Teknologi pesawat tanpa awak

1. DIVISI RACING PLANE
LAPORAN KEMAJUAN
KONTES ROBOT TERBANG INDONESIA 2019
KEMENTRIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FIRNAS AERO TEAM
UNIVERSITAS MUHAMMDIYAH YOGYAKARTA
2019

2. i
LEMBAR PENGESAHAN
KONTES ROBOT TERBANG INDONESIA 2019
Nama Tim : FirnasAeroTeam
Nama Divisi : RacingPlane
Institusi : UniversitasMuhammadiyahYogyakarta
Mengetahui,
Dosen Pembimbing
Krisdiyanto, S.T., M.Eng.
NIK: 19890803201712123105
Yogyakarta, 1 Agustus 2019
Ketua Tim
Tri Andi Nugroho
NIM: 20160130129
Menyetujui,
Wakil Rektor Bidang Kemahasiswaan, Alumni, dan AIK
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Hilman Latief, M.A., Ph.D
NIK: 19750912200004113033

3. ii
DATA KELOMPOK
1. Nama Kelompok : FirnasAeroTeam
2. PerguruanTinggi : UniversitasMuhammadiyahYogyakarta
3. Kabupaten/Kota : Bantul
4. Provinsi : Daerah IstimewaYogyakarta
5. SingkatanNamaPerguruanTinggi : UMY
6. Data KetuadanAnggotaKelompok
Data KetuaKelompok:
a) Nama : Tri Andi Nugroho
b) Nomor IndukMahasiswa : 20160130129
c) Tahun masukPerguruanTinggi : 2016
d) JenisKelamin : Laki-laki
e) Jurusan/ProgramStudi : TeknikMesin
f) Fakultas : Teknik
g) KRTIyang pernahdiikuti sebagai peserta : -
h) Pasfoto :
i) Scan kartu mahasiswa :
j) No HP : 081221958495
k) E-mail : triandi987@gmail.com

4. iii
Data Anggota1 :
a) Nama : FaizZainur Alim
b) Nomor IndukMahasiswa : 20160130129
c) Tahun masukPerguruanTinggi : 2016
d) JenisKelamin : Laki-laki
e) Jurusan/ProgramStudi : TeknikMesin
f) Fakultas : Teknik
g) KRTIyang pernahdiikuti sebagai peserta : -
h) Pasfoto :
i) Scan kartu mahasiswa :
j) No HP : 085729547000
k) E-mail : zainuralim@gmail.com
Data Anggota2
a) Nama : Irfan Arfiyanto
b) Nomor IndukMahasiswa : 20160130154
c) Tahun masukPerguruanTinggi : 2018
d) JenisKelamin : Laki-laki
e) Jurusan/ProgramStudi : TeknikMesin
f) Fakultas : Teknik

5. iv
g) KRTIyang pernahdiikuti sebagai peserta : -
h) Pasfoto :
i) Scan kartu mahasiswa :
j) No HP : 088216342721
k) E-mail : irfanarfi24@gmail.com
7. Data PembimbingKelompok
a) Nama : Krisdiyanto,S.T.,M.Eng.
b) Nomor IndukPegawai : 19890803201712123105
c) Jurusan/ProgramStudi : TeknikMesin
d) Fakultas : Teknik
e) No HP : 089637281111
f) E-mail : krisdiyanto@umy.ac.id

6. v
DESKRIPSI WAHANA DAN SISTEM
Nama Tim : Firnas Aero Team
Nama Universitas : Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Foto wahana dan Sistem :
Gambar 1 Pesawat Firnas
Data Umum
- Berat total wahana : 1392 gram
- Dimensi wahana
Panjang keseluruhan : 101 cm
Bentang sayap : 125 cm
Luas sayap : 2384,64 cm2
- Daya motor : 664 watt(maxpower)
- Propeeller(diameter X pitch) : 9 x 6

