AIR CONDITIONER PADA PESAWAT 

Beberapa hari terakhir di media massa, masyarakat Indonesia dihebohkan oleh berita mengenai seorang penumpang yang membuka pintu darurat pesawat terbang karena penumpang tersebut merasa air conditioning pesawat tidak bekerja. Bagaimanakah penjelasan teknis mengenai kejadian tersebut? Bagaimana sebenarnya sistem pengondisian udara pada pesawat bekerja? Apakah sistem pengondisian udara tidak dapat bekerja ketika pesawat masih berada di landasan (grounding)?

Secara teknis, pengondisian udara pada pesawat terbang dilakukan dengan menggunakan Air Cycle Machine (ACM). Sistem pengondisian udara pada pesawat terbang merupakan sistem yang berfungsi untuk menjaga udara pada pesawat agar tetap berada pada tekanan, temperatur, dan tingkat kandungan oksigen yang tepat untuk kenyamanan penumpang.

Untuk fungsi pengondisian udara tersebut, ACM pada pesawat terbang menggunakan Ram Air(udara Ram) sebagai fluida pendinginnya analog terhadap freon pada sistem pengondisian udara di mobil. Ram Air merupakan udara dari luar pesawat yang masuk melalui Ram Air Inletdan keluar melalui Ram Air Outlet Flaps. Temperatur Ram Air bergantung pada ketinggian terbang pesawat. Pesawat terbang komersial umumnya terbang pada ketinggian 26.000 hingga 30.000 kaki dengan temperatur Ram Air sebesar -36°C hingga -44°C.

 Pesawat terbang komersial umumnya terbang pada ketinggian 26.000 hingga 30.000 kaki dan temperatur ram air pada ketinggian tersebut adalah sebesar -36°C hingga -44°C. 

Pengondisian udara pesawat terbang dilakukan dengan cara mengubah temperatur dan tekanan dari Bleed Air. Bleed Air adalah udara panas yang dipasok oleh salah satu dari tiga sumber udara panas bertekanan tinggi di pesawat, yaitu kompresor mesin utama pesawat, kompresor APU(Auxilliary Power Unit), atau high-pressure ground-air supply-unit.

Ketika mesin pesawat tidak menyala, Bleed Airdidapatkan dari kompresor APU yang merupakan unit pembangkitan listrik pesawat. Apabila APU tidak menyala, maka Bleed Air didapatkan dariHigh-Pressure Ground-Air Supply-Unit yang merupakan Ground Support Equipment pesawat terbang di lapangan udara. Laju aliran Bleed Air ini diatur oleh dua buah katup berdasarkan kebutuhan. Sebelum disirkulasikan, Bleed Airdilewatan pada Ozone Converter untuk menghilangkan kandungan ozon dari udara dengan efek katalisis. Setelah melalui proses penyaringan, sebagian besar Bleed Air kemudian disalurkan menuju Air Conditioning Pack yang berfungsi untuk melakukan pengaturan temperatur Bleed Air. Sebagian lainnya lalu disalurkan menuju saluran udara yang akan didistribusikan ke seluruh bagian pesawat yang perlu dikondisikan, Bleed Air tersebut dinamakan Trim Air.

Skema Sistem Pengondisian Udara pada Pesawat

Pada pembahasan sebelumnya disebutkan setelah melalui proses penyaringan, Bleed Airkemudian disalurkan menuju Air Conditioning Pack. Air Conditioning Pack terdiri dari Air Cycle Machine (ACM) dan Heat Exchanger. Air Conditioning Pack bertugas untuk menurunkan temperatur Bleed Air sekaligus mengurangi kandungan air di dalam Bleed Air.

ACM terdiri dari kompresor dan turbin yang memiliki satu poros. Bleed air dilewatkan menujuHeat Exchanger sehingga temperatur Bleed Air turun karena berpindahnya energi Bleed Airdalam bentuk panas menuju Ram Air. Bleed Air lalu masuk kedalam kompresor sehingga tekanan dan temperaturnya meningkat dan kemudian dilewatkan menuju Heat Exchanger yang kedua sehingga temperaturnya turun kembali.

Setelah melewati proses diatas, Bleed Air kemudian melewati kondensor sehingga sebagian udara berubah fasa menjadi cair. Fasa cair tersebut dipisahkan dengan menggunakan Water Extractor lalu dialirkan menuju Ram Air Inlet. Hal ini memungkinkan Ram Air untuk memindahkan panas dalam jumlah yang lebih besar. Pengurangan kandungan air untuk meningkatkan kemampuan memindahkan panas Ram Air juga dilakukan pada Split Duct yang berada di antara Heat Exchanger kedua dan kondensor.

