Senin, 01 Juli 2013

FLIGHT INSTRUMENT 2

lanjutan...




Flight Instrument Dasar

 
Gambar 3. Six Basic Flight Intruments

1.   
Air Speed Indicator
      Instrumen Air Speed Indicator digunakan untuk menunjukkan kecepatan pesawat saat terbang. Kecepatan pesawat yang diukur adalah kecepatan relatif terhadap udara disekitarnya. Kecepatan udara diukur dengan mengukur perbedaan tekanan udara. Tekanan udara diperoleh dengan menggunakan sistem Pitot-Static. Pada pengaturan dasar T, instrument ini terletak di sebelah kiri atas (lihat gambar 3). Kecepatan pesawat diukur dalam satuan Knots.

Gambar 4. Air Speed Indicator

      Arti warna busur Putih pada Gambar diatas merupakan jangkauan operasi lipatan. Ujung bawah tanda menunjukkan Vso (Stall Speed dalam konfigurasi pendaratan). Atas busur putih mewakili Vfe (Maximum Flap Extended Speed). Operasi di atas Vfe akan menyebabkan kerusakan pada sistem tutup. Stall Speed selalu tetap sama terlepas dari ketinggian pesawat. Stall Speed menunjukkan kecepatan udara. Contoh: Vso adalah selalu sama di ketinggian 1000 atau 10.000. Arti warna busur Hijau merupakan daerah kecepatan operasi normal. Bagian atas busur adalah Vno (Maximum Structural Cruising Speed). Di udara/cuaca yang kasar/tidak menentu, pesawat harus selalu perlu untuk menjamin kecepatan dalam daerah warna hijau. Ujung bawah busur hijau disebut Vs1 (Stalling Speed in a specific configuration). Biasanya, yaitu konfigurasi saat cruise.
      Arti warna busur Kuning merupakan daerah kecepatan hati-hati. Terbang dengan kecepatan dalam busur kuning hanya diperbolehkan saat di udara/cuaca halus/bagus saja. Terbang dalam kecepatan di busur kuning selama kondisi turbulen/aliran udara yang tidak stabil dapat menyebabkan kerusakan struktur atau kegagalan. Arti warna busur Merah  merupakan kecepatan yang berbahaya atau diusahakan tidak pernah melebihi kecepatan ini, disebut juga VNE (Velocity Never Exceed). Kecepatan yang sangat lebih dari garis merah akan menyebabkan kerusakan struktural atau kegagalan dan dapat menyebabkan fenomena aerodinamis destruktif yang disebut "flutter." Permukaan kontrol yang berdebar akan hancur dalam hitungan detik. Jangan terbang melewati VNE.
      Air Speed Indicator digunakan oleh pilot dalam semua fase penerbangan, dari take-off, memanjat/climb, posisi stabil (lurus)/cruise, menurun/descent, dan mendarat/landing untuk mempertahankan kecepatan yang khusus untuk jenis pesawat dan kondisi operasi yang ditetapkan dalam Manual Operasi. Selama penerbangan instrumen, Air Speed Indicator digunakan untuk tambahan/bantuan dari Instrumen Artificial Horizon sebagai alat acuan untuk kontrol pitch selama climb, descent, dan belokan/turns. Air Speed Indicator juga digunakan dalam perhitungan mati, di mana waktu, kecepatan, dan bantalan/bearing yang digunakan untuk navigasi tidak memiliki alat bantu seperti NDBs (Non-Directional Beacon), VORs (VHF Omnidirectional Range), atau GPS (Global Position System).

 
      Seperti halnya dengan Altimeter dan Vertical Speed Indicator, maka Air Speed Indicator adalah salah satu dari Instrumen yang menggunakan sistem pitot-statis dalam instrumen Flight Instruments, dinamakan demikian karena mereka beroperasi dengan mengukur tekanan di pitot dan sirkuit statis. Air Speed Indicator bekerja dengan mengukur perbedaan antara tekanan statis, yang ditangkap melalui satu atau lebih port statis, dan tekanan stagnasi karena "ram udara", lalu dialirkan melalui tabung pitot. Perbedaan tekanan akibat ram udara disebut pressure impact.
      Port statis terletak di bagian luar pesawat, di lokasi yang dipilih untuk mendeteksi tekanan atmosfer yang berlaku seakurat mungkin, yaitu, dengan adanya gangguan minimal dari keberadaan pesawat.     Beberapa pesawat memiliki port statis pada kedua sisi badan pesawat atau empennage/bagian belakang pesawat, agar lebih akurat mengukur tekanan statis selama slip dan tergelincir. Slip aerodinamis dan meluncur menyebabkan salah satu atau kedua port statis dan tabung pitot (s) untuk menampilkan diri ke angin relatif sebagai gerak maju dasar. Dengan demikian, penempatan alternatif dapat dilakukan pada beberapa pesawat.

