Analisis Gaya Dan Pembuatan Badan Pesawat Tanpa Awak Dari Bahan Material Komposit Yang Diperkuat Polyester Dan Serat Rock Wool Dengan Metode Hand Lay Up
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pesawat tanpa awak UAV (Unmanned Aerial Vehicle) merupakan jenis
pesawat terbang yang dikendalikan alat sistem kendali jarak jauh lewat
gelombang radio. UAV merupakan sistem tanpa awak (Unmanned System) yaitu
sistem berbasis elektro mekanik yang dapat melakukan misi-misi terprogram
dengan karakteristik sebuah mesin terbang yang berfungsi dengan kendali jarak
jauh oleh pilot atau mampu mengendalikan dirinya sendiri, menggunakan hukum
aerodinamika untuk mengangkat dirinya sendiri, bisa digunakan kembali dan
mampu membawa muatan baik senjata maupun muatan lainnya.
Penggunaan terbesar dari pesawat tanpa awak ini adalah dibidang
militer. Rudal walaupun mempunyai kesamaan tapi tetap dianggap berbeda
dengan pesawat tanpa awak UAV (Unmanned Aerial Vehicle) karena rudal tidak
bisa digunakan kembali dan rudal adalah senjata itu sendiri. Pesawat tanpa awak
UAV (Unmanned Aerial Vehicle) memiliki bentuk, ukuran, konfigurasi dan
karakter yang bervariasi. Sejarah pesawat tanpa awak adalah Drone, pesawat
tanpa awak yang digunakan sebagai sasaran tembak. Perkembangan kontrol
otomatis membuat pesawat sasaran tembak yang sederhana mampu berubah
menjadi pesawat tanpa awak yang kompleks dan rumit.
Kontrol pesawat tanpa awak ada dua variasi utama, variasi pertama yaitu
dikontrol melalui pengendali jarak jauh dan variasi kedua adalah pesawat yang
terbang secara mandiri berdasarkan program yang dimasukan kedalam pesawat
sebelum terbang.
Tidak seperti pesawat pada umumnya yang memiliki pilot dan kru pesawat
untuk mengontrol dan mengawasi secara langsung kondisi pesawat, pada pesawat
tanpa awak kondisi pesawat tidak dapat dikontrol secara langsung karena memang
tidak memiliki kru pesawat. Proses kontrol pesawat sepenuhnya dilakukan oleh
1
Universitas Sumatera Utara
sistem autopilot dengan mengacu pada parameter-parameter yang telah ditentukan
oleh pengguna sebelum terbang.
Saat ini, pesawat tanpa awak mampu melakukan misi pengintaian dan
penyerangan. Walaupun banyak laporan mengatakan bahwa banyak serangan
pesawat tanpa awak yang berhasil, tetapi pesawat tanpa awak mempunyai reputasi
untuk menyerang secara berlebihan atau menyerang target yang salah.
UAV (Unmanned Aerial Vehicle) sendiri mampu membawa kamera,
sensor, alat komunikasi dan beberapa peralatan lain. Pesawat-pesawat semacam
ini berkembang luas di kalangan militer. Pesawat tanpa awak juga semakin
banyak digunakan untuk keperluan sipil (non militer) seperti pemadam kebakaran,
keamanan non militer atau pemeriksaan jalur pemipaan. Pesawat tanpa awak
sering melakukan tugas yang dianggap terlalu kotor dan terlalu berbahaya untuk
pesawat berawak.
Penelitian ini dilakukan untuk membuat dan menganalisis badan pesawat
(fuselage) tanpa awak (UAV) dengan menggunakan bahan material komposit.
Bahan komposit yang akan diteliti adalah campuran resin polyester dengan serat
rock wool. Melalui penelitian ini diharapkan didapatkan suatu bahan komposit
yang ringan dan memiliki sifat mekanik (mechanical properties) yang baik.
