Head Up Display and Instrumen Landing Systems

14
Head-up display, atau disingkat HUD, adalah setiap tampilan yang transparan menyajikan data tanpa memerlukan pengguna untuk melihat diri dari sudut pandang atau yang biasa. Asal usul nama berasal dari pengguna bisa melihat informasi dengan kepala “naik” (terangkat) dan melihat ke depan, bukan memandang miring ke instrumen yang lebih rendah. 1. Sejarah HUD HUD pertama kali diperkenalkan pada tahun 1950-an, dengan adanya teknologi reflektif gunsight pada perang dunia ke dua. Saat itu, suatu tembakan dihasilkan dari sumber listrik yang diproyeksikan ke sebuah kaca. Pemasangan proyektor itu biasanya dilakukan pada bagian atas panel instrumen di tengah daerah pandang pilot, antara kaca depan dan pilot sendiri. Dengan menggunakan reflekti f gunshight pada pertempuran udara, pilot harus “mengkalibrasi” pandangannya secara manual. Hal ini dilakukan dengan memasukkan lebar sayap target pada sebuah penyetelan roda yang diikuti dengan penyesuaian mata, sehingga target yang bergerak dapat disesuaikan dengan bingkai yang diarahkan kepadanya. Dengan melakukan hal tersebut, maka hasilnya akan terjadi kompensasi terhadap kecepatan, penembakan peluru, G-load, dll. Pada tahun 1950-an, gambar dari efletif gunsight diproyeksikan ke sebuah CRT (Cathode Ray Tube) yang dikendalikan oleh komputer yang terdapat pada pesawat. Hal inilah yang menandai kelahiran teknologi HUD modern. Komputer mampu mengkompensasi akurasi dan menyesuaikan tujuan dari kursor secara otomatis terhadap faktor, seperti range, daya percepatan, tembakan peluru, pendekatan target, G-load, dll. Penambahan data penerbangan terhadap tanda bidikan, memberikan perananan kepada HUD sebagai pembantu pilot dalam melakukan pendaratan, serta membantu pilot di dalam pertempuran udara. Pada tahun 1960-an, HUD digunakan secara ekstensif dalam melakukan pendaratan. HUD menyediakan data-data penerbangan penting kepada pilot, sehingga pilot tidak perlu melihat peralatan pada bagian dalam dari panel. Penerbangan komersial HUD pertama kali diluncurkan pada tahun 1980-an. HUD pertama kali digunakan oleh Air Inter pada pesawat MD-80. Namun, masih tergantung pada FD pesawat untuk bimbingan dan hanya bekerja sebagai repeater informasi yang ada. Pada tahun 1984, penerbangan dinamika Rockwell Collins sudah berkembang dan mendapatkan sertifikasi HUD

description

all about HUD and ILS.

Transcript of Head Up Display and Instrumen Landing Systems

Head-up display, atau disingkat HUD, adalah setiap tampilan yang transparan menyajikan data tanpa memerlukan pengguna untuk melihat diri dari sudut pandang atau yang biasa. Asal usul nama berasal dari pengguna bisa melihat informasi dengan kepala naik (terangkat) dan melihat ke depan, bukan memandang miring ke instrumen yang lebih rendah.1. Sejarah HUDHUD pertama kali diperkenalkan pada tahun 1950-an, dengan adanya teknologi reflektif gunsight pada perang dunia ke dua. Saat itu, suatu tembakan dihasilkan dari sumber listrik yang diproyeksikan ke sebuah kaca. Pemasangan proyektor itu biasanya dilakukan pada bagian atas panel instrumen di tengah daerah pandang pilot, antara kaca depandan pilot sendiri.Dengan menggunakan reflektif gunshight pada pertempuran udara, pilot harus mengkalibrasi pandangannya secara manual. Hal ini dilakukan dengan memasukkan lebar sayap target pada sebuah penyetelan roda yang diikuti dengan penyesuaian mata, sehingga target yang bergerak dapat disesuaikan dengan bingkai yang diarahkan kepadanya. Dengan melakukan hal tersebut, maka hasilnya akan terjadi kompensasi terhadap kecepatan, penembakan peluru, G-load, dll.Pada tahun 1950-an, gambar dari efletif gunsight