7. vi
KATA PENGANTAR
Bismillaahirrhmaanirrahiim
Puji syukurkitapanjatkankehadiratAllahSWT yang telah melimpahkan rahmat
sertahidayahnyasehinggakami dapatmenyelesaikan Laporan Kemajuan Kontes Robot
Terbang Indonesia (KRTI) 2019 dengan baik meskipun banyak kendala. Kami juga
berterimakasihkepadaBapakKrisdiyantoS.T,M.Eng.selaku dosen pembimbing Firnas
Aero Team yang telah membimbing dan mengarahkan dalam ajang KRTI ini.
Kami juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
mendukung Firnas Aero Team dalam ajang KRTI 2019 yang diselenggarakan oleh
KEMENRISTEK DIKTI dan Universitas Negeri Surabaya (UNESA) sebagai tuan rumah.
Laporan kemajuan ini kami susun bertujuan untuk melengkapi persyaratan
seleksi tahap 2 Kontes Robot Terbang Indonesia 2019 yang akan diselenggarakan pada
tanggal 1-6 Oktober 2019. Laporan ini juga sebagai tolok ukur kesiapan Firnas Aero
Team dalammengikuti KRTI2019. Kami berharapdalampenulisanlaporankemajuan ini
dapat dijadikan sebagai bahan evaluasi Firnas Aero Team apabila lolos ke tahap
berikutnya dalam ajang Kontes Robot Terbang Indonesia KRTI 2019.
Yogyakarta,1 Agustus2019
Penyusun

8. vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN..................................................................................................i
DATA KELOMPOK.........................................................................................................ii
DESKRIPSI WAHANA DAN SISTEM.................................................................................. v
KATA PENGANTAR....................................................................................................... vi
DAFTAR ISI................................................................................................................. vii
I. PENDAHULUAN .................................................................................................... 1
II. ISI LAPORAN......................................................................................................... 2
A. Deskripsi perancangan wahana dan sistem......................................................... 2
B. Rancangan Rujukan dan Innovasi....................................................................... 3
C. Perubahan desain ............................................................................................. 4
III. TINGKAT KOMPONEN DALAMNEGERI (TKDN) .................................................... 6
IV. PENUTUP.......................................................................................................... 7

9. 1
I. PENDAHULUAN
Teknologi penerbangan dan antariksa merupakan salah satu pencapaian
tertinggi ilmu pengetahuan dan teknologi bagi negara-negara maju. Hanya segelintir
negarayang mampumenguasai teknologi ini,sehingga negara lain akan merasa hormat
dan segan. Indonesia sebagai negara kepulauan dan sekaligus negara maritim yang
besar dan luas sudah sepatutnya memiliki kemandirian dalam penguasaan teknologi
kedirgantaraan. Oleh sebab itu diperlukan upaya terus menerus untuk mewujudkan
kemandiriantersebut,salahsatunya melalui usaha menumbuh-kembangkan rasa cinta
teknologi penerbangan sejak dini. Saat ini Kementerian riset dan teknologi perguruan
tinggi sedang menggadakan perlombaan Kontes Robot Terbang Indonesia atau biasa
disebut KRTI.
KRTI 2019 melombakanempatdivisi yaituDivisi Racing Plane (RP) sebagai entry
level, Divisi Fixed-Wing (FW) sebagai middle level dan real application, Divisi Vertical
Take-off and Landing (VTOL) sebagai advanced level untuk pengembangan teknologi,
dan Divisi Technology Development (TD) sebagai konsep pengembangan teknologi
pesawat tanpa awak. Firnas Aero Team dari Aerogear UMY tahun ini berkesempatan
untuk mengikuti dalam kategori Divisi Racing Plane.
Divisi Racing Plane bertemakan F.A.T (Fast AndonTrack), tercepat dan pada
lintasan. Salah satu kemampuan dasar wahana terbang type fixed-wing adalah dapat
lepaslandas pada area yang terbatas, terbang cepat mencapai lokasi yang diinginkan
secara aman,akurat pada lintasanyangdiinginkandandapatkembali untuk mendarat
dengan selamat. Misi-misi khusus seperti pertolongan dan pertahanan memerlukan
wahana terbang yang memiliki kemampuan terbang cepat ini. Namun, performa
tersebut biasanya harus dibayar dengan tingkat konsumsi energi yang besar. Divisi
Racing Plane memberikantantanganuntukmerancang,membuat dan menerbangkan
wahanaterbangfixed wing yangdapat terbangcepatpada lintasannyanamun dengan
memperhatikankualitasrancangandanpembuatannyaagarkonsumsi energinyatetap
efisien.
Pembelajaranyang didapatdari kontes sebelumnya ialah terdapat kesalahan
pada sistem yang menyebabkan pesawat delay dari respon yang diberikan.
Penanggulangan hal tersebut untuk saat ini memulai riset lebih awal pada sistem
kendali dan flight controller.