Dengan adanya pengembangan UAV (Unmanned Aerial Vehicle), maka
pengembangan dari sisi material ringan dan kuat untuk badan dan sayap pesawat
itu sendiri merupakan sebuah kajian teoritis yang selayaknya mendapatkan
perhatian
dari
para
peneliti,
sehingga
diharapkan
Pesawat
UAV
(Unmanned Aerial Vehicle) generasi selanjutnya memiliki unjuk kerja yang lebih
baik karena menggunakan material yang ringan dan kuat.
1.2 Perumusan Masalah
Permasalahan yang akan menjadi pokok bahasan dalam penelitian ini
adalah Melakukan pembuatan badan pesawat tanpa awak
dan analisa sifat
mekanik sehingga dapat memperoleh bobot yang ringan dan baik pada material
komposit yang di perkuat dengan resin polyester dan serat rock wool dengan
2
Universitas Sumatera Utara
metode hand lay up yang akan digunakan sebagai badan pesawat (fuselage) tanpa
awak (UAV).
1.3 Tujuan Penelitian
1.3.1 Tujuan Umum
Tujuan umum pada penelitian ini adalah untuk membuat dan menganalisa
badan pesawat (fuselage) tanpa awak (UAV) dari material komposit dengan
metode hand lay up.
1.3.2 Tujuan Khusus
Secara terperinci, penelitian ini memiliki tujuan khusus yang terdiri atas
beberapa poin yaitu:
1. Melakukan proses pembuatan badan pesawat (fuselage) tanpa awak (UAV)
dari material komposit polyester dan serat rock wool dengan metode hand
lay up
2. Mendapatkan nilai titik berat pada badan pesawat (fuselage) tanpa awak
(UAV) dari material komposit polyester dan serat rock wool dengan
metode hand lay up
3. Mendapatkan nilai tegangan regangan yang terjadi pada badan pesawat
(fuselage) tanpa awak (UAV) melalui simulasi dengan software Ansys 14.0
1.4 Batasan Masalah
Dengan melihat begitu banyaknya faktor yang terdapat dalam pembuatan
badan pesawat (fuselage) tanpa awak (UAV) ini, penulis membuat batasan
masalah agar tujuan dan target penelitian dapat dicapai sesuai perencanaan.
Batasan masalah penelitian ini adalah
1. Penelitian hanya difokuskan pada badan pesawat (fuselage) tanpa
awak (UAV)
2. Panjang dari pada badan pesawat (fuselage) 2027 mm
3
Universitas Sumatera Utara
3. Penelitian difokuskan tentang analisis tegangan maksimum yang
terjadi pada badan pesawat dengan menggunakan simulasi dinamik
4. Material komposit serat rock wool dengan perbandingan antara resin
polyester dan katalis.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir ini disajikan dalam tulisan yang terdiri dari
5 bab. Dimana pada bab pertama memberikan gambaran menyeluruh mengenai
tugas akhir yang meliputi pembahasan tentang latar belakang, perumusan dan
batasan masalah, tujuan dan sistematika penulisan.
Pada bab dua berisikan landasan teori dan studi literatur yang berkaitan
dengan pokok permasalahan serta metode pendekatan yang digunakan untuk
menganalisa persoalan.
Pada bab tiga memuat prosedur pembuatan badan pesawat (fuselage) tanpa
awak (UAV) dari material komposit dengan metode hand lay up. Berisi juga
spesifikasi dari alat dan bahan yang digunakan dan jumlah campuran yang
digunakan dalam proses pembuatan serta berisi langkah-langkah proses
pembuatan yang digunakan dalam pengamatan
Pada bab keempat berisikan tentang hasil dan pembahasan, berisi tentang
hasil pengolahan data yang diperoleh dari hasil penelitian kemudian dilakukan
pembahasan terhadap hasil perhitungan teoritis untuk mencari nilai titik berat
serta mencari titik berat secara teoritis dan simulasi softwere Ansys 14.0 untuk
mencari tegangan regangan.
Pada bab kelima berisikan tentang kesimpulan dan saran, berisikan jawaban
dari tujuan dari penelitian dan selanjutnya daftar pustaka serta lampiran.
