Motor Kecil Yang Agresif

Lama ngak posting tentang dunia peroketan akhirnya saya memutuskan untuk berhenti sejenak. Berhenti dari rutinitas kesibukan sebagai seorang mahasiswa dan meluangkan sedikit waktu untuk menulis beberapa kalimat sederhana. Oke, kita langsung saja ke topik utama yakni roket amatir.

Roket amatir yang akan kita buat seperti biasanya akan menggunakan bahan bakar gula dan kalium nitrat, tapi yang membuat percobaan kali ini menjadi unik adalah kita akan menggunakan jenis gula aren atau gula merah. Alasan memilih gula aren sebagai bahan bakar roket karna kita bisa menemukan jenis gula ini di pasar tradisional dengan sangat mudah. Selain itu, gula aren mengandung sekiranya 84% sukrosa dimana seperti kita ketahui sukrosa ini cukup bertenaga sebagai bahan bakar roket gula.

Gula Aren (Sumber: http://gulaaren.org)

Sementara untuk proses pembuatan propelan bertenaga gula aren ini kita lakukan seperti biasanya, dimana prosesnya mula-mula semua bahan dihaluskan, dicampur, dilelehkan dengan suhu yang terjaga, diaduk-aduk, serta dicetak pada cetakan yang telah tersedia. Baik, kita tidak begitu membahas tentang langkah demi langkah pembuatan propelan (bahan bakar roket) ini karena saya yakin semua sudah mengerti.

Kita lanjut ke bagian utama percobaan kita yakni motor roket, dimana motor roket ini adalah bagian utama dari sebuah roket. Disini kita akan menggunakan ukuran yang sangat kecil dimana hanya berdiameter luar 32 mm. Kita akan berpikir kenapa sih tidak membuat ukuran yang besar?
Ukuran yang besar itu bagus, semakin besar maka kita akan semakin mendekati angkasa luar namun perlu diingat, disini kita hanya akan melakukan percobaan kecil dimana mengingat resiko yang semakin besar dapat saja terjadi apabila semakin besar pula ukurannya dan juga kita dapat lebih puas mengambil data dengan banyaknya sampel yang dibuat dengan bahan yang terbatas.

Setelah melalui banyak perhitungan yang sederhana akhirnya kita hasilkan desain motor roket yang tepat. Apabila motor roket ini mampu dibangun dengan ketelitian yang cukup baik, saya yakin akan menghasilkan kinerja yang tinggi dalam hal ini kita bisa sebut Motor Roket Agresif.

Motor Roket Gula Aren D32 (Sumber: Dok. Pribadi)

Dan setelah melalui proses pengerjaan yang menguras waktu, tenaga, dan juga materi akhirnya kita dapat hasilkan suatu motor roket sederhana ini.
Singkatnya motor roket ini dibangun dengan menggunakan material sebagai berikut :
1. Tabung Motor, bagian ini kita buat dengan menggunakan pipa PVC tebal yang banyak beredar di toko bangunan. Berdiameter 32 mm atau Dim 1 Inch (Tulisan di Pipanya).
2. Nosel dan Kepala Motor, karena semburan api yang luar biasa panasnya, maka kita gunakan saja semen yang dicor kedalam tabung motornya. Semen ini sebetulnya tidak begitu cocok sebagai nosel namun karena murah dan mudah untuk dibuat maka kita pilih ini saja.
3. Propelan, bagian ini sebelumnya telah dibuat dengan menggunakan campuran gula aren dan kalium nitrat yang dilelehkan dan kemudian dicetak (bisa dicetak di luar ataupun di dalam motor roketnya).
4. Linear atau Isolator, bagian ini hanyalah lapisan antara dinding tabung motor dan propelannya. Bahan paling mudah yang bisa kita pake seperti kertas karton kaku.

