Nov 02

Sistem Navigasi Inersial


Sistem navigasi inersial adalah sistem navigasi berbasiskan seperangkat sensor yang dikenal dengan nama sensor inersial (inertial sensor), yaitu accelerometer dan gyroscope/gyro.

Accelerometer mengukur gerak translasi dan gyro mengukur gerak rotasi dari platform di mana sensor ini dipasang. Untuk mengukur gerak benda lengkap pada 6 derajat kebebasan (degree-of-freedom/DOF: 3 translasi dan 3 rotasi), dibutuhkan sepasang triad accelerometer dan triad gyroscope. Dalam satu paket, gabungan sensor ini dikenal dengan istilah inertial measurement unit (IMU). Berdasarkan cara penginderaannya (sensing characteristic) ada 2 jenis pemasangan IMU: stable-platform system dan strapdown system. Stable-platform systemmenggunakan prinsip rigidity-in-space atau kekekalan momentum sudut. IMU pada stable-platform system tidak berubah orientasinya terhadap kerangka inersial (misalnya bumi - abaikan revolusi bumi) walaupun kendaraan di mana sensor ini dipasang berubah orientasi nya (misalnya melakukan gerakan pitch, yaw ataupun roll). Karena sulitnya perawatan (lubrikasi, dll) dan besarnya ukuran dan putaran sensor yang diperlukan untuk membuat stable-platform, walaupun sangat akurat, sudah sangat jarang digunakan (terutama untuk weight-sensitive application seperti pesawat terbang). Tapi sistem ini masih sering ditemukan pada kapal laut dan submarine (kapal selam). Strapdown system berlawanan dengan stable-platform system karena sensor ini ikut berputar dengan kendaraan di mana sensornya dipasang. Dengan demikian, sensor pada strapdown system selalu mengukur rotasi dan translasi pada kerangka kendaraan.

 

Gyroscope adalah sensor yang digunakan untuk mengukur rotasi. Berdasarkan jenis output-nya, ada 2 jenis gyroscope: rate-integrating gyro dan rate gyro. Rate-integrating gyro mengeluarkan perubahan sudut (menghitung seberapa banyak kendaraan sudah berputar), dan rate gyro menghitung seberapa cepat kendaraan berputar. Kedua-duanya menghitung rotasi kendaraan. Berdasarkan cara mengukur rotasi, ada beberapa kategori gyro: mechanical gyro (menggunakan flywheel, sudah tidak populer),ring laser gyro (RLG - dominasi oleh Honeywell), fiber optic gyro (FOG - dominasi Northrop Grumann, dulu Litton), MEMS/Solid-state gyro. Harga gyro mulai dari puluhan ribu dollar sampai satu dollar per axis, semuanya tergantung akurasi yang dibutuhkan.

 

Accelerometer sebenarnya salah nama. Accelerometer tidak mengukur akselerasi/percepatan, tetapi mengukur specific force atau gaya per satuan massa. Ini perlu diingat karena setiap benda mengalami percepatan gravitasi bumi walaupun tidak bergerak sama sekali; accelerometer mengukur juga percepatan gravitasi bumi sehingga dalam kalkulasinya, gravitasi adalah komponen yang harus dikompensasi. Dalam sistem navigasi inersial, accelerometer umumnya jauh lebih murah dibandingkan gyro karena perkembangannya juga jauh lebih cepat daripada teknologi gyro.

 

Sistem navigasi inersial (INS) adalah suatu sistem yang terdiri dari sensor inersial (IMU) dan seperangkat komputer yang menghitung posisi, kecepatan (groundspeed), dan orientasi (attitude) dari kendaraan (misalnya pesawat terbang). INS menggunakan prinsip hukum kedua Newton untuk menghitung ketiga besaran tersebut. Artinya, kecepatan diperoleh dengan menghitung integral dari percepatan, posisi dihitung dengan menghitung integral kecepatan. Karena pada dasarnya proses menghitung integral adalah proses penjumlahan, error yang sangat kecil akan terakumulasi menjadi besar setelah melakukan proses ini untuk jangka waktu yang sangat panjang.

Berdasarkan tingkat akurasinya, berikut ini adalah klasifikasi inertial navigation system:

1.            Strategic grade: Dipakai di pesawat luar angkasa ataupun submarine, error < 100 ft setelah 1 jam.

2.            Navigation grade: Dipakai di pesawat komersial, error < 1 nm setelah 1 jam.

3.            Tactical grade: Dipakai di missile, smart weapon, error < 10 nm setelah 1 jam.

4.            Automotive/consumer grade: Sensor murah, dipakai di mobil, robot, dll, error pada level 100 nm setelah 1 jam.