BAB II
4
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pesawat tanpa awak UAV (Unmanned Aerial Vehicle) merupakan jenis
pesawat terbang yang dikendalikan alat sistem kendali jarak jauh lewat
gelombang radio. UAV merupakan sistem tanpa awak (Unmanned System) yaitu
sistem berbasis elektro mekanik yang dapat melakukan misi-misi terprogram
dengan karakteristik sebuah mesin terbang yang berfungsi dengan kendali jarak
jauh oleh pilot atau mampu mengendalikan dirinya sendiri, menggunakan hukum
aerodinamika untuk mengangkat dirinya sendiri, bisa digunakan kembali dan
mampu membawa muatan baik senjata maupun muatan lainnya.
Penggunaan terbesar dari pesawat tanpa awak ini adalah dibidang
militer. Rudal walaupun mempunyai kesamaan tapi tetap dianggap berbeda
dengan pesawat tanpa awak UAV (Unmanned Aerial Vehicle) karena rudal tidak
bisa digunakan kembali dan rudal adalah senjata itu sendiri. Pesawat tanpa awak
UAV (Unmanned Aerial Vehicle) memiliki bentuk, ukuran, konfigurasi dan
karakter yang bervariasi. Sejarah pesawat tanpa awak adalah Drone, pesawat
tanpa awak yang digunakan sebagai sasaran tembak. Perkembangan kontrol
otomatis membuat pesawat sasaran tembak yang sederhana mampu berubah
menjadi pesawat tanpa awak yang kompleks dan rumit.
Kontrol pesawat tanpa awak ada dua variasi utama, variasi pertama yaitu
dikontrol melalui pengendali jarak jauh dan variasi kedua adalah pesawat yang
terbang secara mandiri berdasarkan program yang dimasukan kedalam pesawat
sebelum terbang.
Tidak seperti pesawat pada umumnya yang memiliki pilot dan kru pesawat
untuk mengontrol dan mengawasi secara langsung kondisi pesawat, pada pesawat
tanpa awak kondisi pesawat tidak dapat dikontrol secara langsung karena memang
tidak memiliki kru pesawat. Proses kontrol pesawat sepenuhnya dilakukan oleh
1
Universitas Sumatera Utara
sistem autopilot dengan mengacu pada parameter-parameter yang telah ditentukan
oleh pengguna sebelum terbang.
Saat ini, pesawat tanpa awak mampu melakukan misi pengintaian dan
penyerangan. Walaupun banyak laporan mengatakan bahwa banyak serangan
pesawat tanpa awak yang berhasil, tetapi pesawat tanpa awak mempunyai reputasi
untuk menyerang secara berlebihan atau menyerang target yang salah.
UAV (Unmanned Aerial Vehicle) sendiri mampu membawa kamera,
sensor, alat komunikasi dan beberapa peralatan lain. Pesawat-pesawat semacam
ini berkembang luas di kalangan militer. Pesawat tanpa awak juga semakin
banyak digunakan untuk keperluan sipil (non militer) seperti pemadam kebakaran,
keamanan non militer atau pemeriksaan jalur pemipaan. Pesawat tanpa awak
sering melakukan tugas yang dianggap terlalu kotor dan terlalu berbahaya untuk
pesawat berawak.
Penelitian ini dilakukan untuk membuat dan menganalisis badan pesawat
(fuselage) tanpa awak (UAV) dengan menggunakan bahan material komposit.
Bahan komposit yang akan diteliti adalah campuran resin polyester dengan serat
rock wool. Melalui penelitian ini diharapkan didapatkan suatu bahan komposit
yang ringan dan memiliki sifat mekanik (mechanical properties) yang baik.
