Komponen Propeller Pada Pesawat Terbang

I.                   LATAR BELAKANG

Propeller merupakan sistem propulsi yang secara umum digunakan pada pesawat tanpa awak. Propeller mengubah tenaga mesin menjadi kekuatan aerodinamis. Bagian dari gaya ke depan adalah kekuatan dorong dan bagian yang bertindak dalam bidang rotasi adalah torsi propeller.

Propeller mempunyai banyak tipe, antara lain fixed pitch, ground adjustable picth, two position, controllable pitch, constant speed, full feathering, reversing dan beta control. Propeller terdiri dari dua atau lebih bilah yang terhubung ke porosnya. Setiap bilah adalah airfoil yang bertindak seperti sayap yang berputar karena faktor – faktor aerodinamika yang mempengaruhinya sama dengan airfoil.

Propeller berputar menciptakan tekanan rendah didepannya, seperti sayap yang membuat tekanan rendah diatasnya. Hanya tidak seperti sayap yang melaju rata, propeller ini bergerak lebih cepat diujung ketimbang dipangkalnya. Untuk mengatasinya sudut bilah dibuat berbeda antara pangkat dan ujungnya, maka bilah terlihat terpilin. Bilah seperti ini membuat sudut serang yang cukup rata dan thrustnya dekati seragam pada tiap titik. Dalam sebuah referensi yang kami dapat, pada penerbangan pesawat ringan biasanya digunakan propeller jenis fixed pitch dan constant speed.

II.                   TINJAUAN PUSTAKA

Propeller adalah salah satu bagian mesin yang berfungsi sebagai alat penggerak mekanik, misalnya pada pesawat terbang, kapal laut, hovercraft dan lain-lain. Baling-baling (propeller) ini memindahkan tenaga dengan cara merubah gaya putar dari baling-baling menjadi daya dorong untuk menggerakkan badan kapal dengan perantara massa air (kapal laut), massa udara (pesawat terbang), dengan memutar bilah-bilang yang bersumbu pada poros.

Dalam merancang baling-baling, performa maksimal dari pesawat untuk semua kondisi operasi dari lepas landas, memanjat, jelajah, dan kecepatan tinggi. Baling-baling dapat diklasifikasikan dalam delapan jenis umum sebagai berikut:

1.  Fixed Pitch

Sebuah baling-baling dengan sudut pisau tetap adalah baling-baling fixed-pitch. Pitch baling-baling ini diatur oleh pabrikan dan tidak dapat diubah. Karena baling-baling fixed-pitch mencapai efisiensi terbaik hanya pada kombinasi tertentu kecepatan udara dan rpm, pengaturan lapangan sangat ideal untuk tidak cruise atau memanjat. Dengan demikian, pesawat menderita sedikit dalam setiap kategori kinerja. The fixed-pitch baling-baling digunakan ketika berat badan rendah, kesederhanaan, dan biaya rendah diperlukan.

Ada dua jenis baling-baling fixed-pitch: pendakian dan kapal pesiar. Apakah pesawat memiliki pendakian atau baling-baling kapal pesiar dipasang tergantung pada tujuan penggunaannya. Pendakian baling-baling memiliki nada yang lebih rendah, sehingga kurang menarik. Hasil tarik kurang dalam rpm tinggi dan kemampuan tenaga kuda lebih banyak, yang meningkatkan kinerja selama lepas landas dan memanjat, namun menurunkan kinerja selama jelajah penerbangan.

Pelayaran baling-baling memiliki pitch yang lebih tinggi, karena itu lebih hambatan. Hasil tarik lebih di rpm rendah dan kemampuan tenaga kuda kurang, yang menurunkan kinerja selama lepas landas dan memanjat, tetapi meningkatkan efisiensi selama jelajah penerbangan.

Baling-baling ini biasanya dipasang pada poros, yang mungkin menjadi perpanjangan dari poros engkol mesin. Dalam hal ini, rpm baling-baling akan sama dengan rpm poros engkol. Pada beberapa mesin, baling-baling dipasang pada poros diarahkan ke crankshaft mesin. Pada tipe ini, rpm baling-baling berbeda daripada mesin.

Dalam baling-baling fixed-pitch, tachometer adalah indikator tenaga mesin. Tachometer A dikalibrasi dalam ratusan rpm dan memberikan indikasi langsung dari mesin dan baling-baling rpm. Instrumen adalah kode warna, dengan busur hijau yang menunjukkan rpm operasi maksimum kontinyu. Beberapa takometer memiliki tanda tambahan untuk mencerminkan mesin dan / atau keterbatasan baling-baling. Rekomendasi pabrikan harus digunakan sebagai acuan untuk mengklarifikasi kesalahpahaman tanda tachometer.

