Makalah Seminar Kerja Praktek ENHANCED GROUND PROXIMITY WARNING SYSTEM (EGPWS) SEBAGAI ALAT NAVIGASI PADA PESAWAT CN-235 Nanang Trisnadik (L2F 008 069) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro ABSTRAK CFIT (Controlled Flight Into Terrain) adalah sebuah peristiwa dimana pesawat yang secara mekanis berfungsi normal tetapi secara tidak disengaja jatuh ke darat, air atau menabrak rintangan. CFIT telah menjadi penyebab paling dominan terjadinya kecelakaan udara yang berakibat fatal. EGPWS dirancang untuk mengurangi kecelakaan tersebut mengingat jumlah pendaratan penerbangan komersial meningkat dengan pesat beberapa tahun belakangan ini. Dengan menggunakan teknologi GPS yang pada perkembangannya dapat untuk navigasi baik di darat, laut, maupun udara, EGPWS dapat memberikan informasi yang tepat kepada flight crew mengenai kondisi di sekitar jalur penerbangan. GPS memberikan jawaban kebutuhan yang cepat bagi penggunanya dengan memberikan posisi, kecepatan dan informasi waktu seketika, tepat, terus-menerus serta dapat diamati di seluruh permukaan bumi setiap saat tanpa tergantung cuaca. Dengan keunggulan tersebut, GPS merupakan satu-satunya sistem navigasi dan penentuan posisi yang layak untuk diperhitungkan. Penentuan posisi navigasi GPS ditentukan dengan pengamatan jarak pseudorange kode C/A. Parameter ini tidak cukup presisi untuk memenuhi persyaratan ketelitian. Oleh karena hal tersebut, maka digunakan metode penggabungan masukan-masukan dari instrument pesawat, GPS dan database internal EGPWS untuk meningkatkan ketelitian posisi pesawat, terutama pada beberapa fase navigasi seperti precission approach, descent dan landing. Kata kunci: EGPWS, CFIT, GPS
1. 1.1
PENDAHULUAN Latar Belakang Perkembangan di bidang transportasi pada saat ini semakin pesat yang didukung oleh kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, salah satu dampak positifnya adalah dengan mudah kita dapat menjangkau tempat-tempat yang jauh letaknya dengan fasilitas transportasi yang ada. Dengan fasilitas transportasi tersebut diharapkan dapat pula mendukung sektor lain yang berkaitan untuk kemajuan pembangunan. Pesawat terbang merupakan salah satu alat transportasi yang dapat menjangkau tempat-tempat yang jauh letaknya dalam waktu yang relatif singkat. Pada dekade terakhir ini Controlled Flight Into Terrain (CFIT) telah menjadi penyebab kecelakaan pesawat udara paling besar. CFIT didefinisikan sebagai peristiwa pada pesawat udara dimana pesawat yang secara mekanis berfungsi normal tetapi dengan tidak sengaja jatuh ke darat, air atau menabrak rintangan. Sejak mulai beroperasinya pesawat jet komersil, lebih dari 9000 kematian disebabkan oleh CFIT. Oleh karena itu menjadi sesuatu hal yang sangat penting untuk segera menurunkan tingkat kecelakaan CFIT, ditambah lagi dengan semakin meningkatnya jumlah pendaratan pesawat terbang komersil dengan cepat. Jika tingkat kecelakaan tersebut dibandingkan dengan jumlah kedatangan maka CFIT akan menjadi salah satu penyebab tertinggi kecelakaan setiap bulan hingga tahun 2010.
