Perpustakaan Digital ITB

Desain intake ramjet memainkan peranan yang sangat penting bagi keberhasilan proses pembakaran dalam ruang bakar mesin ramjet. Dalam riset ini dilakukan desain intake supersonik untuk aplikasi mesin ramjet. Secara tipikal, bilangan Mach 0.2 pada bagian ujung intake (entri ruang bakar) sudah cukup untuk menyediakan tekanan dan temperatur yang dibutuhkan untuk proses pembakaran mesin ramjet. Pada penelitian ini, dilakukan desain intake supersonik konikal dengan kompresi eksternal. Kondisi operasi Mach 2 menjadi acuan dalam desain. Pada penelitian ini juga dilakukan pengujian model intake ramjet pada terowongan angin supersonik. Dengan mempertimbangkan kondisi operasi Mach 2, desain intake supersonik konikal eksternal dilakukan dengan menempatkan gelombang kejut pada bibir cowl intake (shock – on lip design) untuk memperoleh pressure recovery yang tinggi dan gaya hambat serendah mungkin. Hasil desain analitik dibandingkan dengan analisis dinamika fluida komputasional (CFD) untuk melihat karakteristik aliran dalam pada berbagai kondisi operasi intake yaitu subkritikal, kritikal, dan superkritikal. Analisis dinamika fluida ini juga dapat membantu proses desain karena pada proses desain diasumsikan bahwa aliran bersifat tidak viskos dan tidak irotasional yang lazim diterapkan pada desain intake supersonik. Kenyataannya, aliran bersifat viskos dan rotasional (terutama akibat adanya gelombang kejut). Kemudian hasil CFD ini divalidasi lebih lanjut dengan melakukan eksperimen model intake pada terowongan angin supersonik. Eksperimen bertujuan untuk mengukur pressure recovery dan rasio mass flow intake. Dari hasil desain diperoleh harga bilangan Mach pada bagian ujung intake (entri ruang bakar) adalah sebesar 0.163 dengan pressure recovery sebesar 0.93. Pada entri ruang bakar, tekanan dan temperatur yang dihasilkan adalah masing-masing sebesar 4.267 atm dan 492.65 K. Setelah dibandingkan dengan hasil simulai CFD, hampir semua properti aliran memberikan galat yang kecil kecuali tekanan total. Imbasnya, harga pressure recovery juga memiliki galat yang besar. Hal ini disebabkan karena efisiensi kompresi belum diperhitungkan dalam desain. Sebagai gambaran, dengan efisiensi kompresi sebesar 80 %, tekanan total dapat berkurang sampai dengan 38 %. Galat temperatur statik dan total sangat kecil yaitu kurang dari 1 %. Jika dilihat dari hasil desain dan hasil simulasi CFD, tekanan dan temperatur yang dihasilkan memenuhi syarat untuk berlangsungnya proses pembakaran Dengan berbagai faktor yang mempengaruhi akurasi eksperimen, diperoleh galat yang cukup besar dari hasil ekperimen jika dibandingkan dengan hasil simulasi CFD yaitu mencapai lebih dari 20 %.