## EVALUASI KINERJA INSULINER BERBASIS EPOKSI MELALUI UJI STATIK MOTOR ROKET CASE BONDED
(PERFORMANCE EVALUATION OF EPOXY BASED INSULINER OF

## CASE BONDED ROCKET MOTOR THROUGH STATIC TEST)
Sutrisno *) , Fathur Rohman **) , Ronny Irianto AH *) , Wiwiek Utami Dewi **) *) Peneliti Pusat Teknologi Roket, LAPAN **) Perekayasa Pusat Teknologi Roket, LAPAN e-mail: strn.tyb@gmail.com

## ABSTRACT
The insuliner  composition  and its aplication on the case bonded rocket motor had been obtained from previous research. It was also recommended that the insuliner can  be  used for case  bonded  rocket  motor  using  radial  burning propellant.    Two  unit case  bonded  rocket  motor  using epoxy based   insuliner  and  one  unit  of  free standing rocket  motor  using  thermal  insulation  of  epoxy  based  and  fiber  glass  cloth  layer  had been  prepared  to  test  insuliner  performance.  Three  rocket  motors  were  tested.  It  is found that the insuliner of case bonded rocket motor can work well. The failure of the second rocket motor was  caused  by faulty assembling process.
Key words: Insuliner, Rocket motor, Case bonded, Free standing, Radial burning

## ABSTRAK
Kegiatan  penelitian  yang  telah  dilakukan  sebelumnya  telah  diperoleh  material insuliner berbasis epoksi dan metode aplikasinya pada motor roket case bonded . Hasil penelitian  ini  juga  telah  diperoleh  bahwa insuliner tersebut  dapat  direkomendasikan untuk  digunakan  pada  motor  roket case  bonded yang  menggunakan  propelan radial burning sehingga  perlu  dibuktikan.  Guna  menguji  kinerja insuliner tersebut  telah dibuat dua unit motor roket case bonded mengggunakan insuliner berbasis epoksi dan satu unit motor roket free standing yang menggunakan insulasi termal berbasis epoksi dan lapisan fiber glass cloth untuk diuji statik.  Tiga unit motor roket telah diuji statik. Berdasarkan  pengujian  diperoleh  bahwa insuliner berbasis  epoksi  yang  dibuat  dapat berfungsi  dengan  baik.  Kegagalan  motor  roket case  bonded yang  kedua  tidak disebabkan  oleh  gagalnya insuliner tetapi  oleh  proses  perakitan  motor  roket  yang kurang sempurna.
Kata kunci: Insuliner,Motor roket, Case bonded, Free standing, Radial burning

## 1  PENDAHULUAN
Motor  roket  yang  menggunakan propelan  padat  banyak  diproduksi  di dunia  untuk  berbagai  keperluan  baik untuk  roket  sonda,  alat  pertahanan hingga  kendaraan  ruang  angkasa.  Ada dua metode dalam menempatkan propelan  di  dalam  tabung  motor  roket yaitu cartridge  loaded dan case  bonded . Pada  cara  yang  pertama,  propelan dicetak  secara  terpisah  menggunakan cetakan propelan. Propelan yang
dihasilkan diberi lapisan insulasi termal dan  baru  dimasukkan  ke  dalam  tabung motor  roket  dan  dapat  dilepas  kembali jika  roket tidak atau belum digunakan. Penempatan  propelan  di  dalam  ruang bakar  dibantu  dengan  sistem  pemegang berupa per atau  pengganjal.  Metode ini dikenal  juga  dengan  motor  roket free- standing . Tipe yang kedua ( case bonded ), propelan  langsung  dicetak  ke  dalam tabung  motor  roket  yang  sebelumnya telah  diberi  insulasi  termal  terlebih
dahulu  sehingga  propelan  tersebut terikat  secara  permanen  di  dalamnya (Sutton  et  al.,  2001).  Pada  umumnya motor  roket  padat  dibuat  menggunakan propelan case  bonded terutama  untuk memproduksi  roket  secara  masal  atau berukuran  besar.  Dengan  metode case bonded pembuatan  motor  roket  akan lebih  efisien  dan  efektif.  Sementara  itu ditinjau dari tipe pembakaran propelannya maka  motor  roket dibedakan ke dalam dua    tipe  yaitu radial  burning dan end burning .  Pada  tipe  pertama  propelan terbakar dari  ruang pembakaran  bagian dalam  menuju  dinding  tabung  motor roket.  Adapun  pada  tipe  kedua  pem- bakaran  berawal  dari  bagian  belakang propelan  (dekat  nosel)  menuju  bagian depan.  Motor  roket  dengan  tipe end burning akan  memerlukan  insulasi termal  yang  lebih  baik  dibandingkan dengan  tipe radial  burning karena dinding  ruang  bakar  akan  terpapar panas  lebih  lama.  Material  insulasi termal  pada  motor  roket  harus  mampu melindungi  dinding  ruang  bakar  akibat temperatur    nyala  propelan  yang  dapat mencapai  3800  K  dan    laju  erosi  akibat partikulat di dalam gas yang berkecepatan tinggi (Jenson, et al, 1996).
