RANCANG BANGUN SISTEM REKONSTRUKSI LINTAS TERBANG PESAWAT UDARA DENGAN PERANGKAT LUNAK X - PLANE

(1)

LINTAS TERBANG PESAWAT UDARA

DENGAN PERANGKAT LUNAK X - PLANE

TESIS

Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari

Institut Teknologi Bandung

oleh

JAVENSIUS SEMBIRING

NIM : 23605004

PROGRAM STUDI MAGISTER DAN DOKTOR

TEKNIK PENERBANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

(2)

ABSTRAK

RANCANG BANGUN SISTEM REKONSTRUKSI

LINTAS TERBANG PESAWAT UDARA

DENGAN PERANGKAT LUNAK X-PLANE

Oleh

Javensius Sembiring NIM : 23605004

Berbagai kasus kecelakaan pada moda transportasi udara terjadi dari tahun ke tahun. Kecelakaan – kecelakaan tersebut melibatkan pesawat udara sipil maupun pesawat udara militer. Pada kasus kecelakaan pesawat udara hal yang sering menjadi kajian adalah penyebab terjadinya kecelakaan tersebut. Untuk dapat melakukan proses evaluasi suatu kecelakaan maka diperlukan data – data hasil rekaman pada pesawat tersebut. Namun dalam berbagai kasus kecelakaan sering sekali data – data terbang pesawat tersebut tidak ditemukan. Dilain sisi diperlukan evaluasi terhadap penyebab – penyebab terjadinya sebuah kecelakaan. Evaluasi ini diperlukan untuk menganalisis penyebab kecelakaan sehingga kejadian dengan penyebab serupa dapat dihindari pada penerbangan – penerbangan berikutnya. Berdasarkan kebutuhan di atas, pada tesis ini dirancang dan dibangun suatu sistem yang dapat merekonstruksi suatu lintas terbang pesawat udara yang disebut sebagai sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara. Rancang bangun sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara ini dilakukan dengan menggunakan tiga unit komputer dengan fungsi yang berbeda – beda. Software pendukung yang digunakan pada sistem ini adalah X-Plane, Matlab, dan Google Earth. Untuk melakukan rekonstruksi lintas terbang diperlukan data – data sebagai dasar untuk merekonstruksi lintas terbang yang terjadi. Pembagian tipe sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara pada rancang pada tesis ini dibagi menjadi tiga tipe yaitu tipe A, tipe B dan tipe C dengan urutan data lengkap, data yang kurang lengkap sampai dengan data yang sangat minim. Melalui implementasi pada sistem yang dirancang diperoleh bahwa sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara yang dibangun mampu merekonstruksi lintas terbang suatu pesawat udara baik data terbang yang lengkap maupun data terbang yang sangat minim.

(3)

ABSTRACT

DESIGN AND DEVELOPMENT OF AIRCRAFT

FLIGHT PATH RESCONSTRUCTION SYSTEM

USING X-PLANE

by

Various accidents at air transportation mode happen from year to year. The accidents happen not only on civil aircraft but also on military aircraft. The matter which become study in aircraft accidents case is the cause of the accident. To evaluate an accident hence needed the recording data from aircraft. But in many aircraft accidents the flight data can not be found. While it is needed to evaluate the cause of accidents. This evaluation is needed to analyse the cause of accident so that the occurrence with similar cause can be avoided.

Based on the above requirement, this thesis will design and develop the system which can reconstruct the flight path of aircraft and this system is called as flight path reconstruction system of aircraft. Design and development of aircraft flight path reconstruction system is done by using 3 unit of computers. The software which is used in this thesis are X-Plane, Matlab and Google Earth. To reconstruct the aircraft flight path, it is needed the flight data as basis to recontruct the flight path. The division of aircraft flight path reconstruction system in this thesis is divided into three types, A Type (complete data), B Type (less complete data) dan C Type (very minim data). Through implementation to the system, it is obtained that the flight path reconstruction system is capable to reconstruct the aircraft flight path with complete data and also a very minim data.

(4)

LEMBAR PENGESAHAN

RANCANG BANGUN SISTEM REKONSTRUKSI

LINTAS TERBANG PESAWAT UDARA DENGAN

PERANGKAT LUNAK X – PLANE

oleh

Program Studi Teknik Penerbangan Institut Teknologi Bandung

Menyetujui, Tim Pembimbing

Tanggal ………

Pembimbing I, Pembimbing II,

__________________ _________________

(5)

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS

Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya.

Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.

(6)

HALAMAN PERUNTUKAN

Dipersembahkan kepada kedua orang tuaku…

(7)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah atas kasih setia dan kasih karunia-Nya yang senantiasa menyertai sehingga laporan Tesis ini dapat diselesaikan. Selama proses pengerjaan Tesis ini, Penulis banyak mendapatkan kontribusi dari berbagai pihak dan oleh sebab itu dari lubuk hati yang paling dalam Penulis mengucapkan terimakasih kepada :

o Bapak Dr. Hari Muhammad, sebagai dosen pembimbing I. Terimakasih

atas semua yang telah Bapak berikan : nasehat, bimbingan, waktu, dan tenaga.

o Bapak Dr. Toto Indriyanto, sebagai dosen pembimbing II yang telah

meluangkan waktu dan tenaga serta motivasi yang berguna bagi Penulis. Terimakasih juga untuk tiga unit komputer yang sudah Penulis pakai selama proses pengerjaan Tesis ini.

o Bapak Prof. Said D. Jenie, Sc.D, Dr. Hisar M. Pasaribu, dan Dr. Taufiq

Mulyanto sebagai dosen penguji yang telah memberikan kritik dan saran yang berarti bagi Penulis.

o Staf Tata Usaha Departemen Teknik Penerbangan : Mbak Novi, Mbak

Dian, Mbak Putik, Pak Imin, dan Mas Andri juga Mbak Vika sebagai staf perpustakaan yang baik hati.

o Mas Doni dan Mas Kurniantoro, terimakasih untuk diskusi X-Plane dan

plugin-nya.

o Mas Singgih Satrio Wibowo, Mas Uuh Muhdy Zaeny. Terimakasih Mas

untuk segala hal, sudah boleh berbagi cerita dan menjadi teman yang baik. Terimakasih, perjalanan kita masih panjang.

o Yazdi I. Jenie, Ajenