Volume  15  No.1 Januari 2023 ISSN : 2085 – 1669 e-ISSN : 2460 – 0288 Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/jurtek Email :  jurnalteknologi@umj.ac.id

## U  N  I  V  E  R  S  I  T  A  S   M  U  H  A  M  M  A  D  I  Y  A  H   J  A  K  A  R  T  A

## RANCANG BANGUN SISTEM PELONTAR TIPE CATAPULT UNTUK WAHANA TERBANG TIPE FIXEDWING ATHA MAPPER 2300
Kaspul Anuar 1,* , Imam Nugraha 2 , Musthafa Akbar 3 , Nazaruddin 4 , Warman Fatra 5 1,2,3,4,5 Jurusan Teknik mesin, Fakultas Teknik, Universitas Riau, Kampus Bina Widya KM. 12,5 Simpang Baru Kecamatan Tampan Kota Pekanbaru Riau, 28293
*E-mail koresponden : kaspul.anuar@lecturer.unri.ac.id Diterima: 14 Januari 2022 Direvisi: 12 Juni 2022 Disetujui: 8 Agustus 2022

## ABSTRAK
Pada  wahana  terbang  tanpa  awak  tipe  fixedwing,  lepas  landas  menggunakan  metode  hand  launch  memiliki beberapa kekurangan yaitu tingkat keamanan (safety) yang rendah bagi operator launcher, sulitnya mendapatkan sudut dan kecepatan lontar yang konsisten. Untuk mengatasi hal tersebut, lepas landas dari wahana terbang tipe fixedwing perlu menggunakan sistem pelontar. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan desain dan perangkat sistem pelontar wahana Atha Mapper 2300,  serta untuk  mengetahui  mengetahui performa dari  sistem pelontar yang  telah  dibuat.  Proses  desain  sistem  pelontar  ini  mengacu  kepada  spesifikasi  wahana  Atha  Mapper  2300 dengan bentang sayap sebesar 2300 mm dan massa maksimum sebesar 6 kg. Pada penelitian ini, sistem pelontar berhasil dirancang bangun dengan panjang 3000 mm, lebar 1400 mm, tinggi 900 mm, sudut kemiringan sebesar 14 derajat dan massa total sebesar 11,162 kg. Hasil perhitungan kekuatan struktur menunjukan sistem pelontar memiliki nilai faktor keamanan yang memenuhi kriteria desain yaitu lebih besar dari 1,5. Hasil perhitungan juga menunjukan sistem pelontar mampu menghasilkan kecepatan lontar maksimum sebesar 11,658 m/s. Selanjutnya dari hasil pengujian, sistem pelontar mampu menghasilkan kecepatan lontar maksimum yang mendekati dengan hasil  perhitungan,  yaitu  sebesar  12,116  m/s.  Kecepatan  lontar  ini  memenuhi  kriteria  kecepatan  lontar  yang ditetapkan yaitu ≥ 11,5 m/s. Dengan kecepatan yang memenuhi kriteria ini, sistem pelontar berhasil membantu wahana Atha Mapper 2300 untuk lepas landas dengan stabil.
Kata Kunci: Atha Mapper 2300, Sistem Pelontar, Catapult, Launcher.

## ABSTRACT
Atha Mapper 2300 is a fixed wing aircraft, which is the next generation of Atha Mapper 2150. In order to finish its mission, the aircraft used to take off by hand launch method. Hand launch method utilize the throwing force of the launch operator to take off. The method has many issues, such as low safety degree, and inconsistent take off  angle  and  speed.  The  purpose  of  this  research  are  to  design  a  launcher  for  Atha  Mapper  2300  UAV,  to determine  the  structural  strength  for  Atha  Mapper  2300  launcher  system,  to  produce  the  designed  launcher system, and to find out the performance of the produced launcher system. The design process was based on the Atha Mapper 2300 specification, which are 2300 mm of wingspan, MTOW: 6 Kg, and 10 m/s of stall speed. The result of the design  was a launcher system with dimension of 3000 mm length, 1400 mm wide, 900 mm height, and  14 o inclination  angle.  The  launcher  system  was  a  catapult  type  launcher  with  30  x  60  x  1.2  mm  hollow stainless  steel  as  its  main  material,  and  has  a  total  mass  of  11.162  Kg.  The  structural  strength  calculation resulted  a  criteria  fulfillment  of  113.4.  The  calculation  also  resulted  a  maximum  launch  speed  of  11.658  m/s. Then, practically the produced launcher result a maximum launch speed of 12.116 m/s which is relatively close to  the  theoretical  calculation.  The  speed  fulfill  the  initial  criteria  which  is  ≥  11.5  m/s.  By  these  results,  the launcher system was claimed to be successfully help Atha Mapper 2300 to have a stabilized take off.
Keywords: Atha Mapper 2300, Launcher System, Catapult, Launcher.

## PENDAHULUAN
Wahana  Atha  Mapper  2300  adalah  salah  satu wahana  terbang  tanpa  awak  yang  diproduksi oleh  tim  robot  terbang  Teknik  Mesin Universitas  Riau.  Wahana  ini  merupakan generasi  pelanjut  dari  generasi  sebelumnya Atha  Mapper  2150  (Anuar  et  al.,  2020). Keunggulan wahana ini dibanding pendahulunya, yaitu flight time lebih lama dan jangkauan yang lebih jauh.
Dalam  menjalankan  misinya,  wahana  Atha Mapper  2300  lepas  landas  menggunakan metode hand  launch .  Metode hand  launch yaitu metode yang memanfaatkan gaya lempar yang  diberikan  oleh  operator launcher pada saat lepas landas (S.M. Woo, D.H. Kim, 2021). Metode  ini  memiliki  beberapa  kekurangan yaitu sulitnya mendapatkan sudut dan kecepatan  lontar  yang  konsisten.  Pada  saat proses hand  launch wahana, propeller yang berputar  rentan  membahayakan  keselamatan dari  operator launcher .  Selain  itu,  wahana dengan  massa  lebih  dari  4  kilogram  tidak efektif  lepas  landas  menggunakan  metode hand  launch karena  menyulitkan  operator launcher untuk melontarkan wahana tersebut.
Untuk  menjadikan  wahana  Atha  Mapper  2300 mampu  lepas  landas  dengan  sudut  dan kecepatan  yang konstan, maka pada penelitian ini  dirancang  bangun  sistem  pelontar  tipe catapult launcher . Sistem pelontar ini didesain agar  mampu  melontarkan  wahana  terbang dengan bobot maksimum sebesar 6 kg.

