rancang bangun water scooter dengan menggunakan...

RANCANG BANGUN WATER SCOOTER DENGAN

MENGGUNAKAN FIBERGLASS SEBAGAI HIDROFOIL

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar

Sarjana (S-1) Teknik Mesin

Disusun Oleh :

RENO SANJAYA

NIM : 201210120311104

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2017

i



TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada


Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar

Sarjana (S-1) Teknik Mesin

Disusun Oleh :

RENO SANJAYA

NIM : 201210120311104

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK


2017

ii

poster

iii

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR



Diajukan Kepada


Sebagai Salah Satu Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun Oleh :

Nama : RENO SANJAYA

Nim : 201210120311104

Telah diperiksa, disetujui dan disahkan oleh :

Dosen Pembimbing I

Budiono, S.Si, MT.

Dosen Pembimbing II

Dr.Ir.Suwarsono, MT.

Mengetahui,

Ketua Jurusan Mesin

Ir. Daryono, MT.

iv


FAKULTAS TEKNIK

Jurusan : Teknik Mesin, Teknik Sipil, Teknik Elektro,

Teknik Industri, D3 Elektronika, Teknik Informatika Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127

Fax. (0341) 460782 Malang 65144

LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI

Nama : RENO SANJAYA

No. Induk : 201210120311104

Judul : RANCANG BANGUN WATER SCOOTER DENGAN MENGGUNAKAN

FIBERGLASS SEBAGAI HIDROFOIL Pembimbing I : Budiono, S.Si, MT.

NO Catatan Asistensi Paraf

1 Persetujuan Judul TA

2 Konsultasi BAB I

3 ACC BAB I

4 Konsultasi BAB II

5 ACC BAB II

6 Konsultasi BAB III

7 ACC BAB III

8 Konsultasi BAB IV

9 ACC BAB IV

10 ACC BAB V

Mengetahui :

Ketua/Sekertaris Jurusan Teknik Mesin

( Ir. Daryono, MT. )

Dosen Pembimbing I

( Budiono, S.Si, MT. )

v


FAKULTAS TEKNIK

Jurusan : Teknik Mesin, Teknik Sipil, Teknik Elektro,

Teknik Industri, D3 Elektronika, Teknik Informatika Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127

Fax. (0341) 460782 Malang 65144

LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI

Nama : RENO SANJAYA

No. Induk : 201210120311104

Judul : RANCANG BANGUN WATER SCOOTER DENGAN MENGGUNAKAN

FIBERGLASS SEBAGAI HIDROFOIL Pembimbing II : Dr.Ir.Suwarsono, MT.

NO Catatan Asistensi Paraf

1 Persetujuan Judul TA

2 Konsultasi BAB I

3 ACC BAB I

4 Konsultasi BAB II

5 ACC BAB II

6 Konsultasi BAB III

7 ACC BAB III

8 Konsultasi BAB IV

9 ACC BAB IV

10 ACC BAB V

Mengetahui :

Ketua/Sekertaris Jurusan Teknik Mesin

( Ir. Daryono, MT. )

Dosen Pembimbing II

( Dr.Ir.Suwarsono, MT. )

vi

SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Reno Sanjaya

NIM : 201210120311104

Tempat / Tanggal Lahir : Kotabaru, 22 Mei 1994

Fakultas / Jurusan : Teknik / Teknik Mesin

Menyatakan bahwa karya ilmiah atau skripsi ini yang berjudul “RANCANG

BANGUN WATER SCOOTER DENGAN MENGGUNAKAN FIBERGLASS SEBAGAI

HIDROFOIL” adalah bukan karya tulis orang lain baik sebagai maupun keseluruhan kecuali

dalam bentuk kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenar – benarnya. Jika terbukti

melanggar, penulis siap menerima sanksi akademik yang berlaku di Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang.

Malang, 23 Januari 2017

Penulis,

Reno Sanjaya

vii

ABSTRAKSI INDONESIA

Hydrofoil merupakan suatu bentuk seperti sayap pesawat terbang tetapi berada di

dalam air yang fungsinya sama seperti sayap pesawat, yaitu mebuat pesawat tersebut

terbang. Hydrofoil membutuhkan kecepatan tinggi dengan pengaturan angle of attack

untuk membuat sebuah kapal melayang diatas permukaan air.

Pemanfaatan hydrofoil dalam bidang maritime sudah dilakukan sejak tahun 1887

ketika seorang bangsawan Perancis, Count de Lambert, mendemonstrasikan

sebuah kapal yang bentuknya menyerupai foil di Sungai Seine.