diproyeksikan ke sebuah CRT (Cathode Ray Tube) yang dikendalikan oleh komputer yang terdapat pada pesawat. Hal inilah yang menandai kelahiran teknologi HUD modern. Komputer mampu mengkompensasi akurasi dan menyesuaikan tujuan dari kursor secara otomatis terhadap faktor, seperti range, daya percepatan, tembakan peluru, pendekatan target, G-load, dll.Penambahan data penerbangan terhadap tanda bidikan, memberikan perananan kepada HUD sebagai pembantu pilot dalam melakukan pendaratan, serta membantu pilot di dalam pertempuran udara. Pada tahun 1960-an, HUD digunakan secara ekstensif dalam melakukan pendaratan. HUD menyediakan data-data penerbangan penting kepada pilot, sehingga pilot tidak perlu melihat peralatan pada bagian dalam dari panel.Penerbangan komersial HUD pertama kali diluncurkan pada tahun 1980-an. HUD pertama kali digunakan oleh Air Inter pada pesawat MD-80. Namun, masih tergantung pada FD pesawat untuk bimbingan dan hanya bekerja sebagai repeater informasi yang ada. Pada tahun 1984, penerbangan dinamika Rockwell Collins sudah berkembang dan mendapatkan sertifikasi HUD standalone yangpertama sebagai pesawat komersial, yang disebut HGS (Head Up Guidance System). Sistem stand alone ini mendatangkan kesempatan untuk mengurangi waktu lepas landas dan pendaratan minimum. Pada tahun 1984, FAA menyetujui pendaratan CAT IIIA tanpa menyediakan pemasangan sistem autoland atau autothrottle pada pesawat yang dilengkapi dengan HGS.Sampai beberapa tahun yang lalu, Embraer 190 dan Boeing 737 New Generation Aircraft (737-600,700,800, dan 900 series) adalah satu-satunya pesawat penumpang komersial untuk datang dengan HUD opsional. Namun, kini teknologi ini sudah menjadi lebih umum untuk pesawat seperti Canadair RJ, Airbus A318 dan beberapa jet bisnis. HUD telah menjadi peralatan standar Boeing 787. Dan lebih jauh lagi, Airbus A320, A330, A340 dan A380 keluarga yang sedang menjalani proses sertifikasi untuk HUD. Selain pada pesawat komersial, HUD juga sudah mulai digunakan pada mobil dan aplikasi lainnya. BMW merupakan pabrikan otomotif pertama yang meluncurkan produk massal dengan teknologi HUD pada kaca depannya. Teknologi ini tak hanya memberi kenyamanan bagi pengemudi, melainkan juga keselamatan berkendara.HUD terbagi menjadi 3 generasi yang mencerminkan teknologi yang digunakan untuk menghasilkan gambar, yaitu:Generasi Pertama Gunakan CRT untuk menghasilkan sebuah gambar pada layar fosfor, memiliki kelemahan dari degradasi dari waktu ke waktu dari lapisan layar fosfor. Mayoritas HUDs beroperasi saat ini adalah dari jenis ini. Generasi Kedua Gunakan sumber cahaya padat, misalnya LED, yang dimodulasi oleh sebuah layar LCD untuk menampilkan gambar. Ini menghilangkan memudar dengan waktu dan juga tegangan tinggi yang dibutuhkan untuk sistem generasi pertama. Sistem ini pada pesawat komersial. Generasi Ketiga Gunakan waveguides optik untuk menghasilkan gambar secara langsung dalam Combiner daripada menggunakan sistem proyeksi.Penggunaan HUD dapat dibagi menjadi 2 jenis. Jenis pertama adalah HUD yang terikat pada badan pesawat atau kendaraan chasis. Sistem penentuan gambar yang ingin disajikan semata-mata tergantung pada orientasi kendaraan. Jenis yang kedua adalah HMD, helm dipasang yang menampilkan HUD dimana elemen akan ditampilkan tergantung pada orientasi dari kepala pengguna.2. Teknologi HUDCRT (Cathode Ray Tube)Hal yang sama untuk semua HUD adalah sumber dari gambar yang ditampilkan, CRT, yang dikemudikan oleh generator. Tanda generator mengirimkan informasi ke CRT berbentuk koordinat x dan y. Hal itu merupakan tugas dari CRT untuk menggambarkan koordinat senagai piksel, yaitu grafik. CRT membuat