Pesawat Tanpa Awak UAV Unmanned Aerial Vehicle Airfoil

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pesawat Tanpa Awak UAV Unmanned Aerial Vehicle

Pandangan yang paling sederhana dari sebuah pesawat tanpa awak adalah sebuah pesawat dengan aircrew yang dihilangkan dan digantikan oleh sistem komputer dan radio-link. Pada kenyataannya pesawat tanpa awak lebih kompleks dari itu dan pesawat tersebut harus dirancang dengan baik dari awal tanpa aircrew, akomodasi, dan yang lainnya. Pesawat hanyalah bagian, meskipun bagian penting dari keseluruhan sistem. Gambar 2.1 Struktur fungsional sistem UAV [1] Manfaat seluruh sistem yang sedang dirancang, sebagai kesatuan sistem yang lengkap seperti ditunjukkan pada Gambar 2.1, secara singkat terdiri dari : 1. stasiun kontrol CS yang merupakan tempat operator sistem, antarmuka antara operator dan sisa sistem lainnya. 2. pesawat yang membawa muatan yang memiliki banyak jenis. 3. sistem komunikasi antara CS yang mentransmisikan input kontrol ke pesawat dan kembali payload dan data lainnya dari pesawat ke CS ini biasanya dicapai dengan transmisi radio. 4. peralatan pendukung yang dapat mencakup pemeliharaan dan transportasi barang [1]. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.2 Puna Wulung [2] Gambar 2.2 menunjukkan salah satu pesawat tanpa awak milik Indonesia yang dibuat oleh Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional LAPAN yang diberi nama Puna Wulung. Puna Wulung memiliki panjang 4320 mm dengan bentang sayap 6360 mm dan memiliki berat terbang maksimum 120 kg [2].

2.2 Propeller

Propeller berasal dari dua kata bahasa latin yakni Pro dan Pellere. Pro yang berarti di depan, dan pellere yang berarti untuk menggerakkan. Propeller atau baling –baling adalah kitiran untuk menjalankan pesawat terbang. Kitiran ini memindahkan tenaga dengan mengkonversi gerakan rotasi menjadi daya dorong untuk menggerakkan sebuah pesawat terbang melalui suatu massa seperti udara atau air, dengan memutar dua atau lebih bilah kembar dari sebuah poros utama.

2.2.1 Sejarah Perkembangan Teori Propeller

Teori propeller telah dikenal beberapa ratus tahun yang lalu oleh ilmuwan- ilmuwan pada masa itu. Beberapa teori yang telah dikenal diantaranya adalah teori momentum dan teori elemen bilah. Axial Momentum Theory diperkenalkan oleh W. J. M. Rankine pertama kali pada tahun 1865 dan mengalami beberapa perkembangan sampai disempurnakan oleh Betz pada tahun 1920 yang hingga sekarang lebih dikenal dengan General Momentum Theory. Sedangkan teori elemen bilah klasik diteliti pertama kali oleh Lanchester pada tahun 1907 dan disempurnakan dengan Vortex-Blade Element Theory oleh Joukowsky 1912 dan Betz 1919. Universitas Sumatera Utara