## Tinjauan Pustaka
1. Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Unmanned  Aerial  Vehicle (UAV)  atau  dalam Bahasa  Indonesia  disebut  Pesawat  Terbang Tanpa  Awak  (PTTA),  telah  digunakan  pada bidang  militer  dengan  berbagai  tujuan,  seperti pemotretan  wilayah  musuh,  wilayah  konflik atau untuk memata-matai musuh (Anuar et al., 2019).  Dalam  bidang  sipil,  UAV  telah digunakan  untuk  pemetaan  daerah  terpencil, pemantauan  gunung  berapi,  pemantauan  lalu lintas  atau  pemotretan  daerah  pasca  bencana (Sadraey  H,  2020).  Berdasarkan  sayapnya, UAV  dikelompokan  menjadi  dua  tipe,  yaitu tipe fixed  wing dan rotary  wing .  UAV  tipe fixed  wing merupakan  jenis  pesawat  tanpa
awak  dengan  bentuk  sayap  tetap,  sedangkan UAV  tipe rotary  wing merupakan  pesawat tanpa  awak  dengan  sayap  yang  berputar (Corda, 2017).

## 2. UAV Fixed Wing
UAV  jenis  ini  berbentuk  seperti  pesawat komersial  dan  memiliki  keunggulan  berupa daya  jangkau  yang  lebih  luas  (Fahlstrom  & Gleason, 2012). UAV tipe fixed wing biasanya digunakan  untuk  misi  pemetaan  ( mapping ) atau  pemantauan  pada  area  yang  luas.  Selain itu,  UAV  ini  relatif  lebih  efisien  dalam  hal penggunan  energi  pada  sistem  propulsinya, lebih  aerodinamis  dan  dapat  terbang  dengan kecepatan tinggi.

## 3. Wahana Terbang Atha Mapper 2300
Atha  Mapper  2300  adalah  sebuah  wahana terbang  karya  Tim  Riset  UAV  Serindit  Aero Universitas  Riau.  Wahana  ini  ditujukan  untuk mengikuti  perlombaan  Kontes  Robot  Terbang Indonesia  (KRTI),  yang  merupakan  lomba tahunan  antar  perguruan  tinggi  di  seluruh Indonesia.  Tabel  1  menampilkan  spesifikasi wahana Atha Mapper 2300.
Tabel  1. Spesifikasi  wahana  terbang  Atha
Mapper 2300 Spesifikasi Karakteristik Jenis Wing Fixed Wing Panjang Fuselage 1500 mm Massa Fuselage 600 gram Bentang sayap 2300 mm Motor penggerak Motor brushless Material bodi Komposit fiberglass Material Sayap Komposit foam core Massa maksimum wahana 6 kg
Wahana  Atha  Mapper  2300  memiliki  daya jangkau relatif lebih jauh dan cocok untuk misi pemetaan ( mapping ) pemantauan udara.
Gambar  1  menampilkan  wahana  terbang  Atha Mapper 2300.
Jurnal Teknologi 15 (1) pp 13- 24 © 2023
Gambar  1. Wahana  terbang  Atha  Mapper 2300
4. Sistem Pelontar UAV Tipe Catapult
Sistem  pelontar  UAV  tipe catapult adalah sistem pelontar yang digunakan untuk memindahkan energi yang sebelumnya terakumulasi  dalam bungee cord ke UAV sehingga  UAV  memiliki  energi  yang  cukup untuk meninggalkan pelontar (Lu et al., 2020). Sistem  pelontar  tipe catapult terdiri  dari mekanisme  peluncuran,  rangka,  lintasan  dan carriage .  Sistem  pelontar  ini  cocok  untuk wahana  dengan  massa  maksimum  lebih  dari  5 kg.  Gambar  2  menampilkan  sistem  pelontar tipe catapult (Miller et al., 2014) .
Gambar 2. Sistem pelontar tipe catapult

## 5. Mekanisme Peluncuran
Terdapat  beberapa  mekanisme  yang  dapat digunakan pada pelontar tipe catapult diantaraya adalah: tension gas spring , pneumatic  piston , bungee  cord .  Pelontar dengan bungee  cord merupakan  mekanisme yang  paling  lazim  digunakan.  Pelontar  ini memiliki  tujuh  kriteria  keunggulan  dalam  hal: ukuran,  berat,  konsistensi,  daya  tahan,  jumlah energi  output  yang  diperlukan,  biaya,  dan keamanan. Bungee  cord terdiri  dari  beberapa helai  karet  elastis  sehingga  membentuk  satu
kesatuan, dan dilapisi oleh tenunan  kapas  atau selubung polypropylene .  Pemilihan bungee cord tergantung  pada  dua  faktor  kunci,  (1) konstanta bungee  cord dan  (2)  jumlah bungee cord yang akan digunakan untuk memperbesar gaya.