Gambar 5. Sistem Pitot Statis
     
2. Altimeter
Altimeter digunakan untuk menunjukkan seberapa tinggi pesawat terbang berada dari permukaan laut (sea level). Altimeter bekerja dengan mengukur tekanan udara yang masuk melalui sistem Pitot-Statis. Apabila tekanan udara meningkat pada sistem Pitot-Static maka Pesawat berada pada ketinggian yang mendekati sea level (semakin rendah), sebaliknya jika mengalami penurunan maka pesawat berada pada ketinggian yang menjauhi sea level (semakin tinggi). Altimeter dikenal juga dengan Altitude Meter. Pada pengaturan dasar T, instrument ini terletak di sebelah kanan atas (lihat gambar 3). Satuan pengukuran Altimeter dalam Knots.
Ketinggian dapat ditentukan berdasarkan pengukuran tekanan atmosfer. Semakin besar ketinggian maka lebih rendah tekanan. Ketika barometer diberikan dengan kalibrasi nonlinier sehingga digunakan untuk menunjukkan ketinggian, alat ini disebut pressure altimeter atau altimeter barometric. Sebuah Pressure Altimeter adalah altimeter yang banyak ditemukan di sebagian besar pesawat terbang, selain alat navigasi lainnya seperti peta, kompas magnetik, atau penerima GPS.
Di dalam pesawat terbang, sebuah barometer aneroid digunakan untuk mengukur tekanan atmosfer dari port statis di luar pesawat. Tekanan udara akan menurun dengan peningkatan ketinggian sekitar 100 hectopascals per 800 meter atau satu inci dari merkuri per 1.000 kaki di dekat permukaan laut. Aneroid Altimeter dikalibrasi untuk menunjukkan tekanan langsung sebagai ketinggian di atas permukaan laut, sesuai dengan model matematika yang ditentukan oleh International Standard Atmosphere (ISA). Pesawat tua sebelumnya menggunakan barometer aneroid sederhana dengan sebuah jarum dibuat kurang dari satu revolusi seperti Jam dinding dari nol ke skala penuh.
Desain ini berevolusi untuk altimeter dengan jarum primer dan satu atau lebih jarum sekunder yang menunjukkan jumlah putaran, mirip dengan Jam Dinding. Dengan kata lain, masing-masing jarum menunjuk ke sebuah digit yang berbeda dari pengukuran ketinggian saat ini. Namun desain ini telah gagal karena memiliki resiko salah membaca dalam situasi bertekanan. Desain berkembang lebih lanjut untuk menghidupkan-jenis altimeter, langkah terakhir dalam instrumentasi analog, di mana setiap revolusi jarum tunggal menyumbang 1.000 kaki, dengan kenaikan seribu kaki direkam pada angka odometer, jenis gendang/drum.

 
Gambar 6. Altimeter

Untuk menentukan ketinggian, pilot harus terlebih dahulu membaca drum untuk menentukan ribuan kaki, kemudian melihat jarum untuk ratusan meter. Perkembangan terbaru dalam sistem instrumen elektronik terintegrasi dengan altimeter ditampilkan secara digital. Teknologi ini telah dipakai dari pesawat dan pesawat militer sampai sekarang telah dijadikan standar di banyak pesawat penerbangan umum.
Pesawat modern menggunakan "sensitif altimeter,". Pada altimeter sensitif, tekanan referensi permukaan laut dapat disesuaikan dengan pengaturan tombol. Tekanan referensi, dalam inci merkuri yang digunakan di Kanada dan Amerika Serikat dan hectopascals (sebelumnya milibar) di tempat lain, akan ditampilkan dalam jendela Kollsman kecil. Hal ini diperlukan, karena referensi tekanan atmosfer permukaan laut pada lokasi tertentu bervariasi dari waktu ke waktu dengan suhu dan pergerakan sistem tekanan di atmosfer.

