STUDI NUMERIK PROPELLER PESAWAT TANPA AWAK UNTUK MISI VERTICAL TAKE-OFF LANDING
Nicholas Stanley, Ir. Muhammad Agung Bramantya, ST., MT., M.Eng., Ph.D., IPM., ASEAN Eng.
2023 | Skripsi | TEKNIK MESIN
Pesatnya perkembangan
teknologi Unmanned Aerial Vehicle (UAV) telah menyebabkan munculnya
drone Medium Altitude Long Endurance (MALE), yang menawarkan waktu
terbang yang lama dan peningkatan kemampuan operasional. Penelitian ini
berfokus pada desain dan optimalisasi baling-baling yang dibuat khusus untuk
UAV MALE, dengan tujuan meningkatkan kinerja, daya tahan, dan efisiensi
penerbangan secara keseluruhan.
Studi dimulai dengan
analisis persyaratan aerodinamis dan karakteristik operasional drone MALE. Ketinggian
yang diinginkan, muatan dan kendala aerodinamis dijadikan sebagai pertimbangan
utama dalam penelitian. Digunakannya simulasi dinamika fluida komputasi (CFD),
dampak dari berbagai parameter desain baling-baling pada metrik kinerja seperti
gaya dorong dan koefisien dorong diselidiki.
Penelitian ini mengkaji berbagai aspek desain baling-baling, termasuk bentuk sudut, distribusi pitch, dan panjang chord, dengan tujuan mencapai penghasilan gaya dorong yang optimal. Geometri sudut baling-baling dapat ditingkatkan secara sistematis menggunakan perhitungan berdasarkan teori-teori aerodinamika dan blade element momentum theory (BEMT) untuk merancang dalam batasan yang ditentukan.
Hasil penelitian ini
diharapkan dapat memberikan kontribusi bagi kemajuan teknologi UAV MALE dengan
memberikan informasi berharga dalam perancangan dan optimalisasi baling-baling.
Desain baling-baling yang dipersingkat dimaksudkan untuk meningkatkan kinerja
penerbangan, daya tahan dan keandalan UAV MALE, sehingga memungkinkan durasi
misi yang lebih lama, peningkatan muatan, dan peningkatan kemampuan operasional
untuk berbagai macam aplikasi, termasuk pengawasan, verifikasi, dan pemantauan
lingkungan.
The rapid development of unmanned aerial vehicle (UAV)
technology has led to the emergence of Medium Altitude Long Endurance (MALE)
drones, which offer extended flight durations and enhanced operational
capabilities. This research focuses on the design and optimization of
propellers specifically tailored for MALE UAVs, aiming to improve overall
flight performance, endurance, and efficiency. The study begins with an analysis of the aerodynamic
requirements and operational characteristics of MALE drones. Key considerations
include the desired altitude range, payload capacity, and aerodynamic
constraints. Through computational fluid dynamics (CFD) simulations, the study
examines the impact of different propeller design parameters on performance
metrics such as thrust and thrust coefficient. The research explores various propeller design
aspects, including blade shape, twist distribution, and chord length, aiming to
achieve optimal thrust generation. Propeller blade geometries are
systematically optimized using calculation based on aerodynamic theories and
blade element momentum theory (BEMT) to identify the designs within the given
constraints. The outcomes of this
research are expected to contribute to the advancement of MALE UAV technology
by providing valuable insights into the design and optimization of propellers.
The optimized propeller designs aim to enhance the flight performance,
endurance, and efficiency of MALE UAVs, thereby enabling extended mission
durations, increased payload capacities, and improved overall operational
capabilities for a wide range of applications including surveillance,
reconnaissance, and environmental monitoring.
Kata Kunci : UAV, MALE, Propeller, CFD, Blade Element Momentum Theory