Contoh Soal Instrumen Pesawat Terbang

 

1.      Jelaskan prinsip kerja Fuel Tank seperti pada Gambar 1.2, dengan menggunakan prinsip Basic DC Motor !

Gambar 1. 2

 

Jawab :

Prinsip kerja Fuel Tank dari konstruksi fuel quantity indicating system yang menggunakan DC electrical terdiri dari pelampung, transmitting arm dan resistor. Pelampung bergerak naik turun sesuai dengan tinggi rendahnya permukaan bahan bakar di dalam tank, gerakan ini diteruskan oleh transmitter arm untuk menunjukkan besar kecilnya harga dari resistor.

 

Indicator yang digunakan adalah suatu moving magnet instrument. Perubahan jumlah fuel di dalam tank akan mengakibatkan perubahan harga tahanan dari transmitter, sehingga menyebabkan perubahan besar arus yang mengalir melalui coil A dan B pada indicator. Besar kecilnya arus pada coil tersebut akan menentukan besar kecilnya medan magnet yang timbul. Permanen magnet yang jadi satu dengan pointer akan bergerak ke arah coil yang mempunyai medan magnet lebih besar.

 

Pada keadaan kosong maka, nilai tahanan pada transmitter lebih besar dari tahanan R, arus listrik melalui coil A lebih besar, sehingga pointer bergerak ke arah E (Empty). Dalam keadaan setengah penuh, harga tahanan transmitter sama besar dengan R, sehingga arus listrik pada kedua coil mengalir sama besar, medan magnet yang timbul juga sama besar dan akibatnya posisi pointer berada di tengah – tengah. Apabila tank diisi penuh, maka nilai tahanan pada transmitter lebih kecil dari R, arus listrik yang mengalir melalui coil B lebih besar dan medan magnet yang timbul juga mengalir lebih besar, akibatnya pointer mengarah ke F (Full) dan satuan volume (gallon atau liter).

 

2.      Pada Gambar 2., adalah skema diagram dari instrumen servo altimeter. Jelaskan prinsip kerja dari Transducer sehingga Transducer tersebut merupakan signal input untuk amplifier ke servo motor !

Gambar 2.

Jawab :

Servo altimeter merupakan salah satu jenis altimeter yang mempunyai kemampuan pengukuran ketinggian lebih besar dibandingkan dengan altimeter biasa. Pada servo altimeter system transmisi mekanik diganti dengan system transmisi yang menggunakan listrik dan servo motor.

Fungsi utama dari instrument servo altimeter ini adalah untuk memperbesar kemampuan dalam mengukur ketinggian (operating range) dan menambah kepekaan dari penunjukan terutama jika pesawat terbang tinggi.

Konstruksi utamanya adalah dua buah kapsul atau diaphragm yang dihubungkan dengan suatu tuas ke induction pick off atau altitude transducer yang dimana altitude transducer terdiri dari dua batang yang berbentuk I dan E.

Prinsip kerjanya yaitu bila ketinggian terbang suatu pesawat berubah, akan menyebabkan perubahan kapsul gandanya, mengembang atau mengempis akibat perubahan tekanan statis oleh suatu hubungan mekanis, gerakan kapsul disalurkan ke induction pick off atau altitude transducer

Gerakan mengembang dan mengempisnya diafragma akan diteruskan melalui sebuah tuas yang akan memutarkan sebuah rocking shaft. Dengan berputarnya rocking shaft, maka tuas yang lain akan menggerakan sector yang bergigi. Sector yang bergigi akan memutarkan hand shaft dimana terpasang pointer dari air speed indicator. Tekanan yang masuk dalam diafragma disamping dinamis juga tekanan statis, kedua tekanan ini dinamakan tekanan pitot (pitot pressure).

Tekanan statis ini tidak tergantung pada kecepatan jadi diafragma harus bebas dari pengaruh tekanan ini. Untuk menghilangkan pengaruh tekanan statis, diafragma ditempatkan dalam rumah instrument yang kedap udara dan dihubungkan dengan atmosfir melalui lubang static ( static vent ).

Dengan demikian static pressure yang terdapat dalam diafragma dinetralkan dengan static pressure yang berada di luar diafragma. Jadi diafragma hanya mengembang dan mengempis karena pengaruh tekanan dinamis saja.

Udara pada setiap ketingian memiliki kepadatan yang berbeda. Udara akan lebih rapat dipermukaan bumu dari pada udara di atasnya. Apabila ketinggiannya makin bertambah maka tekanan udaranya akan semakin berkurang.

Perbedaan tekanan udara pada ketinggian yang berbeda digunakan altimeter untuk menunjukan perubahan ketinggian. Mekanisme sederhananya altimeter sesungguhnya adalah sebuh barometer logam (aneroid barometer) yang pembecaannya tidak dalam satuan tekanan tetapi dalam feet. Pembacaan instrumen ini terpengaruh juga oleh perubahan tekanan di tanah yang disebabkan karena perubahan-perubahan keadaan atmosfer. Pada altimeter dilengakapi mekanisme untuk mengkoreksi kesalahan-kesalahan yang disebabkan karena perubahan tekanan ini.

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. 

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.