Secara  umum  sistem  insulasi termal  pada  motor  roket  padat  terdiri dari  tiga  bagian  yaitu liner , thermal protector ( insulator ) dan inhibitor (Davenas,  1993). Liner berfungsi  untuk merekatkan  propelan  dengan insulator atau  dinding  tabung  motor  roket. Insulator berfungsi  untuk  menahan panas  dari  pembakaran  propelan  agar tidak  merusak  tabung  motor  roket. Adapun inhibitor berfungsi untuk menutupi  bagian  permukaan  propelan yang  tidak  boleh  terbakar  bersamaan sehingga berjalannya pembakaran propelan sesuai dengan yang direncanakan. Material insulasi termal pada roket padat harus  memiliki  beberapa  persyaratan yaitu (Bhuvaneswari, et al, 2006):
 Mampu  merekatkan  propelan  dengan insulator  maupun  dinding  tabung motor roket,
 Laju ablasi rendah,
 Konduktifitas termal rendah,
 Kapasitas panas yang tinggi,
 Ringan,
 Mampu  menahan  beban  mekanik  dan termal  selama penyimpanan, handling dan operasi pematangan propelan.
Penggunaan  material Ethylene Propylene Diene Monomer (EPDM)
sebagai insulator pada motor roket case bonded telah  dikaji  oleh  para  peneliti sejak  puluhan  tahun  yang  lalu  dan diperoleh  hasil  yang  layak  untuk diaplikasikan.  Agar  material  insulator EPDM  dapat  merekat  dengan  propelan perlu ditambah lapisan liner.  Umumnya material  liner  yang  digunakan  pada motor  roket case  bonded menggunakan matrik  yang  sesuai  dengan  matrik propelannya. Kondisi ini akan memuncul- kan  masalah  berupa  terjadinya  difusi material dari propelan menuju  insulator sehingga  dapat  mengurangi  daya  rekat liner  dan  bisa  menyebabkan  kegagalan motor  roket.  Untuk  mengatasi  hal  ini maka  antara  insulator  dengan  propelan perlu dibuat lapisan penghalang ( barrier ) antara  insulator  dengan  liner  (Giants, 1991). Guna meningkatkan daya rekatnya telah  dikembangkan  liner  HTPB-TDI dengan filler Sb2O3  dan carbon  black (Navale, et al, 2004). Berbagai liner  jenis CTPB,  HTPB-IPDI  dengan filler carbon black ,  semen  dan  asbestos  juga  telah diteliti  terhadap  berbagai  jenis  propelan dimana  kekuatan  rekatnya  meningkat jika  diaplikasikan  pada  propelan  yang mengandung  jumlah  padatan  ( solid content ) makin rendah (Rodic, 2007).  Di sisi lain insulasi termal juga telah dibuat dengan menggabungkan fungsi insulator dan  liner  dan  dikenal  dengan  nama insuliner .  Sistem  insulasi  termal  ini menggunakan  elastomer, vulcanizing agent , filler silika,  besi  oksida,  titanium dioksida dan carbon serta bond promotor epoksi yang dicampur jadi satu (Rogowski, et  al,  1990).    Adapun  motor  roket  yang dikembangkan  LAPAN  selama  ini  bukan tipe case  bonded maupun free  standing tetapi merupakan perpaduan dari
keduanya  dimana  propelan  dicetak secara terpisah, dipotong sesuai ukuran yang  dikehendaki  dan  dilapis  dengan protektor  termal fiber  cloth .  Propelan yang  telah dilapisi  tersebut dimasukkan ke  dalam  tabung  motor  roket  dan  celah antara  propelan  dengan  tabung  diisi dengan  material  liner  epoksi.  Oleh karena  itu  penelitian  motor  roket case bonded di  LAPAN  pertama  kali  dimulai dengan  menggunakan  material  insulasi termal  yang  masih  berbasis  epoksi. Komposisi material insuliner yang dimaksudkan  untuk  motor  roket case bonded telah  diperoleh  menggunakan binder  epoksi-polisulfida  dengan filler bubuk Carbon Black (8 phr), SiO 2 (8 phr), ZnO  (2  phr)  dan  Al 2 O 3 (2  phr)  (Dewi, 2011).  Pelapisan insuliner berbasis epoksi tersebut pada tabung motor roket case  bonded telah  berhasil  dilakukan dengan  metode spinning selama  4  jam (Rohman, 2011). Selanjutnya karakteristik material insuliner yang  dikembangkan telah  diuji karakteristiknya untuk dianalisis  dan  dapat  direkomendasikan untuk dapat digunakan pada motor roket case  bonded tipe  pembakaran  propelan radial  burning (Sutrisno,  2012).  Kinerja insuliner tersebut  perlu  dibuktikan melalui  pengujian  pada  motor  roket secara nyata. Tulisan ini akan mengevaluasi  kinerja  material insuliner berbasis epoksi yang diaplikasikan pada motor  roket case  bonded melalui pengujian statik.