Tujuan membuat water scooter adalah memberikan inovasi terbaru tentang alat

olahraga air yang unik dan inovatif dengan teori hidrofoil. Alat ini dapat digunakan

diperairan, seperti danau, kolam renang, laut dan lain-lain. Dengan syarat kedalaman

minimal 3 meter dan dan lebar 5 meter.

Kata kunci : hydrofoil, water scooter, alat olahraga air.

viii

ABSTRAKSI ENGLISH

Hydrofoil is a design like an airplane wing, but being in the water which

function like airplane wings, which makes the plane fly. Hydrofoil need high speed

by setting the angle of attack to make a ship floating above the water surface.

Utilization hydrofoil in the maritime field has been made since 1887 when

a French nobleman, Count de Lambert, demonstrating a ship that resembles a foil

on the River Seine.

The purpose of making water scooter is to provide the latest innovations

of water sports equipment unique and innovative with hydrofoil theory. This tool

can be used in waters, such as lakes, pools, ocean and others. On the condition that

a minimum depth of 3 meters, a width of 5 meters, and a minimum length of 20

meters.

Keywords: hydrofoil, water scooter, water sports equipment.

KATA PENGANTAR

ix

Assalamu’alaikum Wr.Wb

Segala Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan segala rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Shalawat beserta salam semoga senantiasa terlimpah curahkan kepada Nabi

Muhammad Shallallahu 'alaihi wasallam, kepada keluarganya, para sahabatnya,

hingga para umatnya hingga akhir zaman.

Penulisan skripsi ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh Gelar Sarjana pada Program Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang. Judul yang diajukan penulis adalah “Rancang

Bangun Water Scooter Dengan Menggunakan Fiberglass Sebagai Hidrofoil”.

Penulis menyadari kelemahan serta keterbatasan yang ada sehingga dalam

menyelesaikan skripsi ini memperoleh bantuan dari berbagai pihak, dalam

kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada :

1. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang yang telah memberikan izin dalam penulisan

skripsi ini.

2. Bapak Ir. Daryono, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin UMM yang

telah memberikan kelancaran pelayanan dan urusan Akademik.

3. Bapak Budiono, S.si, MT selaku dosen Pembimbing I yang selalu

memberikan waktu bimbingan dan arahan selama penyusunan skripsi

ini.

x

4. Dr. Ir. Suwarsono, MT selaku dosen pembimbing II yang selalu

memberikan waktu bimbingan dan arahan selama penyusunan skripsi

ini.

5. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang yang telah memberikan ilmunya kepada

penulis.

6. Seluruh Staff Tata Usaha Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Malang yang telah melayani segala urusan

administratif dengan baik.

7. Ayah dan Ibu atas jasa-jasanya, kesabaran, do’a yang tiada henti dan

tidak pernah lelah dalam mendidik memberi cinta yang tulus dan ikhlas

kepada penulis sejak kecil.

8. Retno, Rama, dan Laras yang selalu antusias dengan keadaan penulis

saat mengerjakan Tugas Akhir ini.

9. Teman-teman Teknik Mesin Angkatan 2012 Khususnya Kelas C yang

telah memberikan dukungan dan saran serta hiburan kepada penulis.

10. Julius, Anggri, dan Arno sebagai partner yang juga telah membantu

penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.

11. Teman-teman Kos Elit Sidorukun atas Do’a dan dukunganya.

xi

12. Teman-teman Science Think, Mas Kuncoro, Mas Faris, dan Alvin yang

telah memberikan referensi dan saran kepada penulis tentang Tugas

Akhir.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan baik isi

maupun susunannya. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat tidak hanya bagi penulis

juga bagi para pembaca.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb

Malang, 26 Januari 2017

Penulis

xii

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL .......................................................................................... i

POSTER .......................................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iii

LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI ..................................................... iv

SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT .............................................. vi

ABSTRAKSI INDONESIA ........................................................................... vii

ABSTAKSI ENGLISH .................................................................................. viii

KATA PENGANTAR .................................................................................... ix

DAFTAR ISI ................................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xvii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xviii

DAFTAR BAGAN ......................................................................................... xxi

DAFTAR GRAFIK ....................................................................................... xxii

BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 2

1.3 Tujuan Penulisan ............................................................................... 3

xiii

1.4 Manfaat Penulisan .............................................................................. 3

1.5 Batasan Masalah................................................................................. 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 4