Dengan adanya pengembangan UAV (Unmanned Aerial Vehicle), maka
pengembangan dari sisi material ringan dan kuat untuk badan dan sayap pesawat
itu sendiri merupakan sebuah kajian teoritis yang selayaknya mendapatkan
perhatian
dari
para
peneliti,
sehingga
diharapkan
Pesawat
UAV
(Unmanned Aerial Vehicle) generasi selanjutnya memiliki unjuk kerja yang lebih
baik karena menggunakan material yang ringan dan kuat.
1.2 Perumusan Masalah
Permasalahan yang akan menjadi pokok bahasan dalam penelitian ini
adalah Melakukan pembuatan badan pesawat tanpa awak
dan analisa sifat
mekanik sehingga dapat memperoleh bobot yang ringan dan baik pada material
komposit yang di perkuat dengan resin polyester dan serat rock wool dengan
2
Universitas Sumatera Utara
metode hand lay up yang akan digunakan sebagai badan pesawat (fuselage) tanpa
awak (UAV).
1.3 Tujuan Penelitian
1.3.1 Tujuan Umum
Tujuan umum pada penelitian ini adalah untuk membuat dan menganalisa
badan pesawat (fuselage) tanpa awak (UAV) dari material komposit dengan
metode hand lay up.
1.3.2 Tujuan Khusus
Secara terperinci, penelitian ini memiliki tujuan khusus yang terdiri atas
beberapa poin yaitu:
1. Melakukan proses pembuatan badan pesawat (fuselage) tanpa awak (UAV)
dari material komposit polyester dan serat rock wool dengan metode hand
lay up
2. Mendapatkan nilai titik berat pada badan pesawat (fuselage) tanpa awak
(UAV) dari material komposit polyester dan serat rock wool dengan
metode hand lay up
3. Mendapatkan nilai tegangan regangan yang terjadi pada badan pesawat
(fuselage) tanpa awak (UAV) melalui simulasi dengan software Ansys 14.0
1.4 Batasan Masalah
Dengan melihat begitu banyaknya faktor yang terdapat dalam pembuatan
badan pesawat (fuselage) tanpa awak (UAV) ini, penulis membuat batasan
masalah agar tujuan dan target penelitian dapat dicapai sesuai perencanaan.
Batasan masalah penelitian ini adalah
1. Penelitian hanya difokuskan pada badan pesawat (fuselage) tanpa
awak (UAV)
2. Panjang dari pada badan pesawat (fuselage) 2027 mm
3
Universitas Sumatera Utara
3. Penelitian difokuskan tentang analisis tegangan maksimum yang
terjadi pada badan pesawat dengan menggunakan simulasi dinamik
4. Material komposit serat rock wool dengan perbandingan antara resin
polyester dan katalis.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir ini disajikan dalam tulisan yang terdiri dari
5 bab. Dimana pada bab pertama memberikan gambaran menyeluruh mengenai
tugas akhir yang meliputi pembahasan tentang latar belakang, perumusan dan
batasan masalah, tujuan dan sistematika penulisan.
Pada bab dua berisikan landasan teori dan studi literatur yang berkaitan
dengan pokok permasalahan serta metode pendekatan yang digunakan untuk
menganalisa persoalan.
Pada bab tiga memuat prosedur pembuatan badan pesawat (fuselage) tanpa
awak (UAV) dari material komposit dengan metode hand lay up. Berisi juga
spesifikasi dari alat dan bahan yang digunakan dan jumlah campuran yang
digunakan dalam proses pembuatan serta berisi langkah-langkah proses
pembuatan yang digunakan dalam pengamatan
Pada bab keempat berisikan tentang hasil dan pembahasan, berisi tentang
hasil pengolahan data yang diperoleh dari hasil penelitian kemudian dilakukan
pembahasan terhadap hasil perhitungan teoritis untuk mencari nilai titik berat
serta mencari titik berat secara teoritis dan simulasi softwere Ansys 14.0 untuk
mencari tegangan regangan.
Pada bab kelima berisikan tentang kesimpulan dan saran, berisikan jawaban
dari tujuan dari penelitian dan selanjutnya daftar pustaka serta lampiran.
BAB II
4
Universitas Sumatera Utara