## 2  METODOLOGI
Untuk
mengetahui
kinerja
material insuliner dilakukan  dengan menguji statik motor roket case bonded . Hasil uji ablasi digunakan sebagai dasar penentuan  ketebalan insuliner .  Tebal insuliner ditentukan berdasarkan rumus seperti pada persamaan 2-1 (Sutton et al, 2001).
d = r a .tb.f                                         (2-1)
Keterangan:
d  : tebal insuliner
r a : laju ablasi t b : waktu bakar  dan f   : faktor pengaman yang besarnya 1-2.
Motor  roket  yang  menggunakan propelan free  standing juga  dibuat dengan  material  insulasi  termal  berupa lapisan fiber glass cloth dan liner epoksi- polisulfide  tanpa filler .  Propelan  yang digunakan pada kedua jenis motor roket tersebut  mempunyai  komposisi  yang sama.  Selain  itu  dimensi  dan  disain propulsi  kedua  motor  roket  tersebut juga  sama  agar  menghasilkan  gaya dorong  dan  tekanan  pembakaran  yang sama.  Kedua  jenis  motor  roket  ini mempunyai  diameter  120  mm  dan panjang  propelan  400  mm.  Motor  roket dengan  disain  propulsi  dan  dimensi seperti tersebut di atas pernah beberapa kali  dibuat  dan  berhasil  diuji  statik maupun  uji  terbang    pada  roket  RKX 100  LAPAN    tanpa  kegagalan  dengan waktu bakar kurang lebih 2,5 detik (Tim Rekayasa, 2005).
Dua unit motor roket case bonded diuji  statik  dimana  salah  satunya menggunakan  sensor  berupa load  cell dan pressure transducer . Uji statik motor roket  pertama  dilakukan  untuk  menge- tahui kemampuan kinerjanya berdasarkan pengamatan  visual.  Motor  roket  yang telah  diuji  statik  ini  dipotong  melintang untuk  diamati  kondisi insuliner- nya. Adapun    uji  statik  motor  roket case bonded kedua dilakukan dengan memasang sensor sehingga dapat diketahui  profil  gaya  dorong  dan tekanan  ruang  bakar  terhadap  waktu selama pembakaran propelan. Selanjutnya motor  roket  yang  menggunakan  propelan free  standing juga  diuji  statik  meng- gunakan  sensor  untuk  digunakan sebagai  pembanding.  Data  hasil  uji statik  berupa gaya dorong dan tekanan ruang  bakar  terhadap  waktu  serta  data rekaman  kamera  video  maupun  data fisik  motor  roket  sebelum  dan  setelah mengalami  uji  statik  digunakan  untuk bahan  analisis  dan  evaluasi  kinerja insuliner .

## 3  PERCOBAAN 3.1 Pengujian Material Insuliner
a. Uji laju ablasi
Sebelum  digunakan  pada  motor roket material insuliner telah diuji untuk mengetahui  laju  ablasinya.  Pengujian dilakukan  menggunakan  motor  roket berdiameter  60  mm  dengan  panjang propelan  15  cm  dengan  konfigurasi bintang  8.  Gambar  3-1  memperlihatkan motor  roket  dan  sampel insuliner bekas pengujian  laju  ablasi.  Motor  roket  ini terdiri  dari  tiga  bagian  yaitu  bagian depan,  tengah  dan  belakang  masing- masing berisi propelan, sampel insuliner dan  nosel.  Sampel insuliner dicetak berbentuk tabung dengan ketebalan 5 mm. Setelah  pengujian  tebal  sampel  diukur. Perbedaan  tebal  maksimum insuliner sebelum  dan  setelah  mengalami  pem- bakaran  motor  roket  dihitung  sebagai laju  ablasi.  Berdasarkan  pengujian diperoleh  besarnya  laju  ablasi  sebesar 0,4 mm/detik.