## 6. Kinerja Sistem Pelontar
Kinerja  sistem  pelontar  tergantung  pada  jarak lontar,  percepatan,  dan  kecepatan  lepas  landas yang  dihasilkan  untuk  meluncurkan  wahana. Dengan  adanya  gaya  yang  saling  berinteraksi dan adanya gaya eksternal yang tidak konstan, analisis  kinerja  sistem  pelontar  ditentukan dengan  beberapa  asumsi  sebagai  berikut (Muliadi, 2018):
1. Aerodinamis  (semua  gaya  dan  momen aerodinamis) diabaikan.
2. Angin  di  sekitar  lokasi  peluncuran  dia- baikan.
3. Massa tali elastis di abaikan.
4. Kekakuan tali elastis adalah konstan.
Karakteristik bungee  cord dapat  memberikan hasil  yang  lebih  baik,  apabila  rentang perpanjangan  operasi bungee  cord mulai  dari 20% sampai 80% (Novaković & Medar, 2013). Selanjutnya,  agar  wahana  dapat  lepas  landas dengan  baik,  wahana  harus  memiliki  daya angkat  yang  cukup.  Maka  dari  itu  pelontar harus menghasilkan kecepatan 15% lebih besar dari kecepatan stall . Persamaan 1, Persamaan 2 dan Persamaan 3 digunakan untuk menghitung kinerja pelontar berupa  waktu efektif pelontar, jarak  lontar,  dan  kecepatan  lontar  (Novaković & Medar, 2013):

## 7. Analisis Kekuatan Struktur
Dalam  perancangan  sistem  pelontar  UAV, analisis  kekuatan  struktur  penting  dilakukan pada  bagian-  bagian  sistem  pelontar  UAV terutama  pada  bagian  rangka  yang  menahan
beban  gaya  berat  wahana  dan  gaya  tarik  dari bungee  cord .  Output  dari  analisis  kekuatan struktur  akan  didapat  parameter  berupa tegangan maksimum (Nazaruddin et al., 2020), nilai faktor keamanan dan defleksi yang terjadi pada  struktur  (Nazaruddin  et  al.,  2021). Persamaan 4 dan Persamaan 5 berikut, masing- masing  digunakan  untuk  menghitung  nilai tegangan  normal  akibat  gaya  aksial  dan  nilai tegangan normal akibat momen lentur (Soetanto & Tritjahjono, 2016).
(4) (5)
Rasio yield strength terhadap beban digunakan untuk menentukan faktor keamanan.
Persamaan  6  digunakan  untuk  menentukan nilai faktor keamanan ( safety factor ).
(6)
Sebuah  balok  akan  mengalami  defleksi  jika mengalami  pembebanan,  dimana  defleksi tersebut  akan  berbentuk  radius  tertentu  dalam rentang elastisitasnya. Gambar 3 menampilkan persamaan  untuk  menghitung  gaya  reaksi terjadi  pada  kantilever  dengan  tumpuan  roll dan jepit (Budynas & Keith, 2015).
Gambar  3 .  Persamaan  gaya  reaksi  pada cantilever dengan  tumpuan  jepit  dan  roll dengan beban terpusat.

## METODE PENELITIAN
Gambar 4 menampilkan diagram alir penelitian rancang  bangun  sistem  pelontar  untuk  wahana Atha Mapper 2300.
Gambar 4 . Diagram Alir Penelitian
1. Penentuan Dimensi Rangka Dan Bagian
Penyusun Sistem Pelontar
Sistem  pelontar  yang  akan  didesain  bertipe catapult .  Tipe catapult dipilih  karena  cocok untuk  wahana  dengan  massa  maksimum  lebih dari  5  kg.  Dimensi  rangka  sistem  pelontar dibuat  berdasarkan  spesifikasi  wahana  Atha Mapper  2300  (Tabel  1).  Sesuai  spesifikasi, wahana Atha Mapper 2300 memiliki dua buah motor di bagian sayap, agar tidak mengganggu sistem  penggerak  maka  pelontar  didesain dengan  batang  utama  tunggal.  Gambar  5 menampilkan  dari  desain  sistem  pelontar tampak atas.
Gambar 5. Desain sistem pelontar tampak atas
Saat  lepas  landas,  wahana  Atha  Mapper  2300 terbang  dengan  sudut  serang  sebesar  16 0 .
Sudut  sayap  wahana  relatif  terhadap fuselage sebesar  2 0 ,  sehingga  batang  utama  sistem pelontar  didesain  dengan  sudut  kemiringan sebesar  14 0 .    Dengan  tinggi  kaki  bagian
Jurnal Teknologi 15 (1) pp 13- 24 © 2023
belakang  sebesar  150  mm,  panjang  pelontar 3000  mm,  maka  tinggi  kaki  depan  sistem pelontar  dapat  dihitung  dengan  teorima pitagoras sebagai berikut:
Dari  perhitungan  tersebut,  didapat  tinggi  kaki depan sistem pelontar yaitu y 1 +  y 2 , 150 mm + 748 mm = 898mm ≈ 900 mm.
2. Penentuan Konsep  Rangka  Berdasarkan
Gulungan Karet Bungee Cord
Desain konsep rangka sistem pelontar divariasikan berdasarkan gulungan karet bungee cord . Setelah ditetapkan konsep sistem pelontar,  selanjutnya  dilakukan  pembuatan variasi gulungan karet bungee cord menggunakan Software Solid Work . Gambar 6 menampilkan  konsep  desain  rangka  sistem pelontar  tipe catapult menggunakan  karet bungee cord
Gambar  6. Konsep  desain  rangka  sistem pelontar tipe Catapult

## Keterangan:
a. Konsep  1:  Rangka  pelontar  tipe Catapult menggunakan  karet bungee dengan  satu  gulungan  karet bungee cord .
b. Konsep  2:  Rangka  pelontar  tipe Catapult menggunakan  karet bungee dengan  dua  gulungan  karet bungee cord .
Berdasarkan  dua  konsep  desain  rangka  yang ada, dilakukan pemilihan konsep desain rangka sistem  pelontar  tipe Catapult menggunakan matrik  pemilihan  untuk  mendapatkan  desain terbaik  dari  beberapa  alternatif  desain.  Desain yang  memiliki  poin  tertinggi  berdasarkan aspek kemudahan fabrikasi, kemudahan perakitan,  waktu  setup,  biaya  pembuatan, jumlah komponen.