Oleh karena proses integral memerlukan initial conditions (nilai awal), setiap sistem yang menggunakan tenologi inersial dimulai dengan fase yang dikenal sebagai alignment. Proses ini memasukkan nilai awal untuk posisi, kecepatan dan orientasi dari pesawat. Pada proses alignment ini, biasanya pesawat dalam kondisi statik (diam) sehingga nilai untuk kecepatan awal adalah nol.

Nilai awal untuk lokasi didapat dari gate, koordinat yang sudah di-survey. Proses penentuan orientasi awal dibagi menjadi 2 tahap: levelling dan gyrocompassing.

Levelling menggunakan accelerometer untuk menentukan posisi level (datar terhadap horizon) dengan menggunakan komponen gravitasi. Proses levelling menghitung pitch dan roll pesawat.

 

Gyrocompassing menggunakan komponen rotasi bumi untuk menghitung true heading dari pesawat. Hanya INS dengan tactical grade ke atas yang bisa melakukan proses gyrocompassing. Proses alignment dibagi menjadi 2 yang dikenal sebagai: coarse alignment dan fine alignment (kurang lebih sekitar 15 menit). Fine alignment menggunakan filter untuk menghitung orientasi pesawat dengan akurat.


Sumber : http://www.ilmuterbang.com

Nov 01

Teknik penerbangan Guidance, Navigation and Control


Teknik Penerbangan memiliki 5 pilar utama: Aerodinamika, Struktur, Propulsi, Mekanika Terbang, dan Guidance, Navigation and Control atau yang lebih dikenal dengan singkatan GNC. Dalam artikel ini lebih lanjut pilar terakhir tadi, Guidance, Navigation and Control (GNC).

 

GNC adalah bidang kajian yang sangat luas. Insinyur dan peneliti dari berbagai bidang melakukan berbagai macam riset dan pengembangan di area ini, misalnya dari teknik penerbangan, teknik elektro, teknik komputer, teknik industri, matematikawan, statistikawan, dll.

 

Istilah di dunia awam, GNC lebih dikenal dengan istilah navigasi saja. Namun, bidang ini sesungguhnya meliputi tiga kelompok besar bidang kajian yang masing-masing saling terkait satu sama lain. Penulis di sini ingin berbagi sudut padang sebagai seorang insinyur dan peneliti di bidang ini. Semoga menambah wawasan para pembaca.

 

1. Navigation

Dari awal, ketika manusia mengenal mobilisasi, bahkan sebelum masuknya era transportasi bermesin, ketika berpindah dari satu tempat ke tempat lain pertanyaan paling mendasar (fundamental) yang ditanyakan kepada diri mereka adalah, "Di manakah saya berada?" Bermula dari mengenal petunjuk-petunjuk di sekitar rute mereka (landmark) seperti pohon, gunung, dll, dalam pergerakan mereka, manusia mengetahui di mana mereka berada. Seiring dengan majunya pemetaan dan pelayaran, kita juga mengenal bahwa kita dapat menentukan posisi kita dengan memperhatikan benda-benda langit (celestial). Dan sebenarnya dunia pelayaran telah memberikan sumbangan yang sangat besar di bidang celestial navigation ini.

 

Dalam bidang navigasi, ada dua bagian besar metode navigasi: dead reckoning dan position fixing. Dead reckoning adalah cara yang paling sederhana untuk bernavigasi. Dengan mengetahui arah gerak kita (misalnya dengan kompas), kecepatan kita (misalnya dengan speedometer) dan waktu tempuh (misalnya dengan stopwatch), kita bisa mengetahui seberapa jauh kita telah berpindah. Tentunya dengan mengetahui di mana kita berada waktu kita mulai perjalanan tersebut (misalnya kita tahu bahwa kita mulai dari rumah), kita bisa melihat di peta di manakah kita setelah sekian lama bergerak. Ini adalah prinsip utama dari dead reckoning navigation.

 

Dalam penerbangan, dead reckoning dapat dilakukan dengan manual dengan mengetahui airspeed dan wind information serta arah pergerakan kita. Namun juga dapat dilakukan dengan bantuan sensor yang dikenal dengan nama Inertial sensor: accelerometer dan gyroscope. Accelerometer adalah sensor akselerasi dan gyroscope adalah sensor rotasi pesawat. Dengan menggabungkan kedua jenis sensor ini, pesawat memiliki yang dikenal sebagai Inertial Measurement Unit (IMU) untuk melakukan dead reckoning. Dilengkapi dengan sebuah komputer, pesawat dengan Inertial Navigation System (INS) ini dapat menghitung posisi mereka setelah bernavigasi selama sekian lama.