b. Uji konduktifitas termal
Lima unit sampel insuliner berbentuk balok  dengan ketebalan 2 cm, panjang dan lebar masing-masing 12 cm dan 4 cm diukur konduktifitas termalnya menggunakan konduktometer QTM 500. Berdasarkan pengukuran rata-rata diperoleh  besarnya  konduktifitas  termal insuliner sebesar 0,26 W/mK.

## 3.2 Pembuatan Motor Roket
Motor  roket  berdiameter  115  mm dengan  panjang  propelan  400  mm dibuat  meliputi  pembuatan  struktur (tabung,  cap  dan  nosel),  sistem  insulasi termal, pengisian propelan, dan perakitan. Jika  waktu  bakar  ditentukan  sebesar 2,5 detik dan faktor pengaman sebesar 2 maka  berdasarkan  persamaan  2-1  dan hasil  uji  ablasi  maka  tebal insuliner adalah 2 mm. Material insuliner sebanyak 300  gram  dibuat  menggunakan  matriks epoksi:  harderner:  polisulfida  =  1:2:1 (perbandingan berat) dan filler sebanyak 20 phr berupa Carbon black (8 phr), SiO 2 (8  phr),  Al 2 O 3 (2  phr)  dan  ZnO  (2  phr). Campuran  matriks insuliner diaduk  dan filler ditambahkan  selama  pengadukan. Untuk  mendapatkan  ketebalan  yang dikehendaki  (2-3  mm),  sebanyak  200 gram  material insuliner yang  telah dibuat  dimasukkan  ke  dalam  tabung motor roket dan didistribusikan sepanjang posisi  batas.    Tabung  motor  roket  yang telah  berisi slurry  insuliner ditempatkan pada  mesin  pemutar  dengan  posisi horisontal  dan  dilakukan  pemutaran ( spinning ).    Berdasarkan    pengukuran diperoleh  bahwa  tebal insuliner adalah 2,75  mm.  Gambar  3-2  memperlihatkan proses pembuatan insuliner dan hasilnya.
Gambar 3-1: Motor roket dan sampel insuliner hasil uji ablasi
Gambar 3-2: Proses pembuatan insuliner motor roket case bonded (a) dan hasilnya (b)
Proses
pembuatan propelan dilakukan  dimulai  dengan  preparasi bahan baku dan penyiapan alat casting . Bahan  baku  propelan  diaduk  di  dalam mixer vertikal  100  liter  dengan  urutan dan  lama  pencampuran  ( mixing )  sesuai dengan  prosedur  baku  di  Lapan.  Hasil mixing dimasukkan  ke  dalam  tabung motor roket yang telah diberi insuliner di dalam casting  chamber dengan bantuan kondisi vacum. Adapun pembuatan motor roket  yang  menggunakan  propelan free standing dilakukan meliputi  pembuatan struktur,  pencetakan  propelan    secara terpisah,  pemotongan  dan  pelapisan propelan  dengan  protektor  termal  ( fiber glass  cloth ),  pemasukan  propelan  ke dalam  tabung  dan  pengecoran  liner serta diakhiri dengan perakitan cap dan nosel.  Propelan  pada  motor  roket free standing dan case  bonded yang  dibuat ditunjukkan  pada  Gambar    3-3.    Posisi
propelan, insuliner ,  inhibitor,  tabung motor  roket  dan  nosel  pada  perakitan motor  roket case  bonded diperlihatkan pada Gambar 3-4.

## 3.3 Uji Statik Motor Roket
Tiga  unit  motor  roket  (2  unit menggunakan  propelan case  bonded dan  1  unit  propelan free  standing )  diuji statik di atas test bed . Uji statik pertama dilakukan pada tanggal 18 Januari 2013 terhadap motor roket yang menggunakan propelan case  bonded dimana  tidak dilengkapi sensor.  Uji statik kedua dan ketiga  dilakukan  pada  tanggal  8  Mei 2013  terhadap  motor  roket  yang menggunakan  propelan case  bonded maupun free  standing dan  dilengkapi dengan  sensor load  cell dan pressure transducer . Gambar 3-5  memperlihatkan uji statik ketiga motor roket tersebut.
