Simulasi Uji Kebisingan Pada Pesawat Tanpa Awak Prototipe NVC USU Menggunakan Perangkat Lunak FEM

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang
Pesawat tanpa awak (Unmanned Aerial Vehicle atau disingkat UAV),
adalah sebuah mesin terbang yang dapat dikendali dari jarak jauh ataupun mampu
mengendalikan dirinya sendiri, dimana dalam aktivitasnya menggunakan hukum
aerodinamika untuk mengangkat dirinya.

Pesawat tanpa awak dimaksudkan untuk mengemban misi pemantauan
udara untuk melihat objek yang diam atau bergerak diatas permukaan tanah. Misi
tersebut dilakukan di wilayah dengan dukungan infrastruktur yang minim seperti
daerah hutan, pegunungan, rawa dan lain-lain. Di Indonesia cocok digunakan
untuk pemantauan daerah perbatasan yang sulit untuk dijangkau dimana wilayah
Indonesia merupakan wilayah kepulauan yang sangat luas dan sulit dijangkau,
dengan bantuan pesawat tanpa awak ini membuat pemantauan lebih mudah
melalui udara.

Proses kontrol pesawat sepenuhnya dilakukan oleh sistem autopilot
dengan mengacu pada parameter-parameter yang telah ditentukan oleh pengguna
sebelum terbang. UAV sendiri mampu membawa kamera, sensor, alat komunikasi

dan beberapa peralatan lain. Pesawat-pesawat semacam ini berkembang luas di
kalangan militer. Saat ini UAV semakin beragam jenis dan bentuk. Bahkan ada
yang berbentuk lingkaran dan lebih kecil ukurannya. Dan kesemuanya itu tidak
lepas dari fungsi dan tujuannya. UAV memang kerap digunakan untuk tugas
militer seperti yang dilakukan Predator dan Aquila UAV.

Penelitian terhadap Pesawat tanpa awak (UAV) ini telah banyak dilakukan
penelitian terutama pada pengembangan fungsi dan tujuan dari pesawat tanpa
awak ini. Dalam bidang militer penggunaan pesawat tanpa awak digunakan
sebagai pesawat pemantau atau mata-mata dimana diharapkan sangat rendah
bising.

1
Universitas Sumatera Utara

Pesawat ini menggunakan mesin sebagai penggerak ketika beroperasi,
mesin akan menghasilkan suara bising yang diakibatkan aktivitas mesin yang
menghasilkan bunyi bising. Kebisingan dari sebuah propeller adalah kombinasi
dari 2 (dua) sumber kebisingan, yaitu dari propeller sendiri, dan dari sumber
tenaga (mesin). Pada dasarnya secara umum peningkatan putaran mesin pada

pesawat akan mengakibatkan peningkatan nilai kebisingan yang terjadi.

Laboratorium Noise and Vibration Research Centre (NVC) Fakultas
Teknik USU khusus untuk penelitian pesawat tanpa awak ini telah melakukan
beberapa penelitian diantaranya dapat dilihat di pada Tabel 1.1 dibawah ini.

Tabel 1.1 Penelitian Pesawat Tanpa Awak Teknik USU
No
1

Nama
Arifin

Judul

FauziLubis, Analisa

dkk

Tahun

Gaya 2012 -

IkhwansyahIsranuri

Impak

yang Generasi

terjadi

pada 1

Badan

Pembimbing

Pesawat

Aeromodelling
tipe Glider saat

Landing dengan
Variasi

Sudut

Pendaratan yang
Disimulasikan
dengan
Menggunakan
Software
Solidwork
2

JulionoSusanto

Analisis

Gaya 2014 -

IkhwansyahIsranuri

Dan Pembuatan Generasi
Badan

Pesawat 2

2
Universitas Sumatera Utara

Tanpa

Awak

Dari

Bahan

Material
Komposit Yang
Diperkuat

Polyester

Dan

Serat Rock Wool
Dengan Metode
Hand Lay Up
3

NazwirFahmiDamanik Simulasi

2015

IkhwansyahIsranuri

2014

IkhwansyahIsranuri

Karakteristik

Kebisingan pada
Mesin DLE Gas
Engine-30
Sebagai
Penggerak
Pesawat

Tanpa

Awak Prototipe
NVC USU
4

IrwanRosyadiNst

Studi
Eksperimental
Karakteristik
Kebisingan
Knalpot

Gas

DLE

Engine-30

Sebagai
Penggerak
Pesawat

Tanpa

Awak Prototipe
NVC USU

3
Universitas Sumatera Utara

Generasi 1

Generasi 2

Generasi 3
Gambar 1.1 Pesawat- pesawat Tanpa Awak Prototype NVC USU
Pada gambar 1.1 diatas terlihat pesawat tanpa awak hasil penelitian dari
laboratorium NVC USU. Untuk penelitian ini akan dikaji tentang karakteristik
kebisingan yang terjadi pada pesawat tanpa awak generasi 3.
Dalam hal ini penelitian terhadap kebisingan pada pesawat tanpa awak
dilakukan dengan metode simulasi menggunakan ANSYS Workbench untuk
menganalisa kontur kebisingan yang terjadi pada pesawat tanpa awak.Analisa
simulasi dipilih karena dapat menganalisa sistem yang kompleks dan dapat
menyesuaikan desain lain terhadap kondisi yang di peroleh untuk mendapatkan
hasil terbaik.

1.2.

Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut diatas penulis tertarik untuk

melakukan penelitian pada karakteristik kebisingan pada pesawat tanpa awak

NVC USU dengan merumuskan masalah sebagai berikut :

4
Universitas Sumatera Utara

1. Bagaimana pengaruh tingkat kebisingan yang dihasilkan terhadap
pertambahan putaran mesin pesawat tanpa awak NVC USU ?
2. Bagaimana penyebaran kebisingan yang dihasilkan pada pesawat tanpa
awak NVC USU pada arah vertikal, horizontal dan axial ?

1.3.

Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Membangun model komputasional dari pesawat tanpa awak yang akan
disimulasikan dengan perangkat FEM untuk menampilkan kontur
kebisingannya.
2. Melakukan simulasi pada pesawat tanpa awak prototype NVC USU untuk
mengetahui distribusi kebisingan (noise) terbesar dan terkecil.
3. Melakukan analisa dan menginterpretasikan karakteristik noise dari hasil

simulasi.

1.4.

Batasan Masalah
Melihat begitu kompleksnya permasalahan mengenai kebisingan, maka

dalam penelitian ini penulis membatasi masalah sebagai berikut:
1. Pengujiankebisingan (noise) dilakukan pada pesawat tanpa awak (UAV)
dengan menggunakan mesin DLE Gas Engine-30.
2. Pengujian dilakukan dengan melakukan simulasi menggunakan Ansys
15.0
3. Pengukuran kebisingan (noise) dilakukan pada pesawat UAV secara
simulasi pada jarak 3 meter dari pusat kebisingan.
4. Pengukuran dilakukan pada arah X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- serta pada
putaran 2000 RPM, 3000 RPM, 4000 RPM, 5000 RPM, 6000 RPM, dan
7000 RPM.
5. Fluktuasi dan aliran udara di abaikan dan suhu udara 20o C.

5
Universitas Sumatera Utara

1.5.

Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan ini disajikan dalam tulisan yang terdiri dari 5

bab.BAB I merupakan pendahuluan.Bab ini memberikan gambaran menyeluruh
mengenai tugas akhir yang meliputi pembahasan latar belakang, tujuan penulisan,
perumusan masalah, manfaat penulisan, batasan masalah, dan sistematika
penulisan. BAB II adalah tinjauan pustaka, dimana pada bab ini berisikan
landasan teori dan studi literatur yang berkaitan dengan pokok permasalahan serta
metode pendekatan yang digunakan untuk menganalisa persoalan. BAB III
merupakan metode penelitian yang berisikan metode dari pengerjaan meliputi
langkah-langkah pengolahan.BAB IV adalah hasil dan pembahasan yang berisi
tentang hasil pengujian eksperimental.BAB V merupakan kesimpulan dan saran
yang berisikan jawaban dari tujuan penelitian.

6
Universitas Sumatera Utara