BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Transportasi merupakan salah satu hal yang harus dijamin keberadaan dan kelangsungannya oleh suatu negara. Tanpa ada transportasi yang baik, maka akan sulit bagi negara tersebut untuk berkembang. Indonesia merupakan negara yang masih menghadapi banyak masalah transportasi. Solusi untuk masalah-masalah ini pun dapat dimulai dari berbagai unsurnya. Salah satu unsur transportasi adalah alat transportasi. Solusinya dapat berupa modifikasi ataupun perancangan alat transportasi yang baru. Alat transportasi yang paling umum digunakan menggunakan motor bakar sebagai penggeraknya. Mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) sudah diaplikasikan pada hampir seluruh alat transportasi di dunia dengan berbagai macam variasi dan bentuknya. Walaupun negara-negara maju sudah mulai beralih mencari alternatif lain, aplikasi motor bakar masih mendominasi alat-alat transportasi di negara-negara berkembang, termasuk Indonesia, karena kehandalannya yang luar biasa. Yang perlu diperhatikan, motor bakar menggunakan sumber energi berupa bahan bakar fosil. Salah satu alasan mengapa sumber energi ini digunakan adalah karena nilai pembakarannya yang tinggi dan cara mendapatkan yang relatif lebih mudah dibandingkan dengan sumber energi lainnya. Namun demikian, bahan bakar fosil menjadi semakin mahal karena jumlahnya yang terbatas dan persediaan di dalam bumi yang semakin menipis. Setelah serangkaian proses di mesin pembakaran dalam, residu yang dihasilkan mesin ini adalah berupa sejumlah panas dan beberapa gas yang berbahaya bagi bumi dan penghuninya. Hal ini disebut dengan polusi udara, yang pada beberapa kota sudah melebihi batas yang ditetapkan sebagai level yang berbahaya, seperti Jakarta, Bandung, dan 1
Surabaya. Energi listrik kemudian dipandang sebagai salah satu usaha untuk mencegah polusi udara bertambah buruk. Kemudian, kemacetan juga memperparah polusi yang sudah ada. Salah satu penyebab kemacetan yang merupakan masalah lalu lintas, adalah keengganan masyarakat untuk menggunakan kendaraan umum yang diakibatkan karena sarana transportasi umum belum cukup nyaman dan handal. Sebenarnya sarana transportasi umum dibuat dengan tujuan untuk mengurangi volume kendaraan dengan kuantitas infrastruktur yang tetap atau dengan kata lain, mengefisiensikan penggunaan infrastruktur yang tersedia. Efisiensi penggunaan ruang infrastruktur yang tersedia saat ini masih rendah. Misalnya, tidak jarang satu kendaraan yang berkapasitas 8 orang hanya terisi 2 orang saja. Efisiensi dari penggunaan infrastruktur yang ada juga dapat dilakukan dengan mengecilkan dimensi dari kendaraan seminimal mungkin, tanpa mengurangi fungsinya sebagai alat transportasi. Dari kriteria-kriteria solusi inilah, dapat dirumuskan bahwa dibutuhkan alat transportasi baru yang bertenaga listrik (non-bbm), dan bersifat individual. Untuk menambah nilai jual, maka dipilih suatu mode pergerakan yang baru dan cukup menarik, yaitu pergerakan tanpa roda atau melayang. Ada beberapa alternatif bagaimana kendaraan dapat melayang. Di antaranya adalah penggunaan mesin jet personal (jet pack), bantalan udara, dan efek magnetis. Dari ketiga pilihan ini, dipilih aplikasi yang terlihat paling layak, yaitu bantalan udara. Aplikasi bantalan udara dipilih karena kesederhanaan konstruksi dan teknologinya dibanding alternatif lainnya. Mesin jet menggunakan bahan bakar fosil yang justru lebih banyak daripada motor bakar. Keamanannya untuk digunakan di tengah perkotaan yang padat pun diragukan. Sedangkan moda melayang secara magnetis diasumsikan memerlukan infrastruktur baru yang cukup mahal realisasinya, seperti kereta api MagLev (Magnetic Levitation). Aplikasi bantalan udara pada kendaraan contohnya adalah hovercraft. Hovercraft yang sudah beroperasi sebenarnya masih menggunakan motor bakar, karena dipergunakan sebagai alat transportasi massal. Apabila digunakan motor 2