Gambar 3-3: Propelan pada motor roket free standing (a) dan case bonded (b)
Gambar 3-4: Posisi bagian-bagian motor roket case bonded
Gambar 3-5: Uji statik motor roket pertama (a), kedua (b) dan ketiga (c)

## 4  HASIL DAN PEMBAHASAN
Uji  statik  terhadap  motor  roket case  bonded pertama  dilakukan  tanpa menggunakan  sensor.  Hal  ini  dimaksud- kan  hanya  untuk  mengetahui  apakah motor roket dapat berfungsi dengan baik dan tidak perlu menimbukan kerusakan sensor jika mengalami kegagalan (meledak).  Data  hasil  pengujian  yang diperoleh hanya berdasarkan pengamatan visual  (foto  dan  video).  Pada  uji  statik pertama  ini  motor  roket  dapat  bekerja dengan  baik  dimana  secara  visual pembakaran berjalan normal dan berlangsung  kurang  lebih  selama  2,5 detik.  Permukaan  luar  dinding  tabung motor roket tidak mengalami peningkatan temperatur  yang  berarti.  Kondisi  ini dibuktikan  dengan  dinginnya  permukaan tabung  sesaat  setelah  uji  statik  dimana motor  roket  dapat  dipegang  dengan tangan  pada  kurang  lebih  2  menit setelah  pengujian  seperti  ditunjukkan pada  Gambar  4-1.  Hasil  uji  ablasi material insuliner diperoleh  sebesar  0,4 mm/detik.  Harga  ini  lebih  tinggi  dari persyaratan  material  insulasi  termal motor roket pada umumnya yang berkisar antara  0,09-0,2  mm/detik  (Bhuvaneswari et  al.,  2006).  Selanjutnya  berdasarkan pengamatan  dan  pengukuran  tebal insuliner setelah  motor  roket  dipotong melintang  terlihat  bahwa  bagian insuliner tersebut  secara  merata  relatif  utuh.
Fakta  ini  logis  karena  propelan  yang digunakan  adalah  tipe radial  burning . Berdasarkan pengukuran  tebal insuliner adalah 2,75 mm (tebal sebelumnya adalah 3  mm)  yang  berarti  hanya  berkurang 0,25  mm  seperti  diperlihatkan  pada Gambar  4-2.  Hal  ini  menunjukkan bahwa insuliner yang  dibuat  berfungsi dengan baik.
Berdasarkan  keberhasilan  pada uji  statik  pertama  ini  maka  dilakukan pengujian motor roket case bonded yang kedua  dimana  telah  dilengkapi  dengan sensor load cell dan pressure transducer . Gaya  dorong  dan  tekanan  ruang  bakar yang ditimbulkan selama proses pembakaran  motor  roket  akan  dapat diketahui  dengan  sensor  tersebut.  Pada pengujian  ini  mula-mula  motor  roket bekerja  dengan  baik  tetapi  di  bagian akhir  pembakarannya  terjadi  kebocoran pada  tabung  motor  roket  dimana muncul api yang keluar melalui dinding tabung  motor  roket  di  bagian  dekat nosel seperti terlihat pada  Gambar 3-4b. Berdasarkan pengamatan terhadap motor  roket  setelah  diuji  statik  terlihat bahwa  bagian  dinding  tabung  di  dekat nosel  menjadi  lumer  dan  robek  akibat panas  pembakaran  seperti  ditunjukkan pada  Gambar  4-3.  Adapun  data  hasil pengujian  yang  berupa  gaya  dorong  (F) dan  tekanan  (P)  terhadap  waktu    (t) diperlihatkan  pada Gambar 4-5.
