Perkembangan ilmu Aerothermodinamika telah membawa babak baru dalam manufaktur mesin berkecepatan tinggi, salah satu yang terkenal dan masih dikembangkan hingga saat ini adalah mesin Scramjet. Spesifik impuls, kemampuan manuver dan power to weight ratio yang tinggi membuat mesin ini diunggulkan dibandingkan mesin roket. Namun dibalik keunggulannya masih terdapat beberapa kelemahan,diantaranya terdapat pada expansion system; energy losses dan tidak ada gaya dorong untuk starting mach number 3.5-5. Dengan permasalahan ini penulis tertarik melakukan perancangan nosel dengan jenis bell-shape nozzle agar mampu menghasilkan gaya dorong ≥ drag yang terjadi, dan juga effisiensi nosel lebih dari 80%. Perancangan ditujukan untuk range operasi 4-8 mach. Sehingga proses perhitungan analitik dan juga komputasi numerik berada pada 2 kondisi tersebut. Setelah perhitungan, kemudian dilakukan validasi dengan Ansys dan Numeca. Model turbulensi yang digunakan adalah K-epsilon extended wall. Selain itu terdapat penentuan ruang bakar dengan variasi jumlah injektor agar desain nosel berada pada performa terbaiknya. Hasil dari penelitian adalah effisiensi 94,9% dan 90,1% serta gaya dorong 16,033 KN dan 323,2 KN untuk masing-masing kondisi. Validasi komputasi numerik dan perhitungan analitik menunjukan error sebesar 4,5%.

The development of Aerothermodynamics has brought a new chapter in manufacturing high-speed engines, one of which is well-known and still developed to date is the Scramjet engine. A specific impulse, maneuverability and high power to weight ratio make this machine more expensive than a rocket engine. But behind the advantages there are still some weaknesses, among them in the expansion system; Energy losses and no thrust force for starting Mach number 3.5-5. With this problem the author is interested in designing the nozzle with the type of bell-shape nozzle to be able to produce a thrust ≥ drag that occurs, and also the efficiency of nozzles more than 80%. The plan aims to allow the nozzle section to operate at a speed of 4-8 Mach. So that the process of analytical and numerical computation is in 2 conditions. After the calculation is done, then validation with Ansys and Numeca. The turbulence Model used is the K-epsilon extended wall. In addition there is a determination of the combustion chmaber with variations in the number of injectors so that the input data according to the design nozzle. The results of the study were the efficiency of 94.9% and 90.1% as well as the thrust of 16.033 KN and 323.2 KN for each condition. Numerical computing validation and analytical calculations show an error of 4.5%.

http://digilib.polban.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptppolban-gdl-muhamadraf-12372