Studi Eksperimental Kebisingan dan Simulasi Kontur Kebisingan Pesawat Tanpa Awak Prototipe NVC USU Chapter III V
39
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Noise and Vibration Control
program Magister dan Doktoral Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara. Penelitian ini direncanakan berlangsung selama ± 3 bulan.
3.2
Bahan dan Alat Penelitian
Penelitian yang dilakukan bersifat eksperimental. Bahan dan alat yang
digunakan pada penelitian, antara lain :
3.2.1
Bahan Penelitian
1. Pesawat Tanpa Awak Prototype NVC USU
Pada penelitian ini pesawat yang digunakan adalah hasil rakitan dari beberapa
orang mahasiswa yang tergabung di dalam tim Low Noise UAV NVC dengan
berat total 6200 gram. Pesawat tanpa awak mampu terbang hingga jarak 1 km,
tetapi pesawat ini hanya diterbangkan hingga jarak 300 meter karena
keterbatasan jarak pandang manusia. Tampilan pesawat dapat dilihat pada
Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Pesawat tanpa awak prototipe NVC USU
Universitas Sumatera Utara
40
Secara umum pesawat prototipe NVC USU terdiri dari beberapa komponen,
yaitu :
A. Mesin Pesawat UAV
Mesin yang digunakan adalah mesin bensin bertipe DLE Gas Engine–30cc.
Berikut adalah karakteristik dari motor penggerak yang digunakan :
Performance
: 3.7HP/ 8500 rpm
Idle Speed
: 1600 rpm/min
Spesification of Propeller
: 18x8; 18x10; 19x8; 20x8
Sparking Plug
: NGK CM6
Exhaust Amount
: 30.5 cm3
Diameter x Stroke
: 36 mm x 30mm
Ratio of Compression
: 7.6 : 1
Ratio of Lubricating
: 30 : 1
Main Engine
: 920 g
Exhaust pipe
: 60 g
Ignition Equipment
: 120 g
Tampilan mesin DLE Gas Engine-30cc yang digunakan dapat dilihat pada
Gambar 3.2.
Gambar 3.2 DLE Gas Engine-30cc
B. Badan Pesawat
Badan dari pesawat prototype NVC USU terbuat dengan rangka kayu balsa,
penyangga roda dari serat karbon, dan badan dibalut dengan bahan plastik.
Universitas Sumatera Utara
41
Kayu balsa adalah material yang baik dalam meredam getaran. Badan pesawat
yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Badan Pesawat
Berikut adalah karakteristik dari badan pesawat yang digunakan :
Bentang sayap
: 2300 mm
Panjang
: 1720 mm
Luas sayap pesawat : 81,6 dm2
Berat
: 5090 gram
Bahan
: Rangka (kayu balsa)
Kaki pesawat (serat karbon)
Pelapis badan pesawat (plastic)
Roda (karet)
C. Propeller
Propeller yang digunakan pada penelitian kali ini adalah propeller bermerk
Hawk dengan dua daun berukuran 19x8” dan terbuat dari kayu balsa.
Propeller berfungsi untuk menghisap udara dan menghasilkan gaya dorong
pesawat. Propeller yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Universitas Sumatera Utara
42
Gambar 3.4 Propeller
3.2.2
Alat Penelitian
1. Sound Level Meter
Sound level meter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur seberapa
besar suara bising mempengaruhi pekerja dalam melaksanakan tugasnya. Prinsip
kerja sound level meter ialah didasarkan pada getaran yang terjadi. Apabila ada
objek atau benda yang bergetar, maka akan menimbulkan terjadinya sebuah
perubahan pada tekanan udara yang kemudian akan ditangkap oleh sistem
peralatan. Selanjutnya layar digital akan menunjukkan angka jumlah dari tingkat
kebisingan yang dinyatakan dengan nilai dB. Sound level meter yang digunakan
bermerk Bruel & Kjaer tipe 2238. Fungsi alat ini untuk mengukur intensitas
kebisingan antara 30–130 dB dan dari frekuensi 20–20.000 Hz seperti terlihat
pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5 Sound Level Meter
Universitas Sumatera Utara
43
2. Tripod
Tripod adalah alat stan untuk membantu dalam penggunaan Sound Level Meter.
Dimana tripod menjadi penyangga SLM agar tidak bergerak pada saat
pengambilan data uji eksperimen kebisingan. Tripod yang digunakan dapat
dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Tripod
3. Kabel USB
Kabel USB digunakan untuk mentransfer data hasil pengukuran dan juga dhasil
dokumentasi ke Laptop yang digunakan. Kabel USB yang digunakan dapat
dilihat pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7 Kabel USB
4. Meteran
Meteran digunakan untuk mengukur jarak sound level meter ke pesawat
prototipe yang akan diuji. Meteran dapat dilihat pada Gambar 3.8.
Universitas Sumatera Utara
44
Gambar 3.8 Meteran
5. Laptop
Laptop digunakan untuk menyusun data yang diperoleh dari hasil pengukuran.
Spesifikasi dari laptop yang digunakan, antara lain :
Processor : Intel Core i3 3217U Processor
RAM
: 4 GB
CPU
: 1,8 GHz
System
: Windows 7 64–bit
VGA
: Nvidia Geforce 720M
Tampilan laptop dapat dilihat pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9 Laptop
6. Obeng Plus
Obeng plus digunakan pada penguncian baut-baut propeller . Obeng dapat dilihat
pada Gambar 3.10
Universitas Sumatera Utara
45
Gambar 3.10 Obeng Plus
7. Senter
Senter digunakan sebagai penerangan saat melakukan pengujian pada malam
hari. Senter dapat dilihat pada Gambar 3.11.
Gambar 3.11 Senter
8. Tachometer
Tachometer digunakan untuk mengukur rpm pada saat pengujian. Tachometer
yang digunakan bermerk Lutron tipe DT-2236 seperti pada Gambar 3.12.
Gambar 3.12 Tachometer
Universitas Sumatera Utara
46
9. Telepon genggam
Telepon genggam digunakan untuk mengambil gambar dan sebagai penerangan
pada saat melakukan pengujian. Telepon genggam yang digunakan bermerk
Sony dengan tipe Z1 Compact seperti pada Gambar 3.13.
Gambar 3.13 Telepon genggam
10. Remote Kontrol
Remote kontrol berfungsi untuk mengendalikan pesawat pada batas jarak
tertentu. Pada saat pengujian remote digunakan untuk mengatur tingkat rpm dan
kompresi dari mesin pesawat prototipe NVC USU. Remote control yang
digunakan menggunakan 6 channel 2,40Hz digital computer radio system
bermerk Hitec tipe Optic 6 Sport 2,4. Cara kerjanya yaitu baterai memasok
tegangan/ energi/ listrik untuk menghidupkan rangkaian yang ada pada servo
yang berguna sebagai pengaturan arah ke kanan dan ke kiri. Servo memiliki
kemampuan menarik bagian sayap naik dan turun. Ketika sayap kanan
dinaikkan maka tekanan angin akan mengangkat sayap kanan dan sayap kiri
akan mengarah kebawah, sehingga pesawat dapat berbelok ke arah kiri.
kemudian servo dihubungkan dengan connector reciever yang berfungsi
menerima panggilan dari radio remote kontrol yang frekuensinya telah
disesuaikan. Receiver tersebut juga dihubungkan dengan ESC (electronik speed
control), dimana fungsi ESC mengatur kecepatan torsi pada motor dimana
motor yang digunakan adalah micro Brushless dengan ukuran kecil namun
mengeluarkan daya yang besar sehingga dapat membawa beban pesawat itu
sendiri. Remote kontrol dapat dilihat pada Gambar 3.14.
Universitas Sumatera Utara
47
Gambar 3.14 Remote control
3.3
Pengujian Kebisingan Pesawat Prototipe NVC USU
3.3.1
Set Up Pengujian
Pengujian dan pengambilan data secara eksperimental yang dilakukan untuk
memperoleh karakteristik kebisingan yang ditransmisikan pesawat prototipe NVC
USU dilakukan pada putaran mesin 2000 – 7000 rpm dengan interval 1000 rpm
pada jarak 1 meter, 3 m, dan 5 meter. Pengukuran dilakukan pada arah horisontal,
vertikal, dan aksial seperti sumbu pengukuran pada Gambar 3.15. Pada saat mesin
dihidupkan sesuai putaran dan jarak yang diinginkan, diambil data menggunakan
Sound Level Meter dengan microphone mengarah pada objek pengujian.
Setelah didapatkan hasil pengukuran kebisingan pesawat prototipe NVC
USU berupa angka digital yang tertera pada layar Sound Level Meter, data diolah
dengan menggunakan microsoft excel dan didapat nilai-nilai kebisingan hasil
pengukuran yang dihasilkan pesawat prototipe NVC USU sehingga dapat
dilanjutkan ke tahap analisa data.
Universitas Sumatera Utara
48
Gambar 3.15 Arah pengukuran
Pada Gambar 3.15 terlihat arah pengukuran yang dilakukan pada sumbu X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- berpusat pada motor penggerak pesawat tanpa awak
prototipe NVC USU.
3.4
Variabel Penelitian
Pada penelitian ditentukan dua buah variabel, yakni variabel bebas dan
variabel terikat.
3.4.1
Variabel Bebas
Variabel bebas adalah variabel/faktor yang dibuat bebas dan bervariasi yang
mempengaruhi atau sebab perubahan timbulnya variabil terikat pada penelitian.
Variabel bebas sering didefenisikan sebagai variabel penyebab. Dalam penelitian
ini di tetapkan beberapa variabel terikat, yaitu:
1. Putaran mesin
2. Arah pengukuran horisontal, vertikal, dan diagonal.
3. Jarak sound level meter ke titik pusat mesin pesawat prototipe NVC USU.
3.4.2.
Variabel Terikat
Variabel terikat adalah variabel/faktor yang muncul akibat adanya variabel
bebas. Maka dalam penelitian ini yang menjadi variabel terikat adalah :
1. Tingkat kebisingan
Universitas Sumatera Utara
49
3.5
Cara Pelaksanaan Penelitian
Untuk melakukan studi eksperimental karakteristik kebisingan pada
pesawat prototipe NVC, diperlukan urutan proses agar dalam pengerjaan tugas
akhir ini dapat berjalan dengan baik yang meliputi :
1. Pengumpulan data awal
Tahap ini merupakan tahapan dilakukan pengumpulan data tentang informasi
mengenai pesawat tanpa awak dari cara kerja, fungsi dan kegunaan, dan
perkembangan penelitian kebisingan terhadap pesawat tersebut serta spesifikasi
data yang dibutuhkan untuk dilakukan penelitian.
2. Studi literatur
Penelitian ini harus dilakukan berlandaskan pada azas-azas teoritis yang diakui
di dalam dunia ilmu pengetahuan sehingga dapat dijadikan rujukan penyelesaian
penelitian ini. Studi literatur ini dilakukan dengan cara memperolehnya dari
buku buku referensi, jurnal jurnal ilmiah, kumpulan symposium, diskusi
personal, atau lewat media internet.
3. Pengambilan data
Pengambilan data dilakukan pada saat pengujian dengan mempertimbangkan
variasi putaran, jarak, dan arah pengukuran.
4. Pengolahan data
Pengolahan data pada penelitian ini dilakukan dengan penyelesaian persamaan
dan bantuan software. Data-data yang dibutuhkan selama proses pengerjaan di
input kedalam proses komputasi data.
5. Analisa hasil komputasi data
Pada tahapan ini akan dilakukan pembahasan terhadap data yang dihasilkan dari
pengujian yang telah dilakukan.
6. Simulasi data
Data yang sudah diverivikasi pada tahap ini disimulasi menggunakan perangkat
lunak surfer 8.0 untuk melihat kontur kebisingannya.
Universitas Sumatera Utara
50
7. Penarikan kesimpulan
Penarikan kesimpulan ini berdasarkan korelasi terhadap tujuan penelitian yang
telah ditetapkan sebelumnya. Dengan demikian diharapkan tidak terjadi
penyimpangan dari tujuan penelitian.
3.6
Diagram Alir Penelitian
Pada Gambar 3.16 dapat dilihat diagram alir dari penelitian yang dilakukan.
Pada diagram alir penelitian dapat dilihat tahapan saat melakukan dua metode
penelitian, yaitu studi eksperimental kebisingan pesawat tanpa awak prototipe NVC
USU dan simulasi kontur kebisingan menggunakan perangkat lunak surfer 8.0 di
mana keduanya saling berhubungan mendukung kesempurnaan penelitian yang
dilakukan.
Universitas Sumatera Utara
51
Gambar 3.16 Diagram alir penelitian
Universitas Sumatera Utara
52
BAB 4
ANALISA DATA
4.1
Data Pengukuran Kebisingan
Pengukuran kebisingan dilakukan di Laboratorium Noise and Vibration
Research Center. Pengukuran dilakukan pada arah horisontal, vertikal, dan aksial.
Nilai kebisingan lingkungan yang tertera pada Sound Level Meter adalah 34,7 dB
dan pada tekanan 1 atm. Analisa data penelitian dilakukan pada kondisi steady pada
temperatur 25°C (asumsi) dan kecepatan fluida udara 346,1 m/s (asumsi). Data
tingkat kebisingan hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel 4.1, Tabel 4.2 dan
Tabel 4.3.
Tabel 4.1 Hasil pengukuran kebisingan pada jarak 1 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
88,1
87,1
89,1
90,3
87,1
88,2
2
3000
90,2
89,2
91,1
92,1
89,1
89,9
3
4000
91,7
91,2
92,9
94,2
90,9
91,5
4
5000
92,9
92,3
94.2
95,5
92,2
92,7
5
6000
93,9
93,3
95,3
96,4
93,1
93,6
6
7000
95,0
94,2
96,5
97,7
94,0
94,5
No
Keterangan :
= nilai kebisingan tertinggi
= nilai kebisingan terendah
Pada Tabel 4.1 dapat dilihat nilai tingkat kebisingan pada jarak 1 meter
dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, dan 7000
rpm di arah pengukuran X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z-. Pada 2000 rpm, terdapat nilai
kebisingan terendah di arah X- dan Z+ dengan nilai tingkat kebisingan 87,1 dB dan
pada 7000 rpm terdapat nilai kebisingan tertinggi di arah Y- (arah knalpot) dengan
nilai tingkat kebisingan 97,7 dB.
