AIRPLANE PRESSURIZATION

(1)

ANDRI ROHENDI (01303-056) BAB III PRESSURIZATION SYSTEM

BAB III

SISTEM PENGATURAN TEKANAN

PADA KABIN PESAWAT TERBANG BOEING 747-400

3.1. Airplane Pressurization

Gambar 3.1 Airplane Pressurization

AIRPLANE

PRESSURIZATION

PRESSURE RELIEF

SYSTEM

CABIN PRESSURIZATION CONTROL SYSTEM NEGATIVE RELIEF POSITIVE RELIEF INDICATION AND WARNINGS MANUAL AUTOMATIC

(2)

Cabin Pressurization Control mengendalikan tekanan kabin, tingkat perubahan dari tekanan kabin dan perbedaan antara kabin dan tekanan ambient. Tekanan udara pesawat terbang terdiri dari sistem pengaturan tekanan udara kabin dan sistim cadangan / pendukung. Sistem pengaturan tekanan udara dapat dioperasikan di dalam modus manual dan otomatis. Sistem pelepas tekanan udara kabin menyediakan pelepas tekanan positif , pelepas tekanan negatif, indikasi-indikasi dan peringatan.

3.2. Cabin Pressurization System (sistim tekanan udara kabin)

Sistim tekanan udara kabin menyediakan kenyamanan penumpang secara maksimum dan keselamatan dengan beban kerja awak kapal terbang yang minimum. Ini tercapai dengan pengaturan pembuangan muatan udara yang dikondisikan dari kabin oleh dua buah katup outflow.

Sistim ini terdiri dari cabin pressure control selector panel, dua cabin pressure control (A dan B ), auxiliary panel (p212, p213), dan dua interface control unit. Pelepas tekanan disediakan oleh dua katup pelepas tekanan. Pelepas tekanan negatif disediakan oleh dua pintu pelepas tekanan di dalam haluan dan dua pintu pelepas di dalam pintu kompartemen kargo belakang.

(3)

Gambar 3.2 Cabin pressurization system Sumber :Air Transport Association (ATA 21-6)

3.3. Cabin Pressurization Control System (Sistem Pengaturan Tekanan Udara Kabin)

Mode sistim pengoperasiannya dilakukan oleh cabin pressure selector panel yang menyediakan pengoperasian secara manual dan otomatis. Keluaran dari panel disediakan untuk dua cabin pressure controllers bersama-sama dengan data dari ADCs (Air Data Computers), FMC (Flight Management Computrer) dan sistim autopilot . Pengendali A secara normal mengasumsikan pengaturan dengan masing-masing penerbangan. Pengendali B akan menyediakan pengaturan cadangan / pendukung jika diperlukan. Dengan begitu, pengendali A akan mengatur kedua ICU kiri dan ICU kanan selama penerbangan.

Interface control units (ICUs) menggabungkan keluaran pengendalian dan mengirimkan sinyal operasi untuk kedua katup outflow. ICU kanan mengirimkan

(4)

sinyal operasi kepada katup outflow sebelah kanan. ICU kiri mengirinkan sinyal operasi kepada katup outflow sebelah kiri. Kedua katup outflow dapat dioperasikan secara manual dari selector panel sampai auxiliary panel dengan melewati controller dan interface control units. posisi katup outflow di atur oleh interface units, controllers dan selector panel.

Gambar 3.3 cabin pressurization control system Sumber :Air Transport Association (ATA 21-6)

Gambar 3.4 flight management computrer Sumber :Air Transport Association (ATA 21-6)

(5)

3.3.1. Cabin Pressurization Control System Control and Indication

Cabin pressurization control system control and indication ditempatkan di m181 cabin pressure selector di p5.

Gambar 3.5 cabin pressure selector panel Sumber :Air Transport Association (ATA 21-6)

Control dan indication terdiri atas :

Kiri dan kanan indikasi kedudukan katup outflow.

Landing Altitude (LDG ALT) saklar selektor dan tombol. AUTO SELECT saklar untuk pengendali tekanan A dan B.

Kiri dan kanan manual (MAN L, MAN R) dengan ON tombol lampu.

