Flight Instrument
Dasar
Gambar 3. Six Basic
Flight Intruments
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 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.
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