Rpm ini diatur oleh throttle, yang mengontrol aliran bahan bakar / udara ke mesin. Pada ketinggian tertentu, semakin tinggi pembacaan tachometer, semakin tinggi output daya mesin.

Ketika beroperasi meningkat ketinggian, tachometer mungkin tidak akan menampilkan daya output yang benar dari mesin. Misalnya, 2.300 rpm di 5.000 kaki menghasilkan tenaga kuda kurang dari 2.300 rpm di permukaan laut karena output daya tergantung pada kerapatan udara. Kerapatan udara menurun dengan meningkatnya ketinggian dan penurunan densitas udara (ketinggian kepadatan lebih tinggi) mengurangi output tenaga mesin. Sebagai perubahan ketinggian, posisi throttle harus diubah untuk mempertahankan rpm yang sama. Sebagai ketinggian meningkat, throttle harus dibuka lebih lanjut untuk menunjukkan rpm yang sama pada ketinggian yang lebih rendah.

Baling-baling ini dibuat dalam satu potong. Hanya satu pengaturan pitch adalah mungkin dan biasanya dua bilah baling-baling dan sering terbuat dari kayu atau logam.

a.       Baling-baling kayu

Baling-baling kayu yang digunakan hampir secara eksklusif pada pesawat pribadi dan bisnis sebelum Perang Dunia II Sebuah baling-baling kayu tidak dipotong dari blok yang solid tetapi dibangun dari sejumlah lapisan terpisah dari hati-hati dipilih setiap jenis kayu telah digunakan dalam pembuatan baling-baling, tapi yang paling memuaskan adalah birch kuning, gula mable, hitam cherry, walnut dan hitam. Penggunaan laminasi kayu akan mengurangi kecenderungan untuk baling-baling untuk warp. Untuk standar baling-baling kayu one-piece, 5-9 laminasi kayu terpisah sekitar 3/4 in tebal digunakan.

b.      Logam Baling-baling

            Selama 1940, baling-baling baja padat dibuat untuk penggunaan militer. Baling-baling modern yang dibuat dari kekuatan tinggi, perlakuan panas, paduan aluminium dengan menempa sebuah bar tunggal paduan aluminium dengan bentuk yang diperlukan. Logam baling-baling yang sekarang banyak digunakan dalam pembangunan baling-baling untuk semua jenis pesawat. Penampilan umum baling-baling logam mirip dengan baling-baling kayu, kecuali bahwa bagian umumnya lebih tipis.