Bleed air yang sudah melewati kondensor kemudian dilewatkan kepada turbin sehingga temperatur dan tekanan Bleed Air turun akibat ekspansi Bleed Air di turbin. Kerja yang diperoleh dari ekspansi Bleed Air pada turbin lalu digunakan untuk memutar kompresor danInlet Fan yang berfungsi untuk menghisap udara masuk ke dalam ACM. Setelah melewati turbin, temperatur Bleed Air kemudian dinaikkan kembali dengan menggunakan kondensor untuk proses selanjutnya.

Pada proses selanjutnya, Bleed Air dimasukkan ke dalam Mixer Unit yang mencampurkan udara resirkulasi dari dalam pesawat, Bleed Air, dan Trim Air. Setelah keluar dari Air Conditioning Packs, temperatur Bleed Air sangat rendah. Temperatur udara campuran diatur melalui banyaknya Trim Air yang dimasukkan ke dalam Mixer Unit dan lansung didistribusikan ke seluruh bagian pesawat setelah proses pencampuran selesai.

Sebagian dari udara kabin diresirkulasikan oleh Re-circulation Fans untuk membatasi kebutuhan Bleed Air dari mesin pesawat. Jika tekanan dalam kabin terlalu tinggi, terdapatOutflow Valve yang akan terbuka untuk mengeluarkan sebagian udara dari dalam kabin sehingga temperaturnya turun.

Skema Cooling System

 Grafik Tekanan – Temperatur Udara Yang Melalui Cooling System

Ketika pesawat dalam keadaan ground, terdapat tiga alternatif pengondisian udara. Pertama, jika APU menyala, maka pesawat dapat menggunakan ACM dengan mengambil Bleed Air dariAPU Compressor. Kedua, jika APU tidak menyala, maka pesawat dapat menggunakan ACM dengan mengambil Bleed Air dari High-Pressure Ground-Air Supply-Unit. Ketiga, pesawat langsung mendapatkan pasokan udara yang telah terkondisi dari Mobile Air Conditioning Unityang merupakan Ground Support Equipment sehingga penumpang dapat berada di dalam pesawat dengan nyaman meskipun pesawat tidak mengaktifkan sistem pengondisian udara.

komponen utama pesawat terbang

FUSELAGE

Fuselage adalah kabin dan atau kokpit, yang berisi kursi untuk penumpangnya dan pengendali pesawat.Sebagai tambahan, fuselage juga bisa terdiri ruang kargo dan titik-titik penghubung bagi komponen utama pesawat yang lainnya.

Beberapa pesawat menggunakan struktur open truss.

Fuselage dengan tipe open truss terbentuk dari tabung baja

 atau aluminium.

Kekuatan dan kepadatan didapat dari pengelasan tabung-

tabung secara bersama yang membentuk bangun segitiga yang

disebut  trusses.

 

       Konstruksi dari Warren truss membuat bentuk sarang dengan batang-batang longerons, juga batang diagonal dan vertikal. Untuk mengurangi berat maka pesawat kecil menggunakan tabung aluminium alloy yang di rivet atau di sekrup menjadi satu bagian dengan bagian yang berhadapan membentuk kerangka 

  Setelah teknologi berkembang, perancang pesawat mulai melapisi batang-batang truss untuk membuat pesawat lebih streamline, dan meningkatkan kinerja. Awalnya dengan menggunakan kain fabric, yang dapat membengkokkan logam yang ringan seperti aluminium. Dalam beberapa keadaan, kulit luar dapat mendukung semua atau sebagian dari beban yang ditanggung oleh pesawat. Sebagian besar pesawat modern menggunakan struktur kulit yang diketatkan (stressed) yang dikenal dengan nama konstruksi monocoque atau semi-monocoque.

   Setelah teknologi berkembang, perancang pesawat mulai melapisi batang-batang truss untuk membuat pesawat lebih streamline, dan meningkatkan kinerja. Awalnya dengan menggunakan kain fabric, yang dapat membengkokkan logam yang ringan seperti aluminium. Dalam beberapa keadaan, kulit luar dapat mendukung semua atau sebagian dari beban yang ditanggung oleh pesawat. Sebagian besar pesawat modern menggunakan struktur kulit yang diketatkan (stressed) yang dikenal dengan nama konstruksi monocoque atau semi-monocoque.