2.2.2 Desain Propeller Untuk Mengurangi Kebisingan

Pada dasarnya, baling-baling pada propeller merupakan sayap kecil yang menghasilkan gaya resultan aerodinamis yang dibagi menjadi gaya yang bekerja sepanjang sumbu aksis dari pesawat gaya dorong dan gaya yang bekerja pada baling-baling propeller momen torsi. Torsi berlawanan arah dengan pergerakan rotasi dari mesin yang terjadi seperti adanya tarikan terhadap propeller. Dalam keadaan setimbang, propeller berputar secara konstan yang digerakkan oleh torsi mesin yang mempunyai besar yang sama tetapi arah berbeda seperti ditunjukkan pada Gambar 2.3. Gambar 2.3 Gaya dorong dan torsi pada propeller [3] Propeller terdiri dari bagian yang berbentuk air foil dengan ukuran yang bervariasi. Sudut antara kecepatan relatif dan rotasi propeller disebut helix angel dan angle of advance. Untuk kecepatan partikuler pesawat, helix angle bervariasi dari dasar hingga ujung propeller dimana bagian ujung propeller berputar lebih cepat dibandingkan bagian dasar propeller. Bagian sudut propeller ditunjukkan pada Gambar 2.3 dan Gambar 2.4 Helix angle dalam pendekatan mempunyai nilai 90 o . Universitas Sumatera Utara Gambar 2.4 Bagian baling –baling pada propeller [3] Ada hal-hal utama yang dapat mengurangi kebisingan pada propeller, yaitu: 1. Low tip speed. kecepatan rendah pada ujung blade 2. Large number of blades. besarnya jumlah blade 3. Low disc loading. muatan udara yang rendah pada area perputaran blade 4. Large blade chord. lebar dari blade propeller 5. Minimum interference with rotor flow. sedikitnya ganguan pada aliran udara dari propeller. Mendesain propeller rendah bising merupakan sebuah kajian khusus yang sangat kompleks. Dimana perhitungan aerodinamika harus diselaraskan dengan perhitungan kebisingan. Desain dari aerodinamika sendiri memiliki cakupan yang sangat luas,akan tetapi pada pembahasan kali ini permasalahan aerodinamika ketika mendisain propeller dapat di uraikan sesederhana mungkin. Dalam pengoperasian propeller terdapat 3 jenis beban yang terjadi, yaitu: 1. Beban tarik F T disebabkan oleh gaya sentrifugal yang cenderung bergerak menjauhi pusat sumbu putar hub propeller. 2. Beban lenturbending F B disebabkan oleh gaya dorong yang terjadi pada pesawat. 3. Beban torsi T disebabkan oleh putaran yang cenderung terjadi pada ujung propeller. Ketiga tegangan yang bekerja dapat dilihat pada Gambar 2.5 dibawah ini. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.5 Beban yang terjadi pada propeller [3]

2.2.3 Kebisingan pada Propeller

Kebisingan yang bersumber dari propeller merupakan kebisingan yang diakibatkan oleh konfigurasi dan kondisi operasi propeller. Secara umum, jumlah baling-baling propeller diperlihatkan seperti pada Gambar 2.6. Gambar 2.6 Jumlah baling-baling pada propeller pesawat tanpa awak [3] Gambar 2.6 menunjukkan beberapa jenis propeller dengan jumlah baling- balingnya. Jumlah baling-baling pada propeller dan sudut twist-nya dapat mempengaruhi nilai kebisingan yang dihasilkan oleh propeller UAV. Struktur dan lokasi propeller yang menimbulkan kebisingan disebabkan getaran pada baling-baling dan aliran asimetrik yang terinduksi terjadi secara tidak normal. Pada mulanya terjadi efek tekanan, baik kebisingan yang terjadi akibat Universitas Sumatera Utara vortex pusaran maupun kebisingan akibat putaran lebih banyak ditimbulkan oleh baling-baling dan putaran propeller. Hal ini mengakibatkan banyak riset berkembang pada propeller terutama akibat beban dan putaran torsi pada propeller dengan tujuan untuk mengurangi kebisingan yang terjadi pada propeller. Akan tetapi, kebisingan akibat pusaran juga penting dipertimbangkan terutama pada penerbangan dengan kecepatan tinggi. Hal ini dapat dijelaskan pada Gambar 2.7 dibawah ini. Gambar 2.7 Aliran udara melalui propeller [3] 2.2.4 General Momentum Theory General momentum theory mempelajari tentang gaya – gaya yang dihasilkan oleh propeller. Propeller dianggap sebagai sebuah piringan, dan udara melewati piring – pirangan tersebut. Gaya dorong dihasilkan dari perubahan momentum dari aliran udara sebelum dan sesudah melewati piringan tersebut. Hal ini dapat dijelaskan pada Gambar 2.8 dibawah ini. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.8 Aliran udara yang melewati propeller [3] Asumsi-asumsi yang digunakan pada teori ini yaitu : 1. Propeller dianggap sebagai piringan. 2. Aliran udara yang melewati piringan berbentuk tabung. 3. Kecepatan dan tekanan terdistribusi secara seragam pada setiap seksi tabung. 4. Gerakan rotasional diabaikan