Hasil Pengerjaan Motor Roket (Sumber: Dok. Pribadi)

Motor Roket Versi Update (Dok. Pribadi + UMJ)

Baik, kemudian kita berlanjut ke tahap yang dinanti-nanti yakni uji statis motor roket. Dalam uji statis motor roket ini kita perlu mempersiapkan sebuah timbangan (boleh digital kalau ada) berguna untuk mengukur gaya dorong yang dihasilkan. Di sisi lain kita juga perlu merekam dan menghitung waktu pembakarannya.
Mohon dimaafkan karena keasikan melihat pertunjukan asap tersebut sehingga membuat saya lupa untuk merekam dan megabadikan momennya. Tapi jangan kecewa dulu, karena saya punya data hasil pengujian motor roketnya.

Grafik Thrust VS Waktu (Sumber: Dok. Pribadi)

Konfigurasi batang propelan berjenis silinder pembakaran dalam menghasilkan karakteristik gaya dorong progresif seperti pada grafik diatas. Gaya dorong yang dihasilkannya pun cukup tinggi yakni diatas 2 kg dengan bobot motor yang tidak lebih dari 150 gr.
Selanjutnya kita belah dua motor roket tersebut menjadi dua bagian, seperti yang nampak dibawah ini. Kita bisa melihat bagian yang gosong menunjukkan tekanan dan panas pembakaran yang cukup tinggi. Selain itu kita bisa menemukan material semen komposit yang dibuat menjadi nosel mengalami sedikit erosi yang menyebabkan adanya kehilangan gaya dorong.

Motor Roket Terbelah (Sumber: Dok. Pribadi)

Pertanyaan terakhir adalah bagaimana jika motor roket ini kita aplikasikan pada roket peluncur kita?
Oke, saya ngak punya jawabannya tapi mungkin bukti rekaman yang menunjukkan kehandalan motor roket ini akan menjawab pertanyaan yang ada. Uji Statis Motor Roket dan Peluncuran Roket
Selamat bereksperimen dan selalu utamakan keselamatan !

Memastikan Roket Stabil

Pada kesempatan ini kita akan coba membahas bagaimana membuat roket yang kita buat ini benar-benar stabil ketika terbang diudara. Langsung saja !
Sebuah roket dapat dikatakan terbang dengan baik apabila telah memiliki kestabilan yang baik pula. Roket dikatakan tidak stabil bilamana sang roket terbang dengan pola yang tak terduga sehingga dapat membahayakan. Hal yang mempengaruhi roket tidak stabil ialah titik berat (centre of gravity) dan titik tekanan (centre of pressure) yang posisinya kurang tepat, namun jarang sekali roket terpengaruh oleh faktor angin.
Teknik sederhana untuk mengetahui apakah roket kita stabil adalah centre of pressure harus berada di belakang centre of gravity atau berada di dekat dengan ekor.

Langkah pertama,
Temukan titik berat roket dengan cara mengikat sebuah tali pada badan roket dan dengan cara mengeser-geser posisi dari tali tersebut buatlah roket sejajar dengan tanah. Apabila roket telah benar-benar sejajar maka tandailah posisi tali tersebut dan itulah titik berat sang roket atau centre of gravitynya.

Langkah kedua,
Sebelumnya pastikan bahwa ikatan tali pada centre of gravity roket tersebut telah benar-benar kuat. Kemudian pada ujung tali (panjang sekitar 1 meter atau lebih) kita pegang dan ayunkan perlahan hingga membentuk putaran melingkar dan seolah-oleh roket tersebut sedang terbang. Kuncinya disini adalah apabila sang roket stabil maka, moncong roket akan menghadap ke depan searah dengan gerakan berputar yang kita lakukan.

Langkah ketiga,
Apabila roket yang kita bangun tidak stabil berdasarkan ujicoba sederhana tersebut maka, kita dapat melakukan penyesuaian kestabilan. Caranya cukup sederhana, pertama kita dapat memindahkan centre of gravity ke depan dengan menambahkan beban pada bagian moncong roket atau dengan cara memindahkan centre of pressure ke belakang dengan memperbesar atau menambah sirip roket.

Jadi sekarang kita sudah dapat membuat roket yang kita bangun menjadi lebih stabil terbang di udara dan tentunya dengan cara sederhana. Selama bereksperimen dan selalu utamakan keselamatan.

Daftar Pustaka :
http://www.wikihow.com/Calculate-Stability-of-a-Model-Rocket
https://www.youtube.com/watch?v=AhS5fT_EE6M