3. Vertical Speed Indicator

 
Gambar 7. Vertical Speed Indicator

Instrumen ini digunakan untuk menunjukkan kecepatan vertikal pesawat. Laju perubahan kecepatan diukur dengan perbedaan tekanan udara melalui sistem Pitot-Statis. Vertical Speed Indicator bekerja pada saat pesawat sedang menaik (climbing) dan menurun (descend) untuk mempertahankan tingkat kecepatan yang tepat saat climbing dan descend. Pada pengaturan dasar T, instrumen ini terletak di kanan bawah (lihat Gambar 3). Satuan kecepatan diukur dalam feet per minute (ft per min).
Vertical Speed Indicator (VSI) disebut juga Variometers (yang bisa diartikan juga sebagai rate of climb and descent Indicator (RCDI), rate-of-climb indicator, atau vertical velocity indicator (VVI)) digunakan untuk mengukur laju perubahan ketinggian dengan mendeteksi perubahan tekanan udara (tekanan statis) sebagai perubahan ketinggian. Sebuah VSI sederhana dapat dibangun dengan menambahkan suatu reservoir besar (seperti botol termos) untuk menambah kapasitas penyimpanan pesawat sebagai instrumen rate-of-climb secara umum. Dalam bentuk elektronik yang paling sederhana, instrumen ini terdiri dari botol udara yang terhubung eksternal ke atmosfer melalui aliran udara sensitif meter.
Sebagai perubahan ketinggian pesawat, tekanan atmosfer di luar pesawat dibandingkan dengan perubahan aliran udara masuk atau keluar dari botol air untuk menyamakan tekanan di dalam botol dan di luar pesawat. Tingkat dan arah udara yang mengalir diukur dengan pendinginan dari salah satu dari dua termistor pemanasan sendiri dan perbedaan antara resistensi termistor akan menyebabkan perbedaan tegangan, hasilnya diperkuat dan ditampilkan kepada pilot. Semakin cepat pesawat ini naik (atau turun), maka arus udara lebih cepat. Air mengalir keluar dari botol menunjukkan bahwa ketinggian pesawat meningkat. Air mengalir ke dalam botol menunjukkan bahwa pesawat sedang turun.
Desain VSI baru, langsung mengukur tekanan statis dari atmosfer menggunakan sensor tekanan dan mendeteksi perubahan ketinggian langsung dari perubahan tekanan udara, bukan dengan mengukur aliran udara. Desain ini cenderung lebih kecil karena mereka tidak perlu menggunakan botol udara. VSI modern lebih dapat diandalkan karena tidak ada botol yang akan berpengaruh dari perubahan suhu dan kemungkinan kebocoran kurang terjadi di saluran penghubung. Desain yang dijelaskan tersebut, mengukur laju perubahan ketinggian dengan secara otomatis mendeteksi perubahan tekanan statis sebagai perubahan ketinggian pesawat yang disebut sebagai "terkompensasi" VSI.
Istilah “vertical speed indicator” atau "VSI" paling sering digunakan untuk instrumen ketika dipasang dalam pesawat yang bertenaga besar. Sedangkan istilah "variometer"  paling sering digunakan ketika instrumen dipasang di glider atau sailplane.

4. Artificial Horizon
Artificial Horizon digunakan untuk menunjukkan Flight Attitude relative terhadap cakrawala. Penamaan ini dimaksudkan untuk membuat pengertian mudah bahwa Artifical Horizon merupakan tiruan dari permukaan cakrawala yang selalu tegak lurus. Prinsip kerja instrument ini menggunakan sistem Gyroscopic. Dengan instrument ini, anda dapat melihat apakah sayap berada pada level yang sama atau tidak, dan apakah pesawat dalam Flight Attitude sedang pitch up (mengarah ke atas) atau pitch down (mengarah ke bawah). Pada pengaturan dasar T, instrument ini terletak di sebelah tengah atas (lihat gambar 3).
Artificial Horizon disebut juga dengan Attitude Indicator (AI), juga dikenal sebagai gyro horizon atau Attitude Director Indicator (ADI), ketika bagian ini digunakan untuk menunjukkan arah penerbangan). AI merupakan instrumen yang digunakan di dalam pesawat terbang untuk menginformasikan pilot bahwa orientasi pesawat selalu relatif terhadap cakrawala bumi. Hal ini menunjukkan posisi (kemiringan kedepan dan belakang) dan bank/berbelok ke kanan atau kiri, atau roll (berputar ke sisi yang lebih miring). AI merupakan instrumen utama untuk penerbangan dalam instrumen meteorological conditions. AI juga memiliki aplikasi yang signifikan di bawah visual flight rules (VFR), meskipun pada pesawat ringan paling tidak diharuskan untuk memiliki AI yang dipasang untuk operasi VFR. AI juga digunakan pada pesawat ruang angkasa berawak, untuk menunjukkan pesawat itu yaw angle (hidung mengarah ke kiri atau kanan) serta pitch dan roll, serta relatif terhadap kerangka acuan inersia fixed-space.

