ANALISA SYSTEM PENGEREMAN (PARKING BRAKE) PADA PESAWAT AIRBUS A320

Transkripsi

1 ANALISA SYSTEM PENGEREMAN (PARKING BRAKE) PADA PESAWAT AIRBUS A320 Dendy Satria Mahdi, Ir. Edi Septe, MT 1), Ir. Kaidir, M. Eng. IPM 2) Program Studi Teknik Mesin-Fakultas Teknologi Industri-Universitas Bung Hatta Jl. Gajah Mada No.19 Olo Nanggalo Padang Telp Fax Dendysatriamahdi@gmail.comEdysepte@yahoo.com Irkhaidir@gmail.com ABSTRACT Brake system is one of the important components in maintaining the safety of the aircraft during landing and entering the apron. It becomes its own assessment for the airline to give satisfaction to the passengers. If the breaking system is not functioning or a failure, it will affect the performance of the aircraft when the arrival or departure. Analysis on the brake system Airbus A320 aircraft conducted to determine the braking load, power and braking distance. The velocity of the aircraft while on the apron towards the gate is 20 km/h to 30 km/h. The results of analysis shown the braking power need to stop the rotation of the disk brake is horse power. That caused friction during braking kgf for aircraft velocity 30 km/h. Its made the brake distance is 76 m. The increase braking force will enhance the friction force and its decrease the length of braking distances. Keywords: braking load, braking power, braking distances, aircraft.

2 1. Pendahuluan Breaking system pesawat udara merupakan komponen yang memegang peran penting dalam keselamatan dan kenyamanan penerbangan. Penumpang akan merasa tenang dan nyaman ketika pesawat mendarat dengan sempurna dengan pengeraman yang pas. Hal ini menjadi penilaian tersendiri bagi maskapai penerbangan dalam memberikan kepuasan kepada penumpang. Jika breaking system tidak berfungsi atau mengalami kegagalan, maka akan mempengaruhi kinerja pesawat ketika arrival maupun departure. Komponen braking system yang berhubungan langsung dalam fase penerbangan adalah normal braking system, alternate braking system, maupun parking brake system. Breaking system tersebut merupakan system yang terdapat pada roda pendarat pesawat terbang. Brake system yang merupakan bagian dari braking system adalah system pengereman yang digunakan pada saat pesawat telah mendarat akan memasuki apron atau ketika akan berhenti di apron atau gate. 1.1 Tujuan Penelitian Tujuan dari analisa brake system pesawat terbang ini adalah: 1. Menganalisa gaya terhadap disk brake 2. Menghitung gaya pengereman dari brake system pada saat akan berhenti di apron atau gate pada pesawat terbang Airbus A TINJAUAN PUSTAKA 1. Pengereman Roda Pendarat (Brake System) Brake sytem terdapat beberapa jenis inspeksi maupun prosedur yang terkait secara langsung dengan system pengereman. Salah satu contohnya adalah dalam 400 flight Hour Check terdapat perintah untuk melakukan pengecekan tekanan nitrogen pada Akumulator Daya Hidraulik. Akumulator Daya Hidraulik berfungsi sebagai sumber tekanan untuk salah satu mode pengereman yaitu pada saat pesawat in Flight parking atau Parking break. Pada Aircraft Arrival Procedure pun terdapat salah satu perintah untuk berkomunikasi dengan Flight crew bahwa nose chock in position,realese break.dalam Departure Procedure (Pushback) pun terdapat perintah untuk meminta pilot untuk memasang menghidupkan Brake. 2. Sistem Hidraulik Airbus A320 Pesawat Airbus A320 memiliki tiga system hidraulik : Green system,blue system,yellow system. Masing-masing system memiliki reservoir nya