## 3. Matriks  Pemilihan  Keputusan  Desain Rangka
Matriks  pemilihan  keputusan  adalah  suatu metode  pengambilan  keputusan  terhadap beberapa  alternatif.  Pada  metode  pemilihan digunakan untuk membandingkan dan memilih solusi  terbaik  dari  sekumpulan  alternatif  yang ada. Semakin penting suatu kriteria maka akan semakin  tinggi  pula  bobotnya.  Sehingga nantinya  akandidapatkan  alternatif  keputusan terbaik  berdasarkan  kriteria  keputusan  yang telah ditetapkan.
Pada  desain  konsep  1,  karet bungee diputar satu  kali,  dimana  salah  satu  ujung  karet  yang terikat  pada carriage di  tarik  ke  ujung  rangka bagian  depan  melalui  rol  satu  dan  dua kemudian di putar ke belakang dan ujung karet diikat  pada  ujung  rangka  bagian  belakang seperti  tampak  pada  Gambar  6  desain  konsep 1.
Pada  desain  konsep  2,  karet bungee diputar dua  kali,  dimana  salah  satu  ujung  karet  yang terikat  pada carriage ditarik  ke  ujung  depan rangka  melalui  rol  satu  dan  dua  kemudian  di putar  ke  ujung  rangka  belakang,  setelah melalui rel tiga dan empat selanjutnya karet di tarik  ke  depan  dan  diikat  pada  ujung  rangka bagian  depan  seperti  tampak  pada  Gambar  6 desain konsep 2.  Dilihat dari  komponen yang dibutuhkan, desain konsep 1 menggunakan dua rol pada bagian ujung rangka sebagai landasan karet bungee yang akan di putar dan di tarik ke bagian  ujung  rangka  belakang.  Desain  konsep 2  membutuhkan  tambahan  2  buah rol yang terletak  pada  ujung  bagian  belakang  rangka sistem  pelontar,  karena  karet bungee setelah sampai di ujung belakang kembali di putar dan di  tarik  ke  ujung  rangka  bagian  depan, sehingga  totalnya  menggunakan  empat  buah rol.  Hal  ini  membuat  desain  konsep  1  lebih unggul disisi fabrikasi, jumlah  komponen, dan biaya  pembuatan.  Sedangkan  dari  sisi  waktu setup ,  dikarenakan  karet bungee pada  desain konsep  satu  hanya  di  putar  satu  kali  maka  hal ini  akan  memangkas  waktu setup desain konsep satu, sehingga desain konsep satu lebih unggul.  Dari  sisi  keamanan  pengoperasian, kedua  konsep  penempatan bungge sama-sama memiliki  resiko  kecelakaan  terhadap  operator pengguna.  Tabel  2  menampilkan  matriks pemilihan keputusan desain rangka.
Tabel 1. Matriks Pemilihan Keputusan Desain
Rangka. No. Kriteria Bobot (%) Konsep Satu Dua 1 Kemudahan fabrikasi 20 3 2 2 Jumlah komponen 20 3 3 3 Waktu set-up 20 3 2 4 Keamanan pengoperasian 25 2 2 5 Biaya pembuatan 15 3 2 Total 100 2,75 2,2 Keterangan: 1 = Kurang Baik 2 = Cukup Baik 3 = Baik
4 = Sangat Baik
Dari  Tabel  2  terlihat  konsep  1  terpilih  sebagai desain  terpilih  dengan  nilai  matriks  sebesar 2,75.