piksel dengan menciptakan suatu sinar elektonil, yang menyerang permukaan tabung (tube).Refractive HUDDari CRT, sinar diproduksi secara paralel dengan sebuah lensa collimating. Sinar paralel tersebut diproyeksikan ke kaca semitrasnparan (kaca gabungan) dan memantul ke mata pilot. Salah satu keuntungan dari reaktif HUD adalah kemampuan pilot untuk menggerakkan kepalanya dan sekaligus melihat gambar yang ditampilkan pada kaca gabungan.Reflective HUDKerugian dari HUD reflektif adalah akibatnya pada besarnya tingkat kompleksitas yang terlibat dalam meproduksi penggabungan lekungan dari segi materi dan rekayasa. Keuntungan besarnya adalah kemampuan pada peningkatan tanda brightness (terang), meminimalisir redaman cahaya dari pemandangan visual eksternal dan adanya kemungkinan untuk menghemat ruang di kokpit, karena lensa collimating yang tidak diperlukan.System ArchitectureHUD komputer mengumpulkan informasi dari sumber sumber seperti IRS (Inertial Reference System), ADC (Air Data Computer), radio altimeter, gyros, radio navigasi dan kontrol kokpit. Diterjemahkan ke dalam koordinat x dan y, komputer HUD selanjutnya akan menyediakan informasi yang dibutuhkan untuk hal apa yang akan ditampilkan pada HUD ke generator simbol. Berdasarkan informasi ini, generator simbol menghasilkan koordinat yang diperlukan pada grafik, yang akan dikirmkan ke unit display (CRT) dan ditampilkan sebagai simbol grafik pada permukaan tabung.Kebanyakan HUD militer mudah memberikan atau melewatkan isyarat kemudi FD melalui generator simbol. HUD memperhitungkan isyarat kemudi pada komputer HUD dan hal tersebut membuatnya sebagai sistem standalone. Sipil HUD merupakanfail-passivedan mencakup pemeriksaan internal yang besar mulai dari data sampai pada simbol generator. Kebanyakan perselisihan perhitungan dirancang untuk mencegah data palsu tampil.Display ClutterSalah satu perhatian penting dengan simbologi HUD adalah kecenderungan perancang untuk memasukkan data terlalu banyak, sehingga menghasilkan kekacauan tampilan. Kekacauan tampilan ini jauh dari eksklusif untuk HUD, tetapi hal ini sangat kritis pada saat melihat ke arah tampilan. Setiap simbologi yang tampil pada sebuah HUD harus melayani atau memiliki sebuah tujuan dan mengarahkan peningkatan performa. Kenyataannya, bukan piksel tunggal yang dapat menerangi kecuali dia secara langsung mengarahkan pada penigkatan. Prinsip yang diterapkan pada perancangan HUD adalah ketika dalam keraguan, tinggalkan saja.3. Faktor Perancangan HUDAda beberapa faktor yang harus dipertimbangkan ketika merancang sebuah HUD, yaitu:Bidang penglihatan Karena mata seseorang berada di dua titik berbeda, mereka melihat dua gambar yang berbeda. Untuk mencegah mata seseorang dari keharusan untuk mengubah fokus antara dunia luar dan layar HUD, layar adalah Collimated (difokuskan pada tak terhingga). Dalam tampilan mobil umumnya terfokus di sekitar jarak ke bemper.Eyebox menampilkan hanya dapat dilihat sementara mata pemirsa dalam 3-dimensi suatu daerah yang disebut Kepala Motion Kotak atau Eyebox. HUD Eyeboxes modern biasanya sekitar 5 dengan 3 dari 6 inci. Hal ini memungkinkan pemirsa beberapa kebebasan gerakan kepala. Hal ini juga memungkinkan pilot kemampuan untuk melihat seluruh tampilan selama salah satu mata adalah di dalam Eyebox.Terang / kontras harus menampilkan pencahayaan yang diatur dalam dan kontras untuk memperhitungkan pencahayaan sekitarnya, yang dapat sangat bervariasi (misalnya, dari cahaya terang awan malam tak berbulan pendekatan minimal bidang menyala).Menampilkan akurasi HUD komponen pesawat harus sangat tepat sesuai dengan pesawat tiga sumbu sebuah proses yang disebut boresighting sehingga data yang ditampilkan sesuai dengan kenyataan biasanya dengan akurasi 7,0 milliradians.Instalasi instalasi dari komponen HUD harus kompatibel dengan avionik lain, menampilkan, dll