     - Rancangan monocoque menggunakan kulit (logam) yang diketatkan untuk menanggung semua beban (load).

     - Ini adalah struktur yang sangat kuat tapi tidak bisa mentoleransi kerusakan berupa goresan atau penyok (berubah/deformasi).

     - Karakteristik ini dapat dijelaskan dengan menggunakan kaleng aluminium tipis minuman ringan. Kita dapat menekan kaleng tersebut dengan kuat tanpa merusak kaleng.

     - Tapi kalau kaleng tersebut sudah penyok sedikit saja, maka akan lebih mudah untuk membengkokkannya

Konstruksi Monocoque  

 = Konstruksi monocoque yang sebenarnya terdiri dari kulit ( Skin ) , former  (pembentuk) dan bulkhead (penahan).

 = Former dan bulkhead memberi bentuk pada fuselage.

 = Karena tidak ada kerangka maka kulit haruslah cukup kuat untuk menjaga   kepadatan/kekuatan fuselage.

 = Jadi, masalah yang cukup penting dalam konstruksi monocoque adalah menjaga  konstruksi agar cukup kuat sementara berat juga harus diperhatikan agar tidak melebihi batasan.

 = Karena batasan inilah maka struktur semi-monocoque digunakan di banyak pesawat masa kini. 

 = Sistem semi-monocoque menggunakan sub-struktur dimana kulit pesawat ditempelkan. 

 =Sub-struktur ini, yang terdiri dari bulkhead dan former terbuat dari berbagai ukuran dan kerangka, memperkuat kulit pesawat dengan menyerap sebagian dari gaya beban dari fuselage. 

 = Bagian utama dari fuselage juga termasuk titik sambungan sayap dan sebuah firewall. 

 = Pada pesawat bermesin tunggal, mesinnya biasanya disambungkan di depan fuselage. 

 = Ada pembatas tahan-api di antara bagian belakang mesin dengan kokpit atau kabin untuk melindungi penerbang dan penumpangnya dari api akibat kecelakaan. 

 = Pembatas inilah yang disebut dengan firewall dan biasanya dibuat dari material tahan panas seperti baja.

 

Konstruksi Semi-monocoque

Wing ( Sayab )

- Sayap adalah airfoil yang disambungkan di masing-masing sisi fuselage dan merupakan

     permukaan yang mengangkat pesawat di udara.

- Terdapat berbagai macam rancangan sayap, ukuran dan bentuk yang digunakan oleh

     pabrik pesawat.

- Setiap rancangan sayap memenuhi kebutuhan dari kinerja yang diharapkan untuk   

     rancangan pesawat tertentu. Bagaimana sayap dapat membuat gaya angkat (lift).

- Sayap dapat dipasang di posisi atas, tengah atau bawah dari fuselage.

- Rancangan ini disebut high-, mid- dan low-wing.

-  Jumlah sayap juga berbeda-beda.

-  Pesawat terbang dengan satu set sayap disebut monoplane,

-  sedangkan pesawat terbang dengan dua set sayap disebut biplane.

Monoplane dan biplane

n  Banyak pesawat dengan sayap di atas (high-wing) mempunyai tiang penahan di luar atau disebut dengan wing-strut yang menyerap beban penerbangan dan pendaratan dari strut ke struktur fuselage.

n  Karena biasanya wing-strut ini tersambung di tengah sayap, tipe struktur sayap ini disebut semi-cantilever.

n  Beberapa high-wing dan sebagian besar low-wing mempunyai rancangan full-cantilever yang dirancang untuk menahan beban tanpa tambahan strut di luarnya.

n  Struktur utama dari bagian sayap adalah spar, rib dan stringer.

n  Semua itu kemudian diperkuat oleh truss, I-beam, tabung atau perangkat lain termasuk kulit pesawat.

n  Rib menentukan bentuk dan ketebalan dari sayap (airfoil).

n  Pada sebagian besar pesawat modern, tanki bahan bakar biasanya adalah bagian dari struktur sayap atau tangki yang fleksibel yang dipasang di dalam sayap.

Komponen sayap

n  Di sisi belakang atau trailing edge dari sayap, ada 2 tipe permukaan pengendali (control surface) yang disebut aileron dan flap. Aileron (kemudi guling) biasanya dimulai dari tengah-tengah sayap ke ujung luar sayap (wingtip) dan bekerja dengan gerakan yang berlawanan untuk membuat gaya aerodinamis yang membuat pesawat untuk berguling ke kiri atau ke kanan.

n  Sedangkan flap biasanya dari dekat fuselage ke arah luar sampai tengah-tengah sayap. Flap biasanya sama rata dengan permukaan sayap pada waktu pesawat sedang menjelajah. Pada waktu diturunkan, flap bergerak dengan arah yang sama ke bawah untuk menambah gaya angkat sayap pada waktu lepas landas dan mendarat.