 

Metode lain untuk melakukan navigasi adalah dengan menggunakan metode yang dikenal dengan istilah position fixing. Dengan menggunakan peta dengan mengetahui bearing ataupun jarak dari beberapa landmark yang dapat diidentifikasi di peta, kita bisa menentukan lokasi kita. Perbedaan utama dari metode ini adalah jika bernavigasi menggunakan metode ini, perlu ada alat bantu yang ada di luar sensor yang ada di dalam pesawat. Contoh alat-alat bantu ini adalah Very-high Frequency Omnidirectional Range (VOR), Distance Measuring Equipment (DME), Non-Directional Beacon (NDB), LOng RANge Navigation (LORAN), dan Global Positioning System (GPS).

 

Kalau empat sensor yang pertama disebutkan di atas adalah terrestrial (ada di muka bumi), yang terakhir dikenal dengan sebutan Global Navigation Satellite System (GNSS). GPS adalah GNSS milik Amerika. Beberapa GNSS milik negara lain adalah GLONAS(Rusia) dan Galileo (Uni Eropa).

 

Navigasi sebenarnya adalah bidang yang cukup "straight-forward", jelas, karena metode di dalam bidang ini sudah lumayan "mature"/dewasa. Permasalahan utama yang terus menjadi bahan pemikiran dan penelitan banyak orang adalah dikarenakan tidak ada sensor yang sempurna. Setiap sensor memiliki karakteristik error/kesalahan masing-masing. Contohnya pada dead-reckoning system adalah error terakumulasi seiring dengan berjalannya waktu. Namun dead-reckoning system sendiri memiliki keunggulan bahwa system ini tidak tergantung dengan sensor di luar system ini (misalnya sinyal satelit GPS). Metode position fixing tidak memiliki karakteristik error yang tergantung dengan waktu, namun sinyalnya tidak selalu ada karena system ini membutuhkan anda dalam jangkauan line-of-sight sinyal radio mereka. Bagaimana menggabungkan berbagai macam keunggulan dan kelemahan masing-masing system inilah yang terus mengisi perkembangan di komunitas navigasi.

 

 

2. Guidance

Setelah bisa menjawab pertanyaan "Di manakah saya?" pertanyaan berikutnya adalah, "Bagaimana saya sampai ke tempat tujuan?". Masalah yang dihadapi oleh komunitas yang mengembangkan Guidance adalah perencanaan rute. Mungkin ini tidak menjadi suatu permasalahan yang sangat berarti buat para penerbang/pilot di dunia komersial dengan adanya flight dispatch, tetapi ketika menyangkut penerbangan militer (misalnya untuk misille, rocket, dll) ataupun penerbangan tanpa awak (UAV), perencanaan rute bisa menjadi permasalahan yang besar pula.

 

Pertanyaan timbul adalah bagaimana saya bisa bergerak dari titik A ke titik B. Secara teoretik, jumlah trajectory yang bisa diambil adalah tak hingga (infinity). Misalnya, anda berada di Jakarta, bagaimana caranya ke Surabaya? Anda bisa terbang dengan garis lurus sampai ke Surabaya. Anda juga bisa terbang ke Banjarmasin dulu baru menuju ke Surabaya. Anda juga bisa terbang mengitari Jakarta 10 kali sebelum terbang dengan garis lurus ke Surabaya... dan seterusnya. Pertanyaannya adalah, kriteria apakah yang menjadi dasar suatu rute diambil.

 

Masalah mengenai path planning ini banyak dapat diformulasikan sebagai problem mengenai optimal control yang bisa membawa suatu objek dari titik A ke titik B dengan kriteria/cost function tertentu. Misalnya, jarak terpendek, waktu terpendek, rute terhemat (bahan bakar), menghindari tabrakan ketika bernavigasi di daerah kota (misalnya untuk UAV), dll. Berbagai metode optimisasi digunakan untuk menentukan trajectory yang terbaik menurut suatu kriteria. Tentu saja, kriteria yang dipilih menentukan trajectory yang dihasilkan. Umumnya kriteria ini tergantung dari misi yang dijalankan.

 

Sering kali, metode yang digunakan untuk menghasilkan trajectory ini membutuhkan waktu yang cukup panjang untuk dihasilkan sehingga komputasi secara real-time bisa menjadi permasalahan. Contohnya ketika menghitung trajectory yang paling optimal dengan menggunakan energy dari angin, karena informasi angin lokal diperoleh ketika sudah airborne/ lepas landas, trajectory yang optimal harus dikalkulasi online secara real-time. Ini adalah salah satu tantangan untuk komunitas di bidang ini. Banyak pendekatan yang bisa diambil seperti dengan genetic algorithm, local discrete optimization, dst.

