MENERAPKAN PRINSIP KERJA GYROSCOPIC Part 2 END

 Program Studi             : ELECTRICAL AVIONIC (EA)

Standar Kompetensi   : ELECTRONIC INSTRUMENT SYSTEM (EIS)

Kompetensi Dasar       : 6. MENERAPKAN PRINSIP KERJA GYROSCOPIC

(Sambungan dari Part 1)

 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 14. Indication on AH at various attitude

 

Gambar 15. Indication on AH at various attitude Continuous 1

 

Gambar 16. Indication on AH at various attitude Continuous 2

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 attitude –misalnya, 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.

1.      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.

Disebut juga Directional gyro indicator (DGI): mempunyai fungsi untuk menunjukkan arah terbang pesawat. Prinsip dasar yang dipakai oleh DGI adalah aplikasi sifat Rigidity dari gyro yaitu Maintain Direction of Plane Rotation, posisi gyro dari Directional gyro indicator adalah Vertical dengan poros putar pada sumbu horizontal yang disebut “TIED GYRO”. DGI dalam penggunaannya selalu berpatokan pada Compass.

Sebelum terbang, DGI harus disetting awal terhadap Compass, sehingga arah DGI sama dengan arah Compass, sama dengan Heading Pesawat dan untuk mempertahankan arah, DGI selama penerbangan setiap 15 menit di set terhadap commpas.

Gambar 17. Heading Indicator

Gambar 18. Prinsip kerja DGI

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.

2.      Turn and Bank Indicators

Turn and Bank Indicator: Turn and Bank/Turn and Slip Indicator/Turn Coordinator adalah indikator pengindra rotasi hanya disekitar sumbu vertikal atau yaw. Turn & Bank indicator berfungsi untuk menunjukkan:

- Direction of aircraft turning: Left & Right Turn (miniatur aircraft Bank left atau Bank Right)

- Rate of Turn (⁰/min), ref; 2 MIN, STRIP.

- Quality of Turn:

a. Normal Turn

b. Slipping in

c. Skidding out

Prinsip dasar yang dipakai oleh Turn & Bank indicator adalah: Aplikasi sifat precession dari gyro. Mendapatkan Exteral Force  pada saat Turn/gaya belok, sebanding dengan Rate Of Turn,  Posisi gyro dari Turn & Bank indicator adalah vertical dengan poros putar pada sumbu Horizontal yang disebut “RATE GYRO”.

Gambar  19. 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.

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.

Mekanisme dari turn dan bank indicator ada dua yaitu:

1.      Pointer mechanism

Dikontrol oleh gyro untuk menunjukkan: Direction of Aircraft Turn: L / R dan Rate of Turn: ⁰/Min

2.      Ball mechanism (inclinometer)

Inclinometer berfungsi untuk menunjukkan: Quality of Turn. Inclinometer bekerja berdasarkan gaya: Gaya Gravitasi (W=m.g), Gaya Centrifugal (Cf=mv²/R), Gaya Centripetal, dan Gaya Angkat/Lift.

Kondisi Penerbangan:

(a.) Level flight

(b.) Correctly bank

(c.) Under banked (Skidding out of turn)

(d.) Overbanked (Slipping into the turn)

Gambar 19. Kondisi Penerbangan

Gambar 20. Kondisi Penerbangan ditunjukkan oleh Turn and Bank Indicator

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.