Author : Muhammad Hanif   , Nu Rhahida Arini, R.Sanggar Dewanto
ABSTRAK

Pengembangan sistem propulsi drone menghadapi tantangan dalam memilih desain baling-baling yang paling efisien secara aerodinamika. Hingga saat ini, belum diketahui secara pasti bagaimana perbandingan performa antara baling-baling konvensional dan toroidal dengan profil airfoil NACA 6412 dan NACA 2412, bagaimana pengaruh pemilihan profil airfoil terhadap thrust coefficient dan efisiensi, serta bagaimana karakteristik distribusi tekanan yang terbentuk pada masing-masing konfigurasi tersebut. Oleh karena itu, penelitian ini menggunakan simulasi CFD dengan variasi geometri toroidal propeller dan konvensional serta variasi profil airfoil, untuk menganalisis thrust coefficient, efisiensi, dan distribusi tekanan, guna memberikan rekomendasi desain yang lebih optimal untuk aplikasi drone. Hasil simulasi menunjukkan bahwa efisiensi toroidal propeller meningkat seiring naiknya advance ratio (J), mencapai puncak di J bernilai 0,772 sebesar 0,474 (NACA 6412) dan 0,491 (NACA 2412), lalu menurun drastis pada J bernilai 0,979 menjadi 0,221 dan 0,257 akibat blade stall, ditandai lonjakan torque coefficient dan penurunan thrust coefficient. Sebaliknya, propeller konvensional menunjukkan tren efisiensi yang meningkat stabil tanpa penurunan hingga J bernilai 0,979, mencapai 0,451 (NACA 6412) dan 0,437 (NACA 2412). Pemilihan profil airfoil turut memengaruhi performa toroidal propeller, dengan NACA 2412 konsisten unggul dalam efisiensi dan thrust coefficient, sementara NACA 6412 memiliki torque coefficient sedikit lebih tinggi karena lebih rentan separasi aliran mendekati stall, titik operasi optimal kedua profil berada pada J bernilai 0,635 hingga 0,772. Analisis distribusi tekanan menunjukkan Konvensional Propeller memiliki beda tekanan suction-pressure side yang lebih besar sehingga unggul dalam thrust coefficient di seluruh rentang kecepatan, sementara geometri toroidal meratakan distribusi tekanan dengan mengurangi efek tip vortex, namun lebih rentan stall pada kecepatan tinggi.

[DOWNLOAD ABSTRACT]