Universitas Sumatera Utara
53
Tabel 4.2 Hasil pengukuran kebisingan pada jarak 3 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
83,4
81,3
84,7
85,4
81,3
83,9
2
3000
84,9
82,9
86,6
88,0
83,4
85,6
3
4000
86,3
85,6
88,2
89,9
85,3
87,2
4
5000
87,5
86,7
89,4
91,2
86,5
88,4
5
6000
88,4
87,8
90,7
92,3
87,4
89,1
6
7000
89,3
88,6
92,1
93,5
88,2
90,2
No
Keterangan :
= nilai kebisingan tertinggi
= nilai kebisingan terendah
Pada Tabel 4.2 dapat dilihat nilai tingkat kebisingan pada jarak 3 meter
dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, dan 7000
rpm di arah pengukuran X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z-. Pada 2000 rpm, terdapat nilai
kebisingan terendah di arah X- dan Z+ dengan nilai tingkat kebisingan 81,3 dB dan
pada 7000 rpm terdapat nilai kebisingan tertinggi di arah Y- (arah knalpot) dengan
nilai tingkat kebisingan 93,5 dB.
Tabel 4.3 Hasil pengukuran kebisingan pada jarak 5 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
81,4
79,8
81,3
83,1
79,3
80,4
2
3000
82,8
81,3
83,2
84,9
81,2
82,0
3
4000
83,7
82,6
84,9
86,5
83,1
83,5
4
5000
84,7
83,8
86,1
88,7
84,1
84,7
5
6000
85,6
84,7
87,3
90,0
84,9
85,2
6
7000
86,4
85,7
88,6
91,1
85,8
86,3
No
Universitas Sumatera Utara
54
Keterangan :
= nilai kebisingan tertinggi
= nilai kebisingan terendah
Pada Tabel 4.3 dapat dilihat nilai tingkat kebisingan pada jarak 5 meter
dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, dan 7000
rpm di arah pengukuran X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z-. Pada 2000 rpm, terdapat nilai
kebisingan terendah di arah Z+ dengan nilai tingkat kebisingan 79,3 dB dan pada
7000 rpm terdapat nilai kebisingan tertinggi di arah Y- (arah knalpot) dengan nilai
tingkat kebisingan 91,1 dB.
Pada pesawat tanpa awak, semakin tinggi varisi putaran akan menghasilkan
kebisingan lebih kuat. Aktifitas mesin terutama terjadi lebih intens pada putaran
tinggi mengakibatkan kebisingan akan lebih terdengar. Seperti gesekan pada roda
gigi, poros, dan bantalan. Getaran juga akan semakin intens terjadi pada putaran
yang lebih tinggi karena mengalami gaya yang lebih besar. Seperti gaya puntir pada
propeler dan gaya geser pada baut dan mur. Yang terkahir, pada putaran lebih tinggi
membuat suara dari pergerakan udara, gas, dan cairan pada gas buang dan
pembakaran seperti flare boom, menimbulkan kebisingan lebih kuat.
Semakin jauh jarak pengukuran dilakukan, maka semakin rendah
kebisingan yang dihasilkan. Karena udara sebagai media penghantar kebisingan
mulai menyebar sehingga kebisingan tidak terhantar secara keseluruhan pada titik
pengukuran yang jauh seperti 5 meter. Nilai kebisingan yang di dapat pada arah
pengukuran sumbu Y- (arah knalpot) adalah yang paling tinggi dibandingkan
dengan arah pengukuran yang lain. Karena knalpot adalah satu-satunya bagian
mesin yang tidak ditutupi oleh badan pesawat membuat kebisingan dapat
dihantarkan dengan baik. Sedangkan arah pengukuran sumbu Z+ (arah ekor
pesawat) dan sumbu X- (arah sayap kiri pesawat) adalah arah dengan nilai tingkat
kebisingan terendah. selain jauh dari knalpot, pada kedua arah ini terhalang oleh
badan pesawat yang menutupi mesin sehingga kebisingan tidak dapat terhantar
dengan baik. Propeller berada pada jarak Z- dan bukan merupakan arah dengan
tingkat kebisingan tertinggi, sehingga dapat disimpulkan mesin menjadi pusat
kebisingan paling besar pada pesawat tanpa awak prototipe NVC USU.
Universitas Sumatera Utara
55
Untuk melihat perbedaan nilai kebisingan motor penggerak sebelum dan
sesudah dipasang ke badan pesawat, maka diperlukan data hasil pengukuran mesin
DLE Gas Engine-30cc sebelumnya, yaitu :
Universitas Sumatera Utara
56
Table 4.4 Hasil pengukuran kebisingan terhadap mesin DLE Gas Engine-30cc
Y+ (dB)
No
Y- (dB)
X+ (dB)
X- (dB)
Z+ (dB) Z- (dB)
N (rpm)
1m
3m
5m
1m
3m
5m
1m
3m
5m
1m
3m
5m
1m
1m
1
2000
87.9
84.5
82.7
87.5
83.2
81.9
89.3
87.4
83.1
88.2
85.3
83.1
90.0
88.2
2
3000
91.8
88.7
87.6
91.0
87.2
86.5
94.4
91.2
88.5
93.3
90.1
88.3
95.1
92.3
3
4000
94.1
92.5
91.8
93.7
92.1
90.3
96.9
94.2
92.1
96.6
93.8
91.8
97.3
95.6
4
5000
98.7
96.1
94.7
97.2
95.5
92.6
101.1
98.3
95.3
100.1
97.8
94.5
102.2
100.4
5
6000
101.3
99.1
97.2
101.0
98.2
95.6
104.7
100.3
98.3
104.5
99.8
97.1
105.5
103.8
6
7000
104.7
101.3
99.3
104.5
100.5
98.2
107.9
103.6
99.8
106.5
102.2
99.1
108.8
106.9
Universitas Sumatera Utara
57
Pada Tabel 4.4, terdapat nilai tingkat kebisingan pada penelitian mesin DLE
Gas Engine-30cc sebelumnya di arah pengukuran X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- pada
jarak 1 meter, 3 meter, dan 5 meter oleh Irwan Rosyadi pada tahun 2014. Akan
tetapi pada arah sumbu Z, Irwan Rosyadi hanya melakukan pengukuran pada jarak
1 meter. Hasil pengukuran ini di dapat sebelum mesin dipasangkan ke badan
pesawat. Berbeda dengan arah pada penelitian yang dilakukan saat ini, peneliti
terdahulu melakukan penelitian dengan arah sumbu vertikal Z (arah knalpot
menghadap ke atas), horizontal Y, dan aksial X. Dengan kata lain pada penelitian
yang dilakukan Irwan Rosyadi knalpot menghadap ke arah sumbu Z+. Tingkat
kebisingan tertinggi berada pada putaran 7000 rpm pada jarak 1 meter di arah
pengukuran Z+ (arah knalpot) dengan nilai 108,8 dB dan arah pengukuran terendah
berada pada putaran 2000 rpm pada jarak 5 meter di arah pengukuran Y- (arah
kanan mesin saat knalpot menghadap ke atas) dengan nilai 81,9 dB.
Dengan membandingkan nilai kebisingan tertinggi dan terendah saat
sebelum dan sesudah mesin dipasang ke badan pesawat, maka diketahui pada nilai
tingkat kebisingan tertinggi di arah knalpot Y- (penelitian sekarang) dan Z+
(penelitian sebelumnya) pada jarak 1 meter dengan putaran 7000 rpm terjadi
penurunan 17,7 dB. Sedangkan pada nilai tingkat kebisingan terendah di arah Z+
(arah ekor penelitian sebelumnya) dan arah Y- (arah kanan mesin saat knalpot
menghadap ke atas) pada jarak 5 meter dengan putaran 2000 rpm mengalami
penurunan 2,6 dB.
Setelah dianalisa, maka diketahui bahwa pengurangan kebisingan terjadi
karena kondisi mesin yang sebagian besar ditutupi oleh badan pesawat mampu
meredam sebagian kebisingan. Media penghantar kebisingan (udara) tidak dapat
dengan leluasa menghantarkan kebisingan melewati badan pesawat. Pada nilai
kebisingan terendah pengurangan terjadi lebih kecil nilainya karena pada jarak 5
meter, penelitian sebelumnya yang notabenenya dilakukan di dalam ruangan
mendapat pantulan kebisingan dari dinding ruangan karena dekat dengan titik
pengukuran.
Universitas Sumatera Utara
58
4.2
Parameter Kebisingan
1. Nilai Kebisingan (Lp) Hasil Pengukuran Rata-Rata
Berikut adalah perhitungan nilai kebisingan rata-rata masing – masing arah
pengukuran pada putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm,
dan 7000 rpm dengan jarak 1 meter, 3 meter, dan 5 meter. Nilai kebisingan (Lp)
rata-rata hasil pengukuran pada putaran 2000 rpm dengan jarak 1 meter
ditentukan dengan Persamaan 4.1.
��− 2000 rpm =
��
+ + ��
− + ��
Sehingga :
Lp rata-rata 2000 rpm =
+ + ��
6
− + ��
+ + ��
−
..................4.1
88,1 dB + 87,1 dB + 89,1 dB + 90,3 dB + 87,1 dB +88,2 dB
6
= 88,317 dB
Tabel 4.5 Nilai Lp rata – rata
No
N
(rpm)
Lp rata - rata
Lp rata - rata
Lp rata - rata
1m
3m
5m
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
88.317
83.333
80.883
2
3000
90.267
85.233
82.567
3
4000
92.067
87.083
84.050
4
5000
93.300
88.283
85.350
5
6000
94.267
89.283
86.283
6
7000
95.317
90.317
87.317
Tabel 4.5 menunjukkan nilai kebisingan rata-rata pada putaran 2000 rpm, 3000
rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm hasil perhitungan
menggunakan Microsoft excel dengan menggunakan Persamaan 4.1.
2. Sound Power Level
Penentuan nilai kebisingan yang digunakan pada penelitian kebisingan pesawat
prototipe NVC USU adalah metode skala level atau tingkat kebisingan suara di
dalam satuan decibel (dB). Sound power level didefenisikan ke dalam Simbol Lw
dan dapat ditentukan nilainya menggunakan persamaan pada Tabel 2.1.
Universitas Sumatera Utara
59
Lw = 10 log
W
Wref
(dB)
Dimana :
W
= Sound power
Wreff
= Sound power referensi dengan standar 10-12 watt
Diketahui :
W = 3,7 HP
= 3,7 HP x 745,7
= 2759,09 watt
Wreff = 10-12 watt
Sehingga :
Lw = 10 log (2759,09 watt/
= 154,41 dB
− 2
watt
3. Tekanan Suara
Terlebih dahulu akan ditentukan nilai tekanan suara untuk kebisingan arah
putaran X+ dengan jarak 1 meter pada putaran 2000 rpm. Secara matematis
tekanan suara dapat diselesaikan dengan persamaan pada Tabel 2.2.
SPL = Lp = 10 log [
P2
P(ref)
Dimana :
P
2
] = 20 log
P
P(ref)
= Tekanan yang terjadi (P rms ) untuk aliran fluida
Preff = Tekanan referensi yang distandarisasi ANSI S1.8 1989 pada Tabel 2.2.
= 20 µPa
Diketahui :
Lp
= 88,1 dB (Sumbu X+ pada jarak 1 meter pada putaran 2000 rpm)
Preff = 2 x 10-5 N/m2
Sehingga :
88,1 dB = 20 log
P
2 x 10-5 N/m2
Universitas Sumatera Utara
60
(88,1 dB/ 20)
= 2 x 10-5 N/m2 x 10
P
= 0.508 Pa
Dengan menggunakan persamaan yang sama menggunakan bantuan Software
Microsoft excel dilakukan perhitungan untuk nilai tekanan pada masing - masing
arah pengukuran dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm,
6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter, 3 meter, dan 5 meter. Kemudian
hasil perhitungan diplot ke dalam Tabel 4.6, Tabel 4.7, dan Tabel 4.8.
Tabel 4.6 Hasil perhitungan nilai tekanan suara pada jarak 1 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
1
2000
0.508
0.453
0.570
0.655
0.453
0.514
2
3000
0.647
0.577
0.718
0.805
0.570
0.625
3
4000
0.769
0.726
0.883
1.026
0.702
0.752
4
5000
0.883
0.824
1.026
1.191
0.815
0.863
5
6000
0.991
0.925
1.164
1.321
0.904
0.957
6
7000
1.125
1.026
1.337
1.535
1.002
1.062
No
Tabel 4.6 menunjukkan nilai tekanan di arah pengukuran X+, X-, Y+, Y-, Z+,
dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, dan
7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Tekanan suara tertinggi berada
di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000 rpm dan tekanan suara
terendah berada di arah sumbu X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Universitas Sumatera Utara
61
Tabel 4.7 Hasil perhitungan nilai tekanan suara pada jarak 3 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
1
2000
0.296
0.232
0.344
0.372
0.232
0.313
2
3000
0.352
0.279
0.428
0.502
0.296
0.381
3
4000
0.413
0.381
0.514
0.625
0.368
0.458
4
5000
0.474
0.433
0.590
0.726
0.423
0.526
5
6000
0.526
0.491
0.686
0.824
0.469
0.570
6
7000
0.583
0.538
0.805
0.946
0.514
0.647
No
Tabel 4.7 menunjukkan nilai tekanan di arah pengukuran X+, X-, Y+, Y-, Z+,
dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, dan
7000 rpm pada jarak 3 meter hasil perhitungan. Tekanan suara tertinggi berada
di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000 rpm dan tekanan suara
terendah berada di arah sumbu X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Tabel 4.8 Hasil perhitungan nilai tekanan suara pada jarak 5 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
1
2000
0.235
0.195
0.232
0.286
0.185
0.209
2
3000
0.276
0.232
0.289
0.352
0.230
0.252
3
4000
0.306
0.270
0.352
0.423
0.286
0.299
4
5000
0.344
0.310
0.404
0.545
0.321
0.344
5
6000
0.381
0.344
0.463
0.632
0.352
0.364
6
7000
0.418
0.386
0.538
0.718
0.390
0.413
No
Tabel 4.8 menunjukkan nilai tekanan di arah pengukuran X+, X-, Y+, Y-, Z+,
dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, dan
7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Tekanan suara tertinggi berada
di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000 rpm dan tekanan suara
terendah berada di arah sumbu Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Universitas Sumatera Utara
62
4. Kecepatan Partikel Akustik
Kecepatan partikel akustik didefenisikan sebagai daerah gerakan partikel fluida
sebagai gelombang suara melewati material. Kecepatan partikel akustik diukur
untuk melihat pengaruhnya terhadap nilai kecepatan akustik udara. Setelah
didapatkan nilai tekanan suara pada masing-masing kondisi titik pengukuran
dapat dicari nilai kecepatan partikel akustik, pada (X+, 1 meter, 2000 rpm)
dengan Persamaan 2.2 berikut.