Pada awal 1970-an penerbangan Scandinavia menciptakan konsep sistem warning yang akan memperingatkan flight crew jika terbang menuju ke arah gunung. Sinyal peringatan tersebut dibuat dengan menggunakan altimeter dan komputer data udara. Nada peringatan tersebut kemudian diganti dengan suara yang lebih komunikatif misalnya ”pull up” jika arah terbang terbang pesawat memiliki karakteristik menuju ke arah gunung. Alat tersebut kemudian diberi nama Ground Proximity Warning System (GPWS). Tahun 1973 beberapa pabrik pembuat pesawat terbang beserta dengan maskapai penerbangan merekomendasikan untuk memasang GPWS pada pesawat-pesawat mereka, sehingga untuk beberapa tahun kemudian GPWS menjadi peralatan standar bagi sebagian besar pesawat baru. Di akhir 1990-an, GPWS ditingkatkan kemampuannya dan diberi nama Enhanced Ground Proximity Warning System (EGPWS). Sistem GPWS digabungkan dengan data daratan digital dan Global Positioning System (GPS). Komputer menghitung posisi pesawat dengan database daratan. Terrain Display memberikan pilot orientasi visual terhadap titik tinggi dan rendah di sekitar pesawat. 1.2
Tujuan Tujuan dari Kerja Praktek di PT. Dirgantara Indonesia Tbk. Bandung adalah :
1. Mengetahui dan mengenal berbagai macam peralatan navigasi pesawat. 2. Mengetahui sistem komunikasi dan navigasi yang terdapat pada pesawat CN-235. 3. Mengetahui dan mempelajari sistem kerja Enhanced Ground Proximity Warning System (EGPWS) pada pesawat CN-235. 1.3
Pembatasan Masalah Dalam melakukan penyusunan laporan kerja praktek ini, agar pembahasan menjadi terarah, penulis akan membatasi kajian mengenai masalah yang dibahas. Adapun pembahasan yang penulis angkat adalah mengenai deskripsi umum dan komponen sistem kerja pada EGPWS (Enhanced Ground Proximity Warning System). 2 EGPWS Pada Pesawat CN-235 2.1. Definisi EGPWS EGPWS adalah pengembangan dari sistem Ground Proximity Warning System (GPWS). GPWS sendiri adalah suatu peralatan yang dipasang di pesawat dan bertugas memberikan beberapa macam jenis informasi kepada pilot, misal jika pesawat berada terlalu dekat dengan daratan saat terbang, adanya windshear, dan apabila pilot lupa menurunkan roda dan sirip penambah daya angkat (flaps) saat akan mendarat. Cara kerja alat ini adalah membandingkan ketinggian dan kecepatan pesawat mendekati daratan/terrain. Sedangkan EGPWS yang lebih canggih akan membandingkan ketinggian dan posisi pesawat dengan data pegunungan yang tersimpan di memorinya (database) sehingga jika ada data gunung di depan posisi pesawat pada saat itu, alat EGPWS akan berbunyi lebih awal. Bandingkan dengan GPWS yang hanya bisa mendeteksi daratan jika pesawat memang sudah dekat dengan daratan. EGPWS bekerja untuk membantu mencegah kecelakaan yang disebabkan oleh Controlled Flight Into Terrain (CFIT). CFIT adalah sebuah istilah yang artinya sebuah pesawat yang laik terbang dan tidak mengalami kerusakan serta di bawah kendali pilotnya, tanpa sengaja terbang dan menabrak daratan (terrain), penghalang (obstacle), atau air. Penerbangnya biasanya tidak sadar sampai akhirnya terlambat untuk menghindar. Dalam sejarah CFIT, bahkan penerbang yang sangat berpengalamanpun bisa melakukan CFIT tanpa sengaja. Hal ini terjadi karena kelelahan (fatigue), kehilangan orientasi posisi pesawat (disorientation), atau kehilangan kewaspadaan akan keadaan (situational awareness) . Situasi ini biasanya terjadi di tempat dengan dataran tinggi seperti perbukitan dan pegunungan, atau terjadi di dalam keadaan dengan jarak pandang yang rendah dan di dalam awan. CFIT sering terjadi pada saat pesawat turun dari ketinggian jelajah atau pada
waktu mendarat, di dekat bandar udara. CFIT juga bisa terjadi karena kerusakan sebuah alat navigasi di pesawat yang salah memandu penerbangnya. Biarpun jarak pandang yang baik, kerusakan ini biasanya memberi informasi salah pada penerbang dan penerbang mengikuti informasi ini bukannya melihat keluar. Kerusakan ini juga biasanya kecil, tidak mempengaruhi kinerja pesawat tapi mengganggu konsentrasi penerbangnya. EGPWS menggunakan masukanmasukan dari pesawat termasuk attitude (posisi), altitude (ketinggian), airspeed, dan penyimpangan glideslope. Masukan-masukan tersebut digunakan database pegunungan, rintangan, dan landasan untuk memperkirakan potensi terjadinya gangguan antara jalur penerbangan dengan gunung atau rintangan. Gangguan dengan gunung dan rintangan tersebut akan menyebabkan EGPWS memberikan tanda peringatan atau bahaya yang ditampilkan baik secara visual maupun audio. EGPWS juga akan memberi tanda jika terjadi penyimpangan glideslope yang berlebihan, terbang terlalu rendah dengan flaps atau gear yang tidak berada pada posisi pendaratan , atau dapat juga memberikan informasi mengenai ketinggian dan sudut belok pesawat. EGPWS dapat juga mendeteksi kondisi windshear yang sangat kuat jika tesedia instrumen pendukung dalam pesawat tersebut.
