BAB IIIEMPENAGE (EKOR) SECTION DAN LANDING GEAR

1. Pengantar. Pada bab ini dibahas tentang empenage dan landing gear pesawat terbang yang meliputi fungsi, tipe maupun bagian-bagian konstruksi serta klasifikasi landing gear. Guna memudahkan, dalam pemahaman, pada Bab ini dilengkapi gambar-gambar baik sistem maupun komponen-komponennya.

Empennage

2. Empenage, terdiri dari horizontal stabilizer (bidang penyeimbang horizontal) dan vertical stabilizer (bidang penyeimbang vertikal) serta bidang-bidang kemudi (control surfaces) yang terpasang pada empenage seperti terlihat pada gambar 3.1. konstruksi horizontal/vertical stabilizer dan bidang kemudi adalah serupa dengan konstruksi sayap, namun ukurannya lebih kecil.

Bagian-bagian Empenage

3. Empenage pada dasarnya terdiri dari bagian-bagian besar sebagai berikut :

a. Vertical Stabilizer. Berguna untuk kestabilan gerakan yaw (sumbu vertikal sebagai poros sumbu gerakan) pesawat terbang. Vertical stabilizer juga disebut “Fin”. Beberapa pesawat menggunakan “dorsal fin” yang dipasang pada bagian depan vertical stabilizer, yang berfungsi meningkatkan stabilitas yaw pesawat dan memberikan bentuk yang aerodinamis pada sambungan antara stabilizer dengan fuselage (gambar 3.2).

b. Horizontal Stabilizer. Berguna untuk kestabilan gerakan pitch (gerakan dengan sumbu lateral sebagai poros) pesawat terbang. Horizontal stabilizer biasanya dipasang pada fuselage bagian belakang dan biasa dilekatkan pada bagian atas, bawah atau tengah-tengah vertical stabilizer. Struktur horizontal stabilizer diperlihatkan pada gambar 3.3.

c. Control Surfaces (Bidang Kemudi). Bidang kemudi primer (primary control surfaces) suatu pesawat terbang terdiri dari rudder, elevator dan aileron, namun yang terpasang pada empenage adalah elevator dan rudder.

1) Rudder sebagai bidang kemudi untuk gerakan yawing (gerakan terhadap sumbu vertical).

14

HORIZONTALSTABILIZER

OUTBOARDELEVATOR

INBOARDELEVATOR

LOWERRUDDER

VERTICALSTABILIZER (FIN)

UPPERRUDDERHORIZONTAL

STABILIZER

DORSAL FIN(FAIRING)

STABILIZERCENTER SECTION

HORIZONTAL STABILIZEROUTBOARD SECTION (TYPICAL)

FIBERGLASSHONEYCOMB ELEVATOR

HINGEELEVATORINBOARD

HINGE RIBHORIZONTAL STABILIZER

CENTER SECTION ALUMINUM SPARS AND RIBS

FIXEDTRAILING EDGE

FIBERGLASS HONEYCOMBTRAILING EDGE

15

2) Elevator sebagai bidang kemudi untuk gerakan pitching (gerakan terhadap sumbu lateral). Bidang kemudi primer yang terdapat pada empenage adalah rudder dan elevator, yang masing-masing terpasang pada trailing edge di vertical stabilizer dan horizontal stabilizer.

Gambar 3.1.Konstruksi Empenage

Gambar 3.2.Dorsal Fin

VENTRAL VIN

16

Gambar 3.3.Struktur Horizontal Stabilizer

4. Konstruksi bidang kemudi sama dengan konstruksi horizontal stabilizer, hanya lebih ringan agar bidang kemudi lebih mudah digerakkan. Bahan konstruksi bidang kemudi terbuat dari kombinasi bahan, umumnya lembaran alumunium alloys yang terbungkus dengan kulit metal, struktur komposit, struktur baja yang ditutup kain atau struktur kayu yang dibungkus flywood atau kain. Untuk pesawat transport modern banyak menggunakan konstruksi honeycomb, yang terbuat dari material komposit seperti graphite, kevlar dan fiberglass. Pada gambar 3.4 diperlihatkan elevator konstruksi honeycomb untuk pesawat transport berat.

Catatan. Bidang kemudi guling (gerakan terhadap sumbu longitudinal), terpasang pada trailing edge dekat ujung sayap yang disebut aileron. Selain itu pada sayap terdapat bidang

17

kemudi sekunder antara lain tabs, flaps, spoiler dan slat/slot. Bidang kemudi akan dijelaskan secara lebih detail pada Bab lain.

