HYBRID MULTI-MODE UAV (HM-UAV) SYSTEM• Sistem Penerbangan tanpa awak yang

menggabungkan sistem hover (mengambang) milik multicopter dan forward-flight milik pesawat, sebagai platform udara multifungsi.

ABSTRAK

Unmanned Aerial Vehicle atau juga populer dengan sebutan Drone merupakan variasi robotika yang dapat melakukan penerbangan. Dalam satu tahun terakhir ini mereka sudah menjadi robot yang membantu dalam berbagai keadaan seperti search and rescue, delivery, Aerial Mapping, fotografi dan videografi. Klasifikasi nya di bagi jadi dua, vertical flight layak nya helikopter dan horizontal flight layaknya pesawat. Di mana pesawat memiliki range dan waktu penerbangan yang jauh lebih lama, tetapi helikopter memiliki fleksibilitas dalam penerbangan karena ia bisa melakukan hover. HM-UAV System di kembangkan untuk mengambil kelebihan kedua jenis penerbangan tersebut dan mensimplifikasikan nya menjadi satu. Di mana hanya satu UAV dapat melakukan penerbangan jarak jauh, tetapi tetap memiliki fleksibilitas dalam melakukan penerbangan dengan ruang yang terbatas. Sistem ini akan membuka peluang yang baru dalam penggunaan UAV pada skala industri, juga melipatgandakan efektifitas, efisiensi, dan fungsionalitas pada industri yang telah lebih dahulu memanfaatkan UAV konvensional. Terlebih bahwa UAV yang sekelas dengan HM-UAV ketersediaan dan fungsionalitas nya baik secara komersial maupun industri sangat terbatas 2

APA ITU HM-UAV?

3

• UAV yang tersedia secara komersial baik industrial pada saat ini terbatas pada satu kategori penerbangan, horizontal flight (pesawat), atau vertical flight (heli/multicopter)

• Hal ini membatasi efektifitas penggunaan UAV dalam satu skenario tertentu

• Maka HM-UAV menyediakan kemampuan yang mencakup dua klasifikasi tadi dalam satu paket UAV Hybrid yang multifungsi.

• Memberi fungsi terbang jarak jauh, dan hovering pada satu paketSalah satu contoh

penerbangan hybrid V-22 Osprey milik U.S. Navy (berawak) Horizontal flight (kiri) dan Vertical flight (kanan)

4

MULTIROTOR FLYING WING

HYBRID MULTI-MODE UAV

(Representation)

FUNGSIONALITAS HM-UAV

5

PERKEMBANGAN HYBRID UAV• Pengembangan UAV Hybrid bukan lah hal baru, hobbyist di luar negeri mulai mengembangkan riset di bidang ini baik dalam skala startup ataupun riset yang di danai oleh NASA

• Namun semua riset yang ada sejauh ini hanyalah berupa “proof of concept” di mana produk output nya hanyalah untuk membuktikan bahwa UAV Hybrid dapat di buat.

• Salah satu versi UAV Hybrid yang tersedia secara komersial adalah Firefly Y6, tetapi di pasarkan murni sebagai UAV buat hobbyist sehingga tidak memiliki kemampuan untuk di aplikasikan pada bidang lain.Firefly Y6 (kiri) oleh Birdseyeview.Inc, dan GL-10 Greased Lightining (kanan) oleh NASA

6

PROSPEK HYBRID UAV• AGRIKULTUR

Pada bidang agrikultur HM-UAV dapat menggantikan UAV yang sudah ada dalam hal crop monitoring seperti Sensefly, dan pemupukan maupun pemberian pestisida otomatis seperti DJI Agras M-1. Selain menghasilkan satu sistem yang terintegrasi dan terpadu, HM-UAV juga akan memberi kemampuan lebih dalam jangkauan terbang dan variasi payload (beban bawaan).

Crop monitoring oleh Sensefly Ebee (kiri) dan Crop dusting oleh AGRAS MG-1 (kanan)

7

PROSPEK HYBRID UAV• INDUSTRIMisal pada industri migas (minyak dan gas), UAV telah di manfaatkan pada pengawasan pipeline transportasi minyak ataupun gas, ini di lakukan agar jika ada kerusakan pada pipeline tersebut dapat ditemukan dan ditangani sedini mungkin. UAV yang lazim di gunakan adalah DJI Phantom, atau AsTec Falcon. Kelemahan nya adalah jarak tempuh yang sangat terbatas sehingga monitoring tetap harus di ikuti personel lewat jalur darat untuk membawa UAV tersebut antar daerah monitoring. Maka HM-UAV bertujuan untuk menutupi kekurangan ini

DJI Phantom 4 (kiri) dan AsTec Falcon 8 (kanan)

8

PROSPEK HYBRID UAV• HUMANITARIAN AIDUAV juga telah banyak di gunakan dalam memberdayakan manusia, mulai dari penggunaan pada tim Search and Rescue (SAR), hingga mengantarkan obat-obatan bagi masyarakat terpencil. Kembali lagi bahwa UAV yang di gunakan memiliki kelemahan fundamental, Helikopter memiliki jangkauan yang sangat pendek sedangkan Pesawat membutuhkan ruang gerak yang luas. Yang mana kelemahan ini dapat di tutupi oleh kemampuan HM-UAV yang mampu terbang dengan kedua jenis penerbangan yang telah di sebutkan tadi.

Search and Rescue (kiri) dan Emergency Response (kanan)

9

KEUNGGULAN HM-UAV• Merupakan sebuah sistem terbuka, sehingga HM-UAV bisa di spesialisasi sesuai kebutuhan apapun yang dimiliki pelanggan tanpa harus melalui proses inkubasi untuk mengembangkan kembali HM-UAV untuk memenuhi kebutuhan tersebut yang pastinya akan membutuhkan waktu lebih.

• Basis software yang di gunakan adalah OpenAero VTOL, yang merupakan hasil pengembangan open source yang terkenal di kalangan Hobbyist dan memiliki komunitas yang kredibel sehingga problem solving suatu masalah yang muncul menjadi lebih mudah. Hal ini sebagaimana OS Android berada di industri smartphone.Dengan system

terbuka maka HM-UAV dapat di bentuk menjadi berbagai konfigurasi dengan usaha minimal.

10

KEUNGGULAN HM-UAV• HM-UAV memiliki kinerja dan fleksibilitas lebih jika di

bandingkan dengan UAV konvensional, ini karena dasar dari HM-UAV itu sendiri adalah sebuah hybrid atau penggabungan dari dua jenis system penerbangan yang sudah ada sebagaimana telah di sebut di awal.

• Termasuk keunggulan lain seperti payload yang besar, jangkauan kerja, ekonomis, dll.

HYBRID MULTI-MODE UAV

(Representation)

MULTIROTOR FLYING WING

11

PENGEMBANGAN• HM-UAV di bentuk sebagai sistem dasar, di mana dari sistem dasar tersebut kita bisa membangun berbagai macam spesialisasi yang terbatas hanya oleh khayalan kita.

• Pengembangan terhadap HM-UAV juga akan didukung oleh user karena bersifat open system sehingga user juga dapat membentuk spesialisasi tersendiri dari HM-UAV yang ia miliki.EKSPANSI• HM-UAV memiliki potensi untuk membawa revolusi ke dunia pengembangan UAV. Dari dunia militer, industry, agrikultur, dan bahkan kesehatan masyarakat akan mendapatkan keuntungan yang besar dari HM-UAV.

• website dronedeploy.com memiliki infometrik tentang bagaimana UAV telah merambah ke berbagai aspek dunia industry:

https://blog.dronedeploy.com/a-closer-look-at-commercial-drone-industry-trends-f619477fbe83#.oe9e9qq6m

12

RESIKO USAHA• Komponen dasar yang akan di gunakan untuk HM-UAV sebagian besar harus di impor, karena belum ada manufaktur dalam negri. Seperti motor, propeller, dsb.

• Pengembangan sistem penerbangan tahap awal akan memakan waktu yang cukup lama, karena HM-UAV pada dasar nya menggabungkan sistem penerbangan pada pesawat dan helikopter yang mana akan menghasilkan performa yang terbaik dari kedua klasifikasi tersebut tetapi dengan mengorbankan sistem yang seharus nya lebih simple dan straightforward.

• Regulasi tentang UAV komersial masih belum mencapai titik kejelasan, sehingga tidak mustahil akan ada regulasi yang dapat menghambat perkembangan HM-UAV

13

RESIKO OPERASIONAL• Sebagaimana dengan jenis UAV apapun maka resiko kegagalan system ketika terbang akan selalu ada, terlebih jika cuaca tidak mendukung. Maka ini akan bergantung kepada kemampuan pilot dalam mengontrol UAV yang di maksud. Tetapi ini bisa di akomodir pada tahap pengembangan HM-UAV dengan membentuk sistem berlapis, atau memberi sistem parasut untuk kemungkinan terburuk.

• Besar kecil nya resiko akan tergantung dengan seberapa patuh nya pengguna HM-UAV terhadap guideline penggunaan UAV yang telah ada, dan pengalaman sang “pilot”.

• Flyaway , kondisi di mana UAV kehilangan kendali dan terbang tidak terarah dengan sendiri nya juga dapat terjadi jika tidak hati hati dalam memeriksa kondisi elektronika penerbangan, biasa di sebut pre-flight check.

• Perlu di garis bawahi bahwa resiko resiko ini dapat di akomodir pada tahap pengembangan HM-UAV dengan memberi fitur failsafe (pengaman kegagalan) yang sesuai.

DESAIN PURWARUPA

• Ini adalah contoh desain salah satu spesialisasi HM-UAV yang dapat di terapkan, di gunakan sebagai alat pantau cepat tanggap. Cocok untuk pengamanan perbatasan karena menggunakan motor jet untuk memberi kecepatan.

PENGEMBANGAN PURWARUPAPengembangan software dan elektronis penerbangan. Juga mengembangkan sistem berlapis demi memberi lapisan keamanan tambahan

PENGEMBANGAN PURWARUPAPengembangan frame, dan pemilihan komponen yang sesuai.

PENGEMBANGAN PURWARUPAPengembangan tahap awal, menguji kemampuan stabilisasi mode hover dan kemampuan sistem motor.

Saat ini pengembangan purwarupa berkendala pada masalah pendanaan sehingga belum ada perkembangan lebih lanjut melewati tahap ini.