= Prms / Z0
u
= 0.508 Pa / 409,8 Pa-s/m
= 1,24 x
−
m/s = 0,00124 m/s
Dengan cara yang sama diperoleh nilai pada masing-masing kondisi pengukuran
yang diplot ke dalam Tabel 4.9, Tabel 4.10, dan Tabel 4.11.
Tabel 4.9 Hasil perhitungan nilai kecepatan partikel akustik pada jarak 1 meter.
No
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
1
2000
0.00124 0.00111 0.00139 0.00160 0.00111 0.00125
2
3000
0.00158 0.00141 0.00175 0.00197 0.00139 0.00153
3
4000
0.00188 0.00177 0.00216 0.00250 0.00171 0.00183
4
5000
0.00216 0.00201 0.00250 0.00291 0.00199 0.00211
5
6000
0.00242 0.00226 0.00284 0.00322 0.00221 0.00234
6
7000
0.00274 0.00250 0.00326 0.00375 0.00245 0.00259
Tabel 4.9 menunjukkan nilai kecepatan partikel akustik di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Kecepatan
partikel akustik tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran
7000 rpm dan kecepatan partikel akustik terendah berada di arah sumbu X- dan
Z+ dengan putaran 2000 rpm. Didapat nilai kecepatan partikel akustik sangat
kecil dibandingkan kecepatan akustik udara yang nilainya 346,1 m/s, sehingga
tidak terlalu mempengaruhi perubahan nilai kecepatan akustik udara.
Universitas Sumatera Utara
63
Tabel 4.10 Hasil perhitungan nilai kecepatan partikel akustik pada jarak 3 meter.
No
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
1
2000
0.00072 0.00057 0.00084 0.00091 0.00057 0.00076
2
3000
0.00086 0.00068 0.00104 0.00123 0.00072 0.00093
3
4000
0.00101 0.00093 0.00125 0.00153 0.00090 0.00112
4
5000
0.00116 0.00106 0.00144 0.00177 0.00103 0.00128
5
6000
0.00128 0.00120 0.00167 0.00201 0.00114 0.00139
6
7000
0.00142 0.00131 0.00197 0.00231 0.00125 0.00158
Tabel 4.10 menunjukkan nilai kecepatan partikel akustik di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 3 meter hasil perhitungan. Kecepatan
partikel akustik tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran
7000 rpm dan kecepatan partikel akustik terendah berada di arah sumbu X- dan
Z+ dengan putaran 2000 rpm. Didapat nilai kecepatan partikel akustik sangat
kecil dibandingkan kecepatan akustik udara yang nilainya 346,1 m/s, sehingga
tidak terlalu mempengaruhi perubahan nilai kecepatan akustik udara.
Tabel 4.11 Hasil perhitungan nilai kecepatan partikel akustik pada jarak 5 meter.
No
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
1
2000
0.00057 0.00048 0.00057 0.00070 0.00045 0.00051
2
3000
0.00067 0.00057 0.00071 0.00086 0.00056 0.00061
3
4000
0.00075 0.00066 0.00086 0.00103 0.00070 0.00073
4
5000
0.00084 0.00076 0.00099 0.00133 0.00078 0.00084
5
6000
0.00093 0.00084 0.00113 0.00154 0.00086 0.00089
6
7000
0.00102 0.00094 0.00131 0.00175 0.00095 0.00101
Tabel 4.11 menunjukkan nilai kecepatan partikel akustik di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Kecepatan
Universitas Sumatera Utara
64
partikel akustik tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran
7000 rpm dan kecepatan partikel akustik terendah berada di arah sumbu Z+
dengan putaran 2000 rpm. Didapat nilai kecepatan partikel akustik sangat kecil
dibandingkan kecepatan akustik udara yang nilainya 346,1 m/s, sehingga tidak
terlalu mempengaruhi perubahan nilai kecepatan akustik udara.
5. Intensitas Akustik
Nilai intensitas akustik pada (X+, 2000rpm, 1 meter) dapat dicari menggunakan
Persamaan 2.3 berikut.
= P2 /Pc
I
= (0,508 Pa)2 / 409,8 Pa-s/m
= 6,29 x
−
W/ �2
Kemudian diplot ke dalam Tabel 4.12, Tabel 4.13, dan Tabel 4.14 untuk nilai
pada kondisi pengukuran yang lainnya.
Tabel 4.12 Hasil perhitungan nilai intensitas akustik pada jarak 1 meter.
No
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(W/� ) (W/� ) (W/� ) (W/� ) (W/� ) (W/� )
1
2000
0.00063
0.00050
0.00079 0.00105 0.00050 0.00064
2
3000
0.00102
0.00081
0.00126 0.00158 0.00079 0.00095
3
4000
0.00144
0.00129
0.00190 0.00257 0.00120 0.00138
4
5000
0.00190
0.00166
0.00257 0.00346 0.00162 0.00182
5
6000
0.00240
0.00209
0.00331 0.00426 0.00199 0.00224
6
7000
0.00309
0.00257
0.00436 0.00575 0.00245 0.00275
Tabel 4.12 menunjukkan nilai intensitas akustik di arah pengukuran X+, X-, Y+,
Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000
rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Intensitas akustik
tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000 rpm dan
intensitas akustik terendah berada di arah sumbu X- dan Z+ dengan putaran 2000
rpm.
Universitas Sumatera Utara
65
Tabel 4.13 Hasil perhitungan nilai intensitas akustik pada jarak 3 meter.
No
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(W/� ) (W/� ) (W/� ) (W/� ) (W/� ) (W/� )
1
2000
0.00021 0.00013
0.00029
0.00034
0.00013
0.00024
2
3000
0.00030 0.00019
0.00045
0.00062
0.00021
0.00035
3
4000
0.00042 0.00035
0.00064
0.00095
0.00033
0.00051
4
5000
0.00055 0.00046
0.00085
0.00129
0.00044
0.00068
5
6000
0.00068 0.00059
0.00115
0.00166
0.00054
0.00079
6
7000
0.00083 0.00071
0.00158
0.00219
0.00064
0.00102
Tabel 4.13 menunjukkan nilai intensitas akustik di arah pengukuran X+, X-, Y+,
Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000
rpm, dan 7000 rpm pada jarak 3 meter hasil perhitungan. Intensitas akustik
tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000 rpm dan
intensitas akustik terendah berada di arah sumbu X- dan Z+ dengan putaran 2000
rpm.
Tabel 4.14 Hasil perhitungan nilai intensitas akustik pada jarak 5 meter.
N
X+
X-
Y+
(rpm)
(W/� )
(W/� )
(W/� )
(W/� ) (W/� )
(W/� )
1
2000
0.00013
0.00009
0.00013
0.00020
0.00008
0.00011
2
3000
0.00019
0.00013
0.00020
0.00030
0.00013
0.00015
3
4000
0.00023
0.00018
0.00030
0.00044
0.00020
0.00022
4
5000
0.00029
0.00023
0.00040
0.00072
0.00025
0.00029
5
6000
0.00035
0.00029
0.00052
0.00098
0.00030
0.00032
6
7000
0.00043
0.00036
0.00071
0.00126
0.00037
0.00042
No
Y-
Z+
Z-
Tabel 4.14 menunjukkan nilai intensitas akustik di arah pengukuran X+, X-, Y+,
Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000
rpm, dan 7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Intensitas akustik
tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000 rpm dan
intensitas akustik terendah berada di arah sumbu Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Universitas Sumatera Utara
66
6. Densitas Energi Akustik
Densitas energi akustik dapat dicari dengan Persamaan 2.4 berikut.
D = P2 /Pc2 = P2 /Z0 c
Untuk nilai pada (X+, 2000 rpm, 1 meter)
D = (0,508 Pa)2 / 409,8 Pa-s/m . 346,1 m/s
= 1,82 x
−6
J/m3 = 1,82 µJ/m3
Dengan menggunakan cara yang sama diplot hasil perhitungan kondisi
pengukuran yang lain ke dalam Tabel 4.15, Tabel 4.16, dan Tabel 4.17.
Tabel 4.15 Hasil perhitungan nilai densitas energi akustik pada jarak 1 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
1
2000
1.821
1.446
2.292
3.022
1.446
1.863
2
3000
2.953
2.346
3.633
4.574
2.292
2.756
3
4000
4.171
3.718
5.499
7.418
3.470
3.984
4
5000
5.499
4.789
7.418
10.007
4.680
5.252
5
6000
6.923
6.030
9.556
12.311
5.758
6.461
6
7000
8.918
7.418
12.598
16.607
7.084
7.949
No
Tabel 4.15 menunjukkan nilai densitas energi akustik di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Densitas
energi akustik tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran
7000 rpm dan densitas energi akustik terendah berada di arah sumbu X- dan Z+
dengan putaran 2000 rpm.
Universitas Sumatera Utara
67
Tabel 4.16 Hasil perhitungan nilai densitas energi akustik pada jarak 3 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
1
2000
0.617
0.380
0.832
0.978
0.380
0.692
2
3000
0.872
0.550
1.289
1.779
0.617
1.024
3
4000
1.203
1.024
1.863
2.756
0.956
1.480
4
5000
1.586
1.319
2.456
3.718
1.260
1.951
5
6000
1.951
1.699
3.313
4.789
1.550
2.292
6
7000
2.400
2.043
4.574
6.314
1.863
2.953
No
Tabel 4.16 menunjukkan nilai densitas energi akustik di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 3 meter hasil perhitungan. Densitas
energi akustik tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran
7000 rpm dan densitas energi akustik terendah berada di arah sumbu X- dan Z+
dengan putaran 2000 rpm.
Tabel 4.17 Hasil perhitungan nilai densitas energi akustik pada jarak 5 meter.
No
N
(rpm)
N (rpm)
X+
X-
Y+
Y-
Z+
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
1
2000
0.389
0.269
0.380
0.576
0.240
0.309
2
3000
0.537
0.380
0.589
0.872
0.372
0.447
3
4000
0.661
0.513
0.872
1.260
0.576
0.631
4
5000
0.832
0.677
1.149
2.091
0.725
0.832
5
6000
1.024
0.832
1.515
2.820
0.872
0.934
6
7000
1.231
1.048
2.043
3.633
1.072
1.203
Tabel 4.17 menunjukkan nilai densitas energi akustik di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Densitas
energi akustik tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran
Universitas Sumatera Utara
68
7000 rpm dan densitas energi akustik terendah berada di arah sumbu Z+ dengan
putaran 2000 rpm.
7. Kenaikan Temperatur Udara
Jika semua energi akustik (densitas) menyebar ke udara maka udara akan
mengalami kenaikan temperatur. Kenaikan temperatur didapatkan dari hasil bagi
densitas energi akustik terhadap kapasitas unit per volume udara yang
diasumsikan pada 25°C. Nilai kenaikan temperatur udara dapat dihitung
menggunakan Persamaan 2.5 berikut.
dT = D/pcp
Pada pengukuran (X+, 2000 rpm, 1 meter) nilainya adalah :
= 1,821 µJ/m3 / 1190,7 J/m3 °C
= 1,53 x
−9
°C
Sehingga dengan cara yang sama dicari nilai untuk kondisi pengukuran yang lain
dan diplot ke dalam Tabel 4.18, Tabel 4.19, dan Tabel 4.20.
Tabel 4.18 Hasil perhitungan nilai kenaikan temperatur udara pada jarak 1 meter.
No
N
(rpm)
X+ (°�)
X- (°�)
Y+ (°�)
Y- (°�)
Z+ (°�)
Z- (°�)
1
2000
1.53E-09
1.21E-09
1.93E-09
2.54E-09
1.21E-09
1.56E-09
2
3000
2.48E-09
1.97E-09
3.05E-09
3.84E-09
1.93E-09
2.31E-09
3
4000
3.50E-09
3.12E-09
4.62E-09
6.23E-09
2.91E-09
3.35E-09
4
5000
4.62E-09
4.02E-09
6.23E-09
8.40E-09
3.93E-09
4.41E-09
5
6000
5.81E-09
5.06E-09
8.03E-09
1.03E-08
4.84E-09
5.43E-09
6
7000
7.49E-09
6.23E-09
1.06E-08
1.39E-08
5.95E-09
6.68E-09
Tabel 4.18 menunjukkan nilai kenaikan temperatur udara di arah pengukuran
X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Kenaikan
temperatur udara tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan
putaran 7000 rpm dan kenaikan temperatur udara terendah berada di arah sumbu
X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm. Nilai kenaikan temperatur udara yang
Universitas Sumatera Utara
69
terjadi sangat kecil sehingga tidak terlalu mempengaruhi kondisi lingkungan di
sekitar pesawat tanpa awak.
Tabel 4.19 Hasil perhitungan nilai kenaikan temperatur udara pada jarak 3 meter.
