MENERAPKAN PRINSIP KERJA GYROSCOPIC Part 1

Program Studi             : ELECTRICAL AVIONIC (EA)

Standar Kompetensi   : ELECTRONIC INSTRUMENT SYSTEM (EIS)

Kompetensi Dasar       : 6. MENERAPKAN PRINSIP KERJA GYROSCOPIC

Gyroscopic Principle

Gyroscope:

- Gyroscope adalah benda yang berbentuk bola/disc/wheel yang dapat berputar pada porosnya

- Benda ini terbuat dari metal (brass alloy, St Steel) dinamakan gyro rotor yang dapat berputar bebas pada tiga buah sumbu porosnya.

 

Gambar 1. Gyro rotor

Gyro rotor terdapat tiga gerakan rotasi pada axisnya:
- Lateral axis (X): Spinning

- Longitudinal axis (Y): Topple/Tilting

- Vertical axis (Z) : Veering/Drift

Gyro dapat berputar pada tiga poros karena gyro mempunyai frame yang disebut Gimbal. Terdapat dua yaitu:

- Inner gimbal (Spinning)

- Outer gimbal (Tilting/Topple freedom)

 

Gambar 2. Gimbal

Dari gyro yang digunakan untuk instrument yaitu sifat dari gyro. Ada dua sifat yang dimiliki gyro yaitu:

- Rigidity in space

- Gyro precession

Syarat dari kedua sifat tersebut adalah gyro rotor harus spinning.

Sifat gyro:

1.      Rigidity in space

Kemampuan gyro untuk dapat mempertahankan posisi bidang putar  (position  of plane rotation)  bidang horizontal dan vertical dan arah bidang putar (Direction of Plane Rotation). Syarat untuk mendapatkan rigidity adalah gyro harus spinning. Faktor2 yang mempengaruhi sifat Rigidity adalah: kecepatan putar gyro rotor, massa/berat, radius gyro rotor.

2.      Gyro Precession

Merupakan sifat kebalikan dari rigidity yaitu terjadi perubahan posisi poros putar (Position) dan arah bidang putar (direction of plane rotation). Syarat untuk mendapatkan precession adalah gyro harus spinning dan adanya External force (gaya ganggu). External force yang diterima oleh gyro akan dipindahkan 90⁰ searah dengan putaran gyro. Besar Precession dan perubahan  yg terjadi dipengaruhi oleh: kekuatan dan arah External Force.

 

Gambar 3. Gyro Precission

Tipe Gyro berdasarkan konstruksinya:

1.      Earth Gyro

Posisi gyro rotor: Horizontal, mempunyai dua gimbal yaitu inner dan outer gimbal dapat berputar pada ke tiga  porosnya, gerakan gyro; spinning, pitching dan tilting, digunakan untuk instrument Artificial Horizon Indicator (Attitude indicator).

 

Gambar 4. Spinning on Vertical Axiz sumbu Z pada Attitude Indicator

2.      Tied Gyro

Posisi gyro Vertical, mempunyai dua gimbal yaitu inner dan outer gymbal dapat berputar pada ke tiga porosnya, gerakan spinning, drift dan tilting digunakan untuk instrument Dyrectional gyro indicator (heading indicator).

 

Gambar 5. Spinning on Lateral Axis sumbu X pada Heading Indicator

3.      Rate Gyro

Posisi gyro vertical, mempunyai satu gymbal yaitu inner gymbal dapat berputar pada dua porosnya, gerakan gyro; spinning, tilting, digunakan untuk instrument Turn & Bank Indicator (Turn Coordinator). 

 

Gambar 6. Spinning on Longitudinal Axis sumbu Y pada Turn and Bank Indicators

Cara memutarkan gyro pada Pesawat Terbang mengikut-sertakan sistem berikut ini:

1.      Pneumatic System

-          Ventury tube

-          Engine driven vacuum pump

-          Compressor

 

Gambar 7. Sistem Pneumatic – Engine Driven Vacuum Pump

 

Gambar 8. Pressure Operated

Gambar 9. Sistem Pneumati – Ventury Tube

2.      Electrical System

Alternating Current (AC) atau Direct Current (DC)

      DC : Battery 12/24 volt (T & B indicator)

      AC : Inverter, Alternator

      115 volt/400 Hz, 3 phase (AH indicator) & DGI

Gyroscopic Instruments:

1.      Artificial Horizon

Disebut juga dengan Attitude Indicator. Berfungsi untuk menunjukkan sikap (attitude), terhadap suatu patokan (reference) yaitu garis cakrawala/ horizon bar dan miniatur pesawat. Posisi (sikap) pesawat yang dapat ditunjukkan oleh artificial horizon indicator adalah :

            - pitching attitude : up & down

- banking attitude : Right & left

- Level attitude

Prinsip dasar yang dipakai oleh artificial horizon indicator adalah:  aplikasi sifat Rigidity dari gyro yaitu maintain position, posisi gyro dari artificial horizon indicator adalah Horizontal dengan poros putar pada sumbu vertical yang disebut “EARTH GYRO”. Principle AH: Mekanisme dari artificial horizon indicator terdiri dari tiga yaitu: Artificial Horizon bar mechanism, Gyro mechanism, dan miniature Aircraft.

Gambar 10. Artificial Horizon

Gambar 11. Principle Airtificial Horizon

Gambar 12. Gyro Horizon Presentation

Principle of gyro horizon:

1. Symbolic aircraft

2. Gyro rotor

3. Outer ring/gymbal

4. Inner ring/gymbal

5. Balance weight

6. Pivot point

7. Actuating pin

8. Horizon bar

9. Roll pointer and scale

Gambar 13. Principle of Gyro 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.

Sumber:  Engel, Y.A. (2013). "Perangkat Kerja Guru: Program Pengalaman Lapangan (PPL), Pendidikan Profesi Guru Terintegrasi (PPGT), Universitas Negeri Jakarta". Jakarta: Pendidikan Profesi Guru Terintegrasi, Rintisan Program Pendidikan Profesi Guru SMK Kolaboratif Produktif, Direktorat Pendidik dan Tenaga Kependidikan, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan, bekerjasama Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta.