OPTIMASI KINERJA PROPELAN KOMPOSIT PADAT BERBASIS BITUMEN (ASPAL BUTON) MELALUI VARIASI JENIS OKSIDATOR, DENSITAS, DAN RASIO NOSEL

Fauzan Affandi,S.Si, Dr. Ir. Bardi Murachman, SU., DEA.

2011 | Tesis | S2 Teknik Kimia

membuat propelan komposit padat yang Penelitian ini bertujuan untuk murah dan kompetitif dari bahan baku utama bitumen (aspal buton) yang terdapat di Indonesia. Selain itu, untuk mempelajari pelajari pengaruh variasi jenis oksidator, densitas propelan dan rasio diameter nosel terhadap kinerja propelan (impulse spesifik). Proses pembuatan propelan dalam penelitian ini menggunakan metode pelarutan (solvent method). Bitumen dilarutkan terlebih dahulu dengan heksana sebelum dicampurkan dengan oksidator dan aditif logam. Uji statik dilakukan untuk mengetahui kinerja dari propelan. Dari uji statik akan diperoleh beberapa parameter penting yang menunjukkan kinerja propelan yaitu gaya dorong rata-rata (F), dan hasil penghitungan Impulse spesifik (Isp). Kedua besaran ini merupakan parameter fisis yang cukup penting untuk keperluan perancangan roket. Untuk melakukan optimalisasi kinerja propelan maka dilakukan beberapa variasi meliputi: jenis oksidator, densitas propelan dan rasio diameter nosel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi operasi paling optimum untuk propelan komposit padat berbasis bitumen yaitu: propelan dengan oksidator campuran KClO4 dan KNO3 (rasio 1:1), densitas 1,900 gram/cm3 dan menggunakan nosel dengan rasio ekspansi Ae/A* 3,33 . Propelan ini memiliki nilai gaya dorong (thrust) rata-rata 14,082 N dan nilai impulse spesifiknya 277,0689 detik. Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya, propelan komposit padat harus memiliki range nilai impulse spesifik antara 200-300 detik. Sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa propelan hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai bahan bakar yang mampu menerbangkan roket.

This research aims to make a composite solid propellant which is cheap and competitive from bitumen as the main raw material (buton asphalt) that was found in Indonesia and also to study the influence of oxidizing types, the density of propellant and nozzle diameter ratio on the performance of propellant (specific impulse). Propellant is a mixture of fuel, oxidant and metal additive materials. Propellant manufacturing process in this study using the dissolution method. Bitumen was dissolved first with hexane before mixed with an oxidant and metal additive materials. Static test was carried out to determined performance of the propellant. From the static test will be obtained several important parameters which indicate the performance of propellant that is the average thrust (F), and the results of counting specific impulse (Isp). Both of these value are quite important physical parameters for the design of the rocket. To optimize the performance of propellant, some variations should be done, which are included: the type of oxidant, the density of propellant and nozzle diameter ratio. The results of this research showed that the optimum operating conditions for composite solid propellant-based bitumen is: with an oxidant mixture propellant KClO4 and KNO3 (1:1 ratio), density 1.900 gram/cm3 and use the nozzle expansion ratio Ae/A * 3.33. This propellant has a value of average thrust 14.082 N and spesific impulse value 277.0689 seconds. Based on the results of previous research, the composite solid propellant should have a range of specific impulse values between 200-300 seconds. It can be concluded that the propellant as the result of this study can be used as fuel that could make the rocket fly.

Kata Kunci : aspal buton, propelan komposit padat, impulse spesifik