N
No
(rpm)
X+ (°�)
X- (°�)
Y+ (°�)
Y- (°�)
Z+ (°�)
Z- (°�)
1
2000
5.18E-10
3.20E-10
6.99E-10
8.21E-10
3.20E-10
5.81E-10
2
3000
7.32E-10
4.62E-10
1.08E-09
1.49E-09
5.18E-10
8.60E-10
3
4000
1.01E-09
8.60E-10
1.56E-09
2.31E-09
8.03E-10
1.24E-09
4
5000
1.33E-09
1.11E-09
2.06E-09
3.12E-09
1.06E-09
1.64E-09
5
6000
1.64E-09
1.43E-09
2.78E-09
4.02E-09
1.30E-09
1.93E-09
6
7000
2.02E-09
1.72E-09
3.84E-09
5.30E-09
1.56E-09
2.48E-09
Tabel 4.19 menunjukkan nilai kenaikan temperatur udara di arah pengukuran
X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 3 meter hasil perhitungan. Kenaikan
temperatur udara tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan
putaran 7000 rpm dan kenaikan temperatur udara terendah berada di arah sumbu
X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm. Nilai kenaikan temperatur udara yang
terjadi sangat kecil sehingga tidak terlalu mempengaruhi kondisi lingkungan di
sekitar pesawat tanpa awak.
Tabel 4.20 Hasil perhitungan nilai kenaikan temperatur udara pada jarak 5 meter.
No
N
(rpm)
X+ (°�)
1
2000
3.27E-10
2.26E-10 3.20E-10 4.84E-10 2.02E-10
2.60E-10
2
3000
4.51E-10
3.20E-10 4.95E-10 7.32E-10 3.12E-10
3.75E-10
3
4000
5.55E-10
4.31E-10 7.32E-10 1.06E-09 4.84E-10
5.30E-10
4
5000
6.99E-10
5.68E-10 9.65E-10 1.76E-09 6.09E-10
6.99E-10
5
6000
8.60E-10
6.99E-10 1.27E-09 2.37E-09 7.32E-10
7.84E-10
6
7000
1.03E-09
8.80E-10 1.72E-09 3.05E-09 9.01E-10
1.01E-09
X- (°�)
Y+ (°�)
Y- (°�)
Z+ (°�)
Z- (°�)
Universitas Sumatera Utara
70
Tabel 4.20 menunjukkan nilai kenaikan temperatur udara di arah pengukuran
X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Kenaikan
temperatur udara tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan
putaran 7000 rpm dan kenaikan temperatur udara terendah berada di arah sumbu
Z+ dengan putaran 2000 rpm. Nilai kenaikan temperatur udara yang terjadi
sangat kecil sehingga tidak terlalu mempengaruhi kondisi lingkungan di sekitar
pesawat tanpa awak.
8. Level Kecepatan Bergertar Suara
Level kecepatan bergetar suara dapat dihitung dengan persamaan pada Tabel 2.2:
Lv
= 20log10(v/vref)
= 20log(1,24 x
= 141,868 dB
−
m/s/10 x
−9
nm/s)
Dengan menggunakan cara yang sama ditentukan nilai dari masing-masing
kondisi pengukuran dan diplot pada Tabel 4.21, Tabel 4.22, dan Tabel 4.23.
Tabel 4.21 Hasil perhitungan nilai kecepatan bergetar suara pada jarak 1 meter.
No
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
101.87 100.87 102.87 104.07 100.87
101.97
2
3000
103.97 102.97 104.87 105.87 102.87
103.67
3
4000
105.47 104.97 106.67 107.97 104.67
105.27
4
5000
106.67 106.07 107.97 109.27 105.97
106.47
5
6000
107.67 107.07 109.07 110.17 106.87
107.37
6
7000
108.77 107.97 110.27 111.47 107.77
108.27
Tabel 4.21 menunjukkan nilai level kecepatan bergetar suara di arah pengukuran
X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Level
kecepatan bergetar suara tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot)
dengan putaran 7000 rpm dan level kecepatan bergetar suara terendah berada di
arah sumbu X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Universitas Sumatera Utara
71
Tabel 4.22 Hasil perhitungan nilai kecepatan bergetar suara pada jarak 3 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
97.17
95.07
98.47
99.17
95.07
97.67
2
3000
98.67
96.67
100.37 101.77
97.17
99.37
3
4000
100.07
99.37
101.97 103.67
99.07
100.97
4
5000
101.27 100.47 103.17 104.97 100.27
102.17
5
6000
102.17 101.57 104.47 106.07 101.17
102.87
6
7000
103.07 102.37 105.87 107.27 101.97
103.97
No
Tabel 4.22 menunjukkan nilai level kecepatan bergetar suara di arah pengukuran
X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 3 meter hasil perhitungan. Level
kecepatan bergetar suara tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot)
dengan putaran 7000 rpm dan level kecepatan bergetar suara terendah berada di
arah sumbu X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Tabel 4.23 Hasil perhitungan nilai kecepatan bergetar suara pada jarak 5 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
95.17
93.57
95.07
96.87
93.07
94.17
2
3000
96.57
95.07
96.97
98.67
94.97
95.77
3
4000
97.47
96.37
98.67
100.27
96.87
97.27
4
5000
98.47
97.57
99.87
102.47
97.87
98.47
5
6000
99.37
98.47
101.07
103.77
98.67
98.97
6
7000
100.17
99.47
102.37
104.87
99.57
100.07
No
Tabel 4.23 menunjukkan nilai level kecepatan bergetar suara di arah pengukuran
X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Level
kecepatan bergetar suara tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot)
Universitas Sumatera Utara
72
dengan putaran 7000 rpm dan level kecepatan bergetar suara terendah berada di
arah sumbu Z+ dengan putaran 2000 rpm.
9. Level Intensitas Kebisingan
Persamaan pada Tabel 2.2 digunakan untuk mencari nilai intensitas kebisingan.
Li = 10 Log(I/Iref)
Untuk (X+, 2000 rpm, 1 meter) nilainya adalah :
= 10 Log ( 6,29 x
= 87,99 dB
−
W/m2 /
− 2
W/m2 )
Sehingga dengan cara yang sama dicari nilai untuk kondisi pengukuran yang lain
dan diplot ke dalam Tabel 4.24, Tabel 4.25, dan Tabel 4.26.
Tabel 4.24 Hasil perhitungan nilai level intensitas kebisingan pada jarak 1 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
87.99
86.99
88.99
90.19
86.99
88.09
2
3000
90.09
89.09
90.99
91.99
88.99
89.79
3
4000
91.59
91.09
92.79
94.09
90.79
91.39
4
5000
92.79
92.19
94.09
95.39
92.09
92.59
5
6000
93.79
93.19
95.19
96.29
92.99
93.49
6
7000
94.89
94.09
96.39
97.59
93.89
94.39
No
Tabel 4.24 menunjukkan nilai level intensitas kebisingan di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Level
intensitas kebisingan tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan
putaran 7000 rpm dan level intensitas kebisingan terendah berada di arah sumbu
X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Universitas Sumatera Utara
73
Tabel 4.25 Hasil perhitungan nilai level intensitas kebisingan pada jarak 3 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
83.29
81.19
84.59
85.29
81.19
83.79
2
3000
84.79
82.79
86.49
87.89
83.29
85.49
3
4000
86.19
85.49
88.09
89.79
85.19
87.09
4
5000
87.39
86.59
89.29
91.09
86.39
88.29
5
6000
88.29
87.69
90.59
92.19
87.29
88.99
6
7000
89.19
88.49
91.99
93.39
88.09
90.09
No
Tabel 4.25 menunjukkan nilai level intensitas kebisingan di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 3 meter hasil perhitungan. Level
intensitas kebisingan tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan
putaran 7000 rpm dan level intensitas kebisingan terendah berada di arah sumbu
X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Tabel 4.26 Hasil perhitungan nilai level intensitas kebisingan pada jarak 5 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
81.29
79.69
81.19
82.99
79.19
80.29
2
3000
82.69
81.19
83.09
84.79
81.09
81.89
3
4000
83.59
82.49
84.79
86.39
82.99
83.39
4
5000
84.59
83.69
85.99
88.59
83.99
84.59
5
6000
85.49
84.59
87.19
89.89
84.79
85.09
6
7000
86.29
85.59
88.49
90.99
85.69
86.19
No
Tabel 4.26 menunjukkan nilai level intensitas kebisingan di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Level
intensitas kebisingan tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan
Universitas Sumatera Utara
74
putaran 7000 rpm dan level intensitas kebisingan terendah berada di arah sumbu
Z+ dengan putaran 2000 rpm.
10. Level Densitas Energi
Persamaan pada Tabel 2.2 digunakan untuk mencari nilai level densitas energi.
�� = 10 Log (D/Dref)
Untuk (X+, 2000 rpm, 1 meter) nilainya adalah :
= 10 Log (1.821 x
= 62,6 dB
−6
J/m3 / 10-12 J/m3)
Sehingga dengan cara yang sama dicari nilai untuk kondisi pengukuran yang lain
dan diplot ke dalam Tabel 4.27, Tabel 4.28, dan Tabel 4.29.
Tabel 4.27 Hasil perhitungan nilai level densitas energi pada jarak 1 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
62.60
61.60
63.60
64.80
61.60
62.70
2
3000
64.70
63.70
65.60
66.60
63.60
64.40
3
4000
66.20
65.70
67.40
68.70
65.40
66.00
4
5000
67.40
66.80
68.70
70.00
66.70
67.20
5
6000
68.40
67.80
69.80
70.90
67.60
68.10
6
7000
69.50
68.70
71.00
72.20
68.50
69.00
No
Tabel 4.27 menunjukkan nilai level densitas energi di arah pengukuran X+, X-,
Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm,
6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Level densitas
energi tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000
rpm dan level densitas energi terendah berada di arah sumbu X- dan Z+ dengan
putaran 2000 rpm.
Universitas Sumatera Utara
75
Tabel 4.28 Hasil perhitungan nilai level densitas energi pada jarak 3 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
57.90
55.80
59.20
59.90
55.80
58.40
2
3000
59.40
57.40
61.10
62.50
57.90
60.10
3
4000
60.80
60.10
62.70
64.40
59.80
61.70
4
5000
62.00
61.20
63.90
65.70
61.00
62.90
5
6000
62.90
62.30
65.20
66.80
61.90
63.60
6
7000
63.80
63.10
66.60
68.00
62.70
64.70
No
Tabel 4.28 menunjukkan nilai level densitas energi di arah pengukuran X+, X-,
Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm,
6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Level densitas
energi tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000
rpm dan level densitas energi terendah berada di arah sumbu X- dan Z+ dengan
putaran 2000 rpm.
Tabel 4.29 Hasil perhitungan nilai level densitas energi pada jarak 5 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
55.90
54.30
55.80
57.60
53.80
54.90
2
3000
57.30
55.80
57.70
59.40
55.70
56.50
3
4000
58.20
57.10
59.40
61.00
57.60
58.00
4
5000
59.20
58.30
60.60
63.20
58.60
59.20
5
6000
60.10
59.20
61.80
64.50
59.40
59.70
6
7000
60.90
60.20
63.10
65.60
60.30
60.80
No
Tabel 4.29 menunjukkan nilai level densitas energi di arah pengukuran X+, X-,
Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm,
6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Level densitas
energi tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000
Universitas Sumatera Utara
76
rpm dan level densitas energi terendah berada di arah sumbu Z+ dengan putaran
2000 rpm.
Dari hasil pengukuran dan perhitungan parameter kebisingan, didapat nilai
tertinggi dan terendah pada masing-masing parameter seperti yang terlihat pada
Tabel 4.30 berikut ini.
Tabel 4.30 Nilai parameter kebisingan tertinggi dan terendah
No Huruf
1
2
3
4
5
6
7
8
Parameter Kebisingan
a
b
Sound pressure level
Tertinggi
Terendah
Kecepatan partikel
akustik
Tertinggi
Terendah
a
b
Intensitas akustik
Tertinggi
Terendah
a
b
a
b
Densitas energi akustik
Tertinggi
Terendah
Kenaikan temperatur
udara
Tertinggi
Terendah
Level kecepatan getar
suara
Tertinggi
Terendah
Level intensitas
kebisingan
Tertinggi
Terendah
a
b
Level densitas energi
Tertinggi
Terendah
a
b
a
b
a
b
Putaran
Mesin
Jarak
Nilai
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
1,535 Pa
0,185 Pa
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
0,00375 m/s
0,00045 m/s
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
0,00575 W/�2
0,00008 W/�2
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
16,607 µJ/�
0,240 µJ/�
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
1,39E-08 °�
2,02E-10 °�
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
111,47 dB
93,07 dB
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
97,59 dB
79,19 dB
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
72,20 dB
53,80 dB
Arah
Universitas Sumatera Utara
77
Pada Tabel 4.30 terdapat nilai kebisingan tertinggi dan terendah dari nilai
pengukuran tingkat kebisingan dan parameter kebisingan hasil perhitungan. Arah
yang dimaksud pada Tabel 4.30 adalah arah tempat pengukuran dilakukan yang
berpusat pada motor penggerak. Arah Y- (arah knalpot) adalah arah dengan nilai
tertinggi pada setiap parameter kebisingan dan arah Z+ (arah ekor pesawat) menjadi
arah dengan nilai terendah pada setiap parameter kebisingan.
4.3
Kontur Kebisingan
Kontur kebisingan diperlukan untuk melihat kebisingan tertinggi dan
terendah berdasarkan jarak dan putaran mesin pada sumbu arah pengukuran dengan
jelas. Kontur kebisingan yang dibuat adalah kontur kebisingan pada jarak 1 meter,
3 meter, dan 5 meter pada putaran 2000 rpm, 5000 rpm, dan 7000 rpm karena
dianggap sudah mewakili pengukuran kebisingan yang dilakukan.
1. Jarak 1 meter
Gambar 4.1 Kontur kebisingan pada jarak 1 meter dengan putaran 2000 rpm.
Pada Gambar 4.1 terlihat bentuk kontur keb
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Noise and Vibration Control
program Magister dan Doktoral Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara. Penelitian ini direncanakan berlangsung selama ± 3 bulan.
