Propeller Pesawat Aeromodelling

Pemilihan propeller pada pesawat aeromodelling sebenarnya adalah hal yang fleksibel dan biasanya memerlukan trial and eror serta pengalaman dilapangan. Dalam artikel ini akan dijelaskan konsep secara umum dalam menentukan propeller yang tepat untuk pesawat aeromodelling. Dapat dikatakan, pemilihan propeller sangatlah penting dalam menentukan performa terbang dari pesawat, bahkan kemungkinan terburuk yang mungkin terjadi adalah kerusakan pada komponen pesawat, hal ini terutama dapat terjadi pada pesawat elektrik.Pemilihan propeller yang paling tepat adalah mengikuti rekomendasi dari motor/engine yang disediakan oleh pembuat komponen tersebut, namun pemahaman tentang konsep propeller ini penting bagi aeromodeller.

Prinsip kerja propeller sebenarnya identik dengan sayap, yaitu dengan memanfaatkan airfoil yang bergerak secara berputar sehingga menghasilkan gaya aerodinamika (mirip seperti lift pada sayap) yang mana gaya ini disebut thrust atau gaya dorong. Gerakan berputar dari propeller mengakibatkan kecepatan gerak airfoil pada ujung dan pangkal propeller berbeda, oleh karena itu angle of attack (AOA) bilah propeller dari pangkal ke ujung dibuat semakin kecil, sehingga gaya yang dihasilkan sama (semakin tinggi kecepatan airfoil, semakin besar gaya yang dihasilkan).

http://www.pilotfriend.com/training/flight_training/fxd_wing/images/46.jpg

Kemudian, dua hal penting yang harus diketahui dalam memilih propeller adalah diameter dan pitch. Diameter, seperti namanya adalah diameter dari propeller tersebut saat berputar, atau dapat dikatakan panjang propeller dari ujung ke ujung. Kemudian, pitch adalah ukuran seberapa besar jarak yang ditempuh propeller/pesawat akan bergerak di udara dalam satu putaran propeller dalam satuan inci. Nilai dari pitch ini hanyalah angka teoritis, karena pada kondisi nyata, banyak sekali faktor yang mempengaruhi jarak tempuh pesawat tiap satu putaran propeller, seperti material propeller, efisiensi, kondisi udara dan lain-lain. Semakin besar nilai pitch, maka pesawat akan bergerak semakin cepat.

Salah satu cara untuk membayangkan pitch dari propeller adalah dengan mengibaratkannya sebagai sekrup. Sekrup dengan ulir yang kasar akan menempuh jarak yang lebih jauh dalam satu putaran daripada sekrup yang memiliki ulir halus seperti dijelaskan pada gambar berikut ini :

http://www.rc-airplane-world.com/propeller-size.html

Karena prinsip kerjanya yang mirip dengan sekrup yang bergerak di udara tersebut, tidak jarang propeller disebut dengan airscrews.

Kemudian diameter dari propeller secara umum mempengaruhi thrust yang dihasilkan serta mempengaruhi RPM dari mesin, selain itu diameter propeller juga sangat mempengaruhi kebisingan yang dihalikan oleh propeller, terkadang propeller lebih bising daripada mesinya. Diameter propeller yang besar mengurangi RPM (kecepatan putar) dari mesin karena membutuhkan daya yang besar, karena penurunan RPM tersebut, propeller dengan diameter besar lebih tidak berisik dari propeller kecil.

Adapun, pitch dan diameter propeller biasanya tertulis pada propeller dengan bentuk diameter x pitch. Misalkan propeller dengan tulisan 10x8 mengindikasikan bahwa propeller tersebut memiliki diamater 10 inci dan pitch 8 inci.

Pada pesawat dengan engine/mesin bakar, berikut ini adalah contoh pemilihan propeller berdasarkan grafik yang diambil dari top flight. Pada contoh berikut, dipilih mesin A.90 maka berdasarkan grafik, dipilih propeller dengan spesifikasi antara 13x6 sampai 15x8.

Adapun pada pesawat elektrik, pemilihan propeller menjadi sangat penting. Pada pesawat engine, pemilihan propeller yang salah hanya mengakibatkan engine menjadi stall dan menurunkan performa, sedangkan pada pesawat elektrik, propeller yang salah tidak akan membuat mesin stall, yang mana memaksa motor untuk tetap bekerja hingga mungkin ESC bisa overheat. Propeller yang lebih kecil akan lebih aman untuk komponen elektronik namun tentu saja performanya akan kurang. Hal terbaik yang dapat dilakukan adalah mengikuti rekomendasi pembuat motor. Adapun secara teoritis, pemilihan propeller dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan dan grafik berikut ini :

Advance ratio :

Thrust yang dihasilkan :

Daya yang dibuthkan :

Efisiensi propeller :

Dengan

Perhitungan dapat dilakukan dengan menggunakan bantuan grafik berikut ini

Grafik diatas diambil berdasarkan data propeller pada umumnya, grafik dapat berbeda pada pembuat propeller yang berbeda. Garis yang berbeda pada grafik diatas menunjukkan perbedaan pitch/Diameter. Angka yang tertulis pada propeller adalah diameter x pitch (dalam inch).

Isu yang sering dipertimbangkan dalam pemilihan propeller adalah jumlah bilah. Pada umumnya, bilah propeller pesawat aeromodelling berjumlah dua. Namun, dapat juga ditemui propeller dengan tiga hingga empat bilah. Secara umum, semakin banyak bilah, maka propeller akan semakin tidak efisien karena turbulen yang dihasilkan lebih besar. Secara teori, propeller yang paling efisien adalah propeller dengan satu bilah, namun propeller tersebut tidak mungkin stabil saat berputar, kecuali diberi pemberat. Adapun propeller dengan bilah lebih dari dua digunakan untuk pesawat skala sehingga didapatkan bentuk skala yang sempurna, serta dengan jumlah bilah semakin banyak secara umum dapat dipilih diameter dan pitch yang lebih kecil. Namun, isu yang paling sering dipertimbangkan adalah ground effect serta tinggi propeller terhadap tanah lah yang membatasi ukuran propeller tersebut.