Desain dan Implementasi Motor Brushless DC Outrunner RPM Tinggi untuk Aplikasi Pesawat Terbang Tanpa Awak Fixed Wing

Perkembangan unmanned aerial vehicle (UAV) atau pesawat tanpa awak berjenis fixed wing meningkat karena adanya kebutuhan dari aplikasi teknik. Performa dari fixed wing UAV ditentukan salah satunya oleh sistem propulsi yang efisien. Sistem propulsi elektrik dapat menjadi pilihan yang tepat dengan motor BLDC sebagai penggerak utama. Motor BLDC dapat beroperasi pada kecepatan tinggi, memiliki massa yang ringan, dan efisiensi tinggi. Pada saat ini penggunaan motor BLDC pada aplikasi fixed wing UAV masih tergantung pada produk luar negeri. Oleh karena itu diperlukan penelitian untuk merancang dan menggunakan motor BLDC produk sendiri untuk meningkatkan originalitas dan konten lokal dalam implementasi fixed wing UAV dalam negeri. Pada penelitian ini dirancang motor BLDC rotor luar untuk aplikasi pesawat tanpa awak fixed wing. Desain dan simulasi motor menggunakan perangkat lunak berbasis finite element method yaitu Ansys Motor-CAD dengan pertimbangan kebutuhan spesifikasi motor untuk UAV. Pembuatan desain 3D motor menggunakan perangkat lunak Autodesk Inventor. Proses pembuatan inti stator menggunakan metode laser cutting dan pembuatan rotor dan rangka motor menggunakan metode CNC milling. Pengujian dilakukan dengan menghubungkan motor dengan electromagnetic brake untuk dilakukan pengereman pada motor. Motor pada penelitian ini memiliki daya maksimum sebesar 376 watt ketika torsi 0.49 Nm dan efisiensi motor tertinggi sebesar 91% pada daya 309 watt. Motor BLDC dapat menghasilkan 5174 RPM dan torsi 0,37 Nm pada kontrol kecepatan 70% sesuai dengan kebutuhan propeller 14x7 untuk menghasilkan thrust atau gaya dorong sebesar 14,45 Newton. Prototipe motor BLDC diimplementasikan sebagai sistem propulsi elektrik pesawat tanpa awak fixed wing yang memiliki massa 1351 gram sehingga didapatkan thrust-to-weight ratio sebesar 1,1. ==================================================================================================================================== The development of fixed-wing unmanned aerial vehicle is increasing because of the need for engineering applications. An efficient propulsion system is one of the factors that determine the flying performance of a fixed-wing UAV. An electric propulsion system can be a suitable option with a brushless DC motor as the prime mover. BLDC motors can operate at high speeds, have a lightweight mass, and high efficiency. Currently, the use of BLDC motors in fixed-wing UAV applications still depends on foreign products. Therefore, research is needed to design and use locally produced BLDC motors to increase originality and local content in the implementation of fixed wing UAVs domestically. In this study, an outer rotor BLDC motor was designed for fixed-wing UAVs. Motor design and simulation uses software based on the finite element method, that is Ansys Motor-CAD with consideration of the needs of motor specifications for UAVs. The 3D design motor is made using Autodesk Inventor software. The process of making the stator core uses the laser cutting method and manufactures the rotor and motor frame using the CNC milling method. The test is carried out by coupling the motor with an electromagnetic brake to apply braking to the motor. The motor in this study has a maximum power of 376 watts when the torque is 0.49 Nm and the highest motor efficiency is 91% at 309 watts of power. The BLDC motor can produce 5174 RPM and torque of 0.37 Nm at 70% speed control according to the needs of the 14x7 propeller to produce a thrust of 14.45 Newton. The BLDC motor prototype is implemented as an electric propulsion system for a fixed-wing unmanned aircraft that has a mass of 1351 grams so that a thrust-to-weight ratio of 1.1 is obtained