2.2.5 Vortex – Blade Element Theory

Teori ini adalah gabungan dari teori elemen bilah yang disempurnakan dengan vortex teory. Teori elemen bilah mempelajari tentang gaya-gaya di tiap-tiap bilah baling-baling dengan cara mem-breakdown bilah tersebut menjadi beberapa bagian. Tiap-tiap bagian dari bilah tersebut akan membentuk cincin dalam dua dimensi sehingga pada keadaan tiga dimensi akan membentuk tabung yang kemudian dihitung per bagian. Daya dorong yang dihasilkan oleh sebuah baling baling ditentukan oleh lima hal-hal, bentuk dan area dari airfoil, sudut serang angle of attack, massa jenis udara, dan kecepatan dimana gerakan airfoil melalui udara .Sebelum mendiskusikan cara memvariasikan gaya angkat yang dihasilkan oleh propeller, kita harus mengerti beberapa karakteristik desain propeller. Asumsi-asumsi yang digunakan adalah : 1. Sifat-sifat dari sebuah elemen tidak terpengaruh oleh unsur-unsur yang berdekatan pada bilah yang sama. 2. Yang akan diadopsi pada tiap-tiap elemen adalah karakteristik airfoil 3. Kecepatan efektif elemen melewati udara merupakan resultan dari kecepatan aksial, kecepatan putar bilah dan kecepatan induksi. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.9 Kecepatan efektif elemen melewati udara [3] Pada Gambar 2.9 dapat dilihati aplikai dari teori elemen bilah disempurnakan dengan teori vortex. Teori vortex tersebut berdasarkan atas keberadaan tip vortex yang dihasilkan oleh ujung bilah yang berputar. Vorteks- vorteks tersebut lalu mengalir ke belakang membentuk lintasan berbentuk helikal. Konsep trailing edge vortices dan tip vortices pada propeller tersebut mirip dengan konsep-konsep pada finite wing [3]. 2.3 �

2.3.1 Suara

Suara didefinisikan sebagai serangkain gelombang yang merambat dari suara sumber getar sebagai akibat perubahan kerapatan dan juga tekanan udara atau perubahan tekanan yang dapat dideteksi oleh telinga Gelombang suara pada fluida kebanyakan dihasilkan melalui permukaan zat padat yang bergetar di dalam fluida tersebut. Satuan desibel menunjukkan tingkat tekanan suara [4]. Besarannya di atas acuan 20 x 10 -6 N � . Decibel juga merupakan satuan unit logaritmik untuk mendesripsikan suatu rasio. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.10 Gelombang suara pada material [5] Pada Gambar 2.10, permukaan benda yang bergetar mengakibatkan fluida yang berdekatan dengan permukaan tersebut terkompresi. Kompresi ini mengakibatkan efek menjauh dari permukaan yang bergetar. Efek ini disebut dengan gelombang suara, gelombang suara tersebut akan bergerak menjauhi permukaan yang bergetar dengan kecepatan yang bervariasi bergantung terhadap material yang dilalui. Untuk gas ideal, kecepatan suara adalah fungsi dari tempertur absolut [6]. Suara yang dapat didengar oleh manusia hanya pada rentang frekuensi tertentu yang dapat menimbulkan respon serta tidak mengganggu fungsi dari indra pendengaran. Rentang frekuensi yang dapat didengar oleh manusia berkisar antara 20 Hz – 20.000 Hz. Suara berdasakan frekuensinya dapat dikelompokkan menjadi beberapa kategori sebagai berikut : 1. Infrasonic : frekuensi 20 Hz 2. Audiosonic : frekuensi 20-20.000 Hz 3. Supersonic : frekuensi 20.000 Hz

2.3.2 Kebisingan

Kebisingan atau noise adalah bunyi atau suara yang tidak dikehendaki dan dapat mengganggu kesehatandan kenyamanan lingkungan yang dinyatakan dalam satuan decibel dB. Seiring berkembangnya waktu, kebanyakan dari mesin mesin produksi, mesin –mesin transportasi, dan segala sesuatu yang dapat meningkatkan Universitas Sumatera Utara taraf hidup manusia selalu berdampingan dengan masalah kebisingan. Kebisingan dapat merambat melalui banyak jalur yang disebut sebagai path of noise [7]. Sumber kebisingan dapat dikelompokkan dalam tiga kategori: 1. Sumber kebisingan intrinsic yang muncul dari fluktuasi acak di dalam suatu sistem fisik seperti thermal dan tembakan kebisingan. 2. Sumber kebisingan buatan manusia seperti motor, switch, elektronika digital. 3. kebisingan karena gangguan alamiah seperti petir dan bintik matahari. Pada Tabel 2.1 dapat dilihat contoh tingkat kebisingan maksimum yang diizinkan pada beberapa sumber suara. Tabel 2.1 Contoh tingkat kebisingan suara berdasarkan sumbernya [8]