Gambar 8. Artificial Horizon

      Artifical Horizon menggunakan sistem giroskop (yang didukung melalui pompa vakum atau bermotor listrik) untuk membangun sebuah inertia platform. Giroskop ini ditujukan untuk tampilan yang memiliki dua dimensi bebas, yang secara bersamaan menampilkan pitch dan bank. Tampilan layar dapat diwarnai seperti gambar diatas untuk menunjukkan cakrawala sebagai pembagian antara dua segmen berwarna (biasanya biru untuk langit dan coklat untuk tanah). Sudut Bank sebenarnya dikalibrasi sekitar lingkar instrumen. Sudut pitch ditunjukkan oleh serangkaian garis kalibrasi, masing-masing mewakili 5 ° atau 10 ° pitch tergantung pada desain.
      Instrumen dapat membentuk kesalahan kecil yang dikenal dengan "presisi", dalam indikasi di lapangan/saat terbang selama periode yang lama dalam percepatan atau perlambatan pesawat dan dalam indikasi Bank selama periode yang lama saat berbelok/turn, hal ini disebabkan oleh mekanisme yang biasanya membuat rotor gyro menjadi tegang. Kesalahan ini berkembang sangat lambat (biasanya tidak lebih dari pada 2 atau 3 derajat per menit) dan tidak signifikan saat melakukan penerbangan normal. Beberapa AI hanya bisa mentolerir sudut bank pada kisaran tertentu. Jika pesawat berbelok terlalu tajam atau mencapai extreme pitch attitudemisalnya, saat melakukan aerobatik- AI dapat mengalami tumble/jatuh atau topple/berguling dan menjadi tidak dapat digunakan sementara. Untuk alasan itu, beberapa AI dilengkapi dengan "caging mechanism" (perangkat untuk mengembalikan giroskop ke posisi tegak). Beberapa AI dapat secara manual ditegakkan setelah pesawat dalam penerbangan tingkat menggunakan caging mechanism. Instrumen Artificial horizon yang paling modern dirancang untuk mentolerir 360 derajat rotasi di lapangan dan roll tanpa jatuh.

5. Turn and Bank Indicator
Instrumen ini digunakan untuk memperlihatkan arah belok dan kemiringan laju beloknya saat pesawat berputar (rolling) ke arah kanan atau kiri (turn left or right). Prinsip kerja instrument ini menggunakan sistem Gyroscopic. Satuan sudut kemiringan laju belok diukur dalam degrees per minute.

 
Gambar 9. Turn and Bank Indicator

      Turn and Bank Indicator, merupakan salah satu indikator instrumen pesawat yang dapat menunjukkan arah berputar, atau rotasi pada sumbu vertikal, dan untuk menunjukkan arah berbelok, atau rotasi sumbu longitudinal. Kedua indikator memiliki instrumen dasar yang terpisah, tetapi mereka biasanya ditempatkan bersama-sama. Bank indicator sederhana terdiri  dari dua dan memuat sebuah tabung kaca lengkung diisi dengan cairan peredam yang kecil berupa gulungan bola baja. Ketika pesawat dalam posisi horisontal, bola berada di bagian terendah dari tabung/tengah, saat pesawat berbelok, gravitasi akan membuat bola berada pada titik terendah seperti tabung yang berputar dari sisi ke sisi (kanan ke kiri atau sebaliknya). Turn Indicator berisi giroskop yang membentuk torsi ketika pesawat berputar. Torsi ini mengontrol pointer yang menunjukkan kepada pilot dalam derajat per unit waktu tingkat di mana pesawat sudah berputar ke kanan atau kiri sesuai penunjukkan arah jarum pointer.

6. Heading Indicator
Heading Indicator digunakan untuk memperlihatkan arah dari hidung pesawat yang berhubungan dengan arah magnet kutub bumi. Ketika pesawat berbelok maka jarum pada instrumen akan menunjukkan arah mana dari hidung pesawat bergerak. Instrumen ini dikenal juga dengan Magnetic Directional Indicator. Terkadang Heading Indicator disebut dengan nama yang lebih tua, seperti directional gyro (DG), dan juga (dalam penggunaan sistem UK) directional indicator (DI). Satuan instrumen ini diukur dalam degrees dengan sudut 0 untuk Utara, 90 untuk Barat, 180 untuk Selatan, dan 270 untuk Timur.

Gambar 10. Heading Indicator

      Cara dasar untuk menunjukkan heading pesawat yang paling kecil adalah dengan menggunakan kompas magnetik, yang bagaimanapun, memiliki beberapa jenis kesalahan, termasuk yang disebut "dip" atau kemiringan ke bawah dari medan magnet bumi. Kesalahan dip menyebabkan kompas magnetik mengalami pembacaan yang salah setiap kali pesawat tersebut ada di saat hendak melakukan bank, atau saat akselerasi, sehingga sulit untuk digunakan dalam setiap kondisi penerbangan selain sangat lurus dan sejajar. Untuk memperbaiki hal ini, pilot biasanya akan melakukan manuver pesawat dengan mengacu pada Heading Indicator, sebagai indikator yang menggunakan sistem gyroscopic sehingga tidak dipengaruhi oleh dip dan kesalahan percepatan. Pilot secara berkala akan mereset Heading Indicator ke heading yang ditampilkan pada kompas magnetik.
      Heading Indicator berkeja menggunakan giroskop, yang terikat pada horisontal pesawat, untuk membangun sebuah inertia platform. Dengan demikian, setiap konfigurasi horizontal pesawat yang tidak sesuai dengan hasil horizontal local pada bumi dalam kesalahan gimbal, pada dasarnya akan mengarah ke variasi yang diprediksi secara jelas tidak beraturan, yang dikenal dalam hal ini sebagai penyimpangan. Heading Indicator akan diatur sehingga hanya memiliki sumbu horisontal yang digunakan untuk digerakkan pada layar, yang terdiri dari jarum kompas melingkar/bentuk pesawat yang dikalibrasi dalam derajat.
      Giroskop berputar secara elektrik, atau menggunakan udara yang disaring dari pompa vakum (kadang-kadang tinggi tekanan pompa sesuai dengan ketinggian pesawat terbang) yang didorong dari mesin pesawat. Karena bumi berputar (ω, 15° per jam), dan karena penyimpangan yang disebabkan oleh akumulasi gesekan dan keseimbangan sempurna dari gyro, Heading Indicator akan bergerak dari waktu ke waktu, dan harus mengulang mengikuti kompas secara berkala. Penyimpangan lainnya jelas ada saat pergerakan pesawat yang pada dasarnya akan menambah atau mengurangi dengan efek rotasi bumi pada giroskop. Prosedur normal adalah untuk meluruskan kembali Heading Indicator sekali setiap sepuluh sampai lima belas menit selama pemeriksaan dalam penerbangan rutin. Kegagalan/kelalaian untuk melakukan prosedur normal ini adalah sumber umum dari kesalahan navigasi.




Daftar Rujukan


Burke, R. (2005). Chapter 3 – Flight Instruments.
Diambil dari:
Diambil Tanggal: 13 Juni 2013.
Engel, Y.A., ST. (2013). RPP “11. Memahami Dasar Instrumen Pesawat Udara”. Jakarta: PPGT-SMK Kolaboratif, Universitas Negeri Jakarta.
FAA Handbook. (2012). Aviation Maintenance Technician Handbook – Airframe Volume 2. U.S. Departement of Transportation FAA Flight Standards Service.
Diberikan saat: Mata Kuliah “Sistem Pesawat Udara”
Diberikan pada: Program Pendidikan Profesi Guru Terintegrasi (PPGT) – SMK Kolaboratif STPI – UNJ, Curug, 2013.
FAA Handbook. (Tanpa Tahun). Flight Instruments.
Diambil dari:
Diambil Tanggal: 13 Juni 2013.
Susantoputri, M.K. (2013).  Laporan Magang SMA Kristen KANAAN Tangerang. Jakarta: Fakultas Psikologi, Universitas Kristen Krida Wacana.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar