINAMIKA ROKET RX 300

BAB I PENDAHULUAN. bagian yang kecil sampai bagian yang besar sebelum semua. bagian tersebut dirangkai menjadi sebuah pesawat.

BAB II LANDASAN TEORI

BAB 2 DASAR TEORI 2.1 Energi Angin

PENGARUH SUDUT BILAH PADA PERFORMA KIPAS AKSIAL TEROWONGAN ANGIN KECEPATAN RENDAH MENGGUNAKAN METODE KOMPUTASI

BAB I PENDAHULUAN. pikiran terlintas mengenai ilmu mekanika fluida, dimana disitu terdapat

Studi Aerodinamika Profil NACA Dengan Menggunakan Solidwork

ANALISA KARAKTERISTIK AERODINAMIKA UNTUK KEBUTUHAN GAYA DORONG TAKE OFF DAN CRUISE PADA HIGH SPEED FLYING TEST BED (HSFTB) LAPAN

BAB II DASAR TEORI 2.1 Konsep Perencanaan 2.2 Motor 2.3 Reducer

Studi Numerik Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Airfoil NASA LS-0417 yang Dimodifikasi dengan Vortex Generator

BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR

ANALISA EFEKTIVITAS SUDUT DEFLEKSI AILERON PADA PESAWAT UDARA NIR AWAK (PUNA) ALAP-ALAP

Muchammad 1) Abstrak. Kata kunci: Pressure drop, heat sink, impingement air cooled, saluran rectangular, flow rate.

SIMULASI GERAK LONGITUDINAL LSU-05

SKRIPSI PENGARUH VARIASI BENTUK NOSE DAN SIRIP TERHADAP GAYA DRAG DAN GAYA LIFT PADA ROKET. Oleh : DEWA GEDE ANGGA PRANADITYA NIM :

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

ANALISA AERODINAMIKA FLAP DAN SLAT PADA AIRFOIL NACA 2410 TERHADAP KOEFISIEN LIFT DAN KOEFISIEN DRAG DENGAN METODE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

Bab 5 Puntiran. Gambar 5.1. Contoh batang yang mengalami puntiran

Available online at Website

BAB III METODOLOGI PERHITUNGAN

FakultasTeknologi Industri Institut Teknologi Nepuluh Nopember. Oleh M. A ad Mushoddaq NRP : Dosen Pembimbing Dr. Ir.

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN TURBIN ANGIN SUMBU HORIZONTAL TIGA SUDU BERDIAMETER 3,5 METER. Adi Andriyanto

MODIFIKASI AIRFOIL NACA DENGAN METODA INVERS

Penelitian Numerik Turbin Angin Darrieus dengan Variasi Jumlah Sudu dan Kecepatan Angin

ANALISA KESTABILAN PERSAMAAN GERAK ROKET TIGA DIMENSI TIPE RKX- 200 LAPAN DAN SIMULASINYA

Komparasi Bentuk Daun Kemudi terhadap Gaya Belok dengan Pendekatan CFD

DIFFUSER AUGMENTED WIND TURBINE (DAWT)

STUDI KOMPUTASIONAL NACA 2412 PADA VARIASI SUDUT PENGGUNAAN SINGLE SLOTTED FLAP DAN FIXED SLOT DENGAN SOFTWARE FLUENT

ROTASI Volume 8 Nomor 1 Januari

IRVAN DARMAWAN X

STUDI AERODINAMIKA PROFIL BOEING COMMERCIAL ENERGY EFFICIENT DENGAN KOMPUTASI BERBASIS FINITE ELEMENT

Analisa Unjuk Kerja Flap Sebagai Penambah Koefisien Gaya Angkat

BAB V HASIL DAN ANALISIS

KAJIAN PENENTUAN INCIDENCE ANGLE EKOR PESAWAT PADA Y-SHAPED TAIL AIRCRAFT

PERBANDINGAN SOLUSI MODEL GERAK ROKET DENGAN METODE RUNGE-KUTTA DAN ADAM- BASHFORD

BAB IV ANALISA DATA. Kecepatan arus ( m/s) 0,6 1,2 1,6 1,8. Data kecepatan arus pada musim Barat di Bulan Desember dapt dilihat dari tabel di bawah.

Jl. Pajajaran No.219, Arjuna, Cicendo, Bandung, Jawa Barat 40174

PERANCANGAN BILAH TURBIN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN (PLT-ANGIN) KAPASITAS 100 KW MENGGUNAKAN STUDI AERODINAMIKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Novi Andria Peneliti Pusat Teknologi Roket, Lapan ABSTRACT

Menghitung Distribusi Tekanan Udara dan Gaya Hambat Kepala Pesawat BOEING

Diterima 14 Desember 2015; Direvisi 07 Juni 2016; Disetujui 29 Juni 2016 ABSTRACT

DESAIN DAN ANALISIS SIRIP ROKET KOMPOSIT HYBRID SEBAGAI SIRIP KOMPOSIT OPTIMUM

Diterima 3 November 2015; Direvisi 30 November 2015; Disetujui 30 November 2015 ABSTRACT

STUDI NACA 0024 DAN 2624 SEBAGAI MEKANISME PENGGERAK KAPAL KECIL (BOAT) 12,2 M DENGAN MENGGUNAKAN ENERGI GELOMBANG AIR LAUT

UPN "VETERAN" JAKARTA

ANALISIS AERODINAMIKA SUDUT DEFLEKSI SPOILER PESAWAT TERBANG

KARAKTERISTIK DINAMIK STRUKTUR ROKET RKN BERTINGKAT PADA KONDISI TERBANG-BEBAS (FREE FLYING)

Jurnal Dinamis Vol.II,No.14, Januari 2014 ISSN

PENGARUH SUDUT DIHEDRAL TERHADAP GAYA LIFT EKOR PESAWAT TERBANG TIPE V PADA ANGKA REYNOLDS RENDAH

Bab VI Hasil dan Analisis

ANALISIS KESTABILAN SISTEM GERAK PESAWAT TERBANG DENGAN MENGGUNAKAN METODE NILAI EIGEN DAN ROUTH - HURWITZ (*) ABSTRAK

KAJIAN PENGARUH ARAH SERAT KOMPOSIT PADA SAYAP HSFTB V2 BERDASARKAN GAYA AERODINAMIKA

Transkripsi:

Simulasi dan Perhitungan Spin Roket... (Ahmad Jamaludin Fitroh et al.) SIMULASI DAN PERHITUNGAN SPIN ROKET FOLDED FIN BERDIAMETER 00 mm Ahmad Jamaludin Fitroh *), Saeri **) *) Peneliti Aerodinamika, LAPAN **) Peneliti Bidang Propulsi Roket, LAPAN e-mail: ahmad_fitroh@yahoo.com ABSTRACT One of rocket movement types is spin maneuver. The rocket rotation towards the axisymmetric axis is needed so the rocket can move straight in it s flight line. The object of spin simulation and calculation in this work is the Rocket of LAPAN with the diameter of 00 mm. The simulation and calculation were done for 0.,.0,.0, and.0 Mach of flight speed. The simulation and calculation results show that spin and drag of fin will increase while the flight speed is increasing. The spin and drag of fin for.0 Mach of flight speed are rps and. kg respectively. Key words : Spin, Rocket ABSTRAK Salah satu jenis pergerakan roket adalah spin. Putaran roket terhadap sumbu axisymmetric tersebut diperlukan agar roket dapat terbang lurus sesuai dengan arah terbangnya. Objek simulasi dan perhitungan putaran spin dalam pengerjaan ini adalah roket folded fin berdiameter 00 mm. Simulasi dan perhitungan dilakukan untuk kecepatan terbang 0,,,0,,0, dan,0 Mach. Hasil simulasi dan perhitungan menunjukkan bahwa spin dan gaya hambat sirip meningkat seiring dengan kenaikan kecepatan terbang. Putaran spin dan gaya hambat sirip pada kecepatan terbang Mach masing masing sebesar rps dan, kg. Kata kunci: Spin, Roket PENDAHULUAN Roket bergerak dan terbang sesuai dengan trajektorinya. Selain itu pada kondisi desain tertentu roket juga bergerak atau berputar berdasarkan sumbu bodinya yang disebut sebagai spin. Roket terbang dengan spin dapat disebabkan oleh dua sumber spin, yaitu dari peluncurnya dan atau dari sirip roket itu sendiri. Peluncur dengan uliran akan memberikan spin awal untuk roket. Dengan geometri sirip tertentu, semakin tinggi kecepatan terbang roket maka spin-nya juga akan semakin tinggi. Selain untuk menambah kestabilan terbang roket, sirip juga dapat berfungsi sebagai sumber spin. Gerakan spin diperlukan agar roket dapat terbang lurus sesuai dengan arah terbangnya.. Tujuan Gerakan spin diperlukan agar roket dapat terbang lurus sesuai dengan arah terbangnya. Oleh karena itu spin perlu dihitung untuk mengestimasi kestabilan gerak roket.. Batasan Masalah Dalam pengerjaan ini spin dihitung berdasarkan geometri sirip yang sudah ada. Geometri tersebut antara lain: chord sirip, = 0 cm lebar sirip, t = cm (termasuk kelengkungannya) sudut pasang sirip, β = º kelengkungan sirip, θ = 0º

Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. No. Juni 0:- diameter roket, D penampang sirip = 0 cm = pelat Roket folded fin berdiameter 00 ini diestimasi mampu terbang dengan kecepatan sekitar Mach. Dalam pengerjaan ini kecepatan terbang roket divariasikan sebesar 0,,,0,,0, dan,0 Mach. Untuk mempermudah perhitungan, maka perhitungan dilakukan terhadap kondisi udara pada permukaan laut. Perbedaan ketinggian terbang operasional hanya berdampak pada kerapatan udara. Perhitungan dilakukan secara analitis, yaitu menggunakan persamaanpersamaan gaya dan momen. Dalam pengerjaan ini validitas hasil perhitungan hanya berlaku untuk kelengkungan sirip yang tidak terlalu besar, misalnya kurang dari 0 derajat. Hal tersebut dikarenakan penyederhanaan persamaanpersamaan yang digunakan. Beberapa koefisien aerodinamika diperoleh dari simulasi menggunakan salah satu perangkat lunak berbasis CFD. Simulasi dilakukan pada kecepatan yang sama dengan kecepatan terbang roket. DASAR TEORI DAN METODE Bentuk sirip bermacam-macam, antara lain persegi (rectangular), trapesium (swept), lurus, dan melengkung. Dengan demikian perhitungan gaya dan momen yang bekerja pada sirip dilakukan untuk setiap elemen, atau potongan sirip. Posisi setiap elemen dirumuskan sebagai berikut: r R i * t *cos (-) dengan r = jarak elemen dihitung dari sumbu roket R = jari jari tabung roket I = elemen ke... Δt = lebar potongan elemen θ = kelengkungan sirip Dengan spin tertentu, setiap elemen sirip mempunyai kecepatan tangensial yang berbeda. Kecepatan tangensial tersebut dirumuskan sebagai berikut: Vtan r (-) dengan V tan = kecepatan tangensial ω = kecepatan putar spin Apabila sirip mempunyai sudut pasang 0 derajat dan apabila tidak ada spin, maka dengan kecepatan terbang tertentu sudut serang sirip adalah nol. Adanya spin menyebabkan kecepatan tangensial sehingga terbentuk sudut serang aliran sebagai berikut: V tan tan (-) V dengan α = sudut serang aliran V = kecepatan terbang Untuk menghasilkan gerakan spin, beberapa jenis roket menggunakan sudut pasang sirip tertentu. Dengan adanya sudut pasang sirip, maka sudut serang sirip menjadi eff (-) dengan α eff = sudut serang efektif β = sudut pasang sirip Dengan bentuk penampang dan sudut serang tertentu, setiap elemen sirip akan menghasilkan gaya angkat. Perkalian antara gaya angkat dan jarak menghasilkan torsi sebagai berikut: dq l * r (-) dengan dq = torsi per elemen l = gaya angkat per elemen Dengan mengintegrasi semua torsi dari setiap elemen sirip, maka akan diperoleh torsi sirip. Torsi tersebut merupakan penggerak spin dan dituliskan sebagai berikut:

Simulasi dan Perhitungan Spin Roket... (Ahmad Jamaludin Fitroh et al.) Q dq (-) dengan Q = torsi sumber spin Sesuai dengan Hukum Aksi Reaksi, maka putaran sirip akan memberikan gaya tahanan pada permukaan sirip tersebut. Arah gaya tahanan tersebut berlawanan dengan arah spin. Gaya tahanan dan torsi yang diakibatkan tersebut dirumuskan sebagai berikut: l' Vtan ds (-) dq ' l'* r (-) dengan l = gaya tahanan per elemen ρ = kerapatan udara ds = luas permukaan per elemen dq = torsi tahanan per elemen Seperti pada persamaan (-), torsi tahanan sirip diperoleh dengan mengintegralkan torsi per elemennya. Kondisi stasioner tercapai apabila torsi sumber spin yang berasal dari sirip sama besar dengan torsi tahanannya sebagai berikut: dq dq' (-) Apabila kondisi stasioner tercapai, maka kecepatan putar spin akan konstan. Jika torsi dari spin lebih besar daripada tahanannya, maka spin akan dipercepat. HASIL DAN PEMBAHASAN. Koefisien Aerodinamika Untuk mendapatkan torsi spin dari sirip, maka sirip tersebut harus menghasilkan gaya angkat (lift). Gaya angkat dapat dihitung jika koefisiennya, c l diketahui. Demikian juga dengan gaya hambat akibat spin. Dengan adanya gaya angkat sirip, maka akan timbul gaya hambat. Adanya penambahan gaya hambat akibat spin juga dihitung dalam pengerjaan ini. Gaya hambat juga dapat dihitung jika koefisiennya, c d juga diketahui. Dalam pengerjaan kali ini, harga c l dan c d diperoleh dari simulasi menggunakan salah satu perangkat lunak berbasis CFD. Simulasi dilakukan dengan memvariasikan sudut serang, α mulai dari - hingga derajat. Selain itu kecepatan aliran juga divariasikan mulai dari 0, hingga,0 Mach. Hasil simulasi pelat datar -D berupa harga c l dan c d terhadap variasi α dan Mach disajikan dalam Tabel - di bawah ini. α (derajat) Tabel -a: HARGA c l - - - 0 α (derajat) - - - 0 (Mach) 0,,0,0,0-0, -0, -0, 0,000 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,0 0, -0, -0, -0, 0,000 0,0 0,0 0,,0,,,, -0, -0, -0,0 0,000 0,0 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,0 Tabel -b: HARGA c d -0, -0,0-0,0 0,000 0,0 0,0 0, 0, 0, 0, 0, 0,0 (Mach) 0,,0,0,0 0,0 0, 0,00 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00 0,00 0,00 0,0 0,00 0,0 0,0 0,00 0,00 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0, 0,00 0,0 0, 0, 0,0 0,0 0, 0, 0,0 0,0 0, 0, 0, 0,0 0, 0, 0, 0,0 0, 0, 0, 0, Selain dalam bentuk Tabel - di atas, harga c l dan c d untuk pelat datar -D dapat juga disajikan dalam bentuk kurva. Harga c l dan c d berupa kurva disajikan dalam Gambar - di bawah ini., c l, Pelat -D, M =,0,0 M =,0 0, M =,0 0, M = 0, 0, 0, 0,0 - - --0, 0-0, -0, -0, alpha (deg) -,0 Gambar -a: Harga c l

Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. No. Juni 0:- c d 0,0 0, 0,0 0, 0,0 0, 0,0 0, 0, 0,0 0,00 M =,0 M =,0 M =,0 M = 0, Pelat -D Gambar -b : Harga c d alpha (deg) - - - 0 Tabel - dan Gambar - di atas menyajikan hasil simulasi pelat datar berupa harga c l dan c d untuk berbagai α dan bilangan Mach. Pelat datar mempunyai permukaan atas dan bawah yang sama sehingga terjadi kesimetrisan hasil simulasi pada α sama dengan nol. Misalnya pada kecepatan 0, Mach, α sama dengan - dan derajat memberikan harga c l masing-masing -0, dan 0,. Perbedaan kedua harga c l tersebut akibat pembulatan numerik saja. Tabel -a dan Gambar -a menunjukkan bahwa harga c l pada kecepatan,0 Mach lebih besar dibandingkan pada kecepatan 0, Mach. Hal tersebut membuktikan bahwa pada kecepatan di bawah supersonik, bilangan Reynolds masih mempengaruhi prestasi aerodinamika yang mana semakin besar bilangan Reynoldsnya maka biasanya menghasilkan c l yang sedikit lebih besar. Pada kecepatan supersonik, kenaikan bilangan Mach justru menghasilkan harga c l yang semakin kecil bahkan untuk setiap α. Dengan adanya gelombang kejut di leading edge, maka perbedaan tekanan antara permukaan atas dan bawah menjadi lebih kecil. Semakin tinggi bilangan Mach, maka gelombang kejut yang terbentuk akan semakin kuat sehingga perbedaan tekanan antara permukaan atas dan bawah pelat menjadi semakin kecil yang pada akhirnya koefisien gaya angkatnya juga menjadi semakin lebih kecil. Tabel -b dan Gambar -b menunjukkan hasil simulasi berupa harga c d. Pada kecepatan supersonik, semakin tinggi kecepatan aliran maka harga c d menjadi semakin kecil. Hal tersebut bukan berarti gaya hambatnya semakin kecil. Gaya hambat dihitung sebagai fungsi c d dan kecepatan sebagai berikut: d V c c d (-) dengan ρ sebagai kerapatan udara. Dengan demikian meskipun kenaikan kecepatan menghasilkan c d yang lebih kecil, namun kenaikan kecepatan secara kuadratik akan menghasilkan gaya hambat yang lebih besar. Harga d dan c d pada persamaan - di atas berlaku untuk kondisi -D. Gaya hambat secara -D, D dapat diperoleh dengan mengintegralkan d. Namun koefisiennya secara -D tidak dapat diperoleh dengan cara yang sama, melainkan harus dihitung atau disimulasi ulang. Selain dalam bentuk koefisien aerodinamika, hasil simulasi CFD dapat juga disajikan dalam bentuk distribusi parameter aliran, misalnya distribusi bilangan Mach. Dalam Bab ini disajikan salah satu contoh distribusi bilangan Mach pada kecepatan terbang Mach dan α = derajat seperti pada Gambar -. Distribusi bilangan Mach pada kecepatan terbang mulai dari 0, hingga Mach dan α mulai dari - hingga derajat selengkapnya disajikan dalam Lampiran. Gambar -: Distribusi Mach pada V = Mach dan α = derajat Pada Gambar - di atas dapat dilihat bahwa kecepatan aliran pada

Simulasi dan Perhitungan Spin Roket... (Ahmad Jamaludin Fitroh et al.) permukaan atas lebih besar daripada permukaan bawah. Perbedaan kecepatan tersebut menghasilkan perbedaan tekanan sehingga menghasilkan gaya angkat. Perkalian antara gaya angkat dan posisi elemen sirip terhadap sumbu axisymmetric menghasilkan torsi sebagai sumber spin.. Spin Dalam pengerjaan ini kecepatan roket divariasikan mulai dari 0, hingga,0 Mach. Hasil perhitungan difokuskan pada kecepatan spin pada berbagai kecepatan terbang. Hasil perhitungan disajikan dalam Tabel - di bawah ini. Tabel -a: PERHITUNGAN SPIN PADA 0, MACH i θ (deg) 0 Vtan (m/det),,,0,,,,,0,, αeff (deg) 0, 0, 0, 0, 0, 0,0-0, -0, -0, -0, cl eff 0,0 0,00 0,0 0,0 0,00 - -0,0-0,0-0,0-0,0 dq 0, 0, 0, 0, 0,0-0,0-0, -0, -0,0-0, dq 0,00 0,00 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Tabel -b: PERHITUNGAN SPIN PADA,0 MACH i Vtan (m/det),,,0,,,,,,, αeff (deg) 0, 0, 0, 0, 0, 0,0-0, -0, -0, -0, cl eff 0, 0,0 0,0 0,0 0,0-0,00-0,0-0,0-0,0-0,00 dq,0,, 0, 0, -0, -0, -,0 -, -, dq 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Tabel -c: PERHITUNGAN SPIN PADA,0 MACH i Vtan (m/det),,,,,,,,,, αeff (deg) 0, 0, 0, 0, 0, 0,0-0, -0, -0, -0, cl eff 0,0 0,0 0,0 0,00 0,000 - -0,00-0,0-0,0 dq,, 0, 0, 0, -0,0-0, -0, -,0 -, dq 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0, 0, 0, 0, 0, Tabel -d: PERHITUNGAN SPIN PADA,0 MACH i Vtan (m/det),,,,,,,, 0,, αeff (deg) 0, 0, 0, 0, 0, 0,0-0, -0, -0, -0, cl eff 0,0 0,0 0,00 0,00 0,000-0,00 - -0,00-0,00 dq,0,, 0, 0, 0,0-0, -0, -, -, dq 0,0 0, 0, 0, 0,0 0, 0, 0, 0, 0, Tabel - di atas menunjukkan sebagian proses perhitungan spin roket. Elemen i = berada di pangkal sirip, dan tentu saja elemen i = berada di ujung sirip. Semakin ke ujung sirip, V tan semakin besar. Hal tersebut disebabkan kecepatan tangensial hanya merupakan fungsi dari posisi atau jarak elemen seperti pada persamaan -. Bentuk folded fin yang digunakan dalam roket berdiameter 00 mm kali ini adalah rectangular sehingga setiap elemen sirip merasakan kecepatan terbang yang sama. Dengan β berharga konstan di setiap elemen sirip, maka semakin besar V tan akan menghasilkan α yang semakin negatif. Dengan kata lain semakin ke ujung sirip, maka α efektifnya akan semakin kecil. Harga c l diperoleh dengan membaca hasil simulasi CFD yang disajikan dalam Tabel -a dan Gambar -a. Dalam perhitungan, harga positif dan negatif

Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. No. Juni 0:- pada c l menggambarkan arah gaya yang akan dihasilkan. Harga c l yang negatif berarti akan menghasilkan gaya yang berlawanan dengan arah putaran spin. Perkalian antara gaya angkat per elemen sirip dengan posisinya menghasilkan torsi, seperti pada persamaan -. Jika pada daerah ujung sirip mempunyai harga c l yang negatif, maka gaya angkat yang dihasilkan juga berharga negatif. Dengan demikian dengan mengaplikasikan persamaan - tersebut, maka harga dq di daerah ujung sirip juga berharga negatif. Hal tersebut menandakan bahwa torsi pada daerah pangkal sirip yang berharga positif berperan sebagai sumber torsi, sedangkan torsi pada daerah ujung sirip yang berharga negatif justru melawan arah spin. Dengan menjumlahkan torsi setiap elemen sirip, maka akan diperoleh torsi total yang berharga positif sehingga sirip tetap berperan sebagai sumber torsi. Sesuai dengan Hukum Aksi Reaksi, maka putaran sirip akan memberikan gaya tahanan pada permukaan sirip tersebut. Arah gaya tahanan tersebut berlawanan dengan arah spin. Sesuai dengan persamaan - dan -, maka semakin ke ujung semakin besar torsi tahanannya. Perhitungan spin pada Tabel - di atas hanya menyajikan beberapa parameter utama selama proses perhitungan. Kesimpulan spin untuk kecepatan terbang mulai dari 0, hingga,0 Mach disajikan dalam Tabel - dan Gambar - di bawah ini. Tabel -: HASIL PERHITUNGAN SPIN Kec. Terbang (m/det) 0,,0,0,0 Spin (rps),,,,0 0 0 0 Spin (rps) Roket 00 0 0.0 0..0..0..0 Gambar -: Kecepatan terbang spin Berdasarkan hasil perhitungan spin pada Tabel - dan Gambar - di atas maka dapat dilihat bahwa semakin tinggi kecepatan terbang roket, semakin tinggi pula spin-nya. Misalnya pada kecepatan terbang,0 Mach, roket folded fin berdiameter 00 mm tersebut akan spin dengan putaran rps. Apabila diperhatikan kembali hasil perhitungan spin pada Gambar - di atas dapat dilihat bahwa hubungan kenaikan spin terhadap kecepatan terbang adalah linier.. Gaya Hambat Sirip Kec. Terbang (Mach) Jika sebuah roket didesain agar terbang tanpa spin, maka konfigurasi sirip yang biasa digunakan adalah airfoil simetri atau pelat. Konfigurasi sirip tersebut akan memberikan kontribusi gaya hambat yang sangat kecil terhadap gaya hambat total roket. Apabila menginginkan roket terbang dengan spin, maka terdapat beberapa konfigurasi sirip yang dapat digunakan, antara lain: Airfoil tidak simetri Airfoil simetri dengan sudut sirip tertentu Pelat datar dengan sudut sirip tertentu Pelat melengkung Dalam pengerjaan kali ini konfigurasi folded fin yang digunakan agar menghasilkan spin adalah pelat datar dengan sudut sirip, β tertentu. Adanya β tersebut menghasilkan kenaikan gaya hambat. Distribusi gaya hambat di setiap elemen sirip untuk berbagai kecepatan terbang disajikan dalam Tabel - di bawah ini.

