Makalah Propulsi

PENDAHULUAN

Propeller adalah salah satu tipe propulsor yang paling banyak digunakan pada kapal. Banyak sekali pengembangan-pengembangan dan penelitian mengenai propeller. Yang awalnya hanya berupa fix pitch propeller yaitu propeller dengan derajat pitch yang sudah paten/tidak bisa dirubah hingga dikembangkan sampai mampu dirubah dengan sistem hidrolik. Ada juga tetap dengan menggunakan fix pitch propeller namun dapat diarahkan seperti kipas angin di rumah yang bergerak mengarahkan anginnya ke kanan dan ke kiri, bahkan mampu berputar hingga 360o, dengan kata lain tidak membutuhkan lagi daun kemudi untuk manuver kapal.

Meskipun pada zaman sekarang sudah banyak ditemukan macam-macam tipe propulsor selain propeller konvensional yang banyak dipakai seperti tipe propulsor water-jet, vertical axis propeller, dll. Namun penggunaan tipe propulsor propeller konvensional masih banyak digunakan hingga saat ini. Dikarenakan perencanaan yang lebih mudah, pembiayaan yang lebih murah, dan bisa digunakan pada seluruh kapal pada umumnya. Sedangkan tipe propulsor hasil pengembangan khusus seperti tersebut diatas lebih sering digunakan pada kapal-kapal khusus, terbatas dengan kondisi perairan, biaya perawatan dan perancangan lebih mahal, perencanaan lebih sulit.

Dalam makalah ini akan dijelaskan bagaimana menggambar sebuah propeller konvensional tahap demi tahap. Makalah ini dibuat juga demi menyelesaikan tugas mata kuliah propulsi. Dimana seluruh parameter telah ditetapkan oleh dosen pengajar mata kuliah tersebut. Dan dalam perhitungan gambar propeller ini menggunakan software Microsoft Excel (Ms. Excel) yang telah diberikan oleh dosen pengajar demi mempermudah dan mempercepat pengerjaan penggambaran propeller ini. Dan juga proses penggambaran menggunakan software AutoCAD, dalam makalah ini penulis menggunakan software AutoCAD 2009.

Semoga makalah ini bisa menjadi penuntas tugas mata kuliah proplusi dan bermanfaat bagi mahasiswa lain yang sedang mengerjakan tugas menggambar propeller. Penulis juga merasa tidak pernah luput dari kesalahan, karena manusia adalah tempatnya salah dan kebenaran hanyalah milik Allah SWT.

Jakarta, 17 Januari 2013

Penulis

Jurusan Teknik Sistem Perkapalan | Fakultas Teknologi Kelautan 1

BAB I

PERKENALAN

Pada bagian ini saya akan perkenalkan bagian-bagian dari gambar sebuah daun propeller. Diantaranya ada jari-jari propeller, center line, leading edge, trailing edge, back leading edge, face leading edge, back trailing edge, face trailing edge dan maximum line thickness agar mempermudah dalam proses penggambaran.

I.1. Jari-jari Propeller

Jari-jari propeller adalah jarak antara ujung terluar dari daun propeller samapai ke titik tengah propeller. Satuannya bisa milimeter atau meter.

I.2. Center Line

Center line adalah garis tengah dari daun propeller yang membagi propeller menjadi dua bagian yaitu leading edge dan trailing edge.

I.3. Leading Edge

Leading edge adalah bagian dari daun propeller yang berada di sebelah kanan ketebalan maksimum pada gambar propeller. Bagian ini merupakan bagian peling depan yang membelah aliran fluida ke bagian face dan back dari daun propeller.

I.4. Trailing Edge

Trailing edge adalah bagian bagian dari daun propeller yang berada di sebelah kiri kanan ketebalan maksimum pada gambar propeller. Bagian ini merupakan bagian paling akhir yang melewati aliran fluida. Bentuknya runcing pada ujungnya.

I.5. Back Leading Edge

Back leading edge adalah bagian daun propeller letaknya di punggung (back) atau bagian atas yang terletak pada bagian Leading edge.