(6)

Outflow velve OPEN/CLOSE sakelar-tekan

Gambar 3.6 Engine indication crew alert system (EICAS)

Sumber:Air Transport Association (ATA 21-6) 3.3.2. Cabin Pressure Controller

Kedua cabin pressure controller (A dan B), menyediakan sinyal-sinyal operasi untuk kedua katup outflow secara otomatis di dalam setiap pengoperasiannya. Controller itu ditempatkan di main equipment center di rak E1 dan E2 dan secara elektris dihubungkan. Masing-masing pengendali menerima masukan tekanan kabin melalui port di bagian depan dari controller. Masukan dari cabin pressure control selector panel, ICUs, ADCs dan FMCs disampaikan ke controller. Keluaran dari controller disampaikan ke katup outflow melalui ICUs dan di tampilan EICAS.

(7)

Gambar 3.7 cabin pressure controller

Sumber:Air Transport Association (ATA 21-6) 3.3.3. Interface Control Units

ICUs menerima masukan dari pressure controller dan katup outflow. ICUs bertindak sebagai perantara dengan mengubah sinyal digital antara CPCs dan pemasangan katup outflow. ICU yang kiri mengendalikan katup outflow yang kiri dan ICU yang kanan mengendalikan katup outflow yang kanan. ICUs menerima informasi dari posisi katup outflow dan mengirimkannya kepada controller untuk sistim operasi.

3.3.4. Outflow Valve

Outflow valve berjumlah 2 unit yang terletak di ekor pesawat. Outflow valve membuka pada saat tekanan kabin tinggi untuk membuang sebagian udara terkondisi di kabin, dan menutup pada saat tekanan kabin rendah. Mekanisme

(8)

buka tutup outflow valve dilakukan oleh cabin pressure controller system (CPCS). Pada saat CPCS beroperasi secara manual, buka tutup outflow valve dilakukan dari kokpit melalui selector panel.

Gambar 3.8 outflow valve

Sumber:Air Transport Association (ATA 21-6)

Katup outflow adalah satuan daerah variabel yang mengendalikan tingkat pelepasan dari udara yang dikondisikan oleh pressurized compartment. Masing-masing katup mempunyai dua pintu flapper yang dihubungkan oleh batang ikat dan digerakan oleh actuator. Actuator terdiri dari gearbox case dengan 115 volt AC (alternating current) motor (otomatis), 28 volt DC (direct current) motor (manual) dan posisi feedback dan indication potentiometers. Metal screen di atas katup mencegah masuknya sesuatu saat mesin beroperasi.

Katup outflow beroperasi ketika cabin pressurization control system sedang berfungsi di dalam mode otomatis. Katup outflow ditempatkan di daerah

(9)

bagian belakang pesawat dari bulk cargo comparment. Akses ke kedua katup outflow melalui pintu masuk di dalam bulkhead dari bulk cargo compartment.

Main Outflow Valve

Dikendalikan oleh sistim pressurisasi. Mengatur tekanan kabin dengan menyesuaikan outflow dengan udara di dalam kabin.

Mula-mula outflow valve (yang ditunjukkan di sini) membuka ke dalam badan pesawat terbang.

Kemudian outflow valves membuka ke luar badan pesawat terbang..

Dari Dec 2003 kedepan, outflow valve utama diberi gigi untuk mengurangi kebisingan aerodinamika. Penampilannya yang menakutkan

membantu juga untuk menghalangi orang-orang memasukan tangan atau sesuatu kedalam outflow

valve tersebut.

Outflow valve flapper door

Pintu flapper adalah bagian dari katup outflow. Mereka berfungsi untuk mengendalikan tingkat pelepasan udara yang dikondisikan dari kabin yang diberi tekanan. Gerakan flapper tercapai oleh dua motor (AC dan DC motor) dan satu actuator di masing-masing katup. Bergeraknya pintu flapper dikendalikan oleh pressure controller dan ICUs, selama di operasikan secara

(10)

otomatis. Selama beroperasi secara manual gerakan pintu flapper dikendalikan oleh awak kapal terbang melalui sakelar-tekan yang manual di cabin pressure control selector panel.

Ketika pesawat berada di darat pintu flapper membuka penuh. Setelah pesawat udara menjangkau 65 knot, pintu flapper menutup sedikit. Selama penerbangan pintu flapper akan mengatur sendiri.

