View
22
Download
0
Tags:
Embed Size (px)
Citation preview
DEFINITIONS AND FUNDAMENTALS
Definisi
Total impuls It
Hasil integrasi gaya dorong (yang bervariasi terhadap waktu) terhadap waktu
Jika gaya dorong konstan maka menjadi It=Ft
Specific impulse Total impuls per satuan berat propelan
Definisi
Mirip dengan istilah “km/liter” pada kendaraan
Jika gaya dorong konstan dan laju massa konstan
Satuan adalah “detik”
Definisi
Effective exhaust velocity Kecepatan rata-rata di mana propelan di-
ejeksi dari pesawat Pada roket padat sulit mengukur laju
aliran propelan secara akurat Specific impulse sering dihitung
berdasarkan total impuls dan berat propelan
Pada roket cair lebih mudah mengukur laju aliran propelan
Definisi
Specific propellant consumption Kebalikan dari impuls spesifik
Jarang digunakan lagi
Mass ratio(MR) Perbandingan massa akhir (mf) dan massa
awal (m0) Berlaku baik untuk roket single maupun
multi stages Massa akhir adalah massa pesawat setelah
roket diluncurkan dan seluruh propelan digunakan
Definisi
Yang termasuk massa akhir Propelan sisa Guidance devices Payload Navigation gear Flight control Communication systems, power supply Tank structure Wings, fins, crew, life support, reentry shield,
landing gear
Definisi
Tipikal nilai MR adalah antara 60% (misil taktis) hingga kurang dari 10% (unmanned launch vehicles)
Pada multi stages, jika MR dihitung untuk stage pertama, maka stage berikutnya dianggap sebagai payload
Propellant mass fraction(ζ) Perbandingan massa propelan terhadap
massa awal
Yang diinginkan adalah nilai yang besar
Definisi
Massa awal terdiri dari Massa propulsi inert mf
Perangkat keras yang dibutuhkan untuk pembakaran dan penyimpanan propelan
Massa propelan efektif Contoh roket propelan cair
Massa inerty adalah Propellant feed tanks Pressurization systems Thrust chamber Piping, fittings, valves, engine structure
Definisi
Impulse to weight ratio Total impulse dibagi oleh massa awal
pesawat Nilai yang besar menunjukan desain
yang efektif
Thrust to weight ratio F/w0
Percepatan yang mampu dihasilkan oleh engine terhadap massa pesawat
Gaya dorong (thrust)
Gaya yang dihasilkan oleh sistem propulsi roket terhadap pesawat
Thrust
Jika tekanan di luar sama dengan ambient pressure maka
Jika terjadi perbedaan tekanan pada titik keluar propelan dengan lingkungan maka
Thrust
Jika di lingkungan vakum (space)
Jika tekanan di titik keluar propelan sama dengan tekanan lingkungan Optimum expansion ratio
Tekanan udara makin rendah dengan naiknya ketinggian Thrus bisa meningkat antara 10-30%
akibat perbedaan ketinggian
Thrust
Exhaust velocity
Effective exhaust velocity
Characteristic velocity
Digunakan untuk membandingkan performance relatif dari berbagai roket kimia
Berhubungan dengan efisiensi pembakaran dan tidak bergantung pada karakteristik nosel
Energy and efficiency
Dalam sistem propulsi terjadi dua jenis konversi energi Konversi energi yang tersimpan
(propelan) menjadi energi yang tersedia Konversi dari energi yang tersedia
menjadi gaya dorong propulsi
Power of jets Pjet
Energy and efficiency
Specific power Power jet dibagi dengan massa sistem
propulsi Kalor pembakaran
Maksimum energi yang tersediri per satuan massa propelan kimia
Efisiensi pembakaran Perbandingan kalor pembakaran yang
aktual terhadap pembakaran ideal Nilainya dapat tinggi, 94-99%
Energy and efficiency
Power transmitted to vehicle Hasil perkalian gaya dorong dan
kecepatan pesawat Pvehicle=F x u
Internal efficiency Indikasi dari efektifitas konversi energi
input menjadi energi kinetik
Energy and efficiency
Energy and efficiency
Efesiensi propulsi
Typical performance values
Typical performance values
Ideal rocket
Asumsi Homogen Fluida kerja adalah gas Mengikuti gas ideal Tidak ada perpindahan panas melewati dinding Tidak ada shock waves Aliran propelan steady dan konstan Arahnya aliran adalah aksial Kestabilan kimia Propelan tersimpan pada temperatur ruangan
Ideal Rocket
Aliran isentropik
Under- and over expanded nozzleUnder expanded nozzle
Under & Over expanded Nozzle Under expanded nozzle
Mengeluarkan fluida pada tekanan keluar nosel lebih tinggi dibandingkan tekanan di luar
Exit area terlalu kecil untuk menghasilkan rasio area yang optimum
Ekspansi tidak tuntas di dalam nosel Masih terjadi di luar nosel
Under & Over expanded Nozzle Over expanded nozzle
Tekanan keluar dari nosel lebih rendah dibandingkan tekanan di luar
Exit area terlalu besar utk optimum