I.6. Face Leading Edge

Face leading edge adalah bagian daun propeller letaknya di muka (face) atau bagian bawah yang terletak pada bagian Leading edge.

I.7. Back Trailing Edge

Back trailing edge adalah bagian daun propeller letaknya di punggung (back) atau bagian atas yang terletak pada bagian Trailing edge.


I.8. Face Trailing Edge

Face trailing edge adalah bagian daun propeller letaknya di muka (face) atau bagian atas yang terletak pada bagian Trailing edge.

I.9. Maximum Line Thickness

Maximum line thickness adalah garis yang menunjukkan ketebalan maksimum pada daun propeller di tiap-tiap ordinat.

Berikut merupakan gambar ilustrasi dari penjelasan diatas agar lebih mudah dipahami.



BAB II

INPUT DATA

Berikut merupakan data propeller yang akan digambar yang sudah ditentukan dari dosen pengajar :

Tipe Propeller : B4-55

Diameter : 4,00 m

Fa/F : 0,55

Dengan menggunakan parameter-parameter tersebut kita sudah bisa menggambar sebuah propeller.

Pertama yang harus dilakukan adalah membuka software Ms. Excel dan buka file perhitungan propeller yang telah diberikan dosen pengajar. Kemudian masukkan data propeller rancangan ke masing-masing cell yaitu masukkan diameter propeller di cell C1 dan Fa/F di cell C5.

Maka secara otomatis akan muncul angka-angka pada tabel yang telah ada. Angka-angka itu lah yang nantinya akan dipergunakan untuk menggambar propeller. Tabel-tabel yang terdapat dalam file tersebut diantaranya : Jarak garis bagi jari-jari, Center line ke Leading Edge, Center line ke trailing edge, Ketebalan maksimum blade tiap elemen, Jarak ordinat Tebal maksimum dari Leading Edge, Distribusi Pitch, Ordinat Back Trailing Edge, Ordinat Back Leading edge, Ordinat face Trailing Edge, Ordinat Face Leading Edge.



BAB III

PROSES PENGGAMBARAN

III. 1. Penggambaran Expanded Area

1. Pertama yang harus dilakukan adalah membuka software AutoCAD.

2. Ubah unit yang digunakan dengan cara ketik UNITS lalu tekan tombol ENTER. Maka akan muncul tampilan seperti gambar berikut.

lalu pilih satuan milimeter kemudian tekan OK.


3. Selanjutnya buat garis tegak keatas sebesar jari-jari propeller. Perlu diingat bahwa semua angka yang digunakan untuk menggambar dalam software AutoCAD adalah angka hasil skala dengan satuan milimeter yang berasal dari perhitungan Ms. Excel.

4. Lalu bagi garis tersebut menjadi 10 bagian dengan cara ketik DIV lalu tekan ENTER, kemudin klik garis tersebut lalu ketik 10 dan tekan ENTER. Namun sebelum melakukan perintah tersebut, sebaiknya rubah warna ke warna yang berbeda dengan garis tersebut agar tanda object snapnya terlihat dengan jelas.

5. Buat garis-garis ordinat yang memanjang kesamping dan memotong center line tersebut seperti gambar berikut.


6. Kemudian masukkan angka-angka dari Ms. Excel pada tabel Jarak center line ke Leading edge dengan cara menariknya dari center line ke sebelah kanan pada ordinat masing-masing. Contoh : pada tabel tersebut tercantum di ordinat 0,2 R besar jarak center line ke leading edge sebesar 112,827 mm. Maka tarik garis dari center line di ordinat 0,2 R ke kanan sebesar 112,827. Dan lakukan hal tersebut pada tiap-tiap ordinat maka akan tampak seperti gambar berikut.

7. Kemudian masukkan angka-angka dari tabel Jarak center line ke Trailing edge dari Ms. Excel. Caranya sama dengan no. 6, hanya saja garis yang ditarik kearah kiri dari center line. Dan lakukan tiap ordinat dengan angka yang dimiliki ordinat masing-masing. Maka akan tampil seperti berikut.