2.3.3 Jenis –jenis Kebisingan

Kebisingan atau noise dapat dikelompokkan dalam dua jenis, yaitu : 1. Kebisingan korelasi : hubungan antara sinyal dan kebisingan masuk dalam kategori ini. Karena itu, kebisingan korelasi hanya muncul saat ada sinyal. Universitas Sumatera Utara 2. Kebisingan tidak terkorelasi : kebisingan yang dapat muncul kapanpun, saat terdapat sinyal maupun tidak ada sinyal. Kebisingan tidak terkorelasi muncul tanpa memperhatikan adanya sinyal atau tidak. kebisingan dalam kategori ini dapat dibagi lagi menjadi dua kategori umum, yaitu : A. Kebisingan eksternal : adalah kebisingan yang dihasilkan dari luar alat atau sirkuit. Kebisingan tidak disebabkan oleh komponen alat dalam sistem komunikasi tersebut. Ada 3 sumber utama kebisingan eksternal : a. Kebisingan atmosfirik : Gangguan elektris yang terjadi secara alami, disebabkan oleh hal – hal yang berkaitan dengan atmosfer bumi. Kebisingan atmosfer biasanya disebut juga static electricity. Kebisingan jenis ini bersumber dari kondisi elektris yang bersifat alami, seperti kilat dan halilintar. Static electricity berbentuk impuls yang menyebar ke dalam energi sepanjang lebar frekuensi b. Kebisingan extraterrestrial : kebisingan ini terdiri dari sinyal elektris yang dihasilkan dari luar atmosfer bumi. Terkadang disebut juga kebisingan deep-space. kebisingan ekstra terrestrial bisa disebabkan oleh Milky Way, galaksi yang lain, dan matahari. Kebisingan ini dibagi menjadi 2 kategori, yaitu surya dan kosmik : 1 Kebisingan surya : kebisingan surya dihasilkan langsung dari panas matahari. Ada dua bagian kebisingan surya, yaitu saat kondisi dimana intensitas radiasi konstan dan tinggi, gangguan muncul karena aktivitas sun-spot dan solar flare-ups. Besar gangguan yang jarang terjadi ini bersifat sporadis bergantung pada aktivitas sun spot mengikuti pola perputaran yang berulang setiap 11 tahun. 2 Kebisingan kosmik : kebisingan kosmik didistribusikan secara berlanjut di sepanjang galaksi. Intensitas kebisingan cenderung kecil karena sumber kebisingan galaksi terletak lebih jauh dari matahari. Kebisingan kosmik sering juga disebut kebisingan black-body dan didistribusikan secara merata di seluruh angkasa. c. Kebisingan man-made : secara sederhana diartikan sebagai kebisingan yang dihasilkan manusia. Sumber utama dari kebisingan ini adalah Universitas Sumatera Utara mekanisme spark-producing, komutator dalam sistem pembakaran kendaraan bermotor, alternator, dan aktivitas peralihan alat oleh manusia switching equipment Misalnya, setiap saat di rumah, penghuni sering mematikan dan menyalakan lampu melalui saklar, otomatis arus listrik dapat tiba-tiba muncul atau terhenti. Tegangan dan arus listrik berubah secara mendadak, perubahan ini memuat lebar frekuensi yang cukup besar. Beberapa frekuensi itu memancarmenyebar dari saklar atau listrik rumah, yang bertindak sebagai miniatur penghantar dan antena. Kebisingan karena aktivitas manusia ini disebut juga kebisingan impuls, karena bersumber dari aktivitas onoff yang bersifat mendadak. Spektrum kebisingan cenderung