Gambar 1 EGPWS
2.2
Gambaran Sistem EGPWS Kemampuan untuk menghindari kecelakaan yang disebabkan CFIT dilakukan dengan memanfaatkan variasi parameter masukan dari pesawat, menggunakan algoritma pemberian alert, dan melengkapi flight crew dengan peringatan berupa pesan suara, tanda-tanda visual dan tampilan. Sistem EGPWS terbagi ke dalam beberapa kelompok komponen yaitu : ● Sensor-sensor pesawat dan sistemsistem yang lain sebagai sinyal masukan. ● Enhanced Ground Proximity Warning Computer (EGPWC)
● Sistem audio flight deck (speaker dan interphone) ● Lampu peringatan (warning light) ● Radar indikator cuaca atau display yang lain yang dapat menampilkan gambar pegunungan. Gambar dibawah menjelaskan blok diagram keseluruhan :
pada siang dan malam hari. Masing-masing satelit mengorbit pada ketinggian 12000 mil dan berotasi sebanyak 2 kali selama 24 jam yang berarti memiliki kecepatan dua kali kecepatan rotasi bumi.
Gambar 4 Susunan satelit GPS
Gambar 3 Blok diagram sistem komputer EGPWS
EGPWC merupakan suatu komputer digital yang memproses sumber informasi yang berasal dari: 1. Radio Altimeter Radio altimeter mengukur ketinggian pesawat dengan kontur di bawahnya dengan cara mengirim gelombang radio dan menghitung waktu yang dibutuhkan pantulan gelombang tersebut kembali.
GPS menjadi salah satu elemen penting dalam sistem navigasi pesawat. Fungsi dari GPS sama dengan DME (Distance Measuring Equipment), yaitu untuk penentuan posisi pesawat. 4. Very high frequency Omni Range (VOR) VOR merupakan salah satu sistem navigasi yang menggunakan gelombang radio dan digunakan oleh pesawat terbang. VOR adalah sebuah alat bantu navigasi udara yang berfungsi untuk menentukan sudut pesawat terhadap peralatan VOR tersebut. Jadi, bila VOR dipasang dekat dengan runaway (bandara) maka pesawat (pilot) dapat mengetahui keberadaannya bahwa dia berada pada sudut “sekian” dari runaway (bandara). 5. Electronic Flight Instrument System (EFIS) EFIS adalah bagian dari sistem navigasi pesawat yang berfungsi mendisplaykan datadata navigasi.
Gambar 4 Ketinggian yang ditunjukkan oleh radio altimeter
Air Data Computer (ADC) Bagian ini menampilkan tekanan udara dan temperatur pesawat. 3. Global Positioning System (GPS) GPS adalah sistem navigasi dan penentuan posisi yang menggunakan satelit. Sistem yang memiliki nama formal NAVSTAR (Navigation Satelite Timing and Ranging) GPS dapat memberikan data posisi tiga dimensi dan didukung dengan jaringan satelit yang berjumlah hingga 24 buah terbagi menjadi 6 orbit yang menyelimuti seluruh permukaan bumi. Sistem ini beroperasi secara terus-menerus, tidak tergantung dengan cuaca, dan mampu bekerja 2.
Gambar 5 Layar EFIS
Flap Position Control System Pada bagian ini pilot mengontrol konfigurasi dari penurunan flap. 7. Landing Gear Position Control System Pada bagian ini pilot mengontrol konfigurasi dari penurunan landing gear. 6.