3.2
Bahan dan Alat Penelitian
Penelitian yang dilakukan bersifat eksperimental. Bahan dan alat yang
digunakan pada penelitian, antara lain :
3.2.1
Bahan Penelitian
1. Pesawat Tanpa Awak Prototype NVC USU
Pada penelitian ini pesawat yang digunakan adalah hasil rakitan dari beberapa
orang mahasiswa yang tergabung di dalam tim Low Noise UAV NVC dengan
berat total 6200 gram. Pesawat tanpa awak mampu terbang hingga jarak 1 km,
tetapi pesawat ini hanya diterbangkan hingga jarak 300 meter karena
keterbatasan jarak pandang manusia. Tampilan pesawat dapat dilihat pada
Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Pesawat tanpa awak prototipe NVC USU
Universitas Sumatera Utara
40
Secara umum pesawat prototipe NVC USU terdiri dari beberapa komponen,
yaitu :
A. Mesin Pesawat UAV
Mesin yang digunakan adalah mesin bensin bertipe DLE Gas Engine–30cc.
Berikut adalah karakteristik dari motor penggerak yang digunakan :
Performance
: 3.7HP/ 8500 rpm
Idle Speed
: 1600 rpm/min
Spesification of Propeller
: 18x8; 18x10; 19x8; 20x8
Sparking Plug
: NGK CM6
Exhaust Amount
: 30.5 cm3
Diameter x Stroke
: 36 mm x 30mm
Ratio of Compression
: 7.6 : 1
Ratio of Lubricating
: 30 : 1
Main Engine
: 920 g
Exhaust pipe
: 60 g
Ignition Equipment
: 120 g
Tampilan mesin DLE Gas Engine-30cc yang digunakan dapat dilihat pada
Gambar 3.2.
Gambar 3.2 DLE Gas Engine-30cc
B. Badan Pesawat
Badan dari pesawat prototype NVC USU terbuat dengan rangka kayu balsa,
penyangga roda dari serat karbon, dan badan dibalut dengan bahan plastik.
Universitas Sumatera Utara
41
Kayu balsa adalah material yang baik dalam meredam getaran. Badan pesawat
yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Badan Pesawat
Berikut adalah karakteristik dari badan pesawat yang digunakan :
Bentang sayap
: 2300 mm
Panjang
: 1720 mm
Luas sayap pesawat : 81,6 dm2
Berat
: 5090 gram
Bahan
: Rangka (kayu balsa)
Kaki pesawat (serat karbon)
Pelapis badan pesawat (plastic)
Roda (karet)
C. Propeller
Propeller yang digunakan pada penelitian kali ini adalah propeller bermerk
Hawk dengan dua daun berukuran 19x8” dan terbuat dari kayu balsa.
Propeller berfungsi untuk menghisap udara dan menghasilkan gaya dorong
pesawat. Propeller yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Universitas Sumatera Utara
42
Gambar 3.4 Propeller
3.2.2
Alat Penelitian
1. Sound Level Meter
Sound level meter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur seberapa
besar suara bising mempengaruhi pekerja dalam melaksanakan tugasnya. Prinsip
kerja sound level meter ialah didasarkan pada getaran yang terjadi. Apabila ada
objek atau benda yang bergetar, maka akan menimbulkan terjadinya sebuah
perubahan pada tekanan udara yang kemudian akan ditangkap oleh sistem
peralatan. Selanjutnya layar digital akan menunjukkan angka jumlah dari tingkat
kebisingan yang dinyatakan dengan nilai dB. Sound level meter yang digunakan
bermerk Bruel & Kjaer tipe 2238. Fungsi alat ini untuk mengukur intensitas
kebisingan antara 30–130 dB dan dari frekuensi 20–20.000 Hz seperti terlihat
pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5 Sound Level Meter
Universitas Sumatera Utara
43
2. Tripod
Tripod adalah alat stan untuk membantu dalam penggunaan Sound Level Meter.
Dimana tripod menjadi penyangga SLM agar tidak bergerak pada saat
pengambilan data uji eksperimen kebisingan. Tripod yang digunakan dapat
dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Tripod
3. Kabel USB
Kabel USB digunakan untuk mentransfer data hasil pengukuran dan juga dhasil
dokumentasi ke Laptop yang digunakan. Kabel USB yang digunakan dapat
dilihat pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7 Kabel USB
4. Meteran
Meteran digunakan untuk mengukur jarak sound level meter ke pesawat
prototipe yang akan diuji. Meteran dapat dilihat pada Gambar 3.8.
Universitas Sumatera Utara
44
Gambar 3.8 Meteran
5. Laptop
Laptop digunakan untuk menyusun data yang diperoleh dari hasil pengukuran.
Spesifikasi dari laptop yang digunakan, antara lain :
Processor : Intel Core i3 3217U Processor
RAM
: 4 GB
CPU
: 1,8 GHz
System
: Windows 7 64–bit
VGA
: Nvidia Geforce 720M
Tampilan laptop dapat dilihat pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9 Laptop
6. Obeng Plus
Obeng plus digunakan pada penguncian baut-baut propeller . Obeng dapat dilihat
pada Gambar 3.10
Universitas Sumatera Utara
45
Gambar 3.10 Obeng Plus
7. Senter
Senter digunakan sebagai penerangan saat melakukan pengujian pada malam
hari. Senter dapat dilihat pada Gambar 3.11.
Gambar 3.11 Senter
8. Tachometer
Tachometer digunakan untuk mengukur rpm pada saat pengujian. Tachometer
yang digunakan bermerk Lutron tipe DT-2236 seperti pada Gambar 3.12.
Gambar 3.12 Tachometer
Universitas Sumatera Utara
46
9. Telepon genggam
Telepon genggam digunakan untuk mengambil gambar dan sebagai penerangan
pada saat melakukan pengujian. Telepon genggam yang digunakan bermerk
Sony dengan tipe Z1 Compact seperti pada Gambar 3.13.
Gambar 3.13 Telepon genggam
10. Remote Kontrol
Remote kontrol berfungsi untuk mengendalikan pesawat pada batas jarak
tertentu. Pada saat pengujian remote digunakan untuk mengatur tingkat rpm dan
kompresi dari mesin pesawat prototipe NVC USU. Remote control yang
digunakan menggunakan 6 channel 2,40Hz digital computer radio system
bermerk Hitec tipe Optic 6 Sport 2,4. Cara kerjanya yaitu baterai memasok
tegangan/ energi/ listrik untuk menghidupkan rangkaian yang ada pada servo
yang berguna sebagai pengaturan arah ke kanan dan ke kiri. Servo memiliki
kemampuan menarik bagian sayap naik dan turun. Ketika sayap kanan
dinaikkan maka tekanan angin akan mengangkat sayap kanan dan sayap kiri
akan mengarah kebawah, sehingga pesawat dapat berbelok ke arah kiri.
kemudian servo dihubungkan dengan connector reciever yang berfungsi
menerima panggilan dari radio remote kontrol yang frekuensinya telah
disesuaikan. Receiver tersebut juga dihubungkan dengan ESC (electronik speed
control), dimana fungsi ESC mengatur kecepatan torsi pada motor dimana
motor yang digunakan adalah micro Brushless dengan ukuran kecil namun
mengeluarkan daya yang besar sehingga dapat membawa beban pesawat itu
sendiri. Remote kontrol dapat dilihat pada Gambar 3.14.
Universitas Sumatera Utara
47
Gambar 3.14 Remote control
3.3
Pengujian Kebisingan Pesawat Prototipe NVC USU
3.3.1
Set Up Pengujian
Pengujian dan pengambilan data secara eksperimental yang dilakukan untuk
memperoleh karakteristik kebisingan yang ditransmisikan pesawat prototipe NVC
USU dilakukan pada putaran mesin 2000 – 7000 rpm dengan interval 1000 rpm
pada jarak 1 meter, 3 m, dan 5 meter. Pengukuran dilakukan pada arah horisontal,
vertikal, dan aksial seperti sumbu pengukuran pada Gambar 3.15. Pada saat mesin
dihidupkan sesuai putaran dan jarak yang diinginkan, diambil data menggunakan
Sound Level Meter dengan microphone mengarah pada objek pengujian.
Setelah didapatkan hasil pengukuran kebisingan pesawat prototipe NVC
USU berupa angka digital yang tertera pada layar Sound Level Meter, data diolah
dengan menggunakan microsoft excel dan didapat nilai-nilai kebisingan hasil
pengukuran yang dihasilkan pesawat prototipe NVC USU sehingga dapat
dilanjutkan ke tahap analisa data.
Universitas Sumatera Utara
48
Gambar 3.15 Arah pengukuran
Pada Gambar 3.15 terlihat arah pengukuran yang dilakukan pada sumbu X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- berpusat pada motor penggerak pesawat tanpa awak
prototipe NVC USU.
3.4
Variabel Penelitian
Pada penelitian ditentukan dua buah variabel, yakni variabel bebas dan
variabel terikat.
3.4.1
Variabel Bebas
Variabel bebas adalah variabel/faktor yang dibuat bebas dan bervariasi yang
mempengaruhi atau sebab perubahan timbulnya variabil terikat pada penelitian.
Variabel bebas sering didefenisikan sebagai variabel penyebab. Dalam penelitian
ini di tetapkan beberapa variabel terikat, yaitu:
1. Putaran mesin
2. Arah pengukuran horisontal, vertikal, dan diagonal.
3. Jarak sound level meter ke titik pusat mesin pesawat prototipe NVC USU.
3.4.2.
Variabel Terikat
Variabel terikat adalah variabel/faktor yang muncul akibat adanya variabel
bebas. Maka dalam penelitian ini yang menjadi variabel terikat adalah :
1. Tingkat kebisingan
Universitas Sumatera Utara
49
3.5
Cara Pelaksanaan Penelitian
Untuk melakukan studi eksperimental karakteristik kebisingan pada
pesawat prototipe NVC, diperlukan urutan proses agar dalam pengerjaan tugas
akhir ini dapat berjalan dengan baik yang meliputi :
1. Pengumpulan data awal
Tahap ini merupakan tahapan dilakukan pengumpulan data tentang informasi
mengenai pesawat tanpa awak dari cara kerja, fungsi dan kegunaan, dan
perkembangan penelitian kebisingan terhadap pesawat tersebut serta spesifikasi
data yang dibutuhkan untuk dilakukan penelitian.
2. Studi literatur
Penelitian ini harus dilakukan berlandaskan pada azas-azas teoritis yang diakui
di dalam dunia ilmu pengetahuan sehingga dapat dijadikan rujukan penyelesaian
penelitian ini. Studi literatur ini dilakukan dengan cara memperolehnya dari
buku buku referensi, jurnal jurnal ilmiah, kumpulan symposium, diskusi
personal, atau lewat media internet.
3. Pengambilan data
Pengambilan data dilakukan pada saat pengujian dengan mempertimbangkan
variasi putaran, jarak, dan arah pengukuran.
4. Pengolahan data
Pengolahan data pada penelitian ini dilakukan dengan penyelesaian persamaan
dan bantuan software. Data-data yang dibutuhkan selama proses pengerjaan di
input kedalam proses komputasi data.
5. Analisa hasil komputasi data
Pada tahapan ini akan dilakukan pembahasan terhadap data yang dihasilkan dari
pengujian yang telah dilakukan.
6. Simulasi data
Data yang sudah diverivikasi pada tahap ini disimulasi menggunakan perangkat
lunak surfer 8.0 untuk melihat kontur kebisingannya.
Universitas Sumatera Utara
50
7. Penarikan kesimpulan
Penarikan kesimpulan ini berdasarkan korelasi terhadap tujuan penelitian yang
telah ditetapkan sebelumnya. Dengan demikian diharapkan tidak terjadi
penyimpangan dari tujuan penelitian.
3.6
Diagram Alir Penelitian
Pada Gambar 3.16 dapat dilihat diagram alir dari penelitian yang dilakukan.
Pada diagram alir penelitian dapat dilihat tahapan saat melakukan dua metode
penelitian, yaitu studi eksperimental kebisingan pesawat tanpa awak prototipe NVC
USU dan simulasi kontur kebisingan menggunakan perangkat lunak surfer 8.0 di
mana keduanya saling berhubungan mendukung kesempurnaan penelitian yang
dilakukan.
Universitas Sumatera Utara
51
Gambar 3.16 Diagram alir penelitian
Universitas Sumatera Utara
52
BAB 4
ANALISA DATA
4.1
Data Pengukuran Kebisingan
Pengukuran kebisingan dilakukan di Laboratorium Noise and Vibration
Research Center. Pengukuran dilakukan pada arah horisontal, vertikal, dan aksial.
Nilai kebisingan lingkungan yang tertera pada Sound Level Meter adalah 34,7 dB
dan pada tekanan 1 atm. Analisa data penelitian dilakukan pada kondisi steady pada
temperatur 25°C (asumsi) dan kecepatan fluida udara 346,1 m/s (asumsi). Data
tingkat kebisingan hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel 4.1, Tabel 4.2 dan
Tabel 4.3.
Tabel 4.1 Hasil pengukuran kebisingan pada jarak 1 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
88,1
87,1
89,1
90,3
87,1
88,2
2
3000
90,2
89,2
91,1
92,1
89,1
89,9
3
4000
91,7
91,2
92,9
94,2
90,9
91,5
4
5000
92,9
92,3
94.2
95,5
92,2
92,7
5
6000
93,9
93,3
95,3
96,4
93,1
93,6
6
7000
95,0
94,2
96,5
97,7
94,0
94,5
No
Keterangan :
= nilai kebisingan tertinggi
= nilai kebisingan terendah
Pada Tabel 4.1 dapat dilihat nilai tingkat kebisingan pada jarak 1 meter
dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, dan 7000
rpm di arah pengukuran X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z-. Pada 2000 rpm, terdapat nilai
kebisingan terendah di arah X- dan Z+ dengan nilai tingkat kebisingan 87,1 dB dan
pada 7000 rpm terdapat nilai kebisingan tertinggi di arah Y- (arah knalpot) dengan
nilai tingkat kebisingan 97,7 dB.