besar dan lebar. Frekuensi bisa sampai 10 MHz. Kebisingan jenis ini lebih sering terjadi pada daerah metropolitan dan area industri yang padat penduduknya, karena itu disebut juga kebisingan industri. B. Kebisingan internal : kebisingan internal juga menjadi faktor yang penting dalam sistem komunikasi. Kebisingan internal adalah gangguan elektris yang dihasilkan alat atau sirkuit. Kebisingan muncul berasal dari komponen alat dalam sistem komunikasi bersangkutan. Ada 3 jenis kebisingan utama yang dihasilkan secara internal, yaitu: a. Kebisingan thermal : berhubungan dengan perpindahan elektron yang cepat dan acak dalam konduktor akibat digitasi thermal. Perpindahan yang bersifat random ini pertama klai ditemukan oleh ahli tumbuh-tumbuhan, Robert Brown, yang mengamati perpindahan partikel alami dalam penyerbukan biji padi. Perpindahan random elektron pertama kali dikenal tahun 1927 oleh JB. Johnson di Bell Telephone Laboratories. Johnson membuktikan bahwa kekuatan kebisingan thermal proporsional dengan bandwidth dan temperatur absolut. b. Tembakan kebisingan : kebisingan jenis ini muncul karena penyampaian sinyal yang tidak beraturan pada keluaran output alat elektronik yang digunakan, seperti pada transistor dua kutub. Pada alat elektronik, Universitas Sumatera Utara jumlah partikel pembawa energi elektron yang terbatas menghasilkan fluktuasi pada arus elektrik konduktor. Tembakan kebisingan juga bisa terjadi pada alat optik, akibat keterbatasan foton pada alat optik. Pada tembakan kebisingan, penyampaian sinyal tidak bergerak secara kontinu dan beraturan, tapi bergerak berdasarkan garis edar yang acak. Karena itu, gangguan yang dihasilkan acak dan berlapis pada sinyal yang ada. Ketika tembakan kebisingan semakin kuat, suara yang ditimbulkan kebisingan ini mirip dengan butir logam yang jatuh di atas genteng timah. Tembakan kebisingan tidak berlaku pada kawat logam, karena hubungan antar elektron pada kawat logam dapat menghilangkan fluktuasi acak. Tembakan kebisingan disebut juga kebisingan transitor dan saling melengkapi dengan kebisingan thermal. Penelitian tembakan kebisingan pertama kali dilakukan pada kutub positif dan kutub negatif tabung pesawat vakum vacuum-tube amplifier dan dideskripsikan secara matematis oleh W. Schottky tahun 1918. c. Kebisingan transit-time : Arus sinyal yang dibawa melintasi sistem masukan dan keluaran pada alat elektronik, misalnya dari penyampai emitter ke pengumpul collector pada transistor menghasilkan kebisingan yang tidak beraturan dan bervariasi. Inilah yang disebut dengan kebisingan transit-time. Kebisingan transit-time terjadi pada frekuensi tinggi ketika sinyal bergerak melintasi semikonduktor dan membutuhkan waktu yang cukup banyak untuk satu perputaran sinyal. Kebisingan transit-time pada transistor ditentukan oleh mobilitas data yang dibawa, bias tegangan, dan konstruksi transistor. Jika perjalanan data tertunda dengan frekuensi yang tinggi saat perlintasan semi konduktor, kebisingan akan lebih banyak dibandingkan dengan sinyal aslinya [5]. Universitas Sumatera Utara