Simulasi dan Perhitungan Spin Roket... (Ahmad Jamaludin Fitroh et al.) Tabel -a: DISTRIBUSI DRAG PADA 0, MACH i c d d (N) 0,0 0,0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0 0,0 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, Tabel -b: GAYA HAMBAT PADA,0 MACH i c d d (N) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0,,,,,,,,,, Tabel -c: GAYA HAMBAT PADA,0 MACH i c d d (N),,,,,,,,,, Tabel -d: GAYA HAMBAT PADA,0 MACH i c d d (N),,0,,,,,,,, Dapat dilihat bahwa distribusi gaya hambat di setiap elemen sirip pada Tabel - di atas sangat kecil. Hal tersebut dikarenakan harga α eff yang sangat kecil seperti pada Tabel -. Gaya hambat total keempat sirip pada variasi kecepatan terbang disajikan dalam Tabel - dan Gambar - di bawah ini. Tabel -: GAYA HAMBAT SIRIP Kec. Terbang (m/det) 0,,0,0,0 Hambatan (kg) Roket 00 Gaya Hambat (kg),,,, Kec. Terbang (Mach) 0 0.0 0..0..0..0 Gambar -: Gaya hambat sirip Secara umum semakin tinggi kecepatan terbang roket, maka gaya hambatnya juga semakin besar. Hasil perhitungan pada Gambar - menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan gaya hambat yang signifikan pada kecepatan terbang antara Mach dan Mach. Pada kecepatan Mach, koefisien gaya

Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. No. Juni 0:- hambatnya berkurang sehingga meskipun kecepatan terbangnya meningkat, namun kenaikan gaya hambat yang dihasilkan menjadi tidak signifikan. KESIMPULAN Dengan geometri yang sudah ada, spin akan meningkat seiring dengan kenaikan kecepatan terbang. Pada saat kecepatan terbang mencapai Mach, roket folded fin berdiameter 00 akan spin dengan putaran rps. Gaya hambat sirip juga bertambah seiring dengan kenaikan kecepatan terbang. Pada saat kecepatan terbang mencapai Mach, sirip akan memberikan gaya hambat akibat spin sebesar, kg. PENGERJAAN SELANJUTNYA Dalam pengerjaan kali ini geometri sirip telah ditentukan. Untuk pengerjaan selanjutnya, perhitungan dan simulasi akan dilakukan dengan memvariasikan geometri sirip, antara lain: Chord sirip Lebar sirip Sudut pasang sirip Kelengkungan sirip Perhitungan dan simulasi dengan variasi geometri sirip tersebut perlu dilakukan untuk mendapatkan spin yang sesuai dengan yang diharapkan. Selain itu dapat juga dijadikan pertimbangan untuk kemudahan pembuatan dan pemasangan sirip jenis folded fin. DAFTAR RUJUKAN Abbot, Ira H, Von Doenhoff, Albert E,. Theory of Wing Section, Dover Publications Inc., New York. Anderson, John D.,. Fundamentals of Aerodynamics, Mc. Grawhill company, Singapore. Anderson, John D. Jr, 00. Modern Compressible Flow, third edition, Mcgraw-Hill International. Mc. Cormick, Barnes W.,. Aerodynamics, Aeronautics, and Flight Performance, John Wiley & Sons, Canada. Manual FLUENT. 0

Simulasi dan Perhitungan Spin Roket... (Ahmad Jamaludin Fitroh et al.) Lampiran : Hasil Simulasi Pelat Datar -D Pada Berbagai Kecepatan dan Sudut Serang 0, Mach dan α = - o 0, Mach dan α = o 0, Mach dan α = - o 0, Mach dan α = o 0, Mach dan α = - o 0, Mach dan α = o 0, Mach dan α = 0 o 0, Mach dan α = o

Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. No. Juni 0:- 0, Mach dan α = o,0 Mach dan α = - o 0, Mach dan α = o,0 Mach dan α = - o 0, Mach dan α = o,0 Mach dan α = - o 0, Mach dan α = o,0 Mach dan α = 0 o

Simulasi dan Perhitungan Spin Roket... (Ahmad Jamaludin Fitroh et al.),0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = o

Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. No. Juni 0:-,0 Mach dan α = - o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = - o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = - o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = 0 o,0 Mach dan α = o

Simulasi dan Perhitungan Spin Roket... (Ahmad Jamaludin Fitroh et al.),0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = - o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = - o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = - o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = 0 o

Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. No. Juni 0:-,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = o,0 Mach dan α = o