 

 

3. Control

Setelah mengetahui rute yang akan dijalani, pesawat perlu menjalani rute tersebut. Di bidang control, kita mempelajari bagaimana pesawat tersebut dapat mengikuti perintah yang diberikan baik oleh pilot maupun autopilot/komputer. Tentu saja di sini yang dimaksudkan adalah respon pesawat tersebut terhadap input di control surface pesawat (elevator, aileron dan rudder) dan engine throttle. Setiap pesawat memiliki karakteristik yang berbeda-beda tergantung dari geometri dan rancangan dari pesawat tersebut. Ada pesawat yang mudah dikendalikan karena sangat stabil, namun ada pula yang lebih "liar" namun gampang ber-manuever. Respon pesawat yang berbeda-beda ini bervariasi tergantung dari kecepatan, berat, ketinggian, kondisi atmosfir, dll. Hal ini menyebabkan bahkan untuk satu pesawat yang sama, sangat sulit untuk merancang suatu controller yang dapat memberikan respon yang identik untuk berbagai kondisi penerbangan.

 

Pilot manusia dapat dilatih untuk dapat mengendalikan pesawat dalam berbagai macam kondisi, tetapi dengan semakin bertambah rumit dan kompleksnya penerbangan dan sistem kokpit, dibutuhkan autopilot untuk membantu kerja penerbang. Bagaimanakah melatih autopilot? Berbagai macam teknik dipelajari untuk dapat mengendalikan pesawat pada berbagai kondisi penerbangan, misalnya robust control theory, adaptive controller, berbagai metode nonlinear control, dll. Tidak hanya itu, saat ini juga sedang marak penelitian untuk fault tolerant control. Artinya, bagaimanakah suatu pesawat masih dapat dikendalikan ketika pesawat memiliki suatu permasalahan di control systemnya (misalnya rudder jam, engine flame-out, dll). Pilot manusia belajar dan dilatih untuk mengendalikan pesawat dalam kondisi-kondisi abnormal ini, namun untuk mengurangi human error dan mengurangi beban kerja penerbang, para insinyur dan peneliti terus mempelajari bagaimanakah merancang autopilot yang dapat membantu pesawat tersebut untuk terbang sebaik mungkin pada kondisi abnormal tersebut.


Sumber : http://www.ilmuterbang.com

Oct 31

Indonesia Satu-Satunya Negara Di Asean Yang Mampu Buat Flight Simulator


Indonesia Satu-Satunya Negara Di Asean Yang Mampu Buat Flight Simulator

Banyak orang tidak tahu, PT Dirgantara Indonesia (Persero) selain memproduksi pesawat terbang, juga memproduksi beberapa alat peraga untuk menerbangkan pesawat terbang,  atau biasa disebut dengan Flight Simulator (FS). Ide datangnya usaha pembuatan flight simulator datang dari permintaan pihak Malaysia untuk pesawat CN-235 yang dimilikinya. Mereka mendorong PTDI membuat FS  agar para pilot negara itu  dapat melatih diri sehingga mereka dapat mengawaki dengan baik pesawat-pesawat CN235 TUDM (Tentara Udara Diraja Malaysia) produksi PTDI yang dimiliki. Permintaan Malaysia ini disambut baik PTDI. Itu guna menangkap peluang bisnis serta mengingat bahwa sistem avionik yang terpasang pada FS CN235 tidaklah jauh berbeda dengan sistem yang ada pada pesawat sesungguhnya. Pengembangan bisnisnya juga tidak jauh beda dengan bisnis utama PTDI dalam merancang dan memproduksi pesawat CN235. 

 

Oleh karena itu, sejak tahun 2000, PTDI melakukan ekspansi usaha dengan merancang bangun dan memproduksi FS CN235. Dan pada tahun 2004, PTDI telah memenuhi pesanan Sapura Technology Malaysia dengan mengirimkan FS CN235, dan pada saat ini Sapura Technology telah memiliki dua unit FS CN235 buatan PTDI. Dalam membuat sebuah flight simulator pesawat dibutuhkan data base pesawat yang akan dibuatnya, agar FS yang dibuat dapat mencerminkan kondisi pesawat yang sebenarnya. Namun untuk mendapatkan data base tersebut tidaklah mudah dan kalaupun ada, harganyapun sangat mahal. Selain FS CN235, PTDI juga telah memproduksi beberapa macam simulator, di antaranya FS untuk helikopter Superpuma untuk kebutuhan TNI-AU, flight simulator untuk kapal laut, Nav Trans, Olah Yudha dan untuk kebutuhan Suralaya pembangkit listrik serta simulator untuk menangkap ikan. Untuk dunia penerbangan, biasa disebut dengan FS, yang dipergunakan untuk melatih para awak pilotnya dengan biaya yang jauh lebih murah dan efisien bila dibandingkan dengan melakukan praktek uji terbang menggunakan pesawat seseungguhnya. 