Output EGPWS merupakan intisari dari hasil pengukuran instrumen-instrumen pesawat, informasi GPS dan database internal. Oleh karena itu, ketelitian pengukuran EGPWS tergantung dengan sinyal masukannya. Karena tidak ada sensor tunggal yang dapat memberikan informasi ketinggian yang akurat pada seluruh fase penerbangan dan kondisi atmosfer, EGPWS menghitung perkiraan rata-rata ketinggian menggunakan ketinggian berdasarkan GPS dan tekanan udara, posisi pesawat, dan database landasan dan gunung internal. Hitungan perkiraan tersebut dinamakan geometric altitude. Dengan menggunakan fungsi geometric altitude, EGPWS dapat beroperasi mendekati kenyataan pada variasi temperatur dan tekanan udara yang ekstrim, dan tidak mudah salah karena kesalahan setting flight crew serta tidak membutuhkan banyak masukan atau prosedur khusus oleh flight crew jika beroperasi pada kondisi QFE (Q-Field Elevation). EGPWS menggunakan database guung dan rintangan untuk menampilkan gunung yang ada di sekeliling pesawat pada layar EFIS. Berikut gambar tampilan pegunungan pada layar EFIS:
Gambar 6 Tampilan pegunungan pada layar EFIS
EGPWS akan membandingkan mode di atas dengan posisi pesawat ke dalam database internal dan akan memberikan peringatan dan tampilan untuk meningkatkan rasa aman dan keamanan. Dengan menggunakan ketepatan informasi GPS, GPS akan memberikan posisi, lintasan, dan kecepatan terhadap daratan (ground speed). Dengan informasi ini pula EGPWS dapat memberikan tampilan grafis posisi pesawat relatif terhadap gunung dan akan memberikan informasi kepada flight crew potensi terjadinya konflik dengan gunung atau rintangan. Konflik akan dideteksi dan peringatan akan diberikan jika pesawat masuk ke dalam lingkaran sampul modulasi pada jalur penerbangannya. Peringatan akan diberikan dalam bentuk visual dengan menggunakn lampu tanda caution atau warning, audio berupa ucapan yang berhubungan dengan bentuk konflik, dan warna visual pada layar relatif dengan posisinya di depan pesawat. Berikut penjelasan beberapa fungsi dari EGPWS : 1. Mode 1 Excessive descent rate Pada mode ini pesawat turun (descent) dengan cepat sekali. Sehingga apabila pesawat mulai turun dengan cepat dan di luar batas normal maka akan ada peringatan "SINK RATE!, SINK RATE!", dan akan mengaktifkan lampu EGPWS. Dan apabila pesawat bertambah cepat maka akan ada peringatan "PULL UP!, PULL UP".
Database tersebut harus dilakukan update terus menerus agar data yang terkandung di dalamnya selalu sesuai. FAA selalu melakukan update datadata penerbangan setahun sekali, sehingga perlu untuk melakukan update data setiap tahun atau jika ada perubahan akan adanya daerah-daerah ketinggian baru yang berpotensi mengganggu jalur penerbangan. 2.3
Fungsi-fungsi EGPWS Di bawah ini adalah mode-mode dasar EGPWS: Gambar 8 Mode 1 Excessive Descent Rate
2.
Gambar 7 Sistem EGPWS
Mode 2 Excessive terrain closure rate Pada mode ini pesawat tidak turun dengan cepat, akan tetapi jarak dengan terrain di bawahnya berkurang dengan cepat maka akan ada peringatan "TERRAIN!, TERRAIN!" dan bisa diikuti dengan "PULL UP!, PULL UP" jika flaps dan landing gear tidak diturunkan.
Gambar 9 Mode 2 Excessive Terrain Closure Rate
3.
Mode 3 Sink After Takeoff Pada mode 3 ini setelah lepas landas atau go around, pesawat malah turun bukannya naik maka akan menimbulkan peringatan "DON'T SINK!, DON'T SINK".
Gambar 10 Mode 3 Sink after Takeoff
4.