10. 2
II. ISILAPORAN
A. Deskripsi perancangan wahanadansistem
Pesawat firnas dirancang dengan tipe high wing dan menggunakan airfoil jenis
mh27. Airfoil ini dipilih karena memiliki rasio L/D atau ft per drag yang kecil sehingga
cocok untuk pesawatdengan kategori sportatauhigh speed.Pesawatini memiliki desain
sederhanadenganmaterial perpaduan antara plywood, fiberglass 1.4 oz, polyfoam dan
hard foam.
Gambar 2. Airfoil
Hardfoammerupakanmaterial yang dipilihkarenamemiliki massa yang ringan.
Wing pesawat dibuat dengan material tersebut, selain itu ditananamkan triplek yang
sudah dibentuk sesuai airfoil serta spar carbon hollow berukuran 8mm. Penambahan
spar carbon hollow bertujuan agar tidak terjadi defleksi saat pewasat diterbangkan.
Elevator dan rudder menggunakan bahan polyfoam dan hard foam dengan
menanamkancarbon strip untuk penguat strukturnya. Dalam meningkatkan ketahanan
dan kekuatan kami melapisi seluruh bagan dengan menggunakan fibercloth1.4 oz
denganmenggunakanresinepoxy.Pada bagiandalamfuselagekami membagi menjadi
beberapasegmenyangbertujuanuntukmemudahkanpeletakankomponen-komponen
elektronik berupa receiver, telemtry, ESC (Electronic Speed Control) dan FC (Fligh
Controller).
Flight Controller yang digunakan ialah APM Arducopter sebagai pengendali
penerbanganAutopilotpadawahana.APMmendapat supplay powerdari power modul.
APM akan membagi power menjadi 5V yang digunakan untuk telemetry, GPS dan
reciever. Pada ESC (electronic speed control),APMArducopterhanyamengirimkansinyal
untukpowermotor sendiri yang berasal dari baterai lithium polimer yang sama. Prinsip
kerjanya FC akan di program menggunakan komputer sebelum di terbangkan.
Pemrogramanini dilakukanmelalui telemetri. Telemetri ground akan terhubung ke PC
(Personal Computer) dan air telemetri akan terhubung ke APMArducopter.

11. 3
APMArducoptersebagai flightcontrollersebelumdioperasikan perlu dilakukan
kalibrasi armada berupa GPS, gyrometer dan accelero meter. Flight controller akan
merimasemuaintruksi yang telah diprogram pada ground station yaitu mode stabilize,
auto dan loiter. Pesawat akan takeoff menggunakan mode stabilize, dimana pilot akan
menerbangkanpesawatmenggunakanradiocontrol.Padasaatini pilot sedikit terbantu
karena penggunaan mode stabilize untuk menyeimbangkan gerakan pesawat. Sinyal
yang dikirimkan transmiter akan diterima oleh receiver kemudian data tersebut diolah
pada APMArducoptersebelumdi teruskan ke aktuator. Pada saat mencapai batas yang
telahditentukanmakamode akandiubahmenjadi autopada mode ini APMArducopter
sangat berperan penting terhadap kondisi pesawat. APM Arducopter akan membaca
dan mengolah data seperti ketinggian, sudut picth, rolldanyaw. APMArducopter akan
mengirimkansinyal sedemikianrupake aktuatorsehinggapesawatakanbergeraksesuai
dengan koordinat GPS yang sudah di tentukan di awal sebelum melakukan
penerbangan.
B. Rancangan RujukandanInovasi
Perancanganpesawatfirnasmerujukpada pesawat jenis RC pylonrace. Pesawat
tersebut merupakan pesawat yang diperlombakan untuk beradu kecepatan pada
lintasan yang telah ditentukan. Spesifikasi teknis pada pesawat jenis ini memiliki
bentang sayap 1270mm dan maksimal 1320mm denganchord yang relatif konstan.
Penggerak pada pesawat ini menggunakan enginedengan ketentuan maksimal 7,5cc.
Bahan pembuatnya pada umumnya menggunakan kayu balsa.
Gambar3. Pesawat model RC pylon
Pada pesawatfirnasbahanutamayangdigunakanialahhardfoam.Bahaninikami
pilihkarenamemiliki massayangringan,yangdilapisi denganfibercloth1.4oz pada
seluruhpermukaanluaryangbertujuanmeningkatkan ketahanan.Konseppesawat