2.1 Hidrofoil ............................................................................................. 4

2.2 Airfoil ................................................................................................. 7

2.2.1 Deskripsi ................................................................................... 7

2.2.2 NACA 2414 ............................................................................. 7

2.3 Water Scooter ..................................................................................... 10

2.3.1 Deskripsi Water Scooter .......................................................... 10

2.3.2 Cara Kerja Water Scooter ........................................................ 11

2.4 Gaya Angkat Pesawat Terbang .......................................................... 12

2.5 Fiberglass .......................................................................................... 14

2.5.1 Pembagian Komposit dan Sifat Secara Keseluruhan ................ 16

2.6 Momen Gaya (Torsi) .......................................................................... 18

2.7 Hukum Archimedes ........................................................................... 19

2.7.1 Penemu Hukum Archimedes..................................................... 19

2.7.2 Pengertian Hukum Archimedes ................................................ 20

2.8 Hukum Hooke ................................................................................... 21

2.8.1 Pengertian Hukum Hooke Dan Elastisitas ............................... 21

xiv

2.8.2 Konsep Hukum Hooke Dan ELastisitas ................................... 23

2.8.3 Hukum Hooke ........................................................................... 26

2.9 Gaya ................................................................................................. 26

2.9.1 Hukum Newton ........................................................................ 26

2.9.2 Gaya Berat ................................................................................ 27

2.9.3 Berat Jenis ................................................................................ 28

2.9.4 Tekanan .................................................................................... 28

BAB 3 METODOLOGI ................................................................................. 29

3.1 Konsep Desain Water Scooter ......................................................... 29

3.2 Skema Kerja Water Scooter ............................................................. 30

3.3 Perancangan Alat ............................................................................. 31

3.3.1 Pembuatan Hidrofoil Depan Dan Belakang Menggunakan

Fiberglass .................................................................................. 31

3.3.2 Proses Pembuatan Rangka ........................................................ 33

3.3.1 Pegas Sky Jumper .................................................................... 37

3.4 Perhitungan Perancangan ................................................................. 37

3.4.1 Perhitungan Momen Gaya (Torsi) ........................................... 37

3.4.2 Perhitungan Gaya Dorong ........................................................ 38

3.4.3 Perhitungan Gaya Angkat Hidrofoil Water Scooter ................ 38

xv

3.4.4 Perhitungan Gaya Pegas ........................................................... 38

3.1 Diagram Alir Perancangan ............................................................... 39

BAB IV PEMBAHASAN ............................................................................... 40

4.1 Menghitung Momen Gaya Pada Rangka ......................................... 40

4.2 Menghitung Gaya Yang Diberikan Pada Hidrofoil ......................... 41

4.3 Gaya Angkat Pada Hidrofoil Pada Saat Digenjot ............................. 41

4.3.1 Menghitung Gaya Yang Terjadi Pada Hidrofoil Belakang

(Di Dalam Air) .......................................................................... 41

4.3.2 Menghitung Kecepatan Hidrofoil ............................................ 43

4.3.3 Gaya Angkat Hidrofoil Belakang Dengan Angle Of Attack 60

Ke Bawah ................................................................................. 44

4.3.4 Menghitung Gaya Yang Terjadi Pada Hidrofoil Depan

(Di Dalam Air) .......................................................................... 46

4.3.5 Menghitung Kecepatan Hidrofoil ............................................ 48

4.3.6 Gaya Angkat Hidrofoil Depan Dengan Angle Of Attack 00 ..... 49

4.4 Gaya Angkat Hidrofoil Pada Saat Sesudah DIgenjot ...................... 50

4.4.1 Gaya Angkat Hidrofoil Belakang Angle Of Attack 100........... 50

4.4.2 Gaya Angkat Hidrofoil Depan Dengan Angle Of Attack 00 .... 51

4.5 Grafik Hubungan Hidrofoil Depan Dan Belakang ........................... 52

xvi

4.6 Perhitungan Gaya Pegas ................................................................... 53

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 54

5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 54

5.2 Saran ................................................................................................. 54

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xvii

DAFTAR TABEL

Hal

Table 2.1 Coefisien Lift Table NACA 2414 (Re >60.000) 7

xviii

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 2.1 Kapal Hidrofoil Boeing 929 5