Gambar 3.4.Struktur Elevator dengan Honeycomb

Alat Pendarat (Landing Gear)

5. Fungsi Landing Gear. Fungsi landing gear adalah :

a. Mendukung pesawat saat beroperasi di tanah (parkir, taxi, take off run atau landing roll).

b. Menyerap getaran saat pesawat taxi atau ditarik/didorong.

c. Menyerap gaya kejut saat pesawat melakukan pendaratan.

RIB (TYPICAL) DOUBLERHONEYCOMB

ELEVATOR TABS

HINGE ACCESS DOORS (TYPICAL)

SCALLOPEDDOUBLER

BALANCE WEIGHT(TYPICAL)

DAMPERACCESS DOORS(TYPICAL)

SPAR

TRAILING EDGE

BALANCE HORN

18

6. Jenis-jenis Landing Gear. Landing gear dapat diklasifikasikan dalam 2 (dua) kelompok yaitu fixed (tetap) dan dapat ditarik (retractable).

a. Landing Gear Tetap (Fixed Landing Gear). Landing gear dilekatkan pada kerangka pesawat pada posisi tetap. Dengan adanya kecepatan udara relatif saat pesawat sedang terbang, konstruksi landing gear tetap menghasilkan drag (gaya hambat) yang cukup besar. Jenis alat pendarat fixed biasa digunakan pada pesawat kecepatan rendah (gambar 3.5).

b. Landing Gear yang Dapat Dilipat (Retractable Landing Gear). Landing gear yang dapat ditarik (retractable), dapat dimasukkan ke dalam struktur kerangka pesawat setelah airborne dan dikeluarkan lagi pada saat persiapan akan mendarat. Ruang landing gear (Landing Gear Compartment) dilengkapi pintu (Landing Gear Door), sehingga saat landing gear pada posisi di dalam, pintu ditutup sehingga membentuk permukaan yang streamline yang berarti tidak menghasilkan penambahan gaya hambat. Penarikan dan penurunan landing gear dilakukan dengan menggunakan tenaga hydraulic, pneumatic (angin) atau dengan tenaga listrik, sedangkan untuk kondisi emergency dilakukan dengan manual.

Beberapa pesawat mempunyai kombinasi fixed landing gear dan dapat ditarik misalnya DC-3 Dakota (landing gear utama dapat ditarik, sedangkan landing gear ekor (tail wheel) fixed).

Gambar 3.5.Fixed Landing Gear

19

7. Konfigurasi Alat Pendarat. Konfigurasi landing gear umumnya adalah susunan konvensional dan susunan tricycle.

a. Susunan Konvensional. Landing gear susunan konvensional terdiri dari 2 (dua) buah landing gear utama (main landing gear) yang ditempatkan di depan titik berat pesawat (gambar 3.5). pesawat dengan landing gear konvensional ditandai dengan posisi ekor yang lebih rendah pada saat bergerak di tanah (take off run atau landing roll, taxi ataupun parkir). Dengan demikian saat taxi, take off run atau landing roll, pandangan (visibilitas) penerbang ke depan kurang baik, sehingga diperlukan keterampilan yang lebih dalam mengendalikan pesawat khususnya saat take off atau landing. Karena posisi ekor yang lebih rendah pada landing gear konvensional, maka akan mempersulit penumpang pada saat boarding.

b. Susunan Tricycle. Landing gear tricycle terdiri dari landing gear utama (main landing gear) yang terletak dibelakang titik berat pesawat dan nose landing gear yang terletak di dekat hidung pesawat (gambar 3.6). Pesawat dengan landing tricycle, ditandai dengan posisi mendatar (level attitude) pada saat bergerak ditanah atau sedang parkir. Pandangan (visibilitas) penerbang akan lebih baik, sehingga memudahkan kendali pesawat khususnya saat take off atau landing. Disamping itu susunan tricycle membuat penumpang (passengers) mudah dan enak bergerak dalam pesawat pada saat boarding.

Gambar 3.6.Susunan Landing Gear Tricycle

MAIN GEAR DOOR

RIGHT MAINLANDING GEAR

MAIN WHEELS BINS

LEFT MAINLANDING GEAR

MAIN GEAR DOOR

NOSE LANDING GEAR

20

Untuk pesawat jenis transport berbadan lebar misalnya Boeing 747 menggunakan konfigurasi tricycle. Main landing gear terdiri dari dua body-gear struts dengan 4 roda setiap struts-nya, serta dua wing-gear struts dengan 4 roda pada setiap struts. Dengan demikian jumlah total roda pada main landing gear adalah 16 roda ditambah 2 roda pada nose wheel. Satuan landing gear dengan 4 roda yang terpasang pada dua as pada beam utama, disebut “bogie”, seperti terlihat pada gambar 3.7.