2.3.4 Sinyal Kebisingan

Untuk suatu peristiwa pentransmisian data, sinyal yang diterima akan berisikan sinyal – sinyal yang ditransmisikan, dimodifikasi oleh berbagai distorsi yang terjadi melalui sistem transmisi, ditambah sinyal – sinyal tambahan yang tidak diinginkan yang diselipkan di suatu tempat diantara transmisi dan penerimaan. Sinyal – sinyal tambahan yang tidak diharapkan tersebut disebut kebisingan. Kebisingan merupakan faktor utama yang membatasi performansi sistem komunikasi. Contoh grafik kebisingan dapat dilihat pada Gambar 2.11 [9]. Gambar 2.11 Grafik sinyal kebisingan [9] 2.3.5 Kontur Kebisingan Sebuah kontur kebisingan adalah garis pada peta yang mewakili tingkat yang sama dari paparan kebisingan. Kebisingan berkurang dari daerah terdalam dalam garis kontur luar. Pada masa yang akan datang, kontur garis kebisingan diproyeksikan dengan menggabungkan runway persentase pemanfaatan, campuran armada, koridor penerbangan, dan proyeksi paparan kebisingan termasuk pada penggunaan tambahan landasan pacu paralel yang direncanakan. Pada Gambar 2.12 ditunjukkan contoh kontur kebisingan pada simulasi menggunakan model kebisingan terintegrasi sesuai dengan tiga minggu puncak lalu lintas pada bandara Bologna [10]. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.12 Kontur kebsiingan [10] 2.3.6 Sumber Kebisingan Aerodinamis Sumber kebisingan pada komponen aerodinamis diketahui sebagai bunyi akibat pergerakan antara udara terhadap medium lingkungannya. Sumber kebisingan secara umum dikenal dengan istilah sebagai Kebisingan Generation Mechanism, adalah mekanisme sumber kebisingan yang disebabkan oleh adanya operasi atau kegiatan serta peralatan yang menimbulkan kebisingan seperti kegiatan crushing, pengetokan, pengeboman, punch-press, penempaan, drilling, dan juga pada pemutaran suatu propeller. Secara umum, Kebisingan Generation Mechanism terbagi menjadi tiga jenis yaitu: 1. Turbulensi : Disebabkan oleh pergerakan aliran udara yang acak karena melewati perubahan bentuk suatu daerah. 2. Pulsasi : Merupakan tekanan bidang yang disebabkan adanya perubahan kecepatan yang signifikan sehingga mengakibatkan perubahan tekanan yang drastis, pada umumnya disebut sebagai pressure field. 3. Shock : Disebabkan adanya benturan secara cepat oleh aliran udara [11]. Sumber kebisingan pada komponen aerodinamis secara skematik dapat dilihat pada Gambar 2.13. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.13 Sumber-sumber kebisingan pada komponen aerodinamis [7] Menurut Harris, Cyrill M didalam bukunya Handbook of Noise Control, menyebutkan bahwa kebisingan dari propeller yang menggerakkan pesawat terbagi menjadi dua jenis sumber bising yang utama. Yaitu kebisingan yang bersumber dari motor penggerak dan kebisingan yang bersumber dari propeler itu sendiri. Kebisingan generation mechanism pada propeller yang berputar dihasilkan dari tiga jenis faktor yang berbeda. Yang pertama dihasilkan melalui bending vibration dari bilah propeller. Yang kedua adalah kebisingan dari rotasi propeller yang dihasilkan oleh tekanan bidang pulsasi yang mengelilingi setiap blade sebagai konsekuensi dari setiap pergerakannya, dimana keadaan ini sangat dipengaruhi oleh sudut dari blade atau bilah propeller dan chamber pada airfoil. Yang ketiga adalah kebisingan yang dihasilkan oleh vortex kebisingan yang dihasilkan oleh vortisitas udara pada aliran lintasan baling yang terkumpul pada bilah propeler selama perputaran. Secara skematik, penjabaran tentang mekanisme pembentukan kebisingan dapat dilihat pada Gambar 2.14 [7]. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.14 Kebisingan Generation Mechanisme pada propeller [7] 2.3.7 Parameter Kebisingan Pada buku Industrial Noise Control and Acoustics dapat ditemukan beberapa persamaan dan parameter kebisingan Kebisingan memiliki banyak parameter yang bisa dijadikan sebagai acuan dalam menentukan skala kebisingan tersebut sebagaimana banyaknya parameter untuk menentukan bunyi. Namun, parameter yang sering dijadikan acuan dalam mengukur suatu kebisingan untuk mempersempit pembahasan biasanya di tentukan oleh parameter berikut : 1. Karakteristik impedansi, Z = pc gc = 1,184346,11 = 409,8 Pa-sm = 409,8 rayl = pu ……... 2.1 2. Suara yang di transmisikan lewat udara, R= 287 J kg-K 3. Kecepatan suara di udara, c = 346,1 ms 4. Persamaan kecepatan partikel akustik, u = Prms ………………………………………………………………. 2.2 Universitas Sumatera Utara Dimana : Prms = Tingkat kebisingan Z = Karakteristik impedansi 5. Persamaan intensitas akustik, I = P 2 Pc …………………………………………………………………… 2.3 Dimana : P = Tingkat kebisingan Pc = Karakteristik impedansi 6. Persamaan densitas energi akustik, D = P 2 Pc 2 = P 2 Z c ……………………………………………………..... 2.4 7. Persamaan kenaikan temperatur udara, dT = Dpcp ………………………………………………………………… 2.5 Dimana : pcp = kapasitas thermal per unit volume 8. Kapasitas thermal per unit volume, pCp = 1,1841005,7 = 1190,7 J� -°C ………………………………..... 2.6 9. Tingkat Kebisingan Pada Tabel 2.2 ditunjukkan referensi kuantitas dari level akustik kebisingan yang distandarisasi ANSI S1.8, 1989 : Universitas Sumatera Utara Tabel 2.2 Referensi kuantitas level akustik kebisingan [12] Quantity Defenition, dB Reference Sound pressure level Power level Intensity level Energy density level Vibratory acceleration level Lp = 20 log �� r Lw = 10 log �� r L I = 10 log II r � � = 10 log �� r � � = 10 log r � r = 20 µPa � r = 1 pW I r = 1 pW m � r = 1 pJ m r = 10 µm s