2.  Ground Adjustable Pitch

Pengaturan lapangan hanya dapat diatur dengan alat di tanah sebelum mesin berjalan. Jenis baling-baling biasanya memiliki hub perpecahan. Sudut blade ditentukan oleh spesifikasi pesawat. The adjustable - Fitur lapangan memungkinkan kompensasi untuk lokasi lapangan terbang di berbagai ketinggian dan juga untuk variasi dalam karakteristik pesawat menggunakan mesin yang sama. Mengatur sudut blade oleh mengendurkan klem dan pisau diputar ke sudut yang diinginkan dan kemudian kencangkan klem.             Two-position Sebuah baling-baling yang dapat memiliki lapangan yang berubah dari satu posisi ke satu sudut lainnya oleh pilot sementara di penerbangan.               Controllable pitch: Pilot dapat mengubah pitch baling-baling dalam penerbangan atau saat operasi mesin dengan rata-rata mekanisme mengubah pitch yang dapat dioperasikan oleh hidrolik. Constant speed : konstan kecepatan baling-baling memanfaatkan hidrolik atau elektrik dioperasikan lapangan mengubah mekanisme yang dikendalikan oleh gubernur. Pengaturan gubernur disesuaikan dengan pilot dengan tuas rpm di kokpit. Selama operasi, kecepatan baling-baling konstan otomatis akan changs sudut blade untuk mempertahankan kecepatan mesin konstan. Jika tenaga mesin meningkat, sudut blade meningkat untuk membuat baling-baling menyerap daya tambahan sementara rpm tetap konstan. Pada posisi lain, jika tenaga mesin berkurang, sudut bilah akan menurun untuk membuat pisau menggigit kurang udara untuk menjaga rpm mesin tetap konstan. Pilot memilih kecepatan mesin yang dibutuhkan untuk semua jenis operasi tertentu. Sebuah baling-baling pesawat beroperasi sebagai sumber dorong yang bergerak pesawat ke depan. Ketika pesawat adalah stasioner dengan baling-baling berputar (di udara tenang), udara mengalir melewati terdepan sempit baling-baling. Ini adalah konfigurasi yang paling efisien karena kekuatan tarik pada baling-baling adalah yang terendah. Saat pesawat mulai bergerak maju, aliran udara mulai mendorong terhadap bagian depan, penampang yang lebih luas dari baling-baling, menciptakan hambatan besar. Sebuah baling-baling kecepatan konstan mampu memutar sepanjang sumbu terpanjang pisau untuk menggigit tajam udara sehubungan dengan pesawat, memungkinkan baling-baling untuk mempertahankan orientasi yang paling efisien untuk aliran udara di sekitarnya. Ini menyeimbangkan tradeoff bahwa baling-baling fixed-pitch harus membuat antara kinerja tinggi take-off dan kinerja pelayaran tinggi. Sudut dangkal serangan membutuhkan setidaknya torsi, tapi RPM tertinggi karena baling-baling tidak bergerak sangat banyak udara dengan setiap revolusi. Hal ini mirip dengan operasi mobil di gigi rendah. Ketika pengemudi mencapai kecepatan jelajah mereka akan memperlambat mesin sementara masih menghasilkan daya yang cukup untuk menjaga kendaraan bergerak. Hal ini dilakukan dalam sebuah pesawat dengan meningkatkan sudut serangan dari baling-baling. Ini berarti bahwa baling-baling bergerak lebih banyak udara per revolusi dan memungkinkan mesin untuk berputar lebih lambat sambil bergerak volume setara udara, sehingga menjaga kecepatan. Usaha pertama pada kecepatan konstan baling-baling baling-baling yang disebut penyeimbang yang didorong oleh mekanisme yang beroperasi pada gaya sentrifugal. Operasi mereka adalah identik dengan gubernur Watts digunakan untuk membatasi kecepatan uap dan mesin diesel besar. Mengimbangi A didirikan di dekat atau di dalam spinner, diadakan di oleh pegas. Ketika baling-baling mencapai RPM tertentu, gaya sentrifugal akan menyebabkan counterbalances ini untuk mengayunkan keluar, yang