Outflow valve position indication and EICAS displays

Indikasi kedudukan katup outflow di M181 CABIN PRESSURE SELECTOR. Itu terdiri dari dua indikator menunjukan posisi katup antara OPEN (OP) dan CLOSE (CL). Indikator menerima masukan-masukan kedudukan katup dari potensiometer yang berada di masing-masing katup outflow. Indikasi kedudukan katup outflow juga dipertunjukkan pada ECS synoptic dan ECS. ECS synoptic display

Tampilan ECS synoptic display menyediakan indikasi kedudukan katup outflow di bentuk yang serupa ke indications di CABIN PRESSURE SELECTOR PANEL. Itu terdiri dari dua indikator yang menunjukan kedudukan katup antara OPEN (OP) dan CLOSE (CL). Di dalam mode manual, tampilan itu berwarna kekuning-kuningan dan di dalam mode otomatis yang ditampilkan itu berwarna putih.

(11)

Gambar 3.9 Outflow valve position indication

Sumber:Air Transport Association (ATA 21-6)

Gambar 3.10 Outflow valve position indication EICAS display

Sumber:Air Transport Association (ATA 21-6) 3.4. Pressurization System Capabilities

Sistim tekanan udara dirancang untuk menyediakan ketinggian kabin yang maksimum 8.000 ft selama ketinggian jelajah yang tinggi. Hal ini mengakibatkan

(12)

perbedaan tekanan kabin mencapai 8.9 psid

Suatu penerbangan yang khas (yang disederhanakan) terdiri dari taxi, takeoff, climb, cruise, descent, landing dan taxi. Pressurization system mengatur tekanan kabin tampa melebihi tekanan differential . Selama climb, ketinggian kabin melebihi tingkat yang telah disesuaikan. Ketinggian kabin selama cruise harus dipelihara / dipertahankan di ketinggian yang mungkin yang paling rendah. selama pendaratan, ketinggian kabin berkurang pada tingkat pengaturan, dan sistem pengaturan menjadwalkan ketinggian kabin sama seperti ketinggian ambient atas landasan pendaratan.

Derivasi ketinggian kabin digambarkan oleh contoh yang berikut. Jika pesawat udara itu sedang menjelajah pada 45.000ft, tekanan ambient adalah 2.14 psia, dan tekanan kabin adalah 2.14+8.9 atau 11.04 psia. Hal ini sama dengan ketinggian kabin di 7.300ft.

3.4.1. Ground and takeoff pressurization system operation Ground dan takeoff (automatic mode)

Di darat, katup outflow membuka penuh membiarkan ketinggian kabin sama seperti ketinggian landasan. Ketika di dalam ground mode dan kecepatan pesawat terbang di landasan pesawat terbang melebihi 65 knot, sistim tekanan udara bekerja pada saat pesawat tinggal landasan dan menjadwalkan katup ke arah posisi menutup. Ketinggian kabin berkurang pada 500 ft/ menit (nominal) untuk sekitar 50 ft di bawah elevasi landasan untuk memperkecil pengaruh dari benturan tekanan pada putaran pesawat udara. Jika kecepatan di darat kembali di bawah 65 knot, sistim kembali ke ground mode.

(13)

TUGAS AKHIR 40

Gambar 3.11 Pressurization System Capabilities Sumber :Air Transport Association (ATA 21-6)

END LANDING TAKEOFF CABIN ALTITUDE MAX DIFFENTIAL PRESSURE 8.9psid SEE LEVEL START TIME CABIN AIRPLANE AIRPLANE CRUISE ALTITUDE IN C R E S IN G

(14)

Gambar 3.12 Ground and takeoff pressurization system operation Sumber :Air Transport Association (ATA 21-6)

Climb (mode automatic)

Sistim tekanan udara bekerja ke mode pengoperasian climb dengan masukan dari sistim udara / ground. Mode climb mempunyai eksternal climb dan intenal climb. Di dalam eksternal climb, pengaturan tekanan menerima masukan data climb dari Flight Management Computers (FMC) dan ketinggian kabin selama climb dikendalikan seperti itu supaya tingkat perubahan konstan. Tingkat perubahan, yang ditentukan dari FMC, mestinya tidak melebihi 300 ft/menit diatas permukaan laut. Internal climb digunakan ketika data tidak tersedia dari FMC.

(15)

Ketika di dalam internal climb, pressure controller mengasumsikan ketinggian jelajah 45.000 ft dan tingkat ketinggian kabin akan berubah sesuai dengan itu (8.000 ft).