## 4. Penentuan Konsep Desain Carriage
Ada  dua  jenis  konsep carriage yang  akan dipilih, yaitu:  konsep 1 dan konsep 2 . Gambar 7 menampilkan kedua konsep desain carriage
Gambar 7. Desain konsep carriage
a. Konsep 1: Penempatan fuselage wahana pada carriage.
b. Konsep  2:  Penempatan  sayap  wahana pada carriage
Dari  kedua  konsep  yang  terlihat  pada  Gambar 7,  terdapat  perbedaan  pada  posisi carriage dalam  menopang  wahana . Pada  desain  konsep
1, carriage menopang  wahana  pada  bagian badan  wahana (fuselage) . Sedangkan  pada desain  konsep  2, carriage menopang  wahana pada bagian sayap. Desain yang memiliki poin tertinggi dinilai berdasarkan aspek  kemudahan fabrikasi,  kemudahan  perawatan,  dan  dimensi sistem pelontar.
5. Matriks  Pemilihan  Keputusan  Konsep
Carriage
Matriks  pemilihan  keputusan  konsep carriage dimaksudkan  untuk  memilih  satu  dari  dua konsep yang diajukan. Pada konsep 1, carriage dibuat dengan hollow steel ukuran 25 mm x 25 mm  x  2  mm.  Konsep  1  juga  didesain menggunakan  plat  baja  setebal  2  mm  sebagai dudukan  pada fuselage .  Sedangkan  pada konsep  2, carriage dibuat  dengan  plat  baja setebal 2 mm lalu dibentuk sesuai ukuran yang telah ditentukan. Kemudian plat baja setebal  2 mm  juga  digunakan  sebagai  dudukan  sayap wahana.  Hal  ini  menunjukan  dari  sisi kemudahan  fabrikasi  dan  dimensi,  konsep  1 lebih  unggul  dari  konsep  2.  Ditinjau  dari kemudahan  perawatan,  dikarenakan  konsep  1 terbuat  dari  besi hollow  square dan  relatif terbuka dibandingkan konsep 2 yang memiliki bentuk carriage tertutup.  Hal  ini  akan memudahkan  perawatan  dan  perbaikan  pada desain  konsep  1.  Namun  dari  sisi  pembuatan konsep  1  lebih  rumit  dibandingkan  konsep  2, terutama  dalam  membuat  dudukan  sesuai bentuk fuselage wahana. Dengan menggunakan  matriks  pemilihan  keputusan, konsep carriage dipilih  berdasarkan  total  nilai dari masing-masing kriteria. Tabel 3
menampilkan  matriks  pemilihan  keputusan bentuk carriage .
Tabel  3. Matrik  Pemilihan  Keputusan  Bentuk Carriage. No. Kriteria Bobot (%) Konsep Satu Dua 1 Kemudahan fabrikasi 25 4 3 2 Dimensi sistem pelontar 25 4 2 3 Kemudahan perawatan 20 3 2 Total 100 2,6 1,65 Keterangan: 1 = Kurang Baik 2 = Cukup Baik
3 = Baik
4 = Sangat Baik
Dari  Tabel 3, ditetapkan bahwa desain konsep 1  dipilih  sebagai  desain carriage sistem pelontar  UAV  Atha  Mapper  2300.    Hal  ini dikarenakan  desain  konsep  1  memiliki  nilai tertinggi sebesar 2,6.
Jurnal Teknologi 15 (1) pp 13- 24 © 2023
6. Pembuatan  Gambar  Desain  Lengkap Sistem Pelontar Tipe C atapult Gambar  desain  lengkap  sistem  pelontar  untuk wahana  UAV  Atha  Mapper  2300  dibuat  pada software solidwork dengan  menggunakan desain  rangka  konsep  1  dan  desain carriage konsep  1.  Posisi  karet bungee terletak  disisi kanan  dan  kiri  pelontar.  Dua  buah roll ditambahkan  sebagai  bantalan  karet bungee pada bagian ujung depan rangka. Karet bungee ditarik  sebanyak  satu  putaran  dengan  posisi carriage menopang  wahana  pada  bagian fuselage .  Sistem  pelontar  ini  terdiri  dari  4 bagian  yakni  rangka,  mekanisme release, carriage dan  karet bungee. Gambar  8 menampilkan  hasil  pembuatan  desain  lengkap sistem pelontar
Gambar 8. Desain lengkap sistem pelontar
7. Estimasi Massa Desain Sistem Pelontar
Setelah gambar desain selesai dibuat, selanjutnya  dilakukan  perhitungan  estimasi massa sistem pelontar pada software solidwork dengan  cara  menginput  jenis  material  pada desain  sistem  pelontar.  Bagian  rangka  sistem pelontar diinput menggunakan material stainless  steel 304  sedangkan carriage dan dudukan release diinput  dengan  material steel AISI  1020.  Hasil  perhitungan  estimasi  massa total sistem pelontar dapat dilihat pada Tabel 4 berikut.
Tabel  4 .  Hasil  Perhitungan  Massa  Sistem
Pelontar No . Komponen Massa Keterangan 1. Rangka depan 2,160 Kg Solid works
2. Rangka tengah 1,510 Kg Solid works 3. Rangka belakang 2,715 Kg Solid works 4 Selenoid 0,989 Kg Solid works 5. Tiang depan 1,880 Kg Solid works 6. Carriage 1,906 Kg Solid works Total 11,16 Kg
8. Perhitungan  Kekuatan  Struktur  Desain Sistem Pelontar UAV Serindit V-2
Tabel  5  menampilkan  mekanikal properties material stainless steel 304  yang  akan digunakan  dalam  pembuatan  rangka  sistem pelontar.
Tabel  5. Mekanikal  properties  stainless  steel 304
Mechanical Properties Metric English Ultimate Tensile Strength 505 MPa  73200 psi Tensile Yield Strength 215 MPa  31200 psi Modulus of Elasticity 193-200 GPa 28000-29000 ksi Analisis  kekuatan  struktur  rangka  sistem pelontar  dimulai  dengan  membuat  gambar diagram  benda  bebas  berdasarkan  beban  real yang  bekerja  berupa  berat  wahana  dan  gaya tarik dari bungee cord . Gambar 9 menampilkan  kondisi  sistem  pelontar  saat diberi beban berupa gaya W (berat wahana dan berat carriage )  dan  gaya  tarik  (F)  dari  karet bungee .
Gambar 9 . Kondisi pembebanan sistem

## pelontar
Selanjutnya  dibuat  Diagram  Benda  Bebas (DBB)  pada  batang  utama  sistem  pelontar. Gaya  tarik bungee  cord diasumsikan  bekerja langsung  pada  batang  utama  sistem  pelontar. Gambar  10  menampilkan  Diagram  Benda Bebas  (DBB)  dari  batang  utama  sistem pelontar.
Gambar  10 .  DBB  dari  batang  utama  sistem pelontar pada bidang X-Y
Dari  DBB  yang  telah  dibuat,  perhitungan dilanjutkan  dengan  pembuatan  diagram  gaya geser, diagram gaya tarik dan diagram momen. Terakhir  dilakukan  perhitungan  terkait  nilai tegangan  yang  terjadi,  nilai  faktor  keamanan, dan  defleksi  yang  terjadi  disepanjang  batang sistem  pelontar  berdasarkan  Persamaan  4, Persamaan 5 dan Persamaan 6.