3 sendiri.ketiga system hidraulik ini memnsuplai tekanan samapai 3000 psi Fluida hidraulik tidak dipindahkan dari satu system ke system lainnya. Pada kejadian kekurangan tekanan hidraulik pada salah satu system yang essential (Dapat dilihat kotak merah yang di tandai pada Gambar 2.3 Katup pada system hidraulik Airbus A320 akan menutup untuk menjamin pengoprasian dari system tersebut dengan memotong daya hidraullik ke system-sistem tersebut. Reservoir biasanya diberi tekanan dengan udara untuk mencegah Kavitasi dari pompa.reservoir diberi tekanan udara samapai 50 psi (3,45 bar ) dan disegel untuk menahan tekanan ketika tidak ada pasokan udara. Green hydraulic system mensuplai daya hydraulic diantaranya untuk : 1. Landing gear and doors 2. Normal braking system 3. Left engine thrust reverser 4. Some of the flight control 5. The transfer power unit (PTU) Sistem ini secara fisik dijaga terpisah dari dua system lainnya.juga di isolisasi secara hidraulik dari dua system lainnya. Hal ini memungkinkan fluida untuk tidak mengalir dari satu system ke system yang lain berbeda. Sistem ini beroprasi pada tekanan minimal 3000 psi (206 bar).tekanan ini dapat mensuplai 140 liter / menit fluida dari mesin pompa (pada kecepatan engine N2100 %). Pengoprasian sistem ini biasanya otomatis,namun Crew dapat mengkontrol bagian-bagian dari system dari kompartemen. 2.2 Pengoprasian Brake System Dengan Sistem Hidraulik Gambar 1 Katup Pada Sistem Hidrolik Airbus A320 3 Green Hydraulic System Roda pendarat utama dioprasikan dengan salah satu dari dua system brake ; Normal atau alternante,keduanya secara normal beroperasi dengan perlindungan Anti skid. System pengereman Alternate beroperasi dari tekanan Yellow Hydraulic System,pergantian dari system pengereman normal Gambar 2 Reservoir

4 1. Normal braking Pengoprasian brake system dengan menggunakan system hydraulic identik untuk pengereman secara otomatis,manual dan In-flight braking. Normal brakes beroprasi ketika Green hydraulic di Pressurerized dan Anti skid di nyalakan. Penereman di control secara electroniok dengan menggunakan Braking And Steering Control Unit (BSCU). Pengoprasian : Selector valve di beri daya. Katuv servo dari Normal brake mensuplai tekanan yang mana bergantung kepada arus yang diberikan oleh Braking And Steering Control Unit (BSCU). BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Penelitian Mulai Studi Literatur Survey data Beban maksimum pesawat terbang Kecepatan maksimum pesawat di apron rangkaian rem Airbus A320 Analisa Brake system Gaya Pengereman Analisa data Gambar 3 Normal Braking System Kesimpulan Selesai 3.1 Diagram Alir Penelitian

5 3.2 Metoda Pengambilan Data 1.Studi lapangan yaitu dengan mengambil data secara langsung terhadap objek yang akan diamati sesuai di lapangan. Pengambilan data dilakukan pada tanggal di hangar Batam Aero Technic.Data yang diambil dilakukan di beberapa tempat yaitu lokasi penelitian melalui Line Maintenance, Engineering,Produksi berupa data berbentuk catatan pribadi dan berupa wawancara dan guna untuk mendapatkan data-data yang dibutuhkan. 2.Studi pustaka dilakukan dengan membaca atau mengutip literatur yang relevan atau berkaitan dengan masalah yang akan dibahas baik dari segi teori mencakup dari segi formal perhitungan, sehingga dapat membuat penyelesaian tugas akhir ini. 3.Kajian literatur terhadap teori-teori yang mendasari permasalahan yang diangkat dari dosen pembimbing dan dosen mata kuliah. 3.3 Data Hasil Penelitian. data yang di ambil pada penelitian kali ini adalah data spesifikas pesawat airbus A320 dimana data yang di perlukan adalah beban maksimum pesawat,kecepatan maksimum pesawat pada saat mengudara dan di apron hasil pengukuran manual dari rangkaian rem maka didapatkan datadata sebagai berikut: Data spesifikasi pesawat airbus A320 A. Max Landing Weight : From S.d Kg B. Kecepatan Ketika Pesawat Di apron : 20km/jam s.d 30km/jam C. jarak dari pedal rem ke fulcrum / tumpuan (a) = 18,5 cm D. Jarak dari pushrod ke fulcrum / tumpuan (b) = 4,50 cm E. gaya yang menekan pedal rem = 5 Kgf sampai 25 Kgf F. Tekanan Hidrolik=52,69 kg/cm 2 G. Gaya yang keluar dari pedal rem (Kgf)= Kgf H. Diameter master silinder (cm)= 15,80 mm = 1,58 cm 3.4 Metoda Perencanaan Dalam rencana analisaterhadap sistem pengereman pada pesawat Airbus A320 ini digunakan persamaan-persamaan yaitu : 1) Gaya normal yang menekan disk brake digunakan rumus persegi panjang A1= P x 1 2) Gaya normal tegak lurus terhadap disk brake yang menekan brake pad FN = F x A Dimana : F= Gaya P= Tekanan A= Luas penampang 3) Gaya gesek Fg = π x FN Diketahui ; π = 0,3 Dimana : Fg = Gaya gesek Fn = Gaya normal