Universitas Sumatera Utara
53
Tabel 4.2 Hasil pengukuran kebisingan pada jarak 3 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
83,4
81,3
84,7
85,4
81,3
83,9
2
3000
84,9
82,9
86,6
88,0
83,4
85,6
3
4000
86,3
85,6
88,2
89,9
85,3
87,2
4
5000
87,5
86,7
89,4
91,2
86,5
88,4
5
6000
88,4
87,8
90,7
92,3
87,4
89,1
6
7000
89,3
88,6
92,1
93,5
88,2
90,2
No
Keterangan :
= nilai kebisingan tertinggi
= nilai kebisingan terendah
Pada Tabel 4.2 dapat dilihat nilai tingkat kebisingan pada jarak 3 meter
dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, dan 7000
rpm di arah pengukuran X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z-. Pada 2000 rpm, terdapat nilai
kebisingan terendah di arah X- dan Z+ dengan nilai tingkat kebisingan 81,3 dB dan
pada 7000 rpm terdapat nilai kebisingan tertinggi di arah Y- (arah knalpot) dengan
nilai tingkat kebisingan 93,5 dB.
Tabel 4.3 Hasil pengukuran kebisingan pada jarak 5 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
81,4
79,8
81,3
83,1
79,3
80,4
2
3000
82,8
81,3
83,2
84,9
81,2
82,0
3
4000
83,7
82,6
84,9
86,5
83,1
83,5
4
5000
84,7
83,8
86,1
88,7
84,1
84,7
5
6000
85,6
84,7
87,3
90,0
84,9
85,2
6
7000
86,4
85,7
88,6
91,1
85,8
86,3
No
Universitas Sumatera Utara
54
Keterangan :
= nilai kebisingan tertinggi
= nilai kebisingan terendah
Pada Tabel 4.3 dapat dilihat nilai tingkat kebisingan pada jarak 5 meter
dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, dan 7000
rpm di arah pengukuran X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z-. Pada 2000 rpm, terdapat nilai
kebisingan terendah di arah Z+ dengan nilai tingkat kebisingan 79,3 dB dan pada
7000 rpm terdapat nilai kebisingan tertinggi di arah Y- (arah knalpot) dengan nilai
tingkat kebisingan 91,1 dB.
Pada pesawat tanpa awak, semakin tinggi varisi putaran akan menghasilkan
kebisingan lebih kuat. Aktifitas mesin terutama terjadi lebih intens pada putaran
tinggi mengakibatkan kebisingan akan lebih terdengar. Seperti gesekan pada roda
gigi, poros, dan bantalan. Getaran juga akan semakin intens terjadi pada putaran
yang lebih tinggi karena mengalami gaya yang lebih besar. Seperti gaya puntir pada
propeler dan gaya geser pada baut dan mur. Yang terkahir, pada putaran lebih tinggi
membuat suara dari pergerakan udara, gas, dan cairan pada gas buang dan
pembakaran seperti flare boom, menimbulkan kebisingan lebih kuat.
Semakin jauh jarak pengukuran dilakukan, maka semakin rendah
kebisingan yang dihasilkan. Karena udara sebagai media penghantar kebisingan
mulai menyebar sehingga kebisingan tidak terhantar secara keseluruhan pada titik
pengukuran yang jauh seperti 5 meter. Nilai kebisingan yang di dapat pada arah
pengukuran sumbu Y- (arah knalpot) adalah yang paling tinggi dibandingkan
dengan arah pengukuran yang lain. Karena knalpot adalah satu-satunya bagian
mesin yang tidak ditutupi oleh badan pesawat membuat kebisingan dapat
dihantarkan dengan baik. Sedangkan arah pengukuran sumbu Z+ (arah ekor
pesawat) dan sumbu X- (arah sayap kiri pesawat) adalah arah dengan nilai tingkat
kebisingan terendah. selain jauh dari knalpot, pada kedua arah ini terhalang oleh
badan pesawat yang menutupi mesin sehingga kebisingan tidak dapat terhantar
dengan baik. Propeller berada pada jarak Z- dan bukan merupakan arah dengan
tingkat kebisingan tertinggi, sehingga dapat disimpulkan mesin menjadi pusat
kebisingan paling besar pada pesawat tanpa awak prototipe NVC USU.
Universitas Sumatera Utara
55
Untuk melihat perbedaan nilai kebisingan motor penggerak sebelum dan
sesudah dipasang ke badan pesawat, maka diperlukan data hasil pengukuran mesin
DLE Gas Engine-30cc sebelumnya, yaitu :
Universitas Sumatera Utara
56
Table 4.4 Hasil pengukuran kebisingan terhadap mesin DLE Gas Engine-30cc
Y+ (dB)
No
Y- (dB)
X+ (dB)
X- (dB)
Z+ (dB) Z- (dB)
N (rpm)
1m
3m
5m
1m
3m
5m
1m
3m
5m
1m
3m
5m
1m
1m
1
2000
87.9
84.5
82.7
87.5
83.2
81.9
89.3
87.4
83.1
88.2
85.3
83.1
90.0
88.2
2
3000
91.8
88.7
87.6
91.0
87.2
86.5
94.4
91.2
88.5
93.3
90.1
88.3
95.1
92.3
3
4000
94.1
92.5
91.8
93.7
92.1
90.3
96.9
94.2
92.1
96.6
93.8
91.8
97.3
95.6
4
5000
98.7
96.1
94.7
97.2
95.5
92.6
101.1
98.3
95.3
100.1
97.8
94.5
102.2
100.4
5
6000
101.3
99.1
97.2
101.0
98.2
95.6
104.7
100.3
98.3
104.5
99.8
97.1
105.5
103.8
6
7000
104.7
101.3
99.3
104.5
100.5
98.2
107.9
103.6
99.8
106.5
102.2
99.1
108.8
106.9
Universitas Sumatera Utara
57
Pada Tabel 4.4, terdapat nilai tingkat kebisingan pada penelitian mesin DLE
Gas Engine-30cc sebelumnya di arah pengukuran X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- pada
jarak 1 meter, 3 meter, dan 5 meter oleh Irwan Rosyadi pada tahun 2014. Akan
tetapi pada arah sumbu Z, Irwan Rosyadi hanya melakukan pengukuran pada jarak
1 meter. Hasil pengukuran ini di dapat sebelum mesin dipasangkan ke badan
pesawat. Berbeda dengan arah pada penelitian yang dilakukan saat ini, peneliti
terdahulu melakukan penelitian dengan arah sumbu vertikal Z (arah knalpot
menghadap ke atas), horizontal Y, dan aksial X. Dengan kata lain pada penelitian
yang dilakukan Irwan Rosyadi knalpot menghadap ke arah sumbu Z+. Tingkat
kebisingan tertinggi berada pada putaran 7000 rpm pada jarak 1 meter di arah
pengukuran Z+ (arah knalpot) dengan nilai 108,8 dB dan arah pengukuran terendah
berada pada putaran 2000 rpm pada jarak 5 meter di arah pengukuran Y- (arah
kanan mesin saat knalpot menghadap ke atas) dengan nilai 81,9 dB.
Dengan membandingkan nilai kebisingan tertinggi dan terendah saat
sebelum dan sesudah mesin dipasang ke badan pesawat, maka diketahui pada nilai
tingkat kebisingan tertinggi di arah knalpot Y- (penelitian sekarang) dan Z+
(penelitian sebelumnya) pada jarak 1 meter dengan putaran 7000 rpm terjadi
penurunan 17,7 dB. Sedangkan pada nilai tingkat kebisingan terendah di arah Z+
(arah ekor penelitian sebelumnya) dan arah Y- (arah kanan mesin saat knalpot
menghadap ke atas) pada jarak 5 meter dengan putaran 2000 rpm mengalami
penurunan 2,6 dB.
Setelah dianalisa, maka diketahui bahwa pengurangan kebisingan terjadi
karena kondisi mesin yang sebagian besar ditutupi oleh badan pesawat mampu
meredam sebagian kebisingan. Media penghantar kebisingan (udara) tidak dapat
dengan leluasa menghantarkan kebisingan melewati badan pesawat. Pada nilai
kebisingan terendah pengurangan terjadi lebih kecil nilainya karena pada jarak 5
meter, penelitian sebelumnya yang notabenenya dilakukan di dalam ruangan
mendapat pantulan kebisingan dari dinding ruangan karena dekat dengan titik
pengukuran.
Universitas Sumatera Utara
58
4.2
Parameter Kebisingan
1. Nilai Kebisingan (Lp) Hasil Pengukuran Rata-Rata
Berikut adalah perhitungan nilai kebisingan rata-rata masing – masing arah
pengukuran pada putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm,
dan 7000 rpm dengan jarak 1 meter, 3 meter, dan 5 meter. Nilai kebisingan (Lp)
rata-rata hasil pengukuran pada putaran 2000 rpm dengan jarak 1 meter
ditentukan dengan Persamaan 4.1.
��− 2000 rpm =
��
+ + ��
− + ��
Sehingga :
Lp rata-rata 2000 rpm =
+ + ��
6
− + ��
+ + ��
−
..................4.1
88,1 dB + 87,1 dB + 89,1 dB + 90,3 dB + 87,1 dB +88,2 dB
6
= 88,317 dB
Tabel 4.5 Nilai Lp rata – rata
No
N
(rpm)
Lp rata - rata
Lp rata - rata
Lp rata - rata
1m
3m
5m
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
88.317
83.333
80.883
2
3000
90.267
85.233
82.567
3
4000
92.067
87.083
84.050
4
5000
93.300
88.283
85.350
5
6000
94.267
89.283
86.283
6
7000
95.317
90.317
87.317
Tabel 4.5 menunjukkan nilai kebisingan rata-rata pada putaran 2000 rpm, 3000
rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm hasil perhitungan
menggunakan Microsoft excel dengan menggunakan Persamaan 4.1.
2. Sound Power Level
Penentuan nilai kebisingan yang digunakan pada penelitian kebisingan pesawat
prototipe NVC USU adalah metode skala level atau tingkat kebisingan suara di
dalam satuan decibel (dB). Sound power level didefenisikan ke dalam Simbol Lw
dan dapat ditentukan nilainya menggunakan persamaan pada Tabel 2.1.
Universitas Sumatera Utara
59
Lw = 10 log
W
Wref
(dB)
Dimana :
W
= Sound power
Wreff
= Sound power referensi dengan standar 10-12 watt
Diketahui :
W = 3,7 HP
= 3,7 HP x 745,7
= 2759,09 watt
Wreff = 10-12 watt
Sehingga :
Lw = 10 log (2759,09 watt/
= 154,41 dB
− 2
watt
3. Tekanan Suara
Terlebih dahulu akan ditentukan nilai tekanan suara untuk kebisingan arah
putaran X+ dengan jarak 1 meter pada putaran 2000 rpm. Secara matematis
tekanan suara dapat diselesaikan dengan persamaan pada Tabel 2.2.
SPL = Lp = 10 log [
P2
P(ref)
Dimana :
P
2
] = 20 log
P
P(ref)
= Tekanan yang terjadi (P rms ) untuk aliran fluida
Preff = Tekanan referensi yang distandarisasi ANSI S1.8 1989 pada Tabel 2.2.
= 20 µPa
Diketahui :
Lp
= 88,1 dB (Sumbu X+ pada jarak 1 meter pada putaran 2000 rpm)
Preff = 2 x 10-5 N/m2
Sehingga :
88,1 dB = 20 log
P
2 x 10-5 N/m2
Universitas Sumatera Utara
60
(88,1 dB/ 20)
= 2 x 10-5 N/m2 x 10
P
= 0.508 Pa
Dengan menggunakan persamaan yang sama menggunakan bantuan Software
Microsoft excel dilakukan perhitungan untuk nilai tekanan pada masing - masing
arah pengukuran dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm,
6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter, 3 meter, dan 5 meter. Kemudian
hasil perhitungan diplot ke dalam Tabel 4.6, Tabel 4.7, dan Tabel 4.8.
Tabel 4.6 Hasil perhitungan nilai tekanan suara pada jarak 1 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
1
2000
0.508
0.453
0.570
0.655
0.453
0.514
2
3000
0.647
0.577
0.718
0.805
0.570
0.625
3
4000
0.769
0.726
0.883
1.026
0.702
0.752
4
5000
0.883
0.824
1.026
1.191
0.815
0.863
5
6000
0.991
0.925
1.164
1.321
0.904
0.957
6
7000
1.125
1.026
1.337
1.535
1.002
1.062
No
Tabel 4.6 menunjukkan nilai tekanan di arah pengukuran X+, X-, Y+, Y-, Z+,
dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, dan
7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Tekanan suara tertinggi berada
di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000 rpm dan tekanan suara
terendah berada di arah sumbu X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Universitas Sumatera Utara
61
Tabel 4.7 Hasil perhitungan nilai tekanan suara pada jarak 3 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
1
2000
0.296
0.232
0.344
0.372
0.232
0.313
2
3000
0.352
0.279
0.428
0.502
0.296
0.381
3
4000
0.413
0.381
0.514
0.625
0.368
0.458
4
5000
0.474
0.433
0.590
0.726
0.423
0.526
5
6000
0.526
0.491
0.686
0.824
0.469
0.570
6
7000
0.583
0.538
0.805
0.946
0.514
0.647
No
Tabel 4.7 menunjukkan nilai tekanan di arah pengukuran X+, X-, Y+, Y-, Z+,
dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, dan
7000 rpm pada jarak 3 meter hasil perhitungan. Tekanan suara tertinggi berada
di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000 rpm dan tekanan suara
terendah berada di arah sumbu X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Tabel 4.8 Hasil perhitungan nilai tekanan suara pada jarak 5 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
(Pa)
1
2000
0.235
0.195
0.232
0.286
0.185
0.209
2
3000
0.276
0.232
0.289
0.352
0.230
0.252
3
4000
0.306
0.270
0.352
0.423
0.286
0.299
4
5000
0.344
0.310
0.404
0.545
0.321
0.344
5
6000
0.381
0.344
0.463
0.632
0.352
0.364
6
7000
0.418
0.386
0.538
0.718
0.390
0.413
No
Tabel 4.8 menunjukkan nilai tekanan di arah pengukuran X+, X-, Y+, Y-, Z+,
dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000 rpm, dan
7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Tekanan suara tertinggi berada
di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000 rpm dan tekanan suara
terendah berada di arah sumbu Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Universitas Sumatera Utara
62
4. Kecepatan Partikel Akustik
Kecepatan partikel akustik didefenisikan sebagai daerah gerakan partikel fluida
sebagai gelombang suara melewati material. Kecepatan partikel akustik diukur
untuk melihat pengaruhnya terhadap nilai kecepatan akustik udara. Setelah
didapatkan nilai tekanan suara pada masing-masing kondisi titik pengukuran
dapat dicari nilai kecepatan partikel akustik, pada (X+, 1 meter, 2000 rpm)
dengan Persamaan 2.2 berikut.