Ground takeoff dan Climb (manual mode)

Jika mode otomatis tidak tersedia, mode manual harus diaktipkan. Pada saat ground, takeoff dan climb pengaturan tekanan udara secara manual dicapai dengan tombol/saklar katup yang berada di CABIN PRESSURE SELECTOR PANEL dan memonitoring indikator dan tampilan EICAS.

3.4.2. Cruise, descent, landing pressurization system operation Cruise (automatic mode)

Cruise mode ditetapkan ketika pesawat terbang menjangkau ketinggian 100 ft dengan ketinggian jelajah diatur di FMC. Pressure controller di dalam cruise mode memelihara ketinggian kabin di dalam batas ± 25 ft pada tekanan diferensial sampai dengan 8.9 psi dengan mengatur katup outflow.

Ketika FMC mengalami kegagalan data, controller menggunakan penjadwalan cruise/climb internal yang disimpan di dalam controller. Kondisi jelajah ditetapkan ketika kecepatan naik pesawat udara kurang dari 100 ft/menit selama 45 detik.

Descent, landing automatic mode

Mode pendaratan mempunyai dua cara, pendaratan eksternal dan pendaratan internal. Di dalam pendaratan eksternal, pressure controller menerima masukan data pendaratan dari FMC dan mengendalikan perubahan ketinggian kabin sama dengan tingkat pendaratan pesawat.

(16)

Gambar 3.13 Cruise, descent and landing pressurization system operation Sumber :Air Transport Association (ATA 21-6)

Pendaratan internal digunakan ketika data dari FMC tidak tersedia. Ketika mengunakan pendaratan internal, controller menggunakan cadangan penjadwalan pendaratan yang tersimpan di dalam controller. Penjadwal pendaratan ditetapkan ketika pesawat terbang turun ±2000 ft.

Tingkat pendaratan yang nominal adalah 200 ft/menit, dengan batas maksimum 300 ft/menit dan batas minimum 200 ft/menit. Selama pendaratan, controller mengoperasikan katup outflow ke arah posisi terbuka. Selama pendaratan, jika ketinggian pesawat udara bervariasi kurang dari 250 ft untuk 2 menit, tekanan kabin dilanjutkan untuk ditingkatkan sampai jangkauan yang telah ditentukan, sebelum memilih ketinggian lapangan terbang atau tekanan diferensial di mulai dari pendaratan.

(17)

Cruise, descent, landing manual mode

Jika mode otomatis tidak tersedia, mode manual harus diaktipkan. Pada saat cruise, descent dan landing pengaturan tekanan udara secara manual dicapai dengan tombol/saklar katup yang berada di CABIN PRESSURE SELECTOR PANEL dan memonitoring indikator dan tampilan EICAS.

3.5. Cabin Pressurization Relief System

Untuk mengeluarkan tekanan differential yang berlebih digunakan sistem pelepas tekanan udara kabin untuk melindungi kompartemen pesawat terbang dan kargo terhadap tekanan diferensial yang berlebihan. Indication berada di flight deck. Perlindungan disediakan oleh katup pelepas tekanan, pintu-pintu pelepas tekanan negatif, dan vent pelepas tekanan udara. Tekanan pelepas secara cepat disiapkan untuk pengurangan tekanan udara di kompartemen kargo dan penumpang.

Gambar 3.14 Cabin Pressurization Relief System Sumber :Air Transport Association (ATA 21-6)

(18)

3.5.1. Pressure relief valve

Kedua katup pelepas tekanan, atas dan bawah, menyediakan pelepas tekanan positif ketika kompartemen badan pesawat terbang diberi tekanan. Katup itu ditempatkan di sisi bawah sebelah kiri dari badan pesawat terbang di dalam kompartemen kargo bagian depan dan dapat diakses dengan memindahkan panel dinding samping. Kedua katup ini juga, ditempatkan di atas dan di bawah katup outflow utama, untuk melindungi struktur pesawat terbang terhadap tekanan berlebih jika sistem kendali pressurisasi gagal.

Gambar 3.15 Pressure relief valve Sumber :Air Transport Association (ATA 21-6)

(19)

Katup akan membuka pada 9.25 psi tekanan differensial untuk melepaskan tekanan di bagian badan pesawat terbang. Penetapan back up pelepas tambahan di set menjadi 9.70 psi tekanan diferensial. Posisi katup yang terbuka dapat terlihat di EICAS di dalam kompartemen penerbangan dengan mengatur kedudukan katup.