INSTRUMENTLANDING SYSTEM (ILS) Instrument Landing System (ILS) merupakan sistem pemandu pendaratan pesawat udara menggunakan instrument elektronika. Sistem ini membantu pesawat udara untuk mendarat tepat pada centre line (garis tengah) runway dan dengan sudut pendaratan yang tepat.nPemanduan dilakukan agar pilot mengetahui jarak pesawat terhadap area pendaratan (touchdown zone) pada runwaynPemanduan dilakukan untuk mengatur posisi kanan kiri (center line) pesawat, sehingga dapat landing dengan tepat di garis tengah landasan.nPemanduan dilakukan juga untuk mengatur posisi atas bawah pesawat, sehingga dapat landing dengan tepat pada sudut 3 terhadap landasan.ILS terdiri dari 3 komponen peralatan berdasarkan fungsi pemanduannya yaitu :1. Marker Beacon2. Localizer3. Glide SlopeMARKER BEACONOUTER MARKER(OM)Outer marker adalah peralatan navigasi yang memancarkan gel.elektromagnetik untuk memberikan informasi ke pilot bahwa posisi pesawat berada pada jarak 7 12 Km dari threshold (ujung runway). Oleh karena itulah perlatan pemancar outer marker diletakkan pada jarak 7 12 Km dari ujung runway,sehingga pada saat pesawat berada tepat di atas outer marker maka pesawat akan menerima informasi bahwa pesawat berada pada jarak 7-12 km dari threshold.Informasi yang diterima pesawat berupa identifikasi nada panjang terputus-putus (dash tone) / ___ ___ secara terus menerus sampai pesawat tidak lagi berada pada pancaran sinyal outer marker / tidak berada di atas peralatan outer marker.Selain terdengar dash tone, pilot juga akan memonitor indicator lampu berwarna biru yang akan menyala saat pesawat menerima sinyal outer marker. Seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

MIDDLE MARKER(MM)Sama halnya seperti outer marker, middle marker juga memancarkan gel.elektromagnetik untuk memberikan informasi ke pilot dengan jarak yang berbeda dari OM yaitu 1,050 Km dari threshold (ujung runway). Oleh karena itulah perlatan pemancar outer marker diletakkan pada jarak 1,050 Km dari ujung runway, sehingga pada saat pesawat berada tepat di atas outer marker maka pesawat akan menerima informasi bahwa pesawat berada pada jarak 1,050 km dari threshold. Pada area ini, pilot harus sudah mengambil keputusan apakah dia sudah siap dan pada posisi yang tepat untuk landing atau tidak. Jika pilot merasa belum siap landing, dia harus segera memutuskan untuk go arround (kembali lagi pada posisi pendekatan).Informasi yang diterima pesawat berupa identifikasi nada panjang dan singkat bergantian (dash dot tone) / ___ o ___ secara terus menerus sampai pesawat tidak lagi berada pada pancaran sinyal middle marker / tidak berada di atas peralatan middle marker.Selain terdengar dash dot tone, pilot juga akan memonitor indicator lampu berwarna amber yang akan menyala saat pesawat menerima sinyal middle marker. Seperti terlihat pada gambar di bawah ini.INNER MARKER(IN)Inner marker, tidak seperti marker beacon lainnya, inner marker jarang dipakai pada bandar udara di Indonesia kerena jarak pandang (visibility) pilot masih relatif baik. Inner marker biasanya digunakan di bandar udara yang berada pada daerah bersalju,dan berkabut dimana visibility dekat. Peralatan ini juga memancarkan gel.elektromagnetik untuk memberikan informasi ke pilot dengan jarak 450 m dari threshold (ujung runway).Informasi yang diterima pesawat berupa identifikasi nada singkat terputus-putus (dot tone) / ___ o ___ secara terus menerus sampai pesawat tidak lagi berada pada pancaran sinyal inner marker / tidak berada di atas peralatan inner marker.Selain terdengar dot tone, pilot juga akan memonitor indicator lampu berwarna putih yang akan menyala saat pesawat menerima sinyal middle marker. Seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