 

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, flight simulator adalah sebuah alat bantu untuk melatih para pilot dalam menerbangkan sebuah pesawat terbang. Alat ini, mensimulasikan kondisi pesawat terbang yang sebenarnya.  Kemajuan teknologi memiliki andil besar dalam pelatihan menggunakan simulator terbang, Kecanggihan simulator terbang saat ini sudah dapat mensimulasikan reaksi terhadap faktor-faktor lingkungan eksternal, seperti kerapatan udara, turbulensi, awan, curah hujan, bahkan mampu membawa karakteristik pesawat tersebut secara lebih nyata lewat simulasi. Keuntungan Gunakan Flight Simulator  Pada saat ini, baru ada beberapa perusahan di belahan dunia yang mampu membuat flight simulator. Umumnya adalah perusahaan yang telah mengembangkan teknologi tinggi, seperti Amerika dan Perancis. Di negara-negara kawasan Asean, barangkali hanya Indonesia dengan PTDI-nya saja yang mampu  membuat FS.

 

Beberapa keuntungan yang akan diperoleh oleh perusahaan penerbangan jika perusahaannya menggunakan FS ialah menghemat biaya pelatihan   sangat mahal pilot yang akan mengawaki sebuah pesawat terbang tertentu. Dengan menggunakan flight simulator yang dimilikinya, biaya bisa ditekan semurah mungkin.  Para pilot dapat memelihara atau menjaga kemampuan terbangnya, juga perusahaan akan dapat memanfaatkan secara maksimal pesawat-pesawatnya dari pada selama puluhan jam digunakan hanya untuk latihan terbang sesungguhnya. Dengan demikian, biaya operasional lainnya akan dapat ditekan. Bagi pilot yang tidak terbang dengan menggunakan pesawat sebenarnya, namun menggunakan flight simulator, mereka tetap akan mendapatkan lisensi jam terbang. Dengan demikian kemampuan terbang pilot yang bersangkutan tetap tercatat dengan baik.

Oct 28

Sejarah simulator jauh sebelum pesawat tercipta


Jauh sebelum Wright Brothers menciptakan pesawat terbang pertama, sejarah Yunani telah mencatat seseorang yang mencoba terbang seperti burung dengan menggunakan bulu yang dirangkai menyerupai sayap burung. Ingin terbang melihat isi dunia dari atas permukaan bumi telah menjadi keinginan manusia sejak dulu kala sehingga memotivasi untuk menciptakan berbagai peralatan untuk dapat menggapai mimpi tersebut. Dengan berjalannya waktu seiring dengan semakin majunya peradaban manusia dan teknologi, lambat laun terciptalah berbagai wahana udara khususnya pesawat terbang

 

Penciptaan pesawat terbang mendorong minat berbagai kalangan untuk belajar menerbangkannya. Dalam proses pembelajarang tersebut disadari bahwa terbang adalah pekerjaan dengan resiko tinggi dan sangat mahal. Kesalahan sedikitpun di udara akan berakibat fatal yang dapat mengakibatkan kematian (no space for error) dan semakin lama waktu yang ditempuh untuk belajar terbang, semakin banyak yang harus dirogoh dari kantong kita. Dengan adanya konsekuensi tersebut, timbul ide untuk menciptakan suatu mesin untuk belajar terbang yang di kemudian hari dikenal dengan Flight Simulator atau Simulator Pesawat Terbang.

 

Keberadaan Simulator sebenarnya hampir setua usia pesawat terbang sejak penerbangan pertama The Flyer oleh Oliver dan Wilbur Wright pada tanggal 17 Desember 1906. Hal dapat dilihat dengan diciptakannya tethered flying machine oleh Sanders dan Eardley Billing pada tahun 1910 seperti diperlihatkan pada gambar 1. Kedua alat (device) ini adalah modifikasi suatu pesawat terbang yang ditambatkan di atas tanah oleh suatu universal joint dan dilengkapi control column untuk mempertahankkan kesetimbangan (equilibrium) dan rudder bar. Pada saat angin berhembus dengan kuat dan memberikan aksi pada alat ini, sang penerbang harus mempertahankan kondisi setimbang dengan memberikan reaksi pada control column.

 

Untuk mendapatkan penerbang-penerbang tempur yang handal tentunya dibutuhkan instruktur-instruktur berpengalaman sehingga dapat menularkan taktis dan teknik kepada penerusnya. Tidak beda dengan di pesawat terbang, di Simulator juga diperlukan instruktur sehingga perkembangan berikutnya adalah penambahan fasilitas instruksional yang diterapkan pada Walter’s machine dan Antoinette “apprenticeship barrel”. Pada Antoinette diperlukan dua orang instruktur untuk memberikan gangguan-gangguan dan penerbang harus memberikan reaksi untuk mempertahankan kesetimbangan trainer terhadap gangguan-gangguan tersebut.