6 4) Torsi pengereman T = Fg x rg Dimana : T= Torsi Fg= Gaya gesek rg = Jari-jari gesek 5) Daya pengereman (P) P = 2πN.T ) Perbandingan pedal rem (K) K = a b 7) Gaya yang keluar dari pedal rem (FK) Fk = F. a atau FK=F.K b 8) Tekanan Hidraulik (Pe) Dimana : Pe = FK 1.π x d2 4 Pe = Tekanan hidrolik (kg/cm 2 ). Fk = Gaya yang keluar dari pedal rem (Kgf). dm = Diameter master silinder (cm). 9) Gaya yang menekan pad rem (Fp) Fp = Pe x 0,785 (d 2 ) 10) Gaya Gesek Pengereman (Fμ) Fμ = μ. Fp 11) Jarak Pengereman L 3,85.V 2 6,1.ψ.(1+λr/10)±ir BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Mekasinisme Brake System Fuse Hydraulic yang bekerja pada brake system menghentikan aliran pada line yang terdapat kebocoran.selama pengereman scara manual bagian transmitter pedal rem menjadikan sebuah artificial feel pada pedals. Artifical feel disediakan oleh 2 set Spring rods,yang mana membuat pedal kembali ke posisi awalnya ketika gaya di hilangkan.penurunan tekanan tranducer dari katup Normal brake selector mengirimkan informasi tekanan hidraulik ke Braking And Steering Control unit (BSCU)

7 Maka : Fg π x FN= 0,3 x 720 kg= 216 kg 4.6 Nilai torsi yang terjadi dari 4.1 Disk Brake 4.2 Gaya normal yang menekan disk brake Dapat digunakan rumus persegi panjang dimana: A1= P x 1 = 12 x 6 72 cm 4.3 Tekanan pada brake pad F = 5 kgf 4.4 Gaya normal tegak lurus terhadap disk brake yang menekan brake pad Mengunakan rumus : FN Diman : = F x A F= Gaya 4.5 Gaya gesek terhadap putaran disk brake Mnggunakan rumus : Fg = π x FN Diketahui ; π = 0,3 Dimana ; Fg = Gaya gesek Fn = Gaya normal mekanisme pengereman Menggunakan rumus T = Fg x rg Dimana : T= Torsi Fg rg Maka : = Gaya gesek = Jari-jari gesek = Fg x rg = 216 x 15 = 3240 Kg cm = = 32,4 kg m P= Tekanan A= Luas penampang Maka : FN = P x A = 5 x 144 = 720 kg = 144 cm 2

8 Maka di dapatlah torsi 432 kg cm dan karna akan dilakukan perhitungan daya maka akan di konversikan ke meter (m),maka di dapatkan hasil torsi nya adalah = 32,4 kg m 4.7 Daya pengereman Menggunakan rumus : P = 2πN.T 4500 Gaya yang keluar dari pedal rem (FK). Dari hasil pengukuran terhadap pedal rem Pada rangkaian rem yaitu : Jarak dari pedal rem ke fulcrum / tumpuan (a) = 18,5 cm dan Jarak dari pushrod ke fulcrum / tumpuan (b) = 4,50 maka perbandingan pedal remnya adalah 4,11. Sedangkan gaya yang menekan pedal rem adalah antara 5 Kgf sampai 25 Kgf. Disini penulis mengambil harga F = 5 Kgf = 2 x π x 3000 x 32, Fk = F. a b atau FK=F.K = 135,71 hp Maka di dapatkan daya dari mekanisme pengereman yang dapat menghentikan putaran disk brake adalah = 135,71 hp FK = 5 x 4,11 = Kgf 4.4 Gambar gaya tekanan pedal ke master silinder Gambar 4.3 Tipe pdal rem 4.8 Perbandingan pedal rem (K) K = a b 4.9 Tekanan Hidraulik (Pe). Tekanan Hidrolik (pe) yang dibangkitkan master silinder pada rangkaian rem yang menggunakan K = 18,50 4,50 = 4,11