## 9. Perhitungan  Kinerja  Sistem  Pelontar
Wahana Atha Mapper 2300
Pengukuran gaya tarik dari karet bungee
Dalam  menghitung  nilai  kekuatan  struktur batang utama sistem pelontar, dibutuhkan data massa wahana dan besar gaya tarik maksimum dari bungee yang  digunakan.  Massa  wahana Atha  Mapper  2300  didapat  sebesar  6  kg melalui  penimbangan,  sedangkan  nilai  gaya tarik  dari bungee didapat  melalui  proses pengukuran  menggunakan  timbangan  pegas seperti tampak pada Gambar 11.
Gambar  11. Pengukuran  nilai  gaya  tarik bungee cord
Setelah  seluruh  nilai  gaya  tarik  dari  setiap perpanjangan  didapat,  data  di  input  ke microsoft excel guna memudahkan pengolahan data.
Perhitungan kecepatan lontar yang dihasilkan
Kinerja  sistem  pelontar  dinilai  berdasarkan kecepatan  lontar  maksimum  yang  dihasilkan pada  wahana  terbang.  Perhitungan  kecepatan lontaran  diawali  dengan  menghitung  waktu
efektif  lontaran.  Waktu  efektif  lontaran  ialah waktu  yang  dihitung  dari  pelontar  mulai bekerja  hingga  wahana  mencapai  kecepatan awal  maksimum.  Perhitungan  waktu  efektif lontaran  dilakukan  dengan  menggunakan Persamaan  1  dengan  parameter  sebagai berikut:
x 0 = 5,90 m α = 14º n r = 99,837 N b = 2,8 m q r = 11,183 N/m T = 29,43 N M = 7,7 Kg L = 3,86 m µ = 0,1
Kemudian  dilanjutkan  dengan  menghitung jarak  lontar.  Jarak  lontar  ialah  jarak  dari  titik terakhir  pelontar  bekerja  hingga  titik  jatuh wahana  setelah  dilontarkan.  Jarak  lontar dihitung dengan menggunakan Persamaan 2 Terakhir  dihitung  kecepatan  lontar  yang dihasilkan.  Kecepatan  lontar  ialah  kecepatan yang  dihasilkan  untuk  meluncurkan  wahana. Batas  kecepatan  minimum  yang  dihasilkan sistem  pelontar  minimal  15%  lebih  besar  dari kecepatan stall wahana Atha Mapper 2300 (11 m/s).  Kecepatan  lontar  dihitung  dengan menggunakan Persamaan 3.

## 10. Pengujian Sistem Pelontar
Setelah  sistem  pelontar  berhasil  dirancang bangun,  kemudian  dilakukan  pengujian  secara aktual  dari  sistem  pelontar  yang  telah  dibuat. Hal  ini  untuk  memastikan  bahwa  kecepatan yang  dihasilkan  oleh  sistem  pelontar  telah memenuhi  kriteria  yang  ditentukan  (kecepatan lontar ≥ 11,5 m/s) serta sistem pelontar mampu membantu wahana untuk lepas landas. Gambar 12  menampilkan  set-up  pengujian  sistem pelontar pada UAV Atha Mapper 2300.
Gambar 12 . Set- up pengujian
Dalam  pengujian,  nilai  kecepatan  lontar  pada Wahana Atha Mapper 2300 dibaca
Jurnal Teknologi 15 (1) pp 13- 24 © 2023
menggunakan air  speed  sensor yang  dipasang pada bagian fuselage . Air speed sensor tersebut terhubung  ke flight  controller .  Gambar  13 menampilkan air  speed  sensor yang  terpasang pada wahana.
Gambar 13. Air speed sensor pada wahana
Proses  pengujian  dilakukan  dengan  cara melakukan take  off wahana  dengan  bantuan sistem pelontar pada posisi throttle motor 50%. Wahana  yang  telah  dilontarkan  kemudian dibiarkan  tetap  melayang  sampai  ketinggian wahana  turun  akibat  kecepatan  lontar  telah berkurang. Sebelum wahana jatuh dan kehilangan  kendali,  pilot  segera  mengambil alih  kontrol  untuk  menaikkan  ketinggian  dan menerbangkan wahana hingga landing.
Pengujian  ini  dilakukan  sebanyak  lima  kali dengan prosedur yang sama untuk mendapatkan  hasil  yang  akurat.  Setelah mendarat flight  controller akan  direset  ulang guna  menghasilkan  data  yang  terpisah  antar pengujian.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## 1. Hasil Desain Sistem Pelontar Wahana Atha Mapper 2300
Tabel 6 menampilkan spesifikasi desain sistem pelontar wahana Atha Mapper 2300.
Tabel  6 .  Spesifikasi  desain  sistem  pelontar
Wahana Atha Mapper 2300 Parameter unit Panjang lintasan 3000 mm Lebar 1400 mm Tinggi depan 900 mm Tinggi belakang 150 mm Kemiringan lintasan 14° Panjang karet bungee 3,28 m Perpanjangan karet 80% Sistem release Selenoid Massa pelontar 11,162 kg
Gambar  14  menampilkan  hasil  desain  sistem pelontar  terpilih  untuk  wahana  Atha  Mapper 2300.
Gambar  14. Desain  Sistem  Pelontar  Tampak Depan
2. Hasil  Perhitungan  Kekuatan  Struktur Sistem Pelontar

## Tegangan normal yang bekerja pada batang utama sistem pelontar
Gambar  15  menampilkan  grafik  tegangan normal  vs  posisi  pada  batang  utama  sistem pelontar di sepanjang sumbu longitudinal.
Gambar 15. Grafik tegangan normal vs posisi pada batang utama sistem pelontar.
Dari  Gambar  14  terlihat  tegangan normal  maksimum  terjadi  di  titik  0,1  meter sebesar  1,895  MPa  dari  bagian  kiri  batang utama.