Gambar 2.2 Airfoil dan Lift 7

Gambar 2.3 Airfoil Geometri NACA 2414 8

Gambar 2.4 Ilustrasi Gaya Angkat Pesawat 9

Gambar 2.5 Water Scooter 10

Gambar 2.6 Posisi Water Scooter pada saat setelah di tekan 11

Gambar 2.7 Water Scooter posisi di tekan, hidrofoil bagian belakang

terdorong dan tekanan juga mendorong pegas fiberglass 12

Gambar 2.8 Aliran Udara yang Lewat Sayap Pesawat 13

Gambar 2.9 Contoh Produk Fiberglass 15

Gambar 2.10 Contoh Produk Fiberglass 16

Gambar 2.11 Momen gaya menyebabkan gerak pada engsel pintu 18

Gambar 2.12 Arah momen gaya memenuhi kaidah tangan kanan 19

Gambar 2.13 Jarak regangan pegas 22

Gambar 3.1 Konsep Desain Water Scooter 29

Gambar 3.2 Water Scooter Sebelum di Genjot (ditekan) Angel of attack

Hidrofoil depan 00 dan Hidrofoil Belakang 100 ke atas 30

xix

Gambar 3.3 Water Scooter ketika digenjot (ditekan) Angel of attack

Hidrofoil depan 100 dan Hidrofoil Belakang 60 ke bawah 30

Gambar 3.4 Proses Pembuatan Mal Tahap 1 31

Gambar 3.5 Proses Pembuatan Mal Tahap 2 31

Gambar 3.6 Pendempulan Mal 32

Gambar 3.7 Pengecoran pada Mal 32

Gambar 3.8 Cetakan yang telah jadi 32

Gambar 3.9 Hidrofoil yang sudah terlepas dari cetakan dan

siap digunakan 33

Gambar 3.10 Gerinda Tangan 33

Gambar 3.11 Bor Tangan Dan Duduk 34

Gambar 3.12 Meteran 34

Gambar 3.13 Palu 34

Gambar 3.14 Penitik 35

Gambar 3.15 Kunci Pas 35

Gambar 3.16 Pipa Alumunium 1,5 Inch 36

Gambar 3.17 Pipa Steer 1,25 inch 36

Gambar 3.18 Pegas Sky Jumper (Fiberglass) 37

Gambar 4.1 Momen yan terjadi pada Water Scooter 38

xx

Gambar 4.2 Ilustrasi Genjotan 41

Gambar 4.3 Kecepatan Hidrofoil 43

Gambar 4.4 Hidrofoil Belakang 44

Gambar 4.5 Hidrofoil Depan 46

Gambar 4.6 Ilustrasi Genjotan 47

Gambar 4.7 Kecepatan Hidrofoil 49

Gambar 4.8 Perpindahan Gaya Pegas 53

xxi

DAFTAR BAGAN

Hal

Bagan 3.1 Diagram Alir Perancangan 39

xxii

DAFTAR GRAFIK

Hal

Grafik 4.1 Grafik Hubungan Gaya Angkat Kedua Hidrofoil 52

DAFTAR PUSTAKA

Abdul Hadi. 2015. “Pengertian, Konsep, Rumus, dan Aplikasi Hukum Hooke”

Diunduh dari : http://www.softilmu.com/2015/12/Pengertian-Konsep-Rumus-

Besaran-Aplikasi-Hukum-Hooke-Adalah.html

Benny Gunawan. 2016. “Apa Itu Fiberglass?”

Diunduh dari : http://spesialisfiber7.blogspot.co.id/2015/06/apa-itu-fiberglass.html

Fisika Zone. 2013. “Torsi”

Diunduh dari : http://fisikazone.com/torsi/

Guru IPA. 2015. “Pengertian dan Rumus Hukum Archimedes serta Contoh Soal

Hukum Archimedes”

Diunduh dari : http://www.guruipa.com/2016/02/pengertian-dan-rumus-hukum-

archimedes-serta-contoh-soal-hukum-archimedes.html.

Ilmu Pengetahuan Populer Jilid 9, Grolier International, Inc., hlm, 231-232 Dawud,

dkk. 2004. Bahasa dan Sastra Indonesia Jilid 3. Jakarta: Erlangga.

National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) Airfoil 2414

Diunduh dari : http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=n2414-il

Puncak Bukit. 29 Januari 2013. “HIDROFOIL : Kendaraan Apakah Itu”.

Diunduh Dari : http://www.puncakbukit.net/2013/01/hidrofoil-kendaraan-apakah-

itu.html

Tim Anderson. 2007. “How to "Fly" a Human Powered Hydrofoil –the

"Aquaskipper"”.

Diunduh dari : http://www.instructables.com/id/How-to-Fly-a-Human-Powered-

Hydrofoil---the-Aqua/

Trian Imafis. 17 November 2013. “Gaya Angkat Pesawat Terbang.”

Diunduh dari : http://trianimafis.blogspot.co.id/2013/11/gaya-anggkat-pesawat-

terbang.html

http://www.softilmu.com/2015/12/Pengertian-Konsep-Rumus-Besaran-Aplikasi-Hukum-Hooke-Adalah.html

rancang bangun water scooter dengan menggunakan...

Documents