akan mendorong mekanisme yang memutar baling-baling ke lapangan curam. Ketika pesawat melambat, RPM akan menurun cukup untuk musim semi untuk mendorong counterweights kembali, bersekutu baling-baling ke dangkal lapangan. Dalam model-model baru dari kecepatan konstan baling-baling, minyak dipompa melalui poros baling-baling untuk mendorong pada piston yang mendorong mekanisme untuk mengubah pitch. Aliran minyak dan lapangan dikendalikan oleh seorang gubernur, yang terdiri dari speeder spring, bobot terbang, dan katup pilot. Ketegangan dari speeder semi diatur oleh tuas kontrol prop, yang menetapkan RPM. Gubernur akan mempertahankan bahwa pengaturan RPM sampai kondisi overspeed atau underspeed ada. Ketika kondisi overspeed terjadi, baling-baling mulai berputar lebih cepat daripada pengaturan RPM diinginkan. Ini akan terjadi saat pesawat turun dan meningkatkan kecepatan udara. Bobot terbang mulai menarik keluar akibat gaya sentrifugal yang selanjutnya kompres speeder spring. Seperti yang terjadi, piston bergerak maju memungkinkan katup pilot untuk membuka dan minyak mengalir dari bak oli ke hub. Peningkatan tekanan minyak akan meningkatkan pitch sudut baling-baling menyebabkan ia memperlambat kembali ke pengaturan RPM diinginkan. Ketika kondisi underspeed terjadi, seperti dalam mendaki dengan kehilangan kecepatan udara, justru sebaliknya terjadi. Kecepatan udara menurun yang menyebabkan baling-baling untuk memperlambat. Hal ini akan menyebabkan bobot terbang untuk bergerak ke dalam karena kurangnya dalam gaya sentrifugal dan ketegangan akan dirilis dari speeder spring. Karena ini terjadi, piston akan bergerak dalam arah yang berlawanan menyebabkan katup pilot untuk memungkinkan minyak mengalir dari hub kembali ke bak oli. Sudut pisau baling-baling sekarang akan menurun ke nada yang lebih rendah memungkinkan baling-baling untuk mempercepat kembali ke pengaturan RPM diinginkan. Proses ini biasanya berlangsung sering sepanjang penerbangan. Semua pesawat kinerja tinggi memiliki kecepatan konstan baling-baling karena mereka mampu meningkatkan efisiensi bahan bakar dan performa, terutama pada ketinggian tinggi. Sebuah unit kecepatan konstan (CSU) atau Gubernur baling-baling adalah perangkat dipasang ke salah satu baling-baling untuk secara otomatis mengubah lapangan sehingga dapat mencoba untuk menjaga kecepatan mesin konstan. Kebanyakan mesin menghasilkan daya maksimum mereka dalam sebuah band kecepatan sempit. CSU dapat dikatakan sebuah pesawat apa CVT adalah mobil motor: mesin dapat terus berjalan pada kecepatan optimal tidak peduli apa kecepatan pesawat terbang di udara. Munculnya CSU memiliki manfaat lain: itu memungkinkan para perancang mesin pesawat untuk menjaga sistem pengapian sederhana - otomatis percikan muka terlihat pada mesin kendaraan bermotor disederhanakan dalam mesin pesawat.             Tiga metode yang digunakan untuk memvariasikan lapangan. Tekanan oli engine adalah mekanisme yang biasa digunakan dalam pesawat komersial dan kontinental dan Lycoming mesin dipasang ke pesawat ringan. Kemungkinan lain atau tambahan bobot sentrifugal dapat terpasang langsung ke baling-baling seperti pada Yak-52. Mesin modern yang kecil seperti Rotax 912 yang memiliki CSU dapat menggunakan salah satu metode hidrolik tradisional atau mekanisme kontrol listrik lapangan. Seorang pilot memerlukan beberapa pelatihan tambahan dan, secara hukum, seorang signoff resmi sebelum diizinkan untuk menerbangkan pesawat dilengkapi dengan CSU. CSUs tidak diperbolehkan untuk dipasang ke pesawat bersertifikat di bawah Light-olahraga peraturan Pesawat Amerika Serikat.