3.5.2. Pressure relief valve door

Katup pelepas tekanan membuka ke luar di bagian bawah sisi sebelah kiri dari kulit badan pesawat terbang. Pembukaan itu dilindungi oleh dua blowout door untuk masing-masing katup. Selama katup pelepas tekanan beroperasi, dalam posisi terbuka blowout door membuka dan menutup. Hal ini memberikan indikasi positif bahwa pelepasan tekanan sudah terjadi. setelah mendaratan, pintu harus ditutup secara manual dengan mendorong mereka dari luar pesawat.

(20)

Gambar 3.16 Pressure relief valve door Sumber :Air Transport Association (ATA 21-6)

3.5.3. Negative pressure relief door

Berfungsi untuk mencegah kerusakan ruang hampa udara pada pesawat terbang selama terjadinya pendaratan yang sangat cepat. Ini merupakan suatu pegas beban katup-engsel, supaya membuka ke arah dalam pada -1.0 psid. Empat pintu pelepas tekanan negatif menyediakan pelepas tekanan negatif antara tekanan ambient dan kompartemen badan pesawat terbang yang diberi tekanan. Masing-masing pintu merupakan pegas beban katup-engsel yang ditutup plat segi empat kira-kira 9 inci dan 12 inci. Dua pintu ditempatkan di bagian atas dari kedua haluan dan pintu kompartemen kargo belakang dan juga rata dengan kulit badan pesawat terbang.

Pintu itu normalnya membuka sebelum pintu dibuka oleh pintu mekanis. Setelah pintu kargo tertutup dan dikancing, pintu itu secara parsial membuka (bagian atas dari pintu terbuka ke dalam pesawat sampai dengan 0.50 inci dari

(21)

kulit pintu). Sebagian pintu terbuka memeriksa agar pengancing pintu kargo tertutup dan mengancing.

Gambar 3.17 negative pressure relief valve door Sumber :Air Transport Association (ATA 21-6)

3.6. Pitot Static

Pitot static adalah salah satu sistem yang akan selalu merupakan bagian dari suatu pesawat terbang, pengertian akan sistem ini sangatlah penting karena untuk mencari sebab-sebab kerusakan pada sistem ini. Sistem pitot statik terdiri dari :

Pitot tube atau Pitot Head

Pitot tube kadang-kadang juga disebut pitot head atau pressure head. Jenis-jenis tekanan udara yang terjadi pada pitot head adalah :

1. PITOT PRESSURE : tekanan udara pada suatu bidang yang disebabkan oleh bergeraknya bidang tersebut di udara.

2. STATIC PRESSURE : tekanan udara dalam bidang terbuka.

Pada gambar 4.16 terlihat bahwa pada pitot head terdapat pitot tube dengan lubangnya berada di ujung depan dan ststic hole yaitu lubang-lubang untuk

(22)

menghubungkan atmosfir dengan saluran-saluran di dalam sistem ini, berada di sekitar pitot head.

1. Heating elemant

2. Static slot

3. Pitot tube connection

4. Static tube connection

5. Heater elemant cabel

6. External drain hole

7. Pitot tube drain hole

Gambar 3.18 pitot tube

Sumber : buku instrument pesawat terbang

Untuk mencegah masuknya tekanan dinamis melalui lubang static maka arah lubang harus tegak lurus dengan arah aliran udara. Terdapat pula alat pemanas (heating alemant) guna mencegah tertutupnya lubang-lubang dalam pitot head oleh es. Terdapat pula water trap (perangkap air) guna mencegah masuknya air kedalam sistem ini, air di buang melalui lubang pitot tube drain hole. Bila pesawat tidak sedang terbang maka pitot tube ini harus di tutup dengan pitot cover untuk mencegah supaya pitot tube tidak kemasukan kotoran atau oleh serangga.

3.7. Pressurization indicating and warning system

Cabin altitude indication and warning

Cabin altitude berada di cabin pressure controller dimonitor di dalam tampilan utama EICAS dan berfungsi untuk mengatur ketinggian pesawat. Di

(23)

cabin altitude terdapat Cabin altitude warning horn, yang akan bunyi ketika Cabin altitude melebihi 10,000ft. Suaranya seperti take-off config warning horn dan dapat dihilangkan dengan menekan tombol ALT HORN CUTOUT.