BAB II PERSYARATAN DAN TARGET RANCANG BANGUN SISTEM REKONSTRUKSI LINTAS TERBANG PESAWAT UDARA Pada bab ini akan dijelaskan mengenai persyaratan persyaratan yang dibutuhkan dalam rancang bangun sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara. Selain persyaratan, akan dijabarkan juga target target yang ingin dicapai dalam rancang bangun sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara. II.1 Definisi Sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara adalah suatu sistem yang dapat mensimulasikan kembali karakteristik terbang suatu pesawat udara berdasarkan data data yang diberikan kepada sistem tersebut. Data data tersebut misalnya data posisi (latitude, longitude, altitude), kecepatan, throttle setting, defleksi bidang kendali, sudut orientasi pesawat udara (pitch, yaw dan roll) dan data parameter terbang lainnya. II.2 Persyaratan Perancangan Sistem Rekonstruksi Lintas Terbang Pesawat Udara Sebelum mendefinisikan persyaratan rancang bangun sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara, maka terlebih dahulu akan dijelaskan mengenai definisi persyaratan perancangan (design requirements) dalam konteks rancang bangun sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara. Persyaratan perancangan dapat didefinisikan sebagai persyaratan persyaratan yang harus dipenuhi oleh sistem rekonstruksi yang dirancang dalam rangka memberikan informasi yang cukup lengkap bagi pengguna sistem tersebut. Melalui informasi informasi yang ditampilkan pada sistem rekonstruksi, 7
pengguna dapat mengambil keputusan untuk memberikan masukan bagi pilot atau perancang pesawat udara dalam rangka memperbaiki kualitas terbang suatu pesawat udara dan juga menghindari terjadinya kejadian/kecelakaan yang serupa. Berdasarkan definisi tersebut akan dijabarkan persyaratan persyaratan yang dibutuhkan dalam rancang bangun sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara. 1. Visualisasi Sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara memiliki sistem tayangan/display untuk menampilkan dinamika gerak pesawat udara yang direkonstruksi. Sistem tayangan/display minimal terdiri dari dua tayangan yaitu: a. Tayangan pesawat udara di dalam suatu lingkungan terbang (tampilan luar maupun di dalam cockpit). b. Tayangan untuk menampilkan jenis input dan output yang diproses sistem tersebut. 2. Database Lokasi Simulasi Sistem rekonstruksi lintas terbang yang dirancang memiliki database tempat tempat/ landasan terbang di permukaan bumi yang lengkap atau pada sistem yang dirancang dapat ditambahkan suatu landasan terbang pada suatu daerah di permukaan bumi. 3. Waktu Sistem rekonstruksi lintas terbang yang dirancang memiliki sistem waktu yang dapat diatur berdasarkan waktu yang diinginkan oleh pengguna sistem. Sistem waktu yang disyaratkan adalah sistem waktu GMT, sistem waktu lokal maupun sistem waktu simulasi (real time, dipercepat atau diperlambat). 4. Kondisi Cuaca Sistem rekonstruksi lintas terbang memiliki database cuaca atau kondisi cuaca yang dapat diatur sesuai dengan kondisi cuaca yang diinginkan. Pendefinisian kondisi cuaca meliputi kecepatan angin, arah angin, tingkat kelembaban udara, kondisi awan, curah hujan dan apabila wahana beroperasi di laut dapat juga ditentukan kondisi gelombang seperti kecepatan dan tinggi gelombang. 8
5. Sistem input Sistem rekonstruksi lintas terbang yang dirancang dapat menerima input data dari pengguna sistem. Input yang dapat diterima berupa input kondisi terbang (kecepatan terbang, tinggi terbang, kondisi cuaca), konfigurasi terbang (seperti berat pesawat udara, letak c.g.), input bidang kendali (aileron, rudder, elevator), input setting mesin (throttle), dan juga input posisi pesawat udara (latitude, longitude, dan altitude). 6. Sistem output Sistem rekonstruksi lintas terbang yang dirancang dapat memberikan output minimal berupa parameter aerodinamika, sistem propulsi, posisi pesawat udara (latitude, longitude, altitude), kecepatan terbang dan sudut sudut sikap pesawat udara selama proses rekonstruksi dilakukan. 