listrik, maka dimensi motor listriknya akan terlalu besar untuk menghasilkan daya yang sama. Oleh karena itu, aplikasi motor listrik hanya akan diterapkan dengan pengemudinya sebagai satu-satunya penumpang. Maka kriteria-kriteria solusi kemudian akan terdefinisi sebagai sebuah papan luncur layang, yang dinamakan the Hoverboard, dengan menggunakan motor listrik sebagai generator daya untuk menghasilkan bantalan udara. 1.2 Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah membuat rancangan awal (preliminary design) hpvercraft berukuran skateboard yang dinamakan the Hoverboard. Perancangan dilakukan dengan terlebih dahulu melakukan analisa teoretik untuk mengetahui kelayakan dari ide awal tersebut, kemudian divalidasi dengan uji coba pada 2 buah model 1:1. Setelah didapatkan perbandingannya, hasil pengamatan akan dituangkan dalam bentuk preliminary design dari the Hoverboard. 3
1.3 Identfikasi Masalah Masalah yang timbul dalam melakukan perancangan ini adalah mendapatkan desain papan luncur yang memenuhi parameter-parameter berikut: - Besar daya fan yang dibutuhkan untuk menghasilkan daya angkat yang diinginkan - Besar penyimpanan energi listrik yang dibutuhkan untuk waktu operasi yang diinginkan - Material yang paling cocok untuk setiap komponennya - Kestabilan papan luncur setelah berhasil melayang - Kebisingan dan hembusan angin yang ditimbulkan 1.4 Batasan Masalah Pada tugas sarjana ini akan dibuat 2 buah model 1:1 yang beroperasi di dalam laboratorium (dengan kondisi yang ideal dan sumber energi listrik yang belum portable), dengan menggunakan material yang mudah dan murah karena penelitian ini didasarkan pada ilmu teknik mesin dan dilakukan dengan eksperimen. Model ini akan digunakan untuk mengetahui berapa besar daya fan yang dibutuhkan, berapa dimensi yang layak, dan kestabilan pada saat melayang. Parameter-parameter ini akan digunakan untuk membuat desain awal the Hoverboard. 1.5 Metodologi Penyelesaian Persoalan Penelitian yang dilakukan dikategorikan sebagai applied research yang dimaksudkan untuk menerapkan teori dalam kaitannya dengan pemanfaatan langsung di masyarakat. Berkaitan dengan hal tersebut, maka disusun metode penelitian seperti flowchart berikut. 4
MULAI Identifikasi Kebutuhan Pengumpulan Data dan Pengalaman Desain Konseptual tidak layak/ mustahil Analisa Teoretik (Studi kelayakan) layak Pembuatan tidak memuaskan/ gagal Pengujian dan Analisis OK Preliminary Design Prototype dan Penyusunan SELESAI Gambar 1.1. Flowchart Penyelesaian Tugas 1. Identifikasi kebutuhan Kebutuhan dirumuskan dari latar belakang yang telah dijelaskan sebelumnya. 5
2. Pengumpulan dan pengolahan data Data, pengalaman, dan referensi mengenai hovercraft dikumpulkan dari internet, karena belum begitu dikenal di dalam negeri. 3. Desain Desain yang merupakan penuangan ide awal, berupa kendaraan berbantalan udara dengan sumber energi listrik untuk seorang penumpang. 4. Analisa teoretik (Studi Kelayakan) Kelayakan dari bentuk ide awal akan diketahui dari analisa teoretik. 5. Pembuatan Pembuatan dilakukan berdasarkan desain yang telah dianalisa secara teoretik. 6. Pengujian Pengujian dilakukan untuk memvalidasi analisa teoretik. Pengujian akan dilakukan secara bertahap: a. Mampu naik dan mampu angkat dari produk. Mampu naik adalah kemampuannya untuk melayang dengan beban dirinya sendiri. Mampu angkat adalah kemampuannya untuk melayang dengan dinaiki penumpang. b. Kestabilan pada saat dinaiki. 7. Preliminary design dan penyusunan laporan a. Desain yang dibuat adalah berdasarkan hasil validasi analisa teoretik dan percobaan yang telah dilakukan. b. Laporan berisi analisa, proses produksi, pengujian, dan desain awal the Hoverboard.. 1.6 Sistematika Penulisan Tugas sarjana ini terdiri dari lima bab. Bab pertama yaitu Pendahuluan membahas mengenai latar belakang, tujuan, identifikasi masalah, batasan masalah, metodologi, dan sistematika penulisan tugas ini. 6
Bab kedua yaitu Kajian Literatur yang akan mengajak kita mengenal kendaraan berbantalan udara (air cushion vehicle) lebih jauh, dengan hovercraft sebagai contoh nyatanya. Analisa teoretik akan diberikan pada bab ketiga yang akan menganalisa kelayakan dari ide awal yang telah dijabarkan sebelumnya. Bab keempat berisi mengenai pembuatan model serta pengujicobaannya yang akan digunakan sebagai validasi analisa teoretik. Bab kelima akan menampilkan desain awal (preliminary design) dari the Hoverboard yang didasarkan pada hasil analisa teoretik dan percobaan yang telah dilakukan. Semua hal yang telah dilakukan dan yang akan dilakukan diberikan pada bab keenam, yaitu kesimpulan dan pengembangan lanjut yang disarankan. 7