DESAIN SISTEM PROPULSI PENGANGKUTAN KARGO ANTARPULAU MENGGUNAKAN KAPAL UDARA

CHRISTOPHORUS BINTANG DANESWARA, Dr. Eng. Ir. Mohammad Kholid Ridwan, S.T., M.Sc., IPU., GP ; Gaguk Marausna S.T., M.Eng.

2024 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Kapal udara merupakan kendaraan udara yang mengandalkan gas lighter – than – air untuk menghasilkan gaya apung dibandingkan dengan pesawat konvensional yang menggunakan sayap. Gaya apung dihasilkan dari massa jenis gas angkat yang lebih rendah daripada massa jenis udara atmosfer. Untuk pergerakan atau mobilitas horizontal, diperlukan sistem propulsi atau sistem pendorong. Propeller dengan mesin turboprop merupakan sistem propulsi yang umum untuk kebutuhan mobilitas horizontal kapal udara.

Perhitungan koefisien gaya angkat, koefisien gaya hambat, efisiensi propeller, daya total yang dibutuhkan, serta parameter – parameter mesin turboprop seperti efisiensi kompresor dan efisiensi turbin dapat dilakukan dengan menggunakan software JBlade untuk analisis propeller dan CyclePad untuk melakukan analisis mesin propeller dengan memodelkan mesin tersebut sebagai siklus Brayton. Pada penelitian ini dilakukan pemilihan jenis airfoil berdasarkan rasio gaya angkat dan gaya hambat, perancangan geometri propeller, pemodelan mesin turboprop, dan analisis perhitungan penggunaan bahan bakar.

Berdasarkan hasil perancangan dan hasil simulasi, dibutuhkan empat propeller dengan kecepatan rotasi 1.500 rpm, radius propeller 1,5 m, dan nilai twist 5 derajat. Airfoil yang terpilih untuk bilah propeller adalah NACA 5412. Seluruh mesin turboprop perlu menyuplai daya total 4,61 MW dengan daya tiap propeller adalah 1,09 MW.

Airship is a vehicle that relies on lighter – than – air gas to produce lift compared to conventional plane that uses wings. Lift is produced because the lifting gas’ density is lower than the atmosphere. For horizontal mobility, propulsion system is needed. Propeller – turboprop engine is a common propulsion system for the mobility requirement of an airship. Calculations of lift coefficient, drag coefficient, propeller efficiency, total power needed, and the turboprop parameters for example pressure compression ratio, compressor efficiency, and turbine efficiency is being done with JBlade software for the airfoil selection and propeller analysis, while CyclePad software is used for the turboprop modelling with Brayton cycle and analysis. In this research, selection of airfoil based on the ratio of lift and drag, propeller geometry engineering, turboprop simulation, and the analysis for the fuel usage. Based on the engineering and simulation results, four propellers with 1.500 rpm of rotational speed, 1,5 m of propeller radius, and 5o twist. The selected blade’s airfoil is NACA 5412. All turboprop engine should be able to supply 4,61 MW of power in total and a minimum of 1,09 MW on each propeller. 

Kata Kunci : Kapal udara, sistem propulsi, propeller, turboprop, airfoil, siklus Brayton