Gambar 4-1: Permukaan dinding tabung motor roket dapat dipegang setelah pengujian
Gambar 4-2: Kondisi insuliner setelah pengujian motor roket case bonded
Gambar 4-3: Tabung motor roket lumer dan robek di bagian ujung
Gambar 4-5: Data uji statik motor roket case bonded : F-t (kiri) dan P-t (kanan)
Berdasarkan  data  rekaman  video maka  dapat  diketahui  bahwa  waktu pembakaran  motor  roket case  bonded yang  kedua  ini  sebelum  mengalami kebocoran  hanya  selisih  sangat  kecil (kurang  dari  setengah  detik)  dibanding motor  roket  pertama.  Hal  ini  berarti bahwa  kebocoran  motor  roket  terjadi  di bagian  akhir  pembakaran  propelan. Untuk  mengevaluasi  kinerja insuliner pada  motor  roket case  bonded ini  telah dilakukan  uji  statik  ketiga  dimana pengujian  dilakukan  terhadap  motor roket  yang  mempunyai  dimensi  dan desain  propulsi  yang  sama  tetapi menggunakan  propelan free  standing . Uji  statik  motor  roket free  standing ini dimaksudkan sebagai pembanding terhadap  motor  roket case  bonded yang dibuat.  Berdasarkan  rekaman  kamera video  terlihat  bahwa  motor  roket  ini dapat bekerja dengan baik dengan lama pembakaran  kurang  lebih  2,5  detik mirip  dengan  motor  roket  yang  pertama seperti diperlihatkan pada  Gambar 3-3c). Adapun    data  gaya  dorong  dan  tekanan ruang  bakar  selama  pembakaran  motor roket ini diperlihatkan pada Gambar 4-6.
Pada pengamatan visual terhadap motor  roket  yang  berhasil  sempurna ketika pengujian terlihat bahwa pembakaran  kedua  jenis  motor  roket mempunyai  waktu  pembakaran  yang sama  yaitu  kurang  lebih  2,5  detik. Namun  jika  diamati  menggunakan sensor ternyata pembakaran motor roket yang menggunakan propelan free standing hanya  berlangsung  2,1  detik sedangkan  motor  roket case  bonded berlangsung  2,2  detik.  Pada  uji  statik motor  roket case  bonded diperoleh  gaya dorong sebesar 340 kgf  dan tekanan 62 bar  selama  1,6  detik  selanjutnya  kedua besaran tersebut turun menjadi masing- masing 175 kgf dan 25 bar hingga detik ke  2,3.  Turunnya  kedua  besaran tersebut  diakibatkan  karena  setelah  1,6 detik  pembakaran  terjadi  kebocoran tabung  motor  roket  dimana  sebagian nyala    api  keluar  tidak  melalui  nosel sehingga  gaya  dorong  dan  tekanan berkurang  (lihat  Gambar  3-3b).  Adapun
pada  uji  statik  motor  roket  yang menggunakan  propelan free  standing maka  besarnya  gaya  dorong  dan tekanan  ruang  bakar  diperoleh  relatif konstan  sebesar  340  kgf    dan  62  bar selama  2,1  detik.  Data  hasil  uji  ketiga motor  roket  motor  roket  ditunjukkan pada Tabel 4-1.
Ditinjau  dari  lamanya  waktu pembakaran  mestinya  motor  roket case bonded lebih  lama  dari  pada  yang free standing karena  tebal  insulasinya  lebih kecil  yang  berarti  propelannya  lebih tebal. Propelan free standing mempunyai diameter  101  mm  sedangkan  diameter bagian  dalam  tabung  adalah  108  mm yang berarti tebal insulasi termal adalah 3,5  mm.  Berdasarkan  pengukuran diperoleh bahwa tebal web propelan free standing adalah  17  mm.  Hal  ini  berarti bahwa  laju  pembakaran  propelan  di dalam  motor  roket  adalah  17  mm/2,1 detik atau 8,09 mm/detik (pada tekanan 62  bar).  Pada  propelan case  bonded tebal insuliner 3  mm  yang berarti motor roket  ini  mempunyai  jumlah  propelan lebih  banyak  dimana  diameter  luar propelan  menjadi  105  mm  atau  tebal web-nya  menjadi  19  mm.  Laju  pem- bakaran  propelan  adalah  berkurangnya panjang propelan ke arah mundur tegak lurus bidang permukaan bakar propelan per  satuan  waktu  (Sutton  et  al,  2001). Dengan  kata  lain  laju  pembakaran propelan  di  dalam  ruang  bakar  sama dengan  tebal  web  propelan  (cm)  dibagi dengan  waktu  pembakaran  (detik). Berdasarkan  perhitungan  maka  apabila motor roket case bonded tidak mengalami kegagalan  maka  waktu  pembakarannya akan berlangsung selama  (19 mm /8,09 mm/detik)  atau 2,34 detik yang berarti 0,24  detik  lebih  lama  dibanding  motor roket free  standing .    Data    gaya  dorong maupun  tekanan  ruang  bakar  terhadap waktu dari hasil uji statik pada Gambar 4-5  dan  Gambar  4-6  memperlihatkan bahwa  kedua  besaran  tersebut  hampir sama.  Tekanan  pembakaraan  kedua motor  roket  tersebut  sama  besar sehingga waktu pembakaran motor roket case bonded harusnya sedikit lebih lama
dibanding free standing karena diameter propelannya  lebih  besar.  Selain  itu turunnya  tekanan  pembakaran  akibat
kerusakan  dinding  tabung  motor  roket akan dapat mengurangi laju  pembakaran propelan (Sutton,et al,  2001).