2.3.8 Prosedur Dasar Mengendalikan Kebisingan

Untuk menentukan perlakuan pengendalian kebisingan yang tepat untuk permasalahan kebisingan pada propeller terdapat beberapa langkah yang harus diikuti, yaitu : 1. Pengukuran sumber kebisingan. Pengukuran dilakukan secara akurat dan tepat untuk mengidentifikasi distribusi kebisingan yang terjadi. Setelah itu control kebisingan yang tepat dapat diukur pada setiap sumber yang memungkinkan. 2. Penentuan sasaran penurunan kebisingan Apabila terdapat beberapa sumber kebisingan maka total output kebisingan melebihin 1 sumber. Pada saat pengaturan sasaran desain kebisingan harus dipertimbangkan tingkat pengurangan kebisingan dari masing-masing sumber sehingga sasaran desain dapat tercapai. 3. Penjelasan kebutuhan penurunan kebisingan Kebutuhan penurunan kebisingan sangat diperlukan karena terdapat perbedaan kelebihan kebisingan terhadap sasaran desain penurunan kebisingan. 4. Aplikasi control kebisingan. Pemilihan perlakuan penurunan kebisingan untuk membatasi radiasi, transmisi, dan kebisingan yang dibangkitkan pada beberapa sumber yang diidentifikasi dan dihitung berdasarkan langkah 1. Semua perlakuan harus dipilih sehingga efek keseluruhan dapat dikembangkan menjadi tingkat sasaran desain penurunan kebisingan seperti yang dijelaskan pada langkah 2, dalam kondisi biaya yang sedikit, tanpa interferensi dari operator, perawatan, dan tingkat keamanan [6]. Universitas Sumatera Utara

2.4 Airfoil

Airfoil merupakan suatu bentuk geometri yang dibuat untuk menghasilkan gaya langkat yang lebih besar dari gaya drag pada saat ditempatkan pada sudut tertentu pada suatu aliran udara. Airfoil mempunyai bentuk ujung yang lancip untuk menjamin aliran udara sedapat mungkin sealiran. Airfoil mempunyai bagian seperti leading edge, trailing edge, chord dan chamber. Leading edge berbentuk tumpul untuk memastikan aliran lancar, trailing edge lancip agar wake terjaga tipis dan dijaga agar terjadi separasi sekecil mungkin. Chord line adalah garis yang menghubungkan antara pusat leading edge dengan trailing edge. Camber line adalah garis yang membelah airfoil menjadi dua buah permukaan. Maximum Camber adalah jarak maksimum dari chamber line dengan chord line, dijelaskan dengan perbandingan dari besarnya chord. Camber dianggap positif apabila maksimum camber line terletak diatas chord line. Untuk tipe airfoil low- speed mempunyai positif camber antara 2-3 , untuk supersonic biasanya simetris. Maximum thickness adalah jarak maksimum antara permukaan atas dan permukaan bawah airfoil yang juga diukur tegak lurus terhadap chord line. Sudut serang adalah letak airfoil yang ditentukan berdasarkan besarnya sudut antara chord line dengan vektor kecepatan aliran free stream. Airfoil dapat menghasilkan gaya angkat Lift yang dibutuhkan untuk mempertahankan pesawat terbang tetap di udara. Untuk menghasilkan gaya angkat ini maka airfoil tersebut perlu terus bergerak di udara. Harus diingat pula bahwa kita tidak mungkin hanya mendapatkan lift saja, tanpa menghasilkan gaya hambat pula. Drag ini harus diperkecil agar tenaga pendorong airfoil tidak mengalami hambatan yang besar. Lift dan Drag dipengaruhi oleh : 1. Bentuk airfoil. 2. Luas permukaan airfoil. 3. Pangkat dua dari kecepatan aliran udara. 4. Kerapatan densitas udara [11]. Universitas Sumatera Utara

2.5 Kayu Balsa