• Geometric Pitch
Merupakan jarak teoritis yang mungkin terjadi dari pergerakan propeler dalam sekali revolusi.
• Effective Pitch
Adalah jarak sebenarnya dari perjalanan propeler dalam sekali revolusi di udara. Effective pitch biasanya lebih pendek dibandingkan geometric pitch,
dimana hal ini disebabkan udara adalah fluida dan selalu terjadi slip
Gambar 2.7 Geometric dan Effective Pitch
2.5 Teori Momentum Sederhana
Sebuah metode sederhana untuk menghitung propeller yang sedang beroperasi bergantung terhadap energi momentum dan kinetik dari sistem. Propeller
diasumsikan terdiri dari sejumlah besar baling – baling blade, sehingga terbentuk plat penggerak actuator disk dengan thrustterdistribusi secara merata di sekitar plat.
Kecepatan aksian dari fluida berlangsung secara kontinu melewati plat propeller untuk mencapai kontinuitas aliran. Tekanan fluida, Δp, meningkat secara tiba – tiba
ketika berada di plat propelle r. Δp bernilai sama dengan thrust pada setiap unit
daerah dari plat dan peningkatan kecepatan aksial akan menciptakan daerah slipstream di belakang propeller.
Gambar 2.8 Aliran Plat Penggerak Actuator Disk Flow
Universitas Sumatera Utara
Pada luas permukaan A dari sebuah plat penggerak di sebuah aliran dengan kecepatan V
o,
kecepatan aksial meningkat ketika mendekati plat menjadi V
o
+ aV
o
dan tekanan menurun dari p
o
menjadi p
1
. Selama melewati plat, kecepatan udara konstan tetapi setelah mencapai daerah slipstream akhir, kecepatan meningkat menjadi V
o
+ bV
o
. Tekanan juga meningkat secara cepat menjadi p
1
+ Δp = p
2
ketika berada di belakang plat dan setelah itu kembali lagi menjadi p
o
. Tekanan total asli
�
�
1
= �
+
� 2
��
2
= �
1
+
� 2
�� + ���
2
2.1 Freestream Tepat di depan plat
Tekanan total akhir �
�
2
= �
+
� 2
�� + ���
2
Jauh di belakang propeller 2.2
= �
1
+ ∆� +
� 2
�� + ���
2
Tepat di belakang propeller Dengan menggunakan persamaan freestream dari
�
�
1
dan persamaan daerah jauh untuk
�
�
2
, maka diperoleh ∆� = �
�
2
− �
�
1
=
� 2
2 ���
2
+ �
2
��
2
= ���
2
�1 +
� 2
� � 2.3 Thrust adalah nilai dari perubahan momentum dari daerah yang jauh di
belakang plat. � = ∆�� = ��� + �������
2.4 jadi
∆� = ��� + ������ = ��
2
1 + ��
2.5 Dengan membandingkan 2.3 dan 2.5, maka diperoleh
� =
� 2
2.6 Kemudian dengan memasukkan nilai 2.6 ke dalam persamaan 2.4 maka
didapat � = 2���
2
1 + ��
2.7 Peningkatan energi kinetik fluida tiap satuan waktu di daerah slipstream
adalah perbedaan antara energi kinetik di daerah slipstream akhir dan energi kinetik dengan jumlah massa udara yang sama jauh di atas propeller. Dimana M adalah
massa aliran melalui plat penggerak tiap satuan waktu,
Universitas Sumatera Utara
∆�. �. =
�[��1+�]
2
2
−
��
2
2
=
���� 1+� 2
{[ ��1 + �]
2
− �
� 2
} 2.8 =
���� 1+� 2
[ �
2
�1 +
� 2
� 2�] Dengan menukar b = 2a, diperoleh
∆�. �. =
���
� �
�+�
�
�� �
2.9
= 2 ���
3
1 + �
2
� Dengan memasukkan persamaan 2.7 ke dalam persamaan 2.9 , diperoleh
∆�. �. = ���1 + � 2.10
Efisiensi ideal dari sebuah propeller, η, dapat dihitung melalui
� = ������
����� =
��� ∆�. �.
=
��� ���1+�
2.11 =
1 1 +
�
Maka semakin besar percepatan fluida melewati propeller, maka semakin
rendah efisiensi yang diperoleh propeller. Sebuah propeller besar yang menggerakan
sejumlah udara yang banyak tetapi memberikan percepatan udara yang rendah, lebih efisien dibandingkan propeller kecil yang menggerakkan sedikit udara dengan
kecepatan tinggi.
2.6 Gaya Yang Terjadi Pada Propeler