7. Database pesawat udara Sistem rekonstruksi lintas terbang yang dirancang memiliki database berbagai tipe pesawat udara atau memiliki suatu sistem bagi pengguna untuk dapat memodelkan tipe pesawat udara yang diinginkan. Tipe pesawat udara dalam hal ini meliputi tipe sistem propulsi (propeller, jet) dan juga tipe pesawat berdasarkan kecepatan (pesawat subsonik, transonik, supersonik dan hipersonik). 8. Failure System Modelling Sistem rekonstruksi lintas terbang yang dirancang harus dapat mensimulasikan jenis jenis kegagalan pada sistem pesawat udara. Jumlah minimal jenis kegagalan yang dapat disimulasikan adalah engine failure dan control surface malfunction. 9. Kelengkapan informasi/data rekonstruksi Sistem rekonstruksi lintas terbang yang dirancang harus dapat merekonstruksi/memprediksi karakteristik terbang/lintas terbang pesawat udara mulai dari informasi data terbang yang minimal seperti data posisi pesawat pada suatu waktu tertentu sampai dengan informasi data terbang yang relatif lengkap seperti hasil rekaman data terbang dari flight data recorder (FDR). 9
10. Tingkat keakuratan Sistem Rekonstruksi Sistem rekonstruksi yang dirancang memiliki tingkat keakuratan yang tinggi dalam mensimulasikan karakteristik terbang pesawat udara. II.3 Target Perancangan Sistem Rekonstruksi Lintas Terbang Pesawat Udara Sebelum mendefinisikan target rancang bangun sistem rekonstruksi terbang pesawat udara, maka terlebih dahulu akan dijelaskan mengenai definisi target perancangan (design objectives) dalam konteks rancang bangun sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara. Target perancangan (design objectives) dalam konteks rancang bangun sistem rekonstruksi lintas terbang dapat didefinisikan sebagai item item yang ingin dicapai oleh perancang sistem rekonstruksi lintas terbang untuk memenuhi persyaratan perancangan yang telah ditetapkan. Berdasarkan definisi target perancangan di atas, berikut ini akan dijabarkan target - target perancangan sistem rekonstruksi yang ingin dicapai di dalam rangka memenuhi persyaratan perancangan sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara. Berdasarkan persyaratan perancangan sistem rekostruksi pada sub-bab II.2, terdapat 10 persyaratan dalam rancang bangun sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara yang dapat diringkaskan sebagai berikut: 1. Sistem display (tayangan dalam/luar cokcpit, tayangan input dan output) 2. Database lokasi simulasi 3. Sistem waktu 4. Kondisi cuaca 5. Sistem input 6. Sistem output 7. Database pesawat udara 8. Failure system modelling (pemodelan kegagalan sistem) 9. Kelengkapan informasi rekonstruksi 10. Tingkat keakuratan sistem rekonstruksi Kesepuluh butir di atas, dapat dikelompokkan menjadi 2 bagian besar yaitu: 10
a. Sistem hardware (perangkat keras). b. Sistem software (perangkat lunak). Sistem hardware meliputi perancangan pada sistem display/tayangan yang berfungsi untuk menampilkan data data maupun visualisasi data data terban (butir 1). Sistem sofware meliputi pembuatan dan pemilihan program yang akan dipakai untuk memenuhi kebutuhan database lokasi simulasi, waktu, kondisi lingkungan, sistem input, sistem output database pesawat udara, failure system modelling, kelengkapan informasi dan tingkat keakuratan sistem rekonstruksi yang dirancang (butir ke - 2 sampai dengan butir ke - 10). II.3.1 Sistem Hardware Sistem hardware dirancang dalam rangka memenuhi persyaratan sistem display/tayangan sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara. Untuk memenuhi persyaratan sistem display maka akan dirancang sistem display yang terdiri dari 3 komputer dengan 3 display seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut ini. (d). Switch CPU CPU CPU MONITOR MONITOR MONITOR (b). Komputer Client-02 (a). Komputer Server (c). Komputer Client-01 Gambar II.1. Diagram skematis sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara Ketiga sistem display di atas dapat dijelaskan sebagai berikut: (a). Komputer Server, berfungsi untuk menampilkan dinamika gerak pesawat udara/karakteristik terbang secara tiga dimensi. Pada sistem display ini, pengguna dapat mengganti modus tayangan di dalam cockpit maupun di luar cockpit. 11