LOCALIZERPeralatan navigasi yang memberikan informasi mengenai kelurusan pesawat dengan garis tengah landasan. Seperti terlihat pada gambar tampak atas sebuah runway dibawah. Localizer ditempatkan di ujung runway.Peralatan ini akan memancarkan 2 buah slope dengan frekuensi loop yang berbeda tetapi tetap satu frekuensi carrier. Kedua frekuensi inilah yang akan dibandingkan setelah diterima oleh pesawat udara untuk melihat apakah pesawat berada tepat di centre line atau belum. Indicator yang terlihat di cockpit pesawat berupa jarum sebagai tanda centre lineJika pesawat mendapatkan frekuensi loop dominan 150 Hz, jarum akan bergerak ke kiri, artinya pesawat berada terlalu kekanan dari centre line, maka pilot harus menggerakkan pesawat ke kiri sampai jarum tepat di tengah. Begitu juga sebaliknya jika pesawat mendapatkan frekuensi loop dominan 90 Hz, jarum akan bergerak ke kanan, artinya pesawat berada terlalu ke kiri dari centre line, maka pilot harus menggerakan pesawat ke kanan sampai jarum tepat di tengah.Saat komposisi frekuensi loop 150 Hz dan 90 Hz seimbang, artinya pesawat berada tepat di centre line dan pesawat sudah dalam posisi yang benar untuk landing.Localizer bekerja pada range frekuensi 108.00 112.00 Mhz, dengan jarak persepuluhan ganjil. Persepuluhan genap digunakan untuk VOR (VHF Omnidirectional Radio Range). Sebagai contoh ILS WIII (kode bandara Sukarno-Hatta) runway 07 right memiliki frekuensi localizer 110.50 Mhz, sedangkan frekuensi VOR-nya adalah 113.60 Mhz.Frekuensi ini dipancarkan oleh antena carrier yang diletakkan di tengah antara antena 150 Hz dan 90 Hz. Antena loop memancarkan sinyal yang kemudian dimodulasikan dengan frekuensi carrier di udara. Modulasi seperti ini disebut Space Modulation.. Antena Localizer terdiri dari 16-24 buah antenna loop dan 1 buah antena carrierGLIDE SLOPEPeralatan navigasi glide slope tidak jauh berbeda dengan localizer pada bentuk modulasi dan frekuensi loopnya. Glide slope juga memancarkan frekuensi carrier dan loop. Glide slope memberikan informasi sudut pendaratan 3o dengan mengkombinasikan frekuensi loop 150 Hz dan 90 Hz menggunakan 2 buah antena vertikal dalam 1 buah tiang. Sudut 3o dihasilkan jika loop 150 Hz sebanding dengan 150 Hz.Kedua frekuensi ini akan dibandingkan setelah diterima oleh pesawat udara untuk melihat apakah pesawat sudah memmbentuk sudut 3o atau belum. Indicator yang terlihat di cockpit pesawat berupa jarum sebagai tanda sudut 3o.Jika pesawat mendapatkan frekuensi loop dominan 150 Hz, jarum akan bergerak ke atas, artinya sudut pendaratan pesawat terlalu rendah atau peswat talu rendah untuk landing, maka pilot harus menaikkan pesawat sampai jarum tepat di tengah. Begitu juga sebaliknya jika pesawat mendapatkan frekuensi loop dominan 90 Hz, jarum akan bergerak ke bawah, artinya sudut pendaratan pesawat berada terlalu besar atau pesawat terlalu tinggi untuk landing, maka pilot harus menurunkan ketinggian pesawat sampai jarum tepat di tengah.Saat komposisi frekuensi loop 150 Hz dan 90 Hz seimbang, artinya pesawat berada pada sudut pendaratan yang aman (tepat) dan pesawat sudah dalam posisi yang benar untuk landing.Sebelum Kita belajar dan mengenal ILS, kita kenal dulu yuk perangkat / Instrument Navigasi pesawat::::: GPS untuk mendeteksi lokasi pesawat, mendeteksi cuaca, dan sebagai referensi wajib bagi pilot ketika visibility di luar kokpit terhalang kabut/awan dan mungkin hanya