Mode 4 Too Close to Terrain Pada mode 4 ini kondisi pesawat mendekati terrain/daratan tapi flight crew tidak menurunkan landing gear dan flaps untuk mendarat maka akan keluar peringatan "TOO LOW TERRAIN", atau "TOO LOW GEAR" atau "TOO LOW FLAPS".
Gambar 11 Mode 4 Too Close to Terrain Kondisi “too low gear”
Gambar 12 Mode 4 Too Close to Terrain Kondisi “too low flaps”
5.
Mode 5 Excessive Deviation Below Glideslope
Mode 5 memberikan dua tingkat tanda peringatan ketika pesawat turun di bawah glideslope yang berakibat pada pengaktifan lampu caution dan pesan suara EGPWS. Tingkat pertama terjadi ketika radio altitude di bawah 1000 feet dan pesawat berada pada 1.3 titik atau lebih besar di bawah pancaran glideslope. Hal tersebu akan menghidupkan lampu caution dan dinamakan dengan tanda “soft” sebab pesan suara “glideslope” akan berbunyi dengan volume setengah. Pertambahan volume 20% dan bertambahnya kecepatan keluar pesan suara seiring dengan bertambahnya perbedaan glideslope. Tingkat kedua terjadi ketika radio altitude di bawah 300 feet dengan perbedaan glideslope 2 titik atau lebih. Kondisi ini dinamakan tanda “hard” oleh karena pesan suara “glideslope, glideslope” yang akan berbunyi setiap 3 detik hingga keluar dari sampul “hard”. Lampu caution akan tetap menyala hingga perbedaan glideslope kurang dari 1.3 titik.
Gambar 12 Tampilan Display Glideslope
Gambar 13 Mode 5 Excessive Deviation Below Glideslope
6.
Mode 6 Advisory Callouts (teriakan laporan) Mode 6 memberikan suara laporan berdasarkan pada menu pilihan yang telah ditentukan pada saat instalasi . laporan tersebut berisi suara atau atau nada radio altitude. Tidak ada tanda visual yang menyertai laporan ini. Berikut ini daftar laporan dan nada ketinggian yang tersedia : Tabel 1 Advisory Callouts
Laporan
terjadi pada (feet AGL)
“radio altimeter”
2500
”twentyfive hundred”
2500
”one thousand”
1000
”five hundred”
500
”four hundred”
400
”three hundred”
300
”two hundred”
200
”fifty above”
DH+50
”one hundred”
100
”eighty”
80
”sixty”
60
”fourty”
40
”twenty”
20
”five”
5
3. PENUTUP 3.1. Kesimpulan Dari uraian di atas dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Fasilitas Navigasi Udara merupakan rambu-rambu udara yang dipergunakan untuk membantu penerbang dalam mencapai tujuan penerbangan. 2. EGPWS merupakan salah satu alat navigasi pada pesawat CN 235. 3. EGPWS adalah sebuah sistem yang akan memberikan rasa aman terhadap gunung dan perairan disekitar jalur penerbangan. EGPWS dirancang untuk meminimalisasi kecelakaan CFIT dimana kecelakaan tersebut terjadi pada saat pesawat terbang yang secara mekanis berfungsi normal tetapi secara tidak sengaja jatuh atau menabrak rintangan. 4. EGPWS akan menampilkan kondisi yang tidak aman tersebut kedalam bentuk audio dan visual (lampu dan tampilan grafis). Hilangnya tampilan grafis tidak akan mengganggu kinerja komputer EGPWS asal sinyal-sinyal yang diperlukan untuk operasi masih tersedia. 5. Database internal EGPWS harus selalu dilakukan update agar pengukurannya akurat. 3.2. Saran 1. Pada pengembangan yang lebih lanjut untuk sistem navigasi yang lebih baik, EGPWS dapat ditambahkan dengan TCAS (Traffic Collision Avoidance System) untuk menambah rasa aman flight crew, karena TCAS akan memberikan warning pada saat akan terjadi pertemuan dua jalur penerbangan yang sama. 2. Mengingat semakin meningkatnya jumlah pendaratan pesawat komersil, maka untuk menambah rasa aman perlu memasangkan EGPWS pada setiap pesawat komersil. 4.
.
DAFTAR PUSTAKA http://www.indonesian-aerospace.com http://www.ilmuterbang.com