12. 4
dengantypehigh wing sertapemilihanairfoilmh27denganstabiloT stab yangmampu
menunjangkecepatansertaaerodinamik. Di sampingitudayayangdiberikanbaterai
kepadamotorsemakinminimal.sehinggadapatmemikanpenggunaandaya.
Pesawat Ibnu firnasracingplane diterbangkan secara kendali semi automatis
dalam menjalankan misi. Pada saat pesawat lepas landas kita menggunakan manual
kemudian ketika sudah mencapai kondisi yang cukup akan diubah ke dalam mode
auto.Kendali otomatisdi sini dilakukanhanyadenganmenekansatutombol saja pada
Remote. Pada mode automatis ini pesawat akan terbang sesuai kordinat yang telah
ditentukanpadagroundstation.Kemudian setelah pesawat menyelesaikan misi akan
dikembalikan kepada mode manual untuk melakukan pendaratan. Pesawat ini juga
dilengkapi dengan sistem fail savedimana pesawat akan dirancang untuk dapat
kembali keposisi awal returntolaunchatau returntohome.
C. Perubahandesain
Dalamprosespembuatanyangmenyesuaikandenganbahandanpengujianpada
pesawatfirnas terdapatperubahandimensipadapesawatsertaperubahandesainpada
launcher.
D. Pesawat rancangan
- Gambar teknikpesawat(terlampir-1)
- Fotowahana
Gambar 4. Foto wahana

13. 5
E. Launcher
Mekanisme dansitem launcher
Mekanisme dan sistem pada launche rmenggunakan prinsip pada
ketapel.Sistemlauncheryangkami aplikasikandengan mengaitkan tali bungee
dengantuaspedal yangtelah dirangkai padaujunglauncherdengan pasak yang
ditancapkan ditanah yang berjarak 3 meter dari tuas pedal. Dengan itu tali
bungee merentang dan menghasilkan gaya pegas. Sebelumnya tali tersebut
sudahdikaitkandenganbadanpesawat. Pegasakandiregangkansehingga akan
menghasilkan energi potensial dan energi gerak. Mekanisme launcher ini
menggunakan prinsip gaya pegas yang disebabkan perentangan tali bungee.
Perentangantali ditahan dengan menggunakan tuas pengait yang diletakan di
bagian belakang.Tuas tersebut digunakan untuk melepaskan tali sehingga
pesawat dapat terlontar atau meluncur kedepan dengan energi yang cukup
besar.
Gambar 5. launcher