= Prms / Z0
u
= 0.508 Pa / 409,8 Pa-s/m
= 1,24 x
−
m/s = 0,00124 m/s
Dengan cara yang sama diperoleh nilai pada masing-masing kondisi pengukuran
yang diplot ke dalam Tabel 4.9, Tabel 4.10, dan Tabel 4.11.
Tabel 4.9 Hasil perhitungan nilai kecepatan partikel akustik pada jarak 1 meter.
No
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
1
2000
0.00124 0.00111 0.00139 0.00160 0.00111 0.00125
2
3000
0.00158 0.00141 0.00175 0.00197 0.00139 0.00153
3
4000
0.00188 0.00177 0.00216 0.00250 0.00171 0.00183
4
5000
0.00216 0.00201 0.00250 0.00291 0.00199 0.00211
5
6000
0.00242 0.00226 0.00284 0.00322 0.00221 0.00234
6
7000
0.00274 0.00250 0.00326 0.00375 0.00245 0.00259
Tabel 4.9 menunjukkan nilai kecepatan partikel akustik di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Kecepatan
partikel akustik tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran
7000 rpm dan kecepatan partikel akustik terendah berada di arah sumbu X- dan
Z+ dengan putaran 2000 rpm. Didapat nilai kecepatan partikel akustik sangat
kecil dibandingkan kecepatan akustik udara yang nilainya 346,1 m/s, sehingga
tidak terlalu mempengaruhi perubahan nilai kecepatan akustik udara.
Universitas Sumatera Utara
63
Tabel 4.10 Hasil perhitungan nilai kecepatan partikel akustik pada jarak 3 meter.
No
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
1
2000
0.00072 0.00057 0.00084 0.00091 0.00057 0.00076
2
3000
0.00086 0.00068 0.00104 0.00123 0.00072 0.00093
3
4000
0.00101 0.00093 0.00125 0.00153 0.00090 0.00112
4
5000
0.00116 0.00106 0.00144 0.00177 0.00103 0.00128
5
6000
0.00128 0.00120 0.00167 0.00201 0.00114 0.00139
6
7000
0.00142 0.00131 0.00197 0.00231 0.00125 0.00158
Tabel 4.10 menunjukkan nilai kecepatan partikel akustik di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 3 meter hasil perhitungan. Kecepatan
partikel akustik tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran
7000 rpm dan kecepatan partikel akustik terendah berada di arah sumbu X- dan
Z+ dengan putaran 2000 rpm. Didapat nilai kecepatan partikel akustik sangat
kecil dibandingkan kecepatan akustik udara yang nilainya 346,1 m/s, sehingga
tidak terlalu mempengaruhi perubahan nilai kecepatan akustik udara.
Tabel 4.11 Hasil perhitungan nilai kecepatan partikel akustik pada jarak 5 meter.
No
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
(m/s)
1
2000
0.00057 0.00048 0.00057 0.00070 0.00045 0.00051
2
3000
0.00067 0.00057 0.00071 0.00086 0.00056 0.00061
3
4000
0.00075 0.00066 0.00086 0.00103 0.00070 0.00073
4
5000
0.00084 0.00076 0.00099 0.00133 0.00078 0.00084
5
6000
0.00093 0.00084 0.00113 0.00154 0.00086 0.00089
6
7000
0.00102 0.00094 0.00131 0.00175 0.00095 0.00101
Tabel 4.11 menunjukkan nilai kecepatan partikel akustik di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Kecepatan
Universitas Sumatera Utara
64
partikel akustik tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran
7000 rpm dan kecepatan partikel akustik terendah berada di arah sumbu Z+
dengan putaran 2000 rpm. Didapat nilai kecepatan partikel akustik sangat kecil
dibandingkan kecepatan akustik udara yang nilainya 346,1 m/s, sehingga tidak
terlalu mempengaruhi perubahan nilai kecepatan akustik udara.
5. Intensitas Akustik
Nilai intensitas akustik pada (X+, 2000rpm, 1 meter) dapat dicari menggunakan
Persamaan 2.3 berikut.
= P2 /Pc
I
= (0,508 Pa)2 / 409,8 Pa-s/m
= 6,29 x
−
W/ �2
Kemudian diplot ke dalam Tabel 4.12, Tabel 4.13, dan Tabel 4.14 untuk nilai
pada kondisi pengukuran yang lainnya.
Tabel 4.12 Hasil perhitungan nilai intensitas akustik pada jarak 1 meter.
No
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(W/� ) (W/� ) (W/� ) (W/� ) (W/� ) (W/� )
1
2000
0.00063
0.00050
0.00079 0.00105 0.00050 0.00064
2
3000
0.00102
0.00081
0.00126 0.00158 0.00079 0.00095
3
4000
0.00144
0.00129
0.00190 0.00257 0.00120 0.00138
4
5000
0.00190
0.00166
0.00257 0.00346 0.00162 0.00182
5
6000
0.00240
0.00209
0.00331 0.00426 0.00199 0.00224
6
7000
0.00309
0.00257
0.00436 0.00575 0.00245 0.00275
Tabel 4.12 menunjukkan nilai intensitas akustik di arah pengukuran X+, X-, Y+,
Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000
rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Intensitas akustik
tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000 rpm dan
intensitas akustik terendah berada di arah sumbu X- dan Z+ dengan putaran 2000
rpm.
Universitas Sumatera Utara
65
Tabel 4.13 Hasil perhitungan nilai intensitas akustik pada jarak 3 meter.
No
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(W/� ) (W/� ) (W/� ) (W/� ) (W/� ) (W/� )
1
2000
0.00021 0.00013
0.00029
0.00034
0.00013
0.00024
2
3000
0.00030 0.00019
0.00045
0.00062
0.00021
0.00035
3
4000
0.00042 0.00035
0.00064
0.00095
0.00033
0.00051
4
5000
0.00055 0.00046
0.00085
0.00129
0.00044
0.00068
5
6000
0.00068 0.00059
0.00115
0.00166
0.00054
0.00079
6
7000
0.00083 0.00071
0.00158
0.00219
0.00064
0.00102
Tabel 4.13 menunjukkan nilai intensitas akustik di arah pengukuran X+, X-, Y+,
Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000
rpm, dan 7000 rpm pada jarak 3 meter hasil perhitungan. Intensitas akustik
tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000 rpm dan
intensitas akustik terendah berada di arah sumbu X- dan Z+ dengan putaran 2000
rpm.
Tabel 4.14 Hasil perhitungan nilai intensitas akustik pada jarak 5 meter.
N
X+
X-
Y+
(rpm)
(W/� )
(W/� )
(W/� )
(W/� ) (W/� )
(W/� )
1
2000
0.00013
0.00009
0.00013
0.00020
0.00008
0.00011
2
3000
0.00019
0.00013
0.00020
0.00030
0.00013
0.00015
3
4000
0.00023
0.00018
0.00030
0.00044
0.00020
0.00022
4
5000
0.00029
0.00023
0.00040
0.00072
0.00025
0.00029
5
6000
0.00035
0.00029
0.00052
0.00098
0.00030
0.00032
6
7000
0.00043
0.00036
0.00071
0.00126
0.00037
0.00042
No
Y-
Z+
Z-
Tabel 4.14 menunjukkan nilai intensitas akustik di arah pengukuran X+, X-, Y+,
Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm, 6000
rpm, dan 7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Intensitas akustik
tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000 rpm dan
intensitas akustik terendah berada di arah sumbu Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Universitas Sumatera Utara
66
6. Densitas Energi Akustik
Densitas energi akustik dapat dicari dengan Persamaan 2.4 berikut.
D = P2 /Pc2 = P2 /Z0 c
Untuk nilai pada (X+, 2000 rpm, 1 meter)
D = (0,508 Pa)2 / 409,8 Pa-s/m . 346,1 m/s
= 1,82 x
−6
J/m3 = 1,82 µJ/m3
Dengan menggunakan cara yang sama diplot hasil perhitungan kondisi
pengukuran yang lain ke dalam Tabel 4.15, Tabel 4.16, dan Tabel 4.17.
Tabel 4.15 Hasil perhitungan nilai densitas energi akustik pada jarak 1 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
1
2000
1.821
1.446
2.292
3.022
1.446
1.863
2
3000
2.953
2.346
3.633
4.574
2.292
2.756
3
4000
4.171
3.718
5.499
7.418
3.470
3.984
4
5000
5.499
4.789
7.418
10.007
4.680
5.252
5
6000
6.923
6.030
9.556
12.311
5.758
6.461
6
7000
8.918
7.418
12.598
16.607
7.084
7.949
No
Tabel 4.15 menunjukkan nilai densitas energi akustik di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Densitas
energi akustik tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran
7000 rpm dan densitas energi akustik terendah berada di arah sumbu X- dan Z+
dengan putaran 2000 rpm.
Universitas Sumatera Utara
67
Tabel 4.16 Hasil perhitungan nilai densitas energi akustik pada jarak 3 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
1
2000
0.617
0.380
0.832
0.978
0.380
0.692
2
3000
0.872
0.550
1.289
1.779
0.617
1.024
3
4000
1.203
1.024
1.863
2.756
0.956
1.480
4
5000
1.586
1.319
2.456
3.718
1.260
1.951
5
6000
1.951
1.699
3.313
4.789
1.550
2.292
6
7000
2.400
2.043
4.574
6.314
1.863
2.953
No
Tabel 4.16 menunjukkan nilai densitas energi akustik di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 3 meter hasil perhitungan. Densitas
energi akustik tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran
7000 rpm dan densitas energi akustik terendah berada di arah sumbu X- dan Z+
dengan putaran 2000 rpm.
Tabel 4.17 Hasil perhitungan nilai densitas energi akustik pada jarak 5 meter.
No
N
(rpm)
N (rpm)
X+
X-
Y+
Y-
Z+
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
(µJ/� )
1
2000
0.389
0.269
0.380
0.576
0.240
0.309
2
3000
0.537
0.380
0.589
0.872
0.372
0.447
3
4000
0.661
0.513
0.872
1.260
0.576
0.631
4
5000
0.832
0.677
1.149
2.091
0.725
0.832
5
6000
1.024
0.832
1.515
2.820
0.872
0.934
6
7000
1.231
1.048
2.043
3.633
1.072
1.203
Tabel 4.17 menunjukkan nilai densitas energi akustik di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Densitas
energi akustik tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran
Universitas Sumatera Utara
68
7000 rpm dan densitas energi akustik terendah berada di arah sumbu Z+ dengan
putaran 2000 rpm.
7. Kenaikan Temperatur Udara
Jika semua energi akustik (densitas) menyebar ke udara maka udara akan
mengalami kenaikan temperatur. Kenaikan temperatur didapatkan dari hasil bagi
densitas energi akustik terhadap kapasitas unit per volume udara yang
diasumsikan pada 25°C. Nilai kenaikan temperatur udara dapat dihitung
menggunakan Persamaan 2.5 berikut.
dT = D/pcp
Pada pengukuran (X+, 2000 rpm, 1 meter) nilainya adalah :
= 1,821 µJ/m3 / 1190,7 J/m3 °C
= 1,53 x
−9
°C
Sehingga dengan cara yang sama dicari nilai untuk kondisi pengukuran yang lain
dan diplot ke dalam Tabel 4.18, Tabel 4.19, dan Tabel 4.20.
Tabel 4.18 Hasil perhitungan nilai kenaikan temperatur udara pada jarak 1 meter.
No
N
(rpm)
X+ (°�)
X- (°�)
Y+ (°�)
Y- (°�)
Z+ (°�)
Z- (°�)
1
2000
1.53E-09
1.21E-09
1.93E-09
2.54E-09
1.21E-09
1.56E-09
2
3000
2.48E-09
1.97E-09
3.05E-09
3.84E-09
1.93E-09
2.31E-09
3
4000
3.50E-09
3.12E-09
4.62E-09
6.23E-09
2.91E-09
3.35E-09
4
5000
4.62E-09
4.02E-09
6.23E-09
8.40E-09
3.93E-09
4.41E-09
5
6000
5.81E-09
5.06E-09
8.03E-09
1.03E-08
4.84E-09
5.43E-09
6
7000
7.49E-09
6.23E-09
1.06E-08
1.39E-08
5.95E-09
6.68E-09
Tabel 4.18 menunjukkan nilai kenaikan temperatur udara di arah pengukuran
X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Kenaikan
temperatur udara tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan
putaran 7000 rpm dan kenaikan temperatur udara terendah berada di arah sumbu
X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm. Nilai kenaikan temperatur udara yang
Universitas Sumatera Utara
69
terjadi sangat kecil sehingga tidak terlalu mempengaruhi kondisi lingkungan di
sekitar pesawat tanpa awak.
Tabel 4.19 Hasil perhitungan nilai kenaikan temperatur udara pada jarak 3 meter.