 

Seiring dengan berjalannya waktu, mesin-mesin yang diciptakan dirasa belum memuaskan sehingga para pemikir dan desainer simulator di masa itu mencoba melakukan pendekatan secara sistematis untuk mendapatkan simulator yang lebih realistis. Beberapa penemuan tersebut dapat dirangkum di bawah ini :

- Penggunaan aktuator berisi udara terkompresi untuk menggerakkan cockpit ke tiga sumbu (lateral, longitudinal dan vertikal) oleh Lender dan Heidelberg

- Edwin Link pada tahun 1927 – 1929 menggunakan pneumatic bellows yang biasa digunakan pada piano untuk menggerakkan simulator ciptaannya, Link Trainer. Link Trainer adalah simulator yang sangat laris bak kacang goreng pada masanya. Atas jasanya ini Edwin A. Link Jr. dinobatkan dalam Hall of Fame sebagai penemu flight simulator dan flight trainer oleh National Inventors Hall of Fame, Amerika Serikat dalam rangka memperingati 100 tahun penerbangan oleh Wright Brothers

- Pada tahun 1928 Rougerie mematenkan Rougerie’s Trainer. Walaupun masih konvensional, Rougerie’s Trainer telah dilengkapi dengan kursi siswa menghadap ke instrumen dan dua set alat kontrol masing-masing untuk siswa dan instruktur.

- W.E.P Johnson, seorang instruktur di Central Flying School, Wittering, UK membuat trainer dari rongsokan badan pesawat Avro 504. Trainer ini telah dilengkapi dengan air speed indicator, turn and bank indicator yang dioperasikan menggunakan kabel yang dihubungkan ke stick dan rudder bar siswa dan instruktur. Pengembangan berikutnya adalah penambahan throttle control yang berinteraksi dengan air speed indicator dan pengintegrasian indikator altitude dan heading.

-Trainer yang mirip dengan buatan Johnson namun telah dilengkapi dengan magnetic compass diperkenalkan oleh Jenkins dan Berlyn pada tahun 1932. Magnetic compass berputar bila ada penyimpangan heading trainer.

 

Ditemukannya semikonduktor di awal tahun 1900-an mengawali era elektronika yang secara langsung mempengaruhi metode implementasi simulator. Beberapa milestone yang patut dicatat adalah :

- Antara tahun 1938-41, DR. R.C. Dehmel dari Bell Telephone Laboratories mengembangkan porsi “penerbangan” untuk flight trainer berbasiskan rangkaian elektronika. Dia juga mengembangkan automatic signal controller untuk membangkitkan sinyal-sinyal radio tiruan untuk Link Trainer sehingga tidak diperlukan lagi operator volume sinyal radio. Penemuan ini sangat berguna untuk pelatihan instrument flight.

- Pada rentang waktu yang tidak jauh berbeda dengan Dehmel, A.E. Travis bersama rekan-rekannya mengembangkan Aerostructor, suatu fixed-base trainer yang dioperasikan secara elektronis dilengkapi dengan visual system. Visual system yang digunakan berbasis pada film yang diputar berulang-ulang dan mensimulasikan efek-efek gerakan heading, pitch dan roll. Modifikasi trainer ini banyak digunakan oleh U.S. Navy dan disebut dengan Gunairstructor.

- Telecommunication Research Establishment (TRE) pada tahun 1941 mengembangkan simulator elektronis yang dapat menghitung persamaan gerak pesawat terbang dan digunakan untuk aerial intercept.

 

Penemuan komputer yang mampu melakukan proses kalkulasi matematika tingkat tinggi dalam waktu yang singkat memberi semangat para peneliti untuk menciptakan simulator yang realistis sebagaimana aslinya. Hambatan utama pada saat itu adalah mereka tidak mempunyai data yang lengkap mengenai karakteristik pesawat yang akan disimulasikan sehingga simulator yang dibuat kurang realistis. Ide metode komputer untuk flight simulation sebenarnya jauh hari telah diperkenalkan oleh Roeder pada tahun 1929 dalam German Patent Specification-nya. Di dalam patennya, Roder menggaris bawahi persyaratan-persyaratan suatu simulator yang mendekati kriteria-kriteria suatu simulator modern. 10 tahun kemudian di Massachusset Institute of Technology (MIT), Amerika Serikat, Mueller mengembangkan suatu komputer analog untuk simulasi real-time dinamika longitudinal suatu pesawat udara. Selain itu MIT juga menyarankan penggunaan teknik-teknik numerik dalam sistem kendali pesawat terbang. Pada tahun 1943 MIT mengembangkan Airplane Stability and Control Analyser (ASCA) yang digunakan oleh lembaga pengembangan pesawat terbang US Navy.

 

Kebutuhan akan real-time simulation yang tidak mampu didukung oleh teknologi komputer yang ada pada saat itu, mendorong US Navy untuk memulai suatu proyek riset yang dinamakan dengan Universal Digital Operational Flight Trainer (UDOFT) di University of Pennsylvania pada tahun 1950. Komputer riset UDOFT dibuat oleh Sylvania Corporation dan diselesaikan pada tahun 1960. Proyek UDOFT mampu mendemonstrasikan kelayakan simulasi secara digital dan difokuskan pada penyelesaian persamaan-persamaan dinamika pesawat terbang yang kompleks. Di awal tahun 1960-an, Link Simulation and Training mengembangkan special-purpose digital computer yang diberi nama Link Mark I dan dirancang untuk menjalankan real-time simulation. Mesin ini mempunyai tiga processor paralel yang digunakan untuk penghitungan aritmatika, pembangkitan fungsi dan pemilihan stasiun radio. Konsep processor paralel ini diadopsi oleh simulator-simulator modern saat apalagi tingkat kompleksitas sistem pesawat terbang beserta lingkungan yang akan disimulasikan semakin tinggi. Sebagai contoh Full Mission Simulator F-16A TNI AU menggunakan empat processor paralel pada Host Computer yang mengelola proses simulasi dan pada Radar Computer yang mengolah dan membangkitkan data Radar

 

Simulator yang realistis tidak hanya didukung oleh mesin aritmatika yang canggih namun juga harus diimbangi oleh kondisi lingkungan simulasi yang realistis pula. Untuk memberikan efek real-time pada simulator, secara bertahap dikembangkan visual system sehingga situasi penerbangan menyerupai kondisi di alam nyata. Beberapa milestone yang patut dicatat adalah :

 

- 1955 – Perusahaan Giravions Dorand dari Perancis memproduksi simulator dengan visual system yang diimpelementasikan menggunakan metode point light source projection atau shadowgraph.

 

- Pertengahan 1950-an dilakukan pengembangan visual system monochrome menggunakan metode closed-circuit television (CCTV) oleh Curtiss-Wright, divisi Link dari General Precision dan General Precision Systems (dulu bernama Air Trainers and Air Trainers Link Limited).

 

- 1962 – Redifon memproduksi color system untuk pertama kalinya.

 

- 1967 – Image generator untuk simulasi diciptakan pertama kali oleh General Electric Company dari Amerika Serikat pada suatu program luar angkasa. Versi awal sistem ini mampu membangkitkan citra "ground plane" terpola, sedang versi-versi pengembangngan berikutnya telah mampu membangkitkan citra dari obyek-obyek tiga dimensi (3D).

 

- 1971 – Vital II dibuat oleh McDonnel-Douglas Electronics Company dari Amerika Serikat. Sistem ini menggunakan metode calligraphic atau stroke-writing sehingga mampu mereproduksi light point yang lebih baik.

 

Visual system saat ini mampu menghasilkan citra suasana malam hari, senja dan siang hasil dengan Level of Detail (LOD) yang sangat realistis. Resolusi yang didukung oleh sistem ini dapat mencapai 3 juta pixel (picture element), 20.000 bidang datar dan 4.000 calligraphic light point. Selain itu juga dilengkapi dengan peta tekstur permukaan bumi, citra fotografi permukaan bumi, informasi ketinggian permukaan bumi dan model-model bergerak (moving model) yang semuanya dimanipulasi secara real-time dengan frame update antara 30 – 70 Hz. Pembuatan citra visual system ini dilakukan pada software terpisah. Setelah lulus uji, citra dalam bentuk database ini kemudian di-link dengan simulation software yang akan dijalankan dalam proses simulasi yang di-manage oleh Host Computer.

 

Untuk membuat citra visual system hampir semudah menggambar menggunakan drawing editor di personal computer (PC) rumahan. Tingkat kesulitannya adalah teknik agar citra yang dibuat tersebut tampak realistis secara dimensional ditinjau dari jarak dan sudut yang berbeda. Oleh karena itu di dalam pembuatannya harus memperhatikan persyaratan LOD dan perspective view. Di Simulator F-16A TNI AU pembuatan citra visual system dilakukan pada workstation SunSparc 10 pada beberapa software berbeda diantaranya Feature Model Developer (FMD), Color Table Editor (CTE), Adobe Photoshop, Terrain Decoration Software (TDS) dan Texture Manipulation Software (TMS).