                                                                                Wing

Fungsi Utama : Menanggung seluruh beban pada saat terbang.

A.Klasifikasinya :

                1.Berdasarkan Posisinya : Low Wing , Middle Wing ,

                                               High Wing , Parasol.

                2.Berdasarkan Number Of Wing :

                                               Monoplane , Biplane , Triplane.

                3.Berdasarkan Shape Of Wing Tip :

                                               Straight Wing Tip , Rounded Wing Tip , Positive Racked ,

                                               Negative Racked , Upward / Downward Wing Tip

                4.Berdasarkan Shape Of Leading Edge dan Trailing Edge

                                               Straight Wing , Tapered Wing , Elliptical Wing , Sweptback Wing

                5.Berdasarkan Construction Of Spar :

                                               Mono spar , Multi Spar , Box Beam

                6.Berdasarkan Konstruksi :

                                               Dihedral , Un hedral ( Drop Wing ) , Gull Wing ,

                                               Inverted Gull Wing.

                7.Berdasarkan Cara Meletakkan :

                                              Cantilever Wing , Bracing Wing / Semi Cantilever

                8.Berdasarkan Shape Of Wing

                                             Straight Wing , Sweptback Wing , Tapered Wing

                9.Berdasarkan Thickness Of Wing :

                                             Straight , Tapered

B. Component Of Wing  : 

     Spar  , Rib , Wire , Wing Cover

High Wing

middle wing

low wing

 parasol wing

SPAR

Fungsi : Menahan Stress ( Sharing ) dan Sebagai Fuel Tank,

              Engine Pylon , L/G.

Wing Design :

                1. Mono Spar : - Pesawat Ringan

                             - Satu Spar Untuk Menanggung Beban

                             - Secara Lateral : Kompak dengan Skin

                             - Secara Horizontal : Pemanjangan /

                                                               Pemendekan Spar

                2.Multi Spar : * Beban Semua Spar

                          * Front Spar & Rear Spare

                3.Boxbeam : - Diikat dengan Spar

                         - Ringan & Ruangan Maximal

                         - Mudah Repair

RIB

Bagian dari Konstruksi Wing yang melintang terhadap spar, membentuk airfoil.

Fungsi : Memberi Bentuk , Strength & Rigidity , Menempelnya Skin , Menyalurkan Stress.

Nose Rib / False Rib : Memberi Bentuk Dan Penguat.

                                                                                  

WIRE

Dipasang Menyilang , Spar menahan gaya.

Biasanya pada lower wing

Type Wire : a. Drag Wire : Menahan backward Force

                    b. Anti Drag Wire : Menahan Forward Force

Wing Covering ( Skin )

Moveable Unit : Ujung wing lebih mudah pada saat

                          bersinggungan.

Pemasanganya : * Rivet

                              * Redux Bonding , Dilem ( Glue )

Wing Covering Harus : * Kuat Dan Ringan

                                        * Smoothness

Kerugian Wing Cover : - Mahal

                                        - Sulit Repair.

EMPENNAGE

n  Nama yang benar untuk bagian ekor dari pesawat adalah empennage.

n  Empennage terdiri dari seluruh ekor pesawat, termasuk permukaan yang tetap/diam seperti vertical stabilizer dan horizontal stabilizer.

n  Sedangkan permukaan yang bergerak termasuk rudder, elevator, dan satu atau lebih trim tab.

Komponen Empennage

 

 

n  Tipe kedua dari rancangan empennage tidak membutuhkan elevator. Tapi merupakan satu kesatuan dari horizontal stabilizer yang dapat berputar di pusat engselnya.

n  Tipe ini disebut stabilator dan digerakkan dengan menggunakan batang kemudi, seperti halnya jika kita menggerakkan elevator. Sebagai contoh, jika kita menarik batang kemudi, maka stabilator akan berputar sehingga bagian belakang (trailing edge) akan terangkat. Hal ini menyebabkan beban aerodinamis di ekor dan menyebabkan hidung pesawat bergerak naik.

n  Stabilator mempunyai anti-servo tab yang terpasang di trailing edge.

n  Anti-servo tab bergerak dengan gerakan yang sama dengan trailing edge dari stabilator .