III.                   PEMBAHASAN Sebuah mesin pesawat dirancang untuk beroperasi pada rentang yang relatif kecil putaran per menit (RPM). Hal ini karena baling-baling dibatasi oleh kecepatan rotasi. Kebanyakan pesawat mesin adalah "penggerak langsung". Penggerak langsung berarti baling-baling terhubung langsung ke mesin crankshaft. Kecepatan rotasi dari baling-baling pesawat dibatasi oleh kecepatan ujung pisau. Baling-baling Pesawat biasanya beroperasi dengan kecepatan ujung pisau mendekati kecepatan suara maksimal kekuasaan. Sebagai kecepatan ujung baling-baling mulai melebihi kecepatan suara, kebisingan meningkat sangat dan efisiensi (thrust) jatuh jauh. Biasanya ini batas mesin pesawat yang mendorong baling-baling langsung dari ujung poros engkol menjadi sekitar 2700 - 3000 RPM. Untuk mesin kecepatan (RPM) di atas kisaran ini, baik gearbox dipasang (Rotax, Lycoming "GO" seri dll) atau diameter baling-baling berkurang (mesin pesawat Jabiru dan mesin pesawat kecil lainnya). Pemasangan gearbox dapat menambah kompleksitas. Mengurangi diameter baling-baling membatasi jumlah dorong yang dapat diproduksi dan hanya cocok untuk mesin yang lebih kecil (biasanya kurang dari 130 HP). Dengan baling-baling lapangan tetap khas, RPM mesin yang dipilih dengan throttle. RPM hanya akan tetap konstan ketika kecepatan udara dan kerapatan udara tetap konstan. Keterbatasan ini berarti bahwa baling-baling lapangan tetap dapat benar-benar hanya dirancang untuk "naik" atau "cruise" atau suatu tempat di antara. Dengan baling-baling lapangan tetap, mesin RPM harus dikontrol oleh throttle seperti dalam kondisi penerbangan perubahan. Salah satu cara produsen pesawat mengatasi keterbatasan baling-baling lapangan tetap agar sesuai dengan perangkat yang disebut "Kecepatan Propeller Konstan" atau CSU. Dengan CSU, bilah-bilah baling-baling dapat diputar melalui berbagai yang memungkinkan pitch yang lebih rendah untuk pengaturan daya tinggi dan kasar lapangan untuk pengaturan daya pesiar. Perubahan sudut blade dibuat menggunakan minyak dari mesin dipompa melalui pompa khusus sering disebut gubernur. Gubernur adalah bagian dari CSU. Selama penerbangan, gubernur kecepatan-sensitif baling-baling otomatis mengontrol pisau sudut yang diperlukan untuk mempertahankan RPM konstan dari mesin. Tiga faktor cenderung bervariasi RPM mesin selama operasi.  Faktor-faktor ini kekuasaan, airspeed, dan kerapatan udara. Jika RPM ini tetap konstan, sudut blade harus bervariasi langsung dengan kekuasaan, langsung dengan kecepatan udara, dan berbanding terbalik dengan kerapatan udara. Gubernur menyediakan sarana yang baling-baling bisa menyesuaikan diri secara otomatis ke listrik bervariasi dan kondisi penerbangan sementara mengubah tenaga mesin ke dorong. A.    Pasukan Fundamental Tiga gaya fundamental yang digunakan untuk mengontrol sudut blade  ini kekuatan adalah: Saat memutar sentrifugal, gaya sentrifugal yang bekerja pada pisau berputar yang cenderung sama sekali kali untuk memindahkan pisau ke nada rendah. Tekanan mesin di sisi piston tempel, yang suplemen sentrifugal memutar saat menuju nada rendah. PropellerGubernur minyak di sisi kapal piston, yang menyeimbangkan dua kekuatan dan memindahkan pisau ke arah nada tinggi. B.    Kecepatan konstan Jika mesin didorong gubernur digunakan, baling-baling akan beroperasi sebagai CSU. Baling-baling dan kecepatan mesin akan dipertahankan konstan pada setiap pengaturan RPM dalam jangkauan operasi baling-baling. C.    Gubernur Operasi Pasokan Gubernur dan kontrol aliran minyak ke dan dari baling-baling. Mesin digerakkan Gubernur menerima minyak dari sistem pelumas mesin dan meningkatkan tekanan untuk yang diperlukan untuk mengoperasikan mekanisme lapangan berubah. Ini terdiri terutama dari: Sebuah pompa gigi untuk meningkatkan tekanan oli mesin dengan tekanan yang dibutuhkan untuk baling-baling operasi. Sebuah sistem katup yang mengatur tekanan beroperasi di gubernur. Sebuah katup pilot digerakkan oleh flyweights yang mengontrol aliran minyak melalui gubernur Para speeder semi menyediakan rata-rata dimana beban awal pada katup pilot dapat diubah melalui rak dan pengaturan katrol yang dikendalikan oleh pilot Gubernur mempertahankan keseimbangan yang diperlukan antara semua tiga kekuatan kontrol dengan metering ke,atau menguras dari, kapal sisi piston baling-baling untuk mempertahankan sudut pisau baling-baling untuk operasi kecepatan konstan.Gubernur beroperasi dengan cara flyweights yang mengontrol posisi dari katup pilot. Ketika RPM propeller masih di bawah gubernur yang diatur melalui speeder musim semi oleh pilot, kelas terbang gubernur bergerak ke dalam akibat gaya sentrifugal yang bekerja pada kurang kelas terbang dari pada kompresi speeder musim semi. Jika RPM propeller lebih tinggi dari pengaturan, kelas terbang akan bergerak ke luar karena kelas terbang memiliki kekuatan lebih sentrifugal daripada kompresi speeder musim semi. Selama bergerak kelas terbang dalam atau luar, katup pilot akan bergerak dan tekanan oli mesin langsung ke silinder baling-baling melalui poros baling-baling mesin. IV.                   KESIMPULAN Kesimpulan dari pembahasan di atas, yaitu: Pesawat ringan memiliki baling-baling fixed pitch atau constant speed, pada fixed pitch sudut bilah dipilih sesuai kebutuhan pemilik dan fungsi pesawatnya. Misalkan ingin bermanuver cepat maka pilihlah bilah yang bersudut kecil sebaliknya jika menginginkan kecepatan dan ketinggian pilihlah yang bersudut besar. Untuk memudahkan membayangkannya, bilah tetap (fixed pitch) bekerja seperti sepeda onthel mBah yang hanya punya satu gigi kayuh (onthelan) dan satu gigi roda. Dibanding dengan fixed pitch, constant speed lebih efisien. Sering disebut variable pitch karena penerbang bisa merubah sudut bilah untuk efisiensi. Keunggulan model bilah ini bisa merubah tenaga mesin menjadi dorongan sesuai dengan kombinasi RPM dan kecepatan. Constant speed bisa dibandingkan dengan sistem transmisi pada mobil, dimana putaran mesin dikonversi ke putaran roda sesuai dengan kebutuhan misalnya menanjak, menurun, jalan pelan atau cepat. V.                   DAFTAR PUSTAKA https://en.wikipedia.org/wiki/Constant_speed_propeller http://www.flightlearnings.com/2009/09/17/fixed-pitch-propellers/ http://aviation.wit.wikispaces.net/file/view/cs_prop_basics.pdf http://tasaero.com.au/downloads/Constant%20Speed%20Propeller%20operation.pdf Editor : ReY