## Nilai Faktor Keamanan
Nilai allowable strength didapat dari mekanikal  propertis  bahan  sebesar  215  Mpa. Sedangkan working  stress didapat  dari tegangan yang terjadi pada batang  utama pada titik  0,1  meter,  dimana  pada  titik  tersebut terjadi  tegangan  tertinggi  sebesar  1,895  Mpa. Maka  nilai  faktor  keamanan  ini  memenuhi kriteria  desain  yang  ditetapkan  yaitu  dengan nilai faktor keamanan ≥ 1,5.

## Defleksi
Gambar  16  menampilkan  grafik  defleksi  vs posisi  pada  batang  utama  sistem  pelontar  di sepanjang sumbu longitudinal
Gambar  16. Grafik  defleksi  pada  batang batang utama sistem pelontar Dari  grafik  diatas  dapat  diketahui  defleksi terbesar  terdapat  pada  jarak  1,3  meter  sebesar 0,10425  mm.  Hal  ini  menunjukan  defleksi maksimum  yang  terjadi  pada  batang  pelontar relatif  kecil  dan  tidak  mempengaruhi  fungsi batang  utama  sistem  pelontar  yaitu  sebagai lintasan takeoff wahana.
3. Hasil  Pengukuran  Gaya  Tarik  Dan Penambahan Panjang Pada Karet Bungee
Dari  pengukuran  yang  dilakukan,  gaya  tarik maksimum  dari bungee didapat  sebesar 229,096  N.  Setelah  diukur,  masing-  masing gaya  yang  didapat  diplot  menjadi  grafik  gaya vs  pertambahan  panjang  dan  ditarik  garis linear  dengan  menggunakan microsoft  excel. Grafik  gaya  vs  pertambahan  panjang  dapat dilihat pada Gambar 17.
Gambar  17 .  Grafik  Gaya  vs  Pertambahan Panjang.
Dari  Gambar  17  terlihat  hubungan  gaya  vs pertambahan  panjang  dari  karet bungee  cord mendekati linier. Hal ini menunjukan pertambahan  panjang  yang  terjadi  pada  karet
bungee cord masih dalam area yang diizinkan. Selanjutnya  garis  linearisasi  yang  dibentuk pada  Gambar  10,  menghasilkan  nilai  qr  = 11,183  N/m  dan  nr  =  99,837  N.  Kedua parameter  ini  digunakan  dalam  perhitungan kecepatan  lontar  wahana  yang  dihasilkan sistem pelontar.
4. Hasil  Perhitungan  Kecepatan  Lontar
Wahana Berdasarkan  perhitungan,  sistem  pelontar mampu menghasilkan kecepatan lontar maksimum sebesar 13,98 m/s, dengan kecepatan  maksimum  rata-rata  sebesar  12,116 m/s.  Hal  ini  berarti  kinerja  sistem  pelontar memenuhi  kriteria  desain  yang  ditetapkan yaitu mampu menghasilkan kecepatan lontar ≥ 11 m/s.

## 5. Hasil Pembuatan Sistem Pelontar
Tabel  7  menampilkan  spesifikasi  sistem pelontar tipe catapult yang telah diproduksi.
Tabel 7. Spesifikasi Sistem Pelontar Parameter Unit Panjang lintasan 3000 mm Lebar 1400 mm Kemiringan lintasan 14° Panjang karet bungee 3,28 m Perpanjangan karet 80% Sistem release Selenoid Massa pelontar 11,162 Kg Massa karet bungee 0,815 Kg Area kerja 4 m x 3 m
Terlihat  sistem  pelontar  yang  diproduksi memenuhi  kriteria  desain  mulai  dari  massa total, kemiringan lintasan dan panjang lintasan. Gambar  18  menampilkan  hasil  pembuatan sistem pelontar
Gambar 18 . Hasil Pembuatan Sistem Pelontar
Jurnal Teknologi 15 (1) pp 13- 24 © 2023

## 6. Hasil Pengujian Sistem Pelontar
Hasil  yang  didapat  dari  pengujian  sistem pelontar  berupa  kecepatan  lontar  wahana. Tabel  8menampilkan  hasil  pengujian  sistem pelontar dalam membantu  wahana  untuk lepas landas.
Tabel 8. Kecepatan Lontar Hasil Pengujian Pengujian Kecepatan 1 11,69 m/s 2 11,93 m/s 3 11,88 m/s 4 11,19 m/s 5 13,98 m/s Kec. Rata-rata 12,116 m/s
Berdasarkan  Tabel  8,  nilai  kecepatan  rata-rata yang  dihasilkan  sistem  pelontar  adalah  12,116 m/s.  Nilai  ini  sudah  memenuhi  kriteria minimum  kecepatan  lontar  yakni  11,5  m/s. dalam  pengujian,  sistem  pelontar  berhasil membantu  wahana  Atha  Mapper  2300  untuk lepas  dengan  aman  dan  stabil.  Proses  lepas landas wahana ditampilkan pada Gambar 19.
Gambar  19 .  Posisi  wahana  sesaat  setelah lepas landas.