3.      Jelaskan urutan penggunaan Altimeter Setting jika pesawat berangkat dari Bandara Adi Sutjipto Yogyakarta menuju ke Bandara Ngurah Rai Denpasar (seperti pada Gambar 3.) !

Gambar 3.

Jawab :

-          Di darat, pilot harus mengatur altimetemya di lapangan udara QNH yang diberikan oleh lapangan udara ATIS atau diberikan oleh ATC bandara setempat.

-          Di darat, pilot harus mengambil ketinggian transisi dan nilai level figth transisi dari grafik atau dari lapangan terbang ATIS (pilot dapat meminta ATC yang bertugas untuk mendapatkan informast ini).

-          Setelah lepas landas, pilot harus mentantau ketinggiannya dan membandingkanya dengan ketinggian transisi.

-          Pada saat ketinggian pesawat sehenarnya Iebih besar dari ketinggian pilot tanpa saran ATC harus menyetel semua pengaturan altimeternya ke 1013 hPa atau 29.92 inHg.

-          Kemudian. pilot memverifikasi bahwa dia akan melewati level penerbangan transisi untuk memastikan bahwa dia tidak pernah stabil di lapisan transisi.

4.      Jelaskan beserta analisa Gambar; mengapa untuk pengukuran kuantitas bahan bakar pada pesawat terbang, tegangan input DC tidak bisa digunakan pada komponen Capacitor ?

Jawab :

Karena, penggunaan kapasitor unit tangki, kapasitor referensi, dan rangkaian jembatan microchip dalam indikator kuantitas bahan bakar diperumit oleh fakta bahwa suhu mempengaruhi konstanta dielektrik bahan bakar. Unit kompensator (dipasang rendah di tangki sehingga selalu tertutup bahan bakar) dihubungkan ke sirkuit jembatan. Ini memodifikasi aliran arus untuk mencerminkan variasi suhu bahan bakar, yang mempengaruhi kepadatan bahan bakar dan dengan demikian kapasitansi unit tangki. Penguat juga diperlukan dalam sistem yang lebih tua. Amplitudo sinyal listrik harus ditingkatkan untuk menggerakkan motor servo di indikator analog. Selain itu, konstanta dielektrik bahan bakar mesin turbin berbeda yang disetujui untuk pesawat tertentu juga dapat bervariasi. Kalibrasi diperlukan untuk mengatasi ini.

 

 

Sistem pengukuran kuantitas bahan bakar jenis kapasitansi mengukur massa bahan bakar, bukan hanya levelnya di dalam tangki. Ini adalah sistem elektronik yang mengukur kapasitansi probe, atau probe, yang beberapa sebagai unit pengirim tangki. Kapasitor, dapat menyimpan muatan listrik, dan terdiri dari dua konduktor yang disebut pelat yang dipisahkan oleh beberapa bentuk dielektrik atau Insulator. Kapasitas kapasitor bergantung pada tiga variabel: luas pelat, jarak antar pelat, yang merupakan ketebalan dielektrik, dan konstanta dielektrik material antar pelat. Probe dalam sistem indikator kuantitas bahan bakar kapasitansi terbuat dari dua tabung logam konsentris yang berfungsi sebagai pelat kapasitor.

Luas pelat tetap, serta pemisahan di antara mereka, jadi satu-satunya variabel yang kita miliki adalah bahan yang memisahkannya. Probe ini dipasang sehingga melintasi tangki dari atas ke bawah. dan ketika tangki kosong, pelat dipisahkan oleh udara yang memiliki konstanta dielektrik satu. Saat lank penuh, dielektrik adalah bahan bakar yang memiliki konstanta sekitar dua. Dalam kondisi apapun antara penuh dan kosong, bagian dari dielektrik adalah udara dan sebagian lagi adalah bahan bakar, sehingga kapasitas baling-baling probe menyesuaikan dengan tingkat bahan bakar di dalam tangki.

Salah satu keuntungan besar dari sistem ini adalah bahwa probe dapat disesuaikan untuk tangki dengan semua ukuran dan bentuk, dan semua probe di pesawat dapat dihubungkan sehingga sistem mengintegrasikan outputnya untuk menunjukkan jumlah total bahan bakar di pesawat.

 

5.      Soal hitungan sebagai lanjutan dari soal no. 9, Jika pada

Gambar 4.;

diketahui tegangan AC 28 Volt, frekuensi 400 Hertz, hambatan (R = 595 KΩ), jumlah total probes Capacitance = 21 probes, permitivity 1 unit capacitance pada ruang bebas = 8,854 exp -12, permitivity 1 unit capacitance pada fuel = 4, dan jarak antara kedua permukaan pada 1 unit capacitance = 1 cm. Hitunglah berapakah luas permukaan untuk 1 unit capacitance ?, dan berapakah jumlah muatan electron yang mengalir pada 1 unit capacitance ?

Jawab :

Area of one unit capacitance =  =

 =

 =

A.    Luas permukaan 1 unit kapasitansi

Capacitance per unit =  =

 =

 =

 =

B.     Jumlah Muatan yg mengalir pd 1 unit kapasitansi

Electron charge flow in 1 unit = q = C x V

 =

 =