n  Anti-servo tab juga berfngsi sebagai trim tab untuk mengurangi beban tekanan pada kemudi dan membantu stabilator untuk tetap pada posisi yang diinginkan

Komponen Stabilator

RUDDER

n  Rudder tersambung di bagian belakang dari vertical stabilizer. Selama penerbangan, rudder digunakan untuk menggerakkan hidung pesawat ke kanan dan ke kiri. Rudder digunakan bersama dengan aileron untuk belok selama penerbangan. Sedangkan elevator yang terpasang di bagian belakang horizontal stabilizer digunakan untuk menggerakkan hidung pesawat naik dan turun selama penerbangan.

n  Trim tab berukuran kecil dan bagian yang dapat digerakkan dari trailing edge-nya kemudi. Trim tab yang dapat digerakkan dari kokpit mengurangi tekanan pada kemudi. Trim tab dapat terpasang pada aileron, rudder dan/atau elevator.

LANDING GEAR

n  Landing gear/ roda pesawat adalah penopang utama pesawat pada waktu parkir, taxi (bergerak di darat), lepas landas atau pada waktu mendarat.

n  Tipe paling umum dari landing gear terdiri dari roda, tapi pesawat terbang juga dapat dipasangi float (pelampung) untuk beroperasi di atas air atau ski, untuk mendarat di salju.

n  Landing gear terdiri dari 3 roda, dua roda utama dan roda ketiga yang bisa berada di depan atau di belakang pesawat.

n  Landing gear yang memakai roda dibelakang disebut conventional wheel. Pesawat terbang dengan conventional wheel juga kadang-kadang disebut dengan pesawat tailwheel.

n  Jika roda ketiga bertempat di hidung pesawat, ini disebut nosewheel, dan rancangannya disebut tricycle gear. Nosewheel atau tailwheel yang dapat dikemudikan membuat pesawat dapat dikendalikan pada waktu beroperasi di darat.

 landing gear

Kamis, 15 September 2011

AIRCRAFT CONSTRUCTION

1.Truss Type

     •Untuk Pesawat Kecil / Kuno

     •Agar Streamline ditambah Wood & Spacer

     •Fabric Sebagai lapisan luar dan di dope agar tahan lama

    Dope : Bahan Kimia yang berfungsi sebagai bahan

                penegang kain , pengawet dan pengedap air.

    •Penahan stress dan beban adalah longeron

    •Tidak digunakan lagi karena makin panjang makin berat.

       a. Pratt truss type

       b. Strutt truss type

       c. Warrant truss type  

 

  2. Geodetic Type

        •Bentuk bracet / keranjang ( anyaman ) yang saling silang

        menyilang di cover dengan sheet metal.

        •Bahan : Wood and Metal

        •Menutup anyaman dengan fabric  dan untuk bahan alumunium mengunakan   alumunium plat.

        •Tidak digunakan lagi karena sulit repair.

  3. Monocoque Type

      a. True / Full Monocoque

            •Empat longeron ( longeron pada bagian2 tertentu )

            •Frame : - Bulkhead

                       - Former

                       - Ring

           Beban yang timbul diterima dan dikirim keseluruh skin

           Corrugated Skin : kulit pesawat dibuat bergelombang agar kua

        b.Semi monocoque

    >Empat longeron ( dari Nose ke Tail )

    >Mudah repair

    >Stringer : Seluruh componen akan menanggung gaya-gaya

                             yang terjadi pada pesawat

    >Frame : Bulkhead , Ring Former , Skin , Longeron

     Beban yang diterima dan diteruskan oleh bulkhead disebar ke structure melalui           longeron dan stringer

         C.Semi monocoque / Re-Inforcement Shell

    -Pembaruan dari semi monocoque

    -Menambah kekuatan dan mengurangi berat

    -Tempat dilaluinya cable.

     Componen- componen semi monocoque

            1.Longeron : mengikat skin dengan fuselage , menghubung

                     antara nose dengan tail , menahan gaya tension

                     compression , bending.

            2.Stringer : mengikat skin dengan frame , menghubungan

                   frame satu dengan frame yang lainya.

            3.Frame :

               a. Bulkhead

                   ditempatkan bagian-bagian penting , menahan beban berat ,

                   Penempatan longeron dan stringer.

               b. Former

                   Membantu Bulkhead Dan Penembatan Stringer

            4.Skin

               Membentuk streamline.

               Yang sering dihadapi : Korosi & Fatique

               Stressed skin construction : Konstruksi yang mengunakan stringer.