Gambar 3.7.Landing Gear (Bogie) pada Boeing 747

Klasifikasi Landing Gear

8. Landing gear dapat diklasifikasikan dalam dua kelompok yaitu landing gear utama (main landing gear) dan auxiliary landing gear (landing gear penunjang).

a. Main Landing Gear. Berguna sebagai penunjang utama berat dan gaya akibat gerakan-gerakan pesawat saat berada di tanah. Main landing gear dapat terdiri dari kombinasi roda, perahu, pelampung, ski, peralatan peredam kejut (shock absorbing equipments), rem, mekanisme pelipat (retracting mechanism), kendali atau alat peringatan (warning devices).

b. Auxiliary Landing Gear. Berguna sebagai pembantu penunjang berat dan gaya akibat gerakan-gerakan pesawat saat berada di tanah. Auxiliary landing gear terdiri dari roda pendarat ekor (tail wheel), nose wheel ataupun skid.

21

9. Klasifikasi Alat Pendarat Menurut Perlakuannya Terhadap Beban. Klasifikasi alat pendarat menurut perlakuannya terhadap beban, dibagi dalam dua kelompok, yaitu :

a. Non Absorbing Landing Gear. Merupakan jenis landing gear yang tidak membuang/mengkompensasikan energi saat pesawat mengalami beban kejut selama proses pendaratan, melainkan hanya menyimpannya sebentar kemudian secara cepat mengembalikan beban tersebut ke konstruksi pesawat. Yang termasuk jenis non absorbing landing gear adalah jenis landing gear kaku, shock-cord landing gear dan type spring gear.

1) Rigid Landing Gear. Contoh landing gear kaku ditemui pada helikopter atau pesawat layang. Alat pendarat berupa skid pada helikopter seperti gambar 3.8 adalah jenis rigid landing gear.

Gambar 3.8.Landing Gear jenis Rigid

2) Shock Chord. Konstruksi landing gear biasanya terdiri dari pipa baja yang dilengkapi dengan cord (lembaran-lembaran sintetis), sehingga beban kejut pesawat yang terjadi akan disimpan sementara dalam bentuk pemanjangan cord yang selanjutnya dikembalikan lagi ke konstruksi pesawat.

3) Spring Gear. Konstruksi landing gear terdiri dari lembaran baja pegas tunggal, lembaran berbentuk “tapered”, pipa baja pegas atau komposit.

Seperti halnya shock cord kepegasan landing gear ini akan menyimpan sementara beban kejut yang dialami pesawat selanjutnya dikembalikan lagi ke konstruksi pesawat (gambar 3.9).

CYLINDER

UPPER LOCATING CAM

LOWER LOCATING CAM

PISTON

TORQUE ARM

FORK

AXLE

AIR

HYDRAULIC FLUIDEXTENSION STROKE

COMPRESSION STROKE

22

Gambar 3.9.Landing Gear jenis Spring Gear

Gambar 3.10.Shock-Strut Air-Oleo saat Kompresi dan Ekstensi

b. Shock-Absorbing Landing Gear. Alat pendarat ini dapat menyerap energi akibat beban kejut pada pesawat. Caranya adalah dengan mengalirkan gaya fluida melalui suatu hambatan berupa lubang kecil (orifice). Gerakan fluida ini menimbulkan panas, namun panas tersebut dapat dibuang ke atmosfer secara radiatif. Dua jenis landing gear shock-absorbing adalah jenis “pegas oli” (spring oil) dan jenis “oli udara” atau

23

udara bertekanan dan hydraulic (air-oil). Pada gambar 3.10 diperlihatkan bagian landing gear yaitu strut untuk jenis air-oil saat inner cylinder memendek dan memanjang.

10. Shimmy Damper. Shimmy damper adalah sebuah alat yang bekerja secara hidrolis yang dipasang pada nose landing gear, berguna untuk mengurangi kecenderungan adanya osilasi kesamping (kanan-kiri) pada nose wheel saat pesawat bergerak di darat (take off atau landing). Ada dua jenis shimmy damper yang sering digunakan yaitu jenis vane dan jenis piston (lihat gambar 3.11).

Shimmy damper terdiri dari piston yang dapat bergeser dalam rumah silinder (untuk jenis piston). Osilasi yang terjadi akan diteruskan dalam bentuk gerakan piston, namun gerakan piston dihambat oleh tekanan hydraulic yang dilewatkan lubang kecil (orifice). Dengan demikian terjadilah proses peredaman osilasi (shimmy) oleh shimmy damper. Untuk jenis vane terdiri dari rumah (bentuk silindris) yang didalamnya terdapat vane yang berputar (rotating vane) dan vane tetap (stationary vane). Shimmy (osilasi) yang terjadi diteruskan oleh gerakan berputar rotating vane sehingga terjadi penekanan hydraulic dari ruang yang dipersempit menuju ke ruang yang diperlebar dalam rumah shimmy damper. Perpindahan tekanan tersebut dihambat melalui fluid port yang merupakan lubang kecil (orifice). Dengan demikian terjadilah proses peredaman osilasi (shimmy) oleh shimmy damper. Penempatan shimmy damper pada nose landing gear dapat dilihat pada gambar 3.11.

Gambar 3.11.Shimmy Damper jenis Vane dan Piston

FLUID PORT SEALROTATING VANE AND SHAFT

STATIONARY VANE

LOCKKEY

FLUIDPORT

FLUIDPORT

ROTATING VANE AND SHAFT

FILLER PLUG

PACKING

PACKING

ORIFICE

ATTACHING LUG PISTON

24

11. Sistem Steering (Steering System). Sistem steering digunakan untuk mengendalikan arah gerakan pesawat selama bergerak di darat (taxi). Steering system yang digunakan pada pesawat terbang biasanya menggunakan dua jenis yaitu :

a. Mechanical Steering System (Sistem Kendali Mekanis). Sistem kendali mekanis banyak digunakan pada pesawat ringan. Sistem kendali ini dipasang pada nose wheel atau tail wheel dan dioperasikan oleh pilot dengan cara menginjak pedal rudder, yang selanjutnya gaya injakan tersebut diteruskan oleh steering linkage (penghubung steering) ke roda. Sistem steering mekanis yang biasa digunakan pada pesawat ringan dapat dilihat pada gambar 3.12.

b. Power Steering System (Sistem Kendali dengan Power). Sistem kendali dengan power digunakan pada pesawat besar untuk memperoleh efisiensi dalam sistem kendali. Power steering system dapat dikendalikan dengan menginjak pedal rudder atau steering wheel pada cockpit atau gabungan keduanya. Pada dasarnya gaya rotasi dari steering wheel diteruskan untuk mengontrol pembukaan/penutupan steering control valve (katub pengendali steering). Selanjutnya steering control valve akan melangsungkan tekanan hydraulic ke salah satu steering actuating cylinder dan membebaskan tekanan dari steering cylinder lainnya. Power steering system secara skematis diperlihatkan pada gambar 3.13.

25

Gambar 3.12.Nose Landing Gear (terlihat shimmy damper dan steering mechanism)

1. Rod Steering2. Jam Nut3. Bolt and Nut Assembly4. Streering Bellcrank5. Bushing, Steering Arm6. Fork7. Bolt, Washer, Nut and Coter Pin8. Cap, Air Valve9. Body, Air Valve10. Safety Wire11. Cap Bolt and Washer12. Roller, Aligner Guide13. Bolt, Washer, Nut and Cotter Pin14. Bracket, Aligner15. Spring, Inner16. Arm, Steering17. Spring, Outer18. Bolt, Washer, Nut and Cotter Pin19. Link, Upper20. Rod, Piston21. Bolt, Washer, Nut and Cotter Pin22. Link, Lower23. Wheel24. Tire25. Housing, Strut26. Shimmy Dampener27. Bolt, Washer, Nut and Cotter Pin28. Bracket, Shimmy Dampener29. Bolt, Washer, Nut and Cotter Pin30. Jam Nut31. Rod End Bearing32. Drag Link, Lower33. Bolt, Washer, Nut and Cotter Pin34. Bolt, Washer, Nut and Cotter Pin35. Drag Link, Upper36. Bolt and Nut Assembly37. Bolt, Washer and Nut38. Jam Nut39. Spring, Downlock40. Hook, Downlock41. Rod, Actuator42. Cylinder, Hydraulic43. Arm, Spring44. Engine, Mount45. Arm, Spring

1

44

34

5

712

14

15-17

43

8910

11

16

25

27

18

19

21

22

26

20

6

23

24

2830

3129

323433

35

38

3637

42

41

40 45

39132

26

Gambar 3.13.Power Steering System

Retracting System (Sistem Pelipat Alat Pendarat).