Oct 27

Simulator canggih Redbird FMX 1000 di BP3B


Flight Deck Indonesia

FMX Redbird Simulator, sebuah mesin simulator pesawat latih yang digunakan untuk melatih calon pilot atau penerbang di Balai Pendidikan dan Pelatihan Penerbang Banyuwangi (BP3B). Puluhan calon penerbang BP3B wajib menggunakan simulator ini sebelum calon pilot melakukan praktik terbang sebenarnya dengan pesawat Cessna 172 SP. Simulator ini dibikin sama persis seperti perangkat kokpit pesawat Cessna 172.

Di ruang khusus simulator, terhitung ada 7 unit simulator dengan 3 jenis simulator. Seperti 3 unit Redbird FMX 1000, 3 unit Redbird TD II dan 1 unit jenis Frasca 1. Usai menempuh pendidikan ground school, setiap calon pilot diwajibkan menjajal masing-masing simulator ini sesuai dengan fase belajarnya. Tahap pertama, calon pilot memakai simulator Redbird TD II. Ini sebagai sarana praktik terbang simulator sebelum calon pilot melakukan praktek terbang di simulator FMX 1000. Setiap kali praktik calon pilot tentu harus didampingi oleh instruktur profesional.

Calon pilot menginjak simulator rata-rata di bulan ke 3 ketika selesai ground school. Awalnya Redbird TD II baru Redbird FMX 1000. Simulator wajib sebagai tahap awal dianjurkan penyesuaian sebelum terbang," ujar Chief Simulator, Untung Lestari Nur Wibowo ketika ditemui detikcom di ruang simulator BP3B, Senin (2/5/2016).

Calon pilot yang berlatih di simulator penerbangan yang paling modern dengan teknologi full motion, Redbird FMX 1000 tersebut didampingi oleh salah satu instruktur pilot BP3B. Ruangan simulator berwarna putih yang ruangannya tak lebih dari 1,5 x 1,5 meter itu.

Dengan telaten Instruktur memberi penjelasan satu-persatu tentang perangkat dan tombol-tombol yang berjejer, seperti menerangkan visualization display. Instruktur juga dengan teliti menjelaskan SOP menyalakan mesin pesawat, biasanya masing-masing calon pilot diberi waktu 1 jam untuk berlatih di ruang simulator.

Di dalam mesin simulator ini, instruktur diperbolehkan menyesuaikan program seperti memilih bandara yang ingin dilandasi dan kondisi cuaca yang diinginkan. Biasanya calon pilot diajak untuk terbang di atas ketinggian 3000 kaki dan menjajal semua jenis cuaca. Mulai cuaca tenang, hujan, badai hingga salju.

Semua hasil latihan calon pilot di simulator terekam dalam sistem dan menjadi catatan di simulator log book. Simulator ini juga menggantikan porsi jam terbang menggunakan pesawat asli. Selain mendampingi calon pilot, instruktur juga ikut berperan memberikan motivasi serta melatih mental dan kepercayaan diri calon pilot saat berlatih.

"Sebelum dan sesudah terbang ada brief. Ini semua di record dan di print out, hasilnya untuk dokumentasi di simulator log book. Semua sesuai prosedur ini juga untuk melatih mental dan kepedean calon pilot membawa pesawatnya sendiri. Dan instruktur hanya mendampingi calon penerbang sampai menyelesaikan tahap simulator.

Meski simulator Redbird FMX 1000 ini tidak bisa terbang, tapi simulator ini mampu melakukan manuver, seperti yawing, pitching dan rolling layaknya mengoperasikan pesawat asli. Sistem hidrolik yang sudah terpasang di Redbird FMX 1000 di desain sedemikian rupa sehingga calon pilot ikut terpacu adrenalinnya. Dan jangan heran jika menjajal simulator ini kita merasakan tegang, pusing atau bahkan mual. Untuk lulus dari latihan simulator semua harus dilakukan dengan teliti, lantaran jika calon pilot telah masuki tahap terbang pesawat maka pilot dituntut sempurna dan tidak ada lagi toleransi dalam pengoperasian.

"Tantangan calon pilot adalah pada take off seperti pertaruhan nyawanya jika dibanding landing. Ya. The sky is vast, but there is no room for error (Langit sangat luas, tetapi tidak ada ruang untuk kesalahan),"

Youtube Channel Vince Group Indonesia
Instagram flightdeckindonesia
Facebook Page flightdeckindonesia
Facebook Group flightdeckindonesia
Twitter @FlightDeckID
Tokopedia flightdeckid
Bukalapak flightdeckid

Reservation

Telp: +6221-22512344
Whatsapp / SMS: +62812-1000-645
Line: flightdeckindonesia
[email protected]

Business Offer

Reiner Alex
Telp: +62821 2455 0666
Email: [email protected]

Flight Deck Indonesia

Ruko Elang Laut Boulevard Blok B No. 5
Pantai Indah Kapuk
Jakarta Utara
Operating Hours 11:00 - 20:00 WIB

Member of