9 Sistem Hidrolik menggunakan rumus: FK Pe = 1 4. π x d2 Pe = Pe = F A Pe = FK 0,785 x d 2 (Kg/cm2 ) Pe = FK FK 0,785.1, π x d2 4 = 20,55 0,785.2,49 = 20,55 1,95 = 10,51 Kg/ cm 2 Gaya yang menekan pad rem (Fp). Gaya yang menekan pada rem menggunakan rumus : Fp = Pe x 0,785 (d 2 ) Dimana : Fp = Gaya yang menekan pad rem (Kgf). d1 = Diameter Silindercakram (cm). Pe = Tekanan Hidrolik (kg/cm 2 ). Diketahui : Pe = 52,69 kg/cm 2 d1 = 22,00 mm = 2,20 cm Fp = Pe x 0,785 (d2) 2 = 52,69 x 0,785 (2,20) 2 = 52,69 x 0,785 x 4, 84 = 52,69 x 3,79 = 39.9 Kgf 4.10 Gaya Gesek Pengereman (Fμ). Untuk menghitung gaya gesek yang ditimbulkan oleh rem menggunakan persamaan Fμ = μ. Fp = 0,3 x 39.9 = Kgf 4.11 Jarak Pengereman Pada Saat Kecepatan 20km/Jam Digunakan rumus : Dimana: L 3,85.V 2 6,1.ψ.(1+λr/10)±ir V= Kecepatan km/jam

10 L 3,85.(20) 2 6,1.0,74.(1+85/10)±0 = (9,5) = 35 m λ= Persentase pengereman (85%) ψ = Faktor Kecepatan ir = C1.I C1= Faktor korksi tanjakan (0) I = Lereng kemiringan (0) Jarak pengereman pada saat kecepatan 30km/jam L 3,85.(30) 2 6,1.0,78.(1+85/10)±0 = ,5(9,5) = 76 m Gabungan Grafik Waktu Pengereman Pada 20 Km/jam, 25 Km/jam, 30 km/jam Dari hasil penelitian yang ditunjukkan pada grafik, maka dapat dilihat adanya perubahan nilai waktu pengereman t (det) terhadap beban injakan F (Kg) yang diberikan. Pengujian ini dilakukan dengan tiga tahap, yaitu dengan beban injakan 5 Kgf, 10 Kgf, 15 Kgf, 20, dan 25 Kgf dengan kecepatan yang berubahubah yaitu dari 20 km/jam, 25 km/jam, 30 km/jam. Sehingga hasil yang didapat dari pengujian tersebut dibuat suatu grafik hubungan antara beban injakan dan waktu pengereman yang ditunjukkan pada gambar 4.6. Dari grafik tersebut dapat dilihat adanya suatu penurunan nilai waktu pengereman seiring dengan bertambahnya beban injakkan. Pada pembebanan 5 Kgf, 10 Kgf, 15 Kgf, 20 Kgf, dan 25 Kgf dengan kecepatan 20 Km/jam nilai waktu pengeremannya lebih rendah dibandingkan dengan kecepatan 25 km/jam dan 30 km/jam. Sedangkan pada kecepatan 30 km/jam. DAFTAR PUSTAKA 1. Airbus, Sept. 2007,Technical Training Manual T1 (Cfm 56 / Me) (Lvl 2&3) 32-Landing Gear 2. Airbus, Sept. 2007,Technical Training Manual T1 (Cfm 56 / Me) (Lvl 2&3) 29-Hydraulik Power

11 3. Airbus, Technical Training Manual T1 (Cfm 56 / Me) (Lvl 2&3) 4. M.F Spotts,Design Of Machine Element,Late,Profesor Emeritus Of Mechanical Engineering Dapartmen Northwestern University 5. PT. Batam Aero Technic, January 2010, Engineering Procedure Manual Volume 2, Rev PT. Batam Aero Technic, May 2006, A320 Ground Handling pg , issue 1 Rev.0 7. PT. Batam Aero Technic AirNav, Agustus 2013, Aircraft Maintenance Manual 29 Hydraulic Power, version rev number 32, PT. Batam Aero Technic, Jan 2013 Approved Maintenance Organization Quality Manual rev.3 9. PT. Batam Aero Technic, Feb 2013 A320 Maintenance Schedule, Daily Check Sheet 10. Firmansyah,1982,Aircraft Brake Disk,( wordpress.com/)