Gambar 4-6: Data uji statik motor roket free standing : F-t (kiri) dan P-t (kanan)
Tabel 4-1: DATA HASIL UJI STATIK MOTOR ROKET
No. Motor Roket Gaya Dorong rerata (kgf) Tekanan Pembakaran rerata (kg/cm 2 ) Waktu Pembakaran (detik) Keterangan 1. Case bonded 1 - - Motor  roket  menyala normal  tetapi  tidak dilengkapi sensor 2. Case bonded 2 340 62 1,6 Motor roket bocor dimana  setelah  1,6 detik gaya dorong dan tekanan turun masing-masing menjadi  175  kgf  dan 25  kg/cm 2 hingga  2,3 detik 3. Free standing 340 62 2,1 Motor  roket  menyala normal Berdasarkan  pengujian  di  atas dapat dikatakan bahwa kinerja insuliner motor  roket case  bonded yang  dibuat dapat  dikatakan  cukup  baik.  Hal  ini dibuktikan  dengan  berhasilnya  pengujian statik  motor  roket case  bonded yang pertama bahkan yang kedua. Terjadinya kerusakan  dinding  tabung  motor  roket case bonded yang kedua  bukan diakibatkan  oleh  gagalnya insuliner .  Hal ini  dapat  dijelaskan  seperti  uraian berikut  ini.  Jika  diamati  bagian  yang mengalami  kerusakan  (lihat  Gambar  4-3) maka  dapat  dikatakan  bahwa  bagian yang  mengalami  kerusakan  adalah dinding  tabung  pada  posisi  antara inhibitor dengan ujung nosel dan bukan
pada  posisi insuliner .  Posisi  bagian- bagian  motor  roket case  bonded seperti ditunjukkan  pada  Gambar  3-4.    Hal  ini berarti  bahwa  bagian  antara  inhibitor dengan  nosel  terdapat  celah  yang  dapat ditembus oleh api pembakaran propelan. Berdasarkan  data  pada  Gambar  4-5 terlihat  bahwa  jebolnya  dinding  tabung terjadi    setelah  1,6  detik  yang  ditandai dengan  turunnya  tekanan  ruang  bakar. Motor  roket  ini  didisain  menggunakan pembakaran propelan tipe radial burning dimana  pembakarannya  dimulai  dari bagian  dalam  permukaan  propelan menuju dinding tabung setelah melewati lapisan insuliner .  Sementara  itu  propelan tergolong material isolator karena
berbasis rubber polibutadien.  Oleh karena  itu  temperatur  dinding  tabung motor  roket  ini  akan  tetap  terlindungi dari  kenaikan  yang  drastis  setelah mengalami  pembakaran  propelan  dan telah terbukti  seperti ditunjukkan pada Gambar  4-1.  Material  tabung  motor roket  ini  terbuat  dari stainless  steel setebal  3,5  mm.  Jebolnya  dinding tabung  pada  motor  roket  yang  terjadi setelah  1,6  detik  pembakaran  menunjuk- kan  bahwa  bagian  tersebut  terpapar panas sejak dari awal pembakaran yang berarti  memang  terdapat  celah  antara inhibitor  dengan  nosel.  Selain  itu berdasarkan  informasi  dari  personil  tim perakitan di Lab Perakitan Motor Roket- Pusat  Teknologi  Roket  yang  diperoleh penulis  setelah    pengujian  statik  motor roket  ternyata proses perakitan berjalan kurang sempurna dimana tebal inhibitor telah  dikurangi  dengan  cara  dikerok. Proses  pengerokan  ini  dilakukan  untuk memperoleh  kemudahan  pemasangan nosel.  Hal  ini  tidak  dilaporkan  sebelum dilakukan  pengujian.  Hasil  perakitan dengan  cara  tersebut  diduga  kuat menimbulkan  celah  antara  inhibitor dengan nosel dan menyebabkan kegagalan motor roket.

## 5  KESIMPULAN
Motor roket
case bonded
berdiameter  115  mm    dengan  panjang propelan 400 mm telah dibuat menggunakan insuliner berbasis  epoksi.