Komputer ini juga berfungsi untuk membagi data data terbang yang akan ditampilkan pada komputer Client-01 dan komputer Client-02. (b). Komputer Client-01, berfungsi untuk menerima/mengirim dan menampilkan data output dari komputer Server selama proses rekonstruksi uji terbang dilakukan. Ouput yang ditampilkan pada komputer Client-01 bersifat real time, sesuai dengan waktu simulasi pada komputer Server. Selain berfungsi sebagai penerima data dari komputer Server, komputer Client-01 juga berfungsi untuk mengirim input ke komputer Server. Proses mengirim dan menerima data data terbang disesuaikan dengan tipe sistem rekonstruksi lintas terbang yang dijalankan. (c). Komputer Client-02, berfungsi untuk menerima data posisi pesawat udara berupa longitude, latitude dan altitude dari komputer Server. Data posisi terbang ini kemudian ditampilkan pada permukaan bumi yang diasumsikan bulat sempurna. (d). Switch, berfungsi sebagai alat untuk komunikasi antar komputer. Lalu lintas data dilakukan melalui masing masing kabel yang terhubung ke switch. II.3.2 Sistem Software (Perangkat Lunak) Untuk memenuhi persyaratan perancangan butir ke - 2 sampai dengan butir ke - 10, maka akan dilakukan pembuatan dan pemilihan program yang akan digunakan. Pembuatan program meliputi pembuatan sistem input dan output yang user friendly (mudah digunakan) bagi pengguna sistem ini. Untuk melakukan perancangan sistem input dan output ini akan digunakan program Visual C++ [3] [4] dan Matlab/Simulink [6]. Pada proses pemilihan program, pekerjaan yang dilakukan adalah pemilihan program utama yang akan digunakan pada sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara. Jenis program yang dipilih harus memenuhi butir butir yang disyaratkan pada sub-bab II.2. Terdapat beberapa pilihan perangkat lunak yaitu Microsoft flight simulator [21], X-Plane [15], Flight Gear [22], Flight Unlimited 12
[23], dan Fly! [24]. Berdasarkan kebutuhan persyaratan di atas X-Plane dipilih sebagai program utama dalam rancang bangun sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara. Pemilihan perangkat lunak X-Plane sebagai perangkat lunak yang akan digunakan dalam rancang bangun sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara didasarkan atas beberapa alasan sebagai berikut: - Kemudahan dan akses data yang cukup banyak terhadap perangkat lunak X-Plane. - Waktu yang dapat diatur berdasarkan kebutuhan pengguna (waktu GMT, waktu lokal maupun waktu simulasi). - Dapat digunakan dalam jaringan komputer. - Dapat memodelkan beberapa kegagalan sistem (engine failure, control surface malfunction). - Kondisi terbang yang dapat diatur seperti kecepatan dan arah angin, temperatur, turbulensi dan tingkat curah hujan. Apabila pesawat udara beroperasi di daerah laut (liftoff dari permukaan laut) pengguna dapat mengatur besarnya kecepatan dan tinggi gelombang permukaan laut. - Database lokasi terbang (airport) yang cukup lengkap serta dapat juga diupdate berdasarkan kebutuhan pengguna. - Satu satunya perangkat lunak flight simulator yang mendapat sertifikasi dari Federal Aviation Organization (FAA) sebagai program flight simulator untuk tujuan pelatihan pilot [13] [15]. - Database tipe pesawat udara yang banyak dan fleksibilitas dalam merancang pesawat udara yang diinginkan. - Harga software yang relatif murah dan resmi dimiliki oleh Program Studi Teknik Penerbangan, ITB. - Dapat digunakan pada operating system Windows (98/ME/2000/XP dan Vista), Mac OS, dan Linux. - Sistem pendukung hardware yang relatif terjangkau ( X-Plane 8.0 minimal requirements: processor 1,0 GHz, Video Card 32 MB, available hardrive 4 GB) 13
Deskripsi lengkap mengenai perangkat lunak flight simulator X-Plane yang dipilih akan dijelaskan pada Bab III. II.4 Penutup Pada Bab II telah dijelaskan definisi sistem yang dirancang yaitu sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara. Persyaratan persyaratan dan target target rancang bangun sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara yang ingin dicapai juga telah dijabarkan pada pasal ini. Pada Bab III berikut ini akan dijabarkan mengenai perangkat lunak yang digunakan dalam rancang bangun sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara yaitu perangkat lunak X-Plane. 14