8. Lalu buat garis lengkung sepanjang ujung dari garis leading edge dan trailing edge di tiap ordinatnya. Gunakan perintah SPLINE atau bisa dengan mengetik SPL lalu tekan ENTER kemudian arahkan dan klik di ujung garisLeading dan Trailing edge tersebut. Maka akan tampil seperti berikut.

9. Kemudian buka Ms. Excel dan masukkan angka-angka dari tabel Jarak ordinat Tebal maksimum dari Leading Edge dengan cara menarik garis dari ujung garis leading edge di tiap ordinat ke arah kiri sebesar yang tertuang pada tabel.


10. Lalu buka kembali Ms. Excel dan masukkan angka-angka dari tabel Ketebalan maksimum blade tiap elemen dengan cara menarik garis ke atas dari ujung garis ketebalan maksimu dari leading edge yang baru saja dibuat. Maka akan tampil seperti berikut.

11. Dengan demikian telah tampak letak dari ketebalan maksimum pada daun propeller di masing-masing ordinat. Nampak bila semakin keatas maka ketebalan daun propeller semakin mengecil. Selanjutnya adalah membagi garis jarak ketebalan maksimum dari leading edge yang dibuat pada tahap no.9 menjadi 5 bagian. Caranya adalah dengan ketik DIV lalu Klik garisnya dan ketik 5 lalu tekan enter. Maka garis tersebut akan terbagi menjadi 5 bagian. Lalu berikan penomoran dengan satuan persen dimana titik ketebalan maksimum di tiap ordinat adalah 0% dan selanjutnya adalah 20%, 40%, 60%, 80%, 100%. Namun antara 80% dan 100% perlu disisipkan 90% dan 95%. Maka tarik garis antara ordinat 80% ke 100% dan tarik garis lagi dari tengah garis tersebut ke 100%. seperti gambar berikut pada ordinat 0,2 R.


Kemudian tarik garis pula sepanjang 0% ke kiri sampai ujung dari trailing edge. Kemudan lakukan pembagian yang sama yaitu menjadi 5 bagian dan kali ini tidak memerlukan ordinat 90% dan 95%. Maka akan nampak seperti ini.

12. Ulangi tahapan no. 11 untuk ordinat 0,3 R dan seterusnya, kecuali ordinat 1 R. Jika sudah selesai semuanya, maka akan terlihat seperti pada gambar dibawah.


13. Jika sudah seperti itu maka langkah selanjutnya adalah membentuk foil-foil di tiap ordinat. Buka Ms. Excel masukkan angka-angka dari tabel Ordinat Back Leading edge yang telah diskala dengan cara menarik garis keatas sebesar persenatse asing-masing dan di ordinat jari-jari masing-masing pada bagian Leading Edge yaitu sebelah kanan dari garis ketebalan maksimum yang berwarna biru. Gambarlah dengan menggunakan garis berwarna biru.

14. Selanjutnya buka kembali Ms. Excel dan sekarang lihat tabel Ordinat Face Leading Edge. Tarik garis keatas juga pada persentase masing-masing dan ordinat jari-jari dengan warna yang berbeda, misalnya merah.


15. Dengan begitu foil bagian Leading edge sudah beres. Sekarang buka Ms. Excel dan lihat tabel Ordinat Back Trailing Edge. Tarik garis keatas pula pada tiap persentase dan masing-masing ordinatjari-jari. Gunakan warna biru juga.

16. Kemudian lakukan hal sama juga pada tabel Ordinat face Trailing Edge. Tarik garis keatas dengan menggunakan warna merah.


17. Maka tampilan keseluruhan garis yang sudah ditarik keatas pada ordinat 0,2 R adalah sebagai berikut.

18. Selanjutnya maka tarik garis disetiap ujng-ujungnya dengan perintah SPLINE.


19. Selanjutnya berikan arsiran pada area bagian dalam dari foil itu dengan cara menggunakan perintah HATCH.


Pilih menu HATCH, Atur pattern ke ANSI31, klik OK.

lalu klik Add select object.


Klik garis spilen tadi kemudian tekan ENTER maka muncul lagi kotak dialog hatch kemudian klik OK.

Maka foil akan terarsis seperti gambar berikut.


20. Dengan begitu foil pada ordinat 0,2 R suda jadi. Langkah selanjutnya adalah ulangi tapah no. 13 sampai 19 pada ordinat selanjutnya. Maka akan tampak seperti berikut.

21. Tarik garis lengkung dengan perintah spline pada titik jarak ordinat tebal maksimum dari leading edge. Seperti berikut.


22. Berikan keterangan pada gambar seperti Leading edge, Trailing edge, Maximum Line Thickness, Center Line.

Dengan begitu gambar Expanded Area sudah selesai.


III. 2. Penggambaran Developed Area

1. Setelah gambar Expanded Area selesai, maka garis ordinat perlu diperpanjang kekiri seperti ini.

2. Kemudian buat garis memotong dari 1,0 R sampai memotong kebawah melewati 0 R. Garis ini akan berfungsi sebagai center line.


3. Buka Ms. Excel dan lihat tabel Distribusi Pitch.

Distribusi Pitch

r/R Konstanta (%D)Ordinat (mm) Skala

0,2 82,20%

358,643312

71,72866242

0,3 88,70%

387,003185

77,40063694

0,4 95,00%

414,490446

82,89808917

0,5 99,20%

432,815287

86,56305732

0,6 100,00%

436,305732 87,2611465

0,7 100,00%

436,305732 87,2611465

0,8 100,00%

436,305732 87,2611465

0,9 100,00%

436,305732 87,2611465

Tarik garis ke samping kiri dari center line di ordinat 0 R. Kemudian lanjutkan sampai ke ordinatnya. Contohnya, pada tabel terlihat pada ordinat 0,2 R distribusi pitch sebesar 71,728. Maka tarik garis dari center line di ordinat 0 R ke kiri sebesar 71,728 lalu tekan ENTER kemudian lanjutkan menarik garis sampai center line di ordinat 0,2 R. Lihat gambar berikut.

Kemudian tarik garis 90o dengan garis 2 pada gambar diatas. Letakkan garis tersebut pada ujung kanan garis 1. Lihat gambar berikut.


Lalu rapihkan garis 3 yang memotong center line dengan perintah TRIM.

4. Ulangi Tahap no. 3 untuk ordinat lainnya dan gunakan warna yang berbeda-beda tiap garisnya. Maka jika selesai semua akan tampak seperti ini.

5. Kali ini kita akan kembali lagi ke gambar Expanded Area. Copy garis 2 milik ordinat 0,2 R dan tempatkan pada ujung foil bagian trailing edge dan leading edge ordinat 0,2 R pula. Seperti pada gambar berikut.


Kemudian copy garis 3 milik ordinat 0,2 R dan tempatkan pada center line di ordinat 0,2 R pada gambar Expanded Area. Seperti pada gambar berikut.

Lalu teruskan ujung garis 3 tersebut sampai menyentuh garis 1 dengan mengunakan perintah EXTEND. dan rapihkan garis 1 yang berlebihan. Maka hasilnya akan seperti gambar berikut.


6. Ulangi Tahap no. 5 pada seluruh foil. Maka hasil akhirnya akan seperti berikut.

Lalu berikan tanda berupa huruf pada garis tersebut seperti gambar dibawah ini.


7. Jika sudah selesai, kita akan gunakan garis tersebut untuk membatu menggambar Developed Area. Dengan cara membuat lingkaran pada ujung 3 di developed area yang menempel dengan center line sebagai titik pusat lingkaran ke arah ordinat 0,2 R di center line sebagai ujung lingkarannya. Lihat gambar berikut.

Kemudan kita beralih ke gambar expanded area. buat dua lingkaran, yang pertama ukuran jari-jari lingkarannya sebesar panjang garis A dan sedangkan yang kedua ukuran jari-jari lingkarannya sebesar panjang garis B. Perhatikan gambar berikut.


Kita sebut lingkaran itu sebagai lingkaran 1.

Lalu lingkaran kedua itu kita sebut lingkaran 2.

Maka nampak dua lingkaran yang berbeda ukurannya. Selanjutnya pindahkan kedua lingkaran tersebut dengan pusatnya sebagai patokan ke centerline di ordinat 0,2 R pada gambar developed area. Lihat gambar berikut.


Jika sudah dipindahkan keduanya, akan tampak seperti berikut.

Kemudian kita akan membuat sebuah busur lingkaran yang merupakan perpotongan dari lingkaran awal yg kita buat dengan lingkaran 2 lalu menuju lingkaran 1. Gunakan perintah ARC dengan urutan Center, Start, End. Dengan Center adalah pusat lingkaran yang kita buat dari distribusi pitch ordinat 0,2 R sedangkan Startnya di perpotongan dengan lingkaran 2 dan End nya di perpotongan dengan lingkaran 1. Lihat gambar berikut.



Kemudian hapus ketiga lingkaran tersebut. Maka akan tersissa busur lingkaran saja. Lihat gambar berikut.

8. Ulangi Tahap no. 7 untuk ordinat lainnya hingga terbentuk seluruh busur lingkaran pada tiap ordinat.


9. Buat garis lengkung pada ujung busur lingkaran tersebut sampai bentuknya kira-kira sepprti ini.

Dengan begitu gambar Developed Area sudah selesai.


III. 3. Penggambaran Projected Area

Pada penggambaran Projected Area dilakukan hampir sama dengan cara penggambaran developed area.

1. Pertama buat lingkaran dengan pusatnya di center line pada ordinat 0 R dan ujungnya di ordinat 0,2 R.

Kemudian kita beralih ke gambar Expanded Area. Buat dua lingkaran, yang pertama ukuran jari-jarinya sebesar panjang garis C dan sedangkan yang kedua ukuran jari-jarinya sebesar panjang garis D.


Selanjutnya lingkaran itu kita sebut lingkaran 3.

Sealnjutnya lingkaran itu kita sebut lingkaran 4.

Maka pindahkan kedua lingkaran itu ke center line ordinat 0,2 R pada developed area dengan pusat lingkarannya sebagai patokannya. Tahap ini sama dengan tahap pembuatan developed area pada tahap no. 7. Maka akan terlihat seperti ini setelah dipindahkan.

Selanjutnya gunakan perintah ARC (Center, Start, End). Buat busur dengan pusatnya di pusat lingkaran awal yang kita buat tadi, kemudian titik startnya adalah


perpotongannya dengan lingkaran 4 dan titik End nya adalah perpotongannya dengan lingkaran 3. Lihat gambar berikut.


lalu hapus ketiga lingkaran tersebut dan akan tersisia busur lingkaranyang baru saja kita buat.

2. Ulangi tahap no.1 tersebut pada ordinat 0,3 R dan seterusnya. Maka akan nampak hasil sebagi berikut.


3. Buat garis lengkung di tiap ujung busur tersebut dan buat sampai kira-kira berbentuk seperti ini.

Setelah itu membuat lingkaran dengan pusat di ordinat 0 R pada center line sebesar garis 3 pada distribusi pitch.


Dengan begitu proses penggambaran Projected Area sudah selesai.

Tinggal menambahkan tanda/petunjuk pada gambar seperi tanda Projected Area, Developed Area, Distribution Pitch.


Dan yang terakhir adalah membuat tampilan lengkap dari propeller tersebut dengan cara copy gambar developed area dan projected area. Hapus garis-garis distribusi pitch kecuali yang lingkaran. Gunakan perintah Polar Array dengan jumlah 4 daun baling-baling.

Satukan seluruh gambar dalm satu lembar dan berikan tabel keterangan.


Documents

Makalah Propulsi