Perpustakaan Digital ITB

Pertumbuhan pesat peluncuran satelit nano selama dekade terakhir telah meningkatkan permintaan akan small launch vehicles khusus yang berbiaya rendah. Motor roket padat menawarkan solusi propulsi yang secara mekanis sederhana dan murah untuk kendaraan semacam itu. Namun, kontrol lintasan dan sikap tetap menjadi tantangan kritis, terutama ketika permukaan kontrol aerodinamis menjadi tidak efektif. Thrust Vector Control (TVC) memberikan solusi dengan memungkinkan kontrol melalui pengalihan arah vektor gaya dorong propulsi. Meskipun penerapannya sudah luas pada kendaraan peluncur modern, penelitian eksperimental mengenai sistem TVC, khususnya untuk propulsi roket padat, masih terbatas di Indonesia. Penelitian ini menyajikan pengembangan dan karakterisasi eksperimental dari nosel gimbal dua dimensi yang mampu membelokkan gaya dorong pada sumbu pitch dan yaw untuk motor roket padat atmosferik skala kecil. Mekanisme gimbal dirancang sebagai four bar linkage, dibuat purwarupa melalui pencetakan 3D, dan difabrikasi sebagai produk akhir berbahan stainless steel menggunakan proses Selective Laser Melting (SLM). Sebuah tempat uji dengan tiga load cell dikembangkan khusus untuk mengukur gaya dorong aksial dan komponen gaya lateral selama static firing test. Studi pendahuluan telah dilakukan, yang melibatkan pembuatan dan pengujian motor roket padat kelas-H menggunakan propelan kalium nitrat–sorbitol (KNSB). Karakterisasi mekanis menunjukkan defleksi nozel maksimum sebesar 12,47°, melampaui persyaratan desain minimum 5°, dan menunjukkan keselarasan yang baik dengan defleksi teoretis yang diprediksi oleh model four bar linkage. Static firing test menunjukkan bahwa nozel gimbal berhasil mengalihkan arah vektor gaya dorong, dengan gaya lateral terukur sebesar sekitar 0,35 N pada defleksi 12,47°, berselisih hanya 2,4% dari prediksi teoretis sebesar 0,362 N. Hasil ini memvalidasi baik desain mekanis maupun model analitis dari sistem thrust vectoring, sekaligus mengidentifikasi keterbatasan yang berkaitan dengan karakteristik pembakaran propelan, material liner, dan keandalan instrumentasi. Hasil studi ini menyediakan data eksperimental untuk pengembangan sistem stabilisasi aktif dan kontrol tertutup di masa depan untuk roket atmosferik kecil di Indonesia.