14. 6
F. Spesifikasi wahana
Variabel Spesifikasi Satuan Besaran
Berat
Berat TakeOff gram 1392
Berat Airframe gram 415
Berat Sistem(motorlistrik,controller,servo,
receiver,dll) gram 404
Berat Baterai gram 249
Dimensi
PanjangKeseluruhan cm 101
BentangSayap cm 125
Luas sayap cm2 2384,64
Propulsi
Tipe Motor Listrik Brushless
Daya Wattt 664 (maxpower)
Propeller(diameterx pitch) 9 x 6
Jumlahcell baterai 4
Kapasitasbaterai mAh 2200
Produksi
TeknikProduksi Manual
Material utama digunakan Hardfoam
Material lainya
Fibercloth 1.4 oz, kayu
balsa, triplek, carbon tube,
carbon strip
Elektronik
Merk dan tipe autopilot Arducopter APM2.6
Merk dan tipe telemetri
Long RangeTelemetry
(SBT 100-433)
Daya pemancartelemetri mW 100
Frekuensi telemetri MHz 433
III. TINGKATKOMPONEN DALAMNEGERI (TKDN)
Pesawat firnas dalam proses pembuatan menggunakan beberapa komponen-
komponenyangberasal dari dalamnegeri ialah telemetri, hardfoam,triplek, mur serta
baut dan resin.
1. Telemetri

15. 7
Telemetri adalah suatu perangkat yang berfungsi mengirim data serial ke
groundstation atau sebaliknya. Telemetri yang akan kita gunakan ialah Long
RangeTelemetry produk rakitan Seribu Bintang Yogyakarta.
2. Hardfoam
Hardfoam ataustyrofoam dengankerapatanyangtinggi merupakanbahan yang
kita gunakan untuk bagian wing dan badan. Hardfoam yang digunakan
merupakan pemanfaatan dari box bekas yang digunakan untuk ikan dan box
buah. Produk tersebut kita dapatkan di pasar sekitar lingkungan. Produsen
styrofoam sendiri terdapat di beberapa kota besar di Indonesia.
3. Tripleks
Tripleks merupakan bahan kayu berlapis-lapis yang kita gunakan sebagai sekat
pada bagian dalam badan pesawat untuk memisahkan komponen-komponen
elektronik. Tripleks pada umumnya dipasarkan di toko-toko bangunan, terkai
produsen pembuatnya berasal dari beberapa kota seperti Yogyakarta,
Purworejo dan Wonosobo.
4. Mur & Baut
Komponen penghubung untuk sambungan tidak tetap pada pesawat firnas
menggunakanmurdanbaut. Produktersebut biasanya dipasarkan di toko-toko
bangunan maupun toko alat-alat teknik. Pabrik pembuatannya terdapat di
berbagai kota besar di Indonesia.
5. Resin epoxy
Pada pesawat firnas resin dipakai dengan fibercloth yang berperan sebagai
komposit yang bertujuan sebagai penguat pada bagian badan dan wing.
Produsen produk ini berasal dari industri kima di Banten.
IV. PENUTUP
Demikianlaporan kemajuan Kontes Robot Terbang Indonesia 2019 kami susun.
Diharapkanlaporankemajuanini mampumemberikangambaranperkembangandari
wahanaFirnas Aero Team. Semoga dengan laporan kemajuan ini dapat dijadikan
pertimbangan untuk diterimanya pada tahapan selanjutnya. Atas perhatian dan
kebijaksanaan bapak kami ucapkan terima kasih.

16. 8
DAFTAR PUSTAKA
Hepperle,M.(2010). MH 27 11.99% (mh27-il).Diambil kembalidari Airfoil Tools:
http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=mh27-il
PengurusBesarFederasi AeroSportIndonesia.(2006). KlasifikasiPesawatmodel.
Diambil kembalidari AeromodellingIndonesia - PBFASI:
https://www.aeromodelling.or.id/article-mainmenu-31/13-artikel-tehnik/20-
klasifikasi-pesawat-model.html?showall=1
SwistPro. (2013). Diambil kembali dari AJAeromodels:
http://ajaeromodels.com/ajaeromodels-swist-pro-swistpro.html

17. 9
LAMPIRAN-LAMPIRAN

18. 10

19. 11
Lampiran-2.Gambar teknikpenempatansistem
Gambar 6. Penempatansistem

20. 12
Lampiran-3.Fotoasli wahanadan sitempendukug
Gambar 7 Foto wahana
Gambar 8 Sistem pendukung

21. 13
Lampiran-4.SkematikElektronikwahana
Gamabar 9. Skematikelektroik wahana

22. 14