12. Retraction System (Sistem Pelipat Alat Pendarat). Tujuan untuk melipat landing gear kemudian dimasukkan dalam landing gear compartment adalah untuk mengurangi gaya hambat (drag) pesawat saat terbang atau untuk memungkinkan penggunaan alat pendarat lain kecuali roda pendarat. Misalnya pesawat akan mendarat di permukaan air, maka

LEGEND :

PRESSURERETURNMECHANICAL ACTUATION

BYPASS AND RELIEF VALVE

STEERING CYLINDER

TOWING BYPASS ATTACH POINT

DUAL STEERING CONTROL VALVE

RESTRICTORLEFT HYDRAULIC

SYSTEM

STEERING WHEELRUDDER

PEDALS

PEDAL TUBE

PEDAL STEERING CAM

RUDDER TORQUE

CABLE TO GROUND SENSING CONTROL

LOCK OUT CAMS AND PUSHRODS

PEDAL STEERING OVERRIDE MECHANISM

FOLOW UP DIFFERENTIAL MECHANISM

LOAD FEEL SPRINGS

STEERING CABLES

RIGHT HYDRAULIC SYSTEMS

27

menggunakan perahu atau pelampung sedangkan landing gear masih tetap dalam kondisi melipat. Ada beberapa jenis retraction system yang digunakan, yaitu dengan :

a. Sistem Mekanis (Mechanical Retractable Landing Gear System). Sistem ini biasa digunakan pada pesawat lama.

b. Sistem Listrik (Electrical Retraction System). Sistem ini biasa digunakan pada pesawat-pesawat ringan dimana berat landing gear tidak terlalu berat (T-34C, beberapa jenis Cessna, dll). Sistem pelipatan landing gear dengan listrik dapat dilihat pada gambar 3.14. jika landing gear selector switch telah diposisikan Up atau Down, maka motor listrik akan berputar dan memutar cam plate yang akan menggerakkan pintu dan landing gear. Jika gerakan landing gear telah mencapai posisi secara penuh (Up atau Down), microswitch akan bekerja dengan memutus arus listrik yang ke motor dan sekaligus memberikan gambar display Up atau Down pada panel instrumen di cockpit. Jika terjadi kerusakan listrik atau motor listrik tidak bekerja, maka penurunan landing gear dapat dilakukan secara menual yaitu dengan memutar emergency hand crank dengan tangan.

Gambar 3.14.Landing Gear System yang dioperasikan secara listrik

c. Sistem Hydraulic dan Pneumatic (Hydraulic/Pneumatic Retraction System). Kerja untuk operasi pelipatan dan penurunan landing gear dengan sistem hydraulic. Pada dasarnya dilakukan oleh actuating cylinder yang merubah tekanan hydraulic menjadi kerja (gambar 3.15). Tekanan pada sistem hydraulic dihasilkan oleh pompa

ELECTRIC MOTOR

EMERGENCY HAND CRANK

28

hydraulic yang digerakkan oleh engine atau secara listrik atau pada saat darurat dengan pompa tangan (hand pump). Demikian juga untuk sistem pneumatic, tekanan pneumatic sebagai penggerak actuating cylinder dihasilkan oleh kompressor yang digerakkan oleh engine atau dalam kondisi darurat oleh botol angin. Sistem hydraulic dan pneumatic secara agak detail akan dibahas pada bab lain dari diktat ini. Jika terjadi kemacetan sistem hydraulic, maka pada pesawat terbang disiapkan beberapa metode untuk penurunan landing gear, yaitu :

1) Beberapa pesawat menggunakan udara bertekanan dari botol menggantikan tekanan hydraulic.

2) Beberapa pesawat menggunakan sistem penurunan landing gear secara mekanis, yaitu dengan memutar bell crank seperti gambar 3.14.

3) Beberapa pesawat menggunakan sistem hydraulic secara terpisah, yang dioperasikan oleh penghasil tekanan yang berbeda seperti hand pump.

4) Beberapa pesawat menggunakan mekanisme pelepas Up Locks (pengunci kedudukan landing gear UP), selanjutnya membiarkan landing gear jatuh bebas ke posisi DOWN and Locked.

ACTUATING CYLINDER

LATCH

BLADE

TRACK

ACTUATING CYLINDER

UP LATCH

PRESSURE GAUGE

TRUNNION PIN FILLER PLUG

SHOCK STRUT

WHEEL

TRANSFER VALVETORQUE LINE

FLEXIBLE BRAKE LINES

TIRE

BRAKE AIR LINE

BRAKE HYDRAULIC LINE

BUNGEE CYLINDERS

SIDE THRUST BRACE

TRUNNION PIN

STRUT HEAD

BUNGEE AIR TANK

Gambar 3.15.Main Landing Gear Retraction Systems