Insuliner pada  motor  roket case  bonded dibuat  dari  matriks  epoksi-polisulfid dengan menambahkan filler carbon black (8  phr),  SiO 2 (8  phr)  ,  Al 2 O 3 (2  phr)  dan ZnO  (2  phr)  sedangkan  insulasi  termal untuk  motor  roket free  standing terdiri dari  matriks  epoksi-polisulfid  dengan lapisan fiber glass  cloth .  Tebal insuliner pada  motor  roket case  bonded adalah  3 mm  yang  berarti  lebih  tipis  dari  pada insulasi termal motor roket free standing yang  tebalnya  3,5  mm.  Berdasarkan hasil uji statik diperoleh bahwa insuliner motor  roket case  bonded telah  dapat berfungsi dengan baik. Kegagalan motor
roket case bonded pada uji statik kedua tidak disebabkan oleh gagalnya insuliner tetapi  akibat  proses  perakitan  motor roket yang kurang sempurna.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Terimaksih kami sampaikan kepada para personil Lab Liner/Inhibitor dan Lab Teknologi Proses Propelan  serta Lab Perakitan Motor Roket–Pusat Teknologi Roket yang telah membantu mewujudkan motor  roket  untuk  kegiatan  penelitian ini.  Selain  itu  terimakasih  juga  kami sampaikan kepada para personil Lab Uji Statik  di Bidang Teknologi Motor  Roket atas terlaksananya pengujian ini.

## DAFTAR RUJUKAN
Bhuvaneswari, C.M, Sureshkhumar,M.S, Kakade,  S.D    and  Gupta,  Manoj, 2006. Ethylene-Propylene  Diene Rubber  as  a  Futuristic    Elastomer For  Insulation  of  Solid    Rocket Motors, Review  paper,  Defence Science  Journal,  Vol.  56,  No.  3  © 2006 DECIDOC.
Davenas,  Alain,  1993. Solid  Rocket Propulsion  Technology ,  1 st edition, Pergamon Press, Oxford. Dewi,  Wiwiek  U,  2011. Penentuan Komposisi Kombinasi Filler Carbon Black,  SiO 2 ,  Al 2 O 3 dan  ZnO Sebagai  Material  Liner  Case bonded ,  Seminar  Nasional  IPTEK Dirgantara XV, Serpong.
Giants,  T.  W,  1991. Case  Bond  Liner System  For  Solid  Rocket  Motors , Aerospace  Report  No.TR-0090 (5935-02)-1  for  Space  Systems
Division-Air Force Systems Command, The Aerospace Corporation , California.
Jenson,  Gordon  E  and  Netzer,  David  W,
1996. Tactical  Missile  Propulsion , Volume
170,
progress in
Astronautics  and  Aeronautics, AIAA, Massachusetts.
Navale,  S.  B.,  Siraman,  S.,  Wani,  V.S., Manohar, M. V and Kakade, S. D., 2004. Effect  of  Additives  on  Liner Properties of Case-Bonded
Composite Propellants , High Energy Materials Research Laboratory, Pune-4ll 021, Defence Science  Journal,  Vol.  54,  No.  3. DESIDOC. Rodic, Vesna, 2007. Case-Bonded
System  for  Composite  Propellant ,
Scientific  Technical  Review,  Vol. LVII,  No.3-4,  UDK  621.454-66. 678.073/074,  COSATI  :21-09,11- 10.
Rogowski,  Gregory  S;  Davidson,Thomas F  and  Ludlow  Timothy,  1990. Insulating  Liner  for  Solid    Rocket
Motor Containing Vulcanizable elastomer  and  Bond  Promotor which is a novolac Epoxy or Resole
Treated  Celluloce, US  Patent  No.
4,956,397.
Rohman,  Fathur,  2011. Aplikasi  Liner Dengan  Metode  Lining  Sentrifugal Pada  Motor  Roket  case  bonded , Seminar Nasional IPTEK Dirgantara XV, Serpong.
Sutrisno, 2011. Pembuatan  dan  Analisis Kinerja  Sistem  Thermal  Insulation pada  Motor  Roket  Yang  Meng- gunakan  Propelan  Case  bonded ,
Jurnal Teknologi Dirgantara, Vol.9. N0. 2.
Sutton,  P  George  and  Biblarz,  Oscar, 2001. Rocket Propulsion Elements ,
7 th edition,  John  Wiley  &  Son,
New York.
Tim  Rekayasa,  2005. Dokumentasi    Uji Terbang  Roket  RKX  100 ,  Pusat Teknologi  Wahana  Dirgantara– LAPAN.