## KESIMPULAN
Adapun  simpulan  dari  penelitian  rancang bangun  sistem  pelontar  tipe catapult untuk Wahana Atha Mapper 2300 adalah:
1. Sistem pelontar tipe catapult untuk  wahana atha  mapper  2300  dibuat  menggunakan material  utama hollow  stainless  steel 30 mm  x  60  mm  x  1,2  mm,  dengan  dimensi panjang  3000  mm,  lebar  1400  mm,  tinggi depan  900  mm,  tinggi  belakang  150  mm,
dengan  massa  total  sistem  pelontar  12,120 kg
2. Berdasarkan  hasil  analisis  struktur,  batang utama  sistem  pelontar  mengalami  tegangan maksimum  sebesar  1,895  Mpa  terjadi  di titik  0,1  meter  dari  bagian  kiri  batang utama, defleksi sebesar 0,1042516 mm pada jarak  1,3  meter,  dan safety  factor sebesar
113,4.
3. Hasil pengujian menunjukan sistem pelontar  mampu  menghasilkan  kecepatan lontar  sebesar 13,98 m/s, dengan  kecepatan maksimum  rata-rata  12,116  m/s.  Kinerja sistem pelontar ini terbukti mampu membantu  wahana take  off dengan  stabil dan aman.

## Daftar Pustaka
Anuar, K., Akbar, M., & Herisiswanto. (2019).
Wing  design  of  uav  serindit  v-1. IOP Conference  Series:  Materials  Science and
Engineering , 539 , 012002. https://doi.org/10.1088/1757- 899x/539/1/012002
Anuar,  K.,  Fatra,  W.,  &  Akbar,  M.  (2020).
Tricopter Vehicle Frame Structure Design  Integrated  as  Platform  of  Fixed Wing  Atha  Mapper  2150 . 64 (2),  68–72. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.36842/ jomase.v64i2.218 Budynas,  R.,  &  Keith,  N.  (2015). Mechanical Engineering Design . Mc Graw Hill. Corda,  S.  (2017). (Aerospace  Series)  Pascual Marqués,  Andrea  Da  Ronch  -  Advanced UAV  Aerodynamics,  Flight  Stability  and
Control_  Novel  Concepts,  Theory  and Applications-John  Wiley  &  Sons,  Inc.
(2017).pdf . Wiley.
Fahlstrom,  P.  G.,  &  Gleason,  T.  J.  (2012).
Introduction to UAV Systems (First  edit). John Wiley & Sons Ltd. https://doi.org/10.1002/9781118396780
Laka,  O.,  Nazaruddin,  &  Syafri.  (2018).
Perancangan  dan  Analisis  Statik  Sistem Rangka  Mobil  Hemat  Energi  Asykar Hybrid Universitas Riau. Jom FTEKNIK , 5 (2),
1–6.
https://www.researchgate.net/profile/Naz aruddin_Nazaruddin/publication/3418950 49_PERANCANGAN_DAN_ANALISIS _STATIK_SISTEM_RANGKA_MOBIL _HEMAT_ENERGI_ASYKAR_HYBRI D_UNIVERSITAS_RIAU/links/5ed84dd
f92851c9c5e7b877f/PERANCANGAN- DAN-ANALISIS-STATIK-SISTEM- RANGKA-M Lu,  Y.,  Chen,  Q.,  Jia,  G.,  &  Guo,  Z.  (2020).
Development  and  experiment  of  elastic- rope  launcher  for  small  fixed-wing UAVs. Proceedings  -  2020  3rd  World Conference  on  Mechanical  Engineering and Intelligent Manufacturing, WCMEIM
2020 , 654–658.
https://doi.org/10.1109/WCMEIM52463. 2020.00142 Miller,  B.,  Valoria,  C.,  Warnock,  C.,  & Coutlee,  J.  (2014). Lightweight  UAV Launcher  Senior  Project  for  Aerojet--- Rocketdyne  Final  Report  Team  Rocket Power .
Muliadi,  J.  (2018).  An  empirical  method  for the  catapult  performance  assessment  of the  BPPT-developed  UAVs. Journal  of Physics:  Conference  Series , 1130 (1). https://doi.org/10.1088/1742- 6596/1130/1/012033 Nazaruddin,  N.,  Adhitya,  M.,  Sumarsono,  D. A., Heryana, G., Siregar, R., Prasetya, S., &  Zainuri,  F.  (2021).  Development  of Electric  Vehicle  (ev)-Bus  Chassis  with
Reverse  Engineering  Method  Using Static Analysis.
Eastern-European Journal  of  Enterprise  Technologies , 2 ,
15–22. https://doi.org/10.15587/1729- 4061.2021.219928 Nazaruddin,  N.,  Zainuri,  F.,  Prasetya,  S., Siregar, R., Heryana, G., Adhitya, M., & Sumarsono,  D.  A.  (2020).  Development of  leaf  spring  design  in  large  vehicles made  from  material  type  65  si7  using static  analysis  with  reverse  engineering.
IOP Conference Series: Materials Science and Engineering , 909 (1). https://doi.org/10.1088/1757- 899X/909/1/012022
Novaković,  Z.,  &  Medar,  N.  (2013).  Analysis of  a  UAV  Bungee  Cord  Launching Device.  In Scientific  Technical  Review
(Vol. 63, Issue 3).
S.M.  Woo,  D.H.  Kim,  Y.  R.  K.  (2021).
InvestigationofStallPreventionConditionf oraHand- LaunchedUAVusingComputationalFluid Dynamics (pp.  84–93).  Journal  Of Computational  Fluids  Engineering  26.2 (2021): 84-93. Sadraey  H,  M.  (2020). Design  of  Unmanned
Aerial Systems (First Edit). John Wiley & Sons Ltd.
Soetanto,  M.  F.,  &  Tritjahjono,  R.  I.  (2016). Study  the  Strength  of  Material  and Composite  Structures  of  Belly-Landing Mini  UAV. Applied  Mechanics  and Materials , 842 , 178–185. https://doi.org/10.4028/www.scientific.ne t/amm.842.178