N
No
(rpm)
X+ (°�)
X- (°�)
Y+ (°�)
Y- (°�)
Z+ (°�)
Z- (°�)
1
2000
5.18E-10
3.20E-10
6.99E-10
8.21E-10
3.20E-10
5.81E-10
2
3000
7.32E-10
4.62E-10
1.08E-09
1.49E-09
5.18E-10
8.60E-10
3
4000
1.01E-09
8.60E-10
1.56E-09
2.31E-09
8.03E-10
1.24E-09
4
5000
1.33E-09
1.11E-09
2.06E-09
3.12E-09
1.06E-09
1.64E-09
5
6000
1.64E-09
1.43E-09
2.78E-09
4.02E-09
1.30E-09
1.93E-09
6
7000
2.02E-09
1.72E-09
3.84E-09
5.30E-09
1.56E-09
2.48E-09
Tabel 4.19 menunjukkan nilai kenaikan temperatur udara di arah pengukuran
X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 3 meter hasil perhitungan. Kenaikan
temperatur udara tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan
putaran 7000 rpm dan kenaikan temperatur udara terendah berada di arah sumbu
X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm. Nilai kenaikan temperatur udara yang
terjadi sangat kecil sehingga tidak terlalu mempengaruhi kondisi lingkungan di
sekitar pesawat tanpa awak.
Tabel 4.20 Hasil perhitungan nilai kenaikan temperatur udara pada jarak 5 meter.
No
N
(rpm)
X+ (°�)
1
2000
3.27E-10
2.26E-10 3.20E-10 4.84E-10 2.02E-10
2.60E-10
2
3000
4.51E-10
3.20E-10 4.95E-10 7.32E-10 3.12E-10
3.75E-10
3
4000
5.55E-10
4.31E-10 7.32E-10 1.06E-09 4.84E-10
5.30E-10
4
5000
6.99E-10
5.68E-10 9.65E-10 1.76E-09 6.09E-10
6.99E-10
5
6000
8.60E-10
6.99E-10 1.27E-09 2.37E-09 7.32E-10
7.84E-10
6
7000
1.03E-09
8.80E-10 1.72E-09 3.05E-09 9.01E-10
1.01E-09
X- (°�)
Y+ (°�)
Y- (°�)
Z+ (°�)
Z- (°�)
Universitas Sumatera Utara
70
Tabel 4.20 menunjukkan nilai kenaikan temperatur udara di arah pengukuran
X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Kenaikan
temperatur udara tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan
putaran 7000 rpm dan kenaikan temperatur udara terendah berada di arah sumbu
Z+ dengan putaran 2000 rpm. Nilai kenaikan temperatur udara yang terjadi
sangat kecil sehingga tidak terlalu mempengaruhi kondisi lingkungan di sekitar
pesawat tanpa awak.
8. Level Kecepatan Bergertar Suara
Level kecepatan bergetar suara dapat dihitung dengan persamaan pada Tabel 2.2:
Lv
= 20log10(v/vref)
= 20log(1,24 x
= 141,868 dB
−
m/s/10 x
−9
nm/s)
Dengan menggunakan cara yang sama ditentukan nilai dari masing-masing
kondisi pengukuran dan diplot pada Tabel 4.21, Tabel 4.22, dan Tabel 4.23.
Tabel 4.21 Hasil perhitungan nilai kecepatan bergetar suara pada jarak 1 meter.
No
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
101.87 100.87 102.87 104.07 100.87
101.97
2
3000
103.97 102.97 104.87 105.87 102.87
103.67
3
4000
105.47 104.97 106.67 107.97 104.67
105.27
4
5000
106.67 106.07 107.97 109.27 105.97
106.47
5
6000
107.67 107.07 109.07 110.17 106.87
107.37
6
7000
108.77 107.97 110.27 111.47 107.77
108.27
Tabel 4.21 menunjukkan nilai level kecepatan bergetar suara di arah pengukuran
X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Level
kecepatan bergetar suara tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot)
dengan putaran 7000 rpm dan level kecepatan bergetar suara terendah berada di
arah sumbu X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Universitas Sumatera Utara
71
Tabel 4.22 Hasil perhitungan nilai kecepatan bergetar suara pada jarak 3 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
97.17
95.07
98.47
99.17
95.07
97.67
2
3000
98.67
96.67
100.37 101.77
97.17
99.37
3
4000
100.07
99.37
101.97 103.67
99.07
100.97
4
5000
101.27 100.47 103.17 104.97 100.27
102.17
5
6000
102.17 101.57 104.47 106.07 101.17
102.87
6
7000
103.07 102.37 105.87 107.27 101.97
103.97
No
Tabel 4.22 menunjukkan nilai level kecepatan bergetar suara di arah pengukuran
X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 3 meter hasil perhitungan. Level
kecepatan bergetar suara tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot)
dengan putaran 7000 rpm dan level kecepatan bergetar suara terendah berada di
arah sumbu X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Tabel 4.23 Hasil perhitungan nilai kecepatan bergetar suara pada jarak 5 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
95.17
93.57
95.07
96.87
93.07
94.17
2
3000
96.57
95.07
96.97
98.67
94.97
95.77
3
4000
97.47
96.37
98.67
100.27
96.87
97.27
4
5000
98.47
97.57
99.87
102.47
97.87
98.47
5
6000
99.37
98.47
101.07
103.77
98.67
98.97
6
7000
100.17
99.47
102.37
104.87
99.57
100.07
No
Tabel 4.23 menunjukkan nilai level kecepatan bergetar suara di arah pengukuran
X+, X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Level
kecepatan bergetar suara tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot)
Universitas Sumatera Utara
72
dengan putaran 7000 rpm dan level kecepatan bergetar suara terendah berada di
arah sumbu Z+ dengan putaran 2000 rpm.
9. Level Intensitas Kebisingan
Persamaan pada Tabel 2.2 digunakan untuk mencari nilai intensitas kebisingan.
Li = 10 Log(I/Iref)
Untuk (X+, 2000 rpm, 1 meter) nilainya adalah :
= 10 Log ( 6,29 x
= 87,99 dB
−
W/m2 /
− 2
W/m2 )
Sehingga dengan cara yang sama dicari nilai untuk kondisi pengukuran yang lain
dan diplot ke dalam Tabel 4.24, Tabel 4.25, dan Tabel 4.26.
Tabel 4.24 Hasil perhitungan nilai level intensitas kebisingan pada jarak 1 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
87.99
86.99
88.99
90.19
86.99
88.09
2
3000
90.09
89.09
90.99
91.99
88.99
89.79
3
4000
91.59
91.09
92.79
94.09
90.79
91.39
4
5000
92.79
92.19
94.09
95.39
92.09
92.59
5
6000
93.79
93.19
95.19
96.29
92.99
93.49
6
7000
94.89
94.09
96.39
97.59
93.89
94.39
No
Tabel 4.24 menunjukkan nilai level intensitas kebisingan di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Level
intensitas kebisingan tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan
putaran 7000 rpm dan level intensitas kebisingan terendah berada di arah sumbu
X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Universitas Sumatera Utara
73
Tabel 4.25 Hasil perhitungan nilai level intensitas kebisingan pada jarak 3 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
83.29
81.19
84.59
85.29
81.19
83.79
2
3000
84.79
82.79
86.49
87.89
83.29
85.49
3
4000
86.19
85.49
88.09
89.79
85.19
87.09
4
5000
87.39
86.59
89.29
91.09
86.39
88.29
5
6000
88.29
87.69
90.59
92.19
87.29
88.99
6
7000
89.19
88.49
91.99
93.39
88.09
90.09
No
Tabel 4.25 menunjukkan nilai level intensitas kebisingan di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 3 meter hasil perhitungan. Level
intensitas kebisingan tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan
putaran 7000 rpm dan level intensitas kebisingan terendah berada di arah sumbu
X- dan Z+ dengan putaran 2000 rpm.
Tabel 4.26 Hasil perhitungan nilai level intensitas kebisingan pada jarak 5 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
81.29
79.69
81.19
82.99
79.19
80.29
2
3000
82.69
81.19
83.09
84.79
81.09
81.89
3
4000
83.59
82.49
84.79
86.39
82.99
83.39
4
5000
84.59
83.69
85.99
88.59
83.99
84.59
5
6000
85.49
84.59
87.19
89.89
84.79
85.09
6
7000
86.29
85.59
88.49
90.99
85.69
86.19
No
Tabel 4.26 menunjukkan nilai level intensitas kebisingan di arah pengukuran X+,
X-, Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000
rpm, 6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Level
intensitas kebisingan tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan
Universitas Sumatera Utara
74
putaran 7000 rpm dan level intensitas kebisingan terendah berada di arah sumbu
Z+ dengan putaran 2000 rpm.
10. Level Densitas Energi
Persamaan pada Tabel 2.2 digunakan untuk mencari nilai level densitas energi.
�� = 10 Log (D/Dref)
Untuk (X+, 2000 rpm, 1 meter) nilainya adalah :
= 10 Log (1.821 x
= 62,6 dB
−6
J/m3 / 10-12 J/m3)
Sehingga dengan cara yang sama dicari nilai untuk kondisi pengukuran yang lain
dan diplot ke dalam Tabel 4.27, Tabel 4.28, dan Tabel 4.29.
Tabel 4.27 Hasil perhitungan nilai level densitas energi pada jarak 1 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
62.60
61.60
63.60
64.80
61.60
62.70
2
3000
64.70
63.70
65.60
66.60
63.60
64.40
3
4000
66.20
65.70
67.40
68.70
65.40
66.00
4
5000
67.40
66.80
68.70
70.00
66.70
67.20
5
6000
68.40
67.80
69.80
70.90
67.60
68.10
6
7000
69.50
68.70
71.00
72.20
68.50
69.00
No
Tabel 4.27 menunjukkan nilai level densitas energi di arah pengukuran X+, X-,
Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm,
6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Level densitas
energi tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000
rpm dan level densitas energi terendah berada di arah sumbu X- dan Z+ dengan
putaran 2000 rpm.
Universitas Sumatera Utara
75
Tabel 4.28 Hasil perhitungan nilai level densitas energi pada jarak 3 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
57.90
55.80
59.20
59.90
55.80
58.40
2
3000
59.40
57.40
61.10
62.50
57.90
60.10
3
4000
60.80
60.10
62.70
64.40
59.80
61.70
4
5000
62.00
61.20
63.90
65.70
61.00
62.90
5
6000
62.90
62.30
65.20
66.80
61.90
63.60
6
7000
63.80
63.10
66.60
68.00
62.70
64.70
No
Tabel 4.28 menunjukkan nilai level densitas energi di arah pengukuran X+, X-,
Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm,
6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 1 meter hasil perhitungan. Level densitas
energi tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000
rpm dan level densitas energi terendah berada di arah sumbu X- dan Z+ dengan
putaran 2000 rpm.
Tabel 4.29 Hasil perhitungan nilai level densitas energi pada jarak 5 meter.
N
X+
X-
Y+
Y-
Z+
Z-
(rpm)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
(dB)
1
2000
55.90
54.30
55.80
57.60
53.80
54.90
2
3000
57.30
55.80
57.70
59.40
55.70
56.50
3
4000
58.20
57.10
59.40
61.00
57.60
58.00
4
5000
59.20
58.30
60.60
63.20
58.60
59.20
5
6000
60.10
59.20
61.80
64.50
59.40
59.70
6
7000
60.90
60.20
63.10
65.60
60.30
60.80
No
Tabel 4.29 menunjukkan nilai level densitas energi di arah pengukuran X+, X-,
Y+, Y-, Z+, dan Z- dengan putaran 2000 rpm, 3000 rpm, 4000 rpm, 5000 rpm,
6000 rpm, dan 7000 rpm pada jarak 5 meter hasil perhitungan. Level densitas
energi tertinggi berada di arah sumbu Y- (arah knalpot) dengan putaran 7000
Universitas Sumatera Utara
76
rpm dan level densitas energi terendah berada di arah sumbu Z+ dengan putaran
2000 rpm.
Dari hasil pengukuran dan perhitungan parameter kebisingan, didapat nilai
tertinggi dan terendah pada masing-masing parameter seperti yang terlihat pada
Tabel 4.30 berikut ini.
Tabel 4.30 Nilai parameter kebisingan tertinggi dan terendah
No Huruf
1
2
3
4
5
6
7
8
Parameter Kebisingan
a
b
Sound pressure level
Tertinggi
Terendah
Kecepatan partikel
akustik
Tertinggi
Terendah
a
b
Intensitas akustik
Tertinggi
Terendah
a
b
a
b
Densitas energi akustik
Tertinggi
Terendah
Kenaikan temperatur
udara
Tertinggi
Terendah
Level kecepatan getar
suara
Tertinggi
Terendah
Level intensitas
kebisingan
Tertinggi
Terendah
a
b
Level densitas energi
Tertinggi
Terendah
a
b
a
b
a
b
Putaran
Mesin
Jarak
Nilai
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
1,535 Pa
0,185 Pa
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
0,00375 m/s
0,00045 m/s
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
0,00575 W/�2
0,00008 W/�2
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
16,607 µJ/�
0,240 µJ/�
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
1,39E-08 °�
2,02E-10 °�
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
111,47 dB
93,07 dB
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
97,59 dB
79,19 dB
YZ+
7000 rpm
2000 rpm
1 meter
5 meter
72,20 dB
53,80 dB
Arah
Universitas Sumatera Utara
77
Pada Tabel 4.30 terdapat nilai kebisingan tertinggi dan terendah dari nilai
pengukuran tingkat kebisingan dan parameter kebisingan hasil perhitungan. Arah
yang dimaksud pada Tabel 4.30 adalah arah tempat pengukuran dilakukan yang
berpusat pada motor penggerak. Arah Y- (arah knalpot) adalah arah dengan nilai
tertinggi pada setiap parameter kebisingan dan arah Z+ (arah ekor pesawat) menjadi
arah dengan nilai terendah pada setiap parameter kebisingan.
4.3
Kontur Kebisingan
Kontur kebisingan diperlukan untuk melihat kebisingan tertinggi dan
terendah berdasarkan jarak dan putaran mesin pada sumbu arah pengukuran dengan
jelas. Kontur kebisingan yang dibuat adalah kontur kebisingan pada jarak 1 meter,
3 meter, dan 5 meter pada putaran 2000 rpm, 5000 rpm, dan 7000 rpm karena
dianggap sudah mewakili pengukuran kebisingan yang dilakukan.
1. Jarak 1 meter
Gambar 4.1 Kontur kebisingan pada jarak 1 meter dengan putaran 2000 rpm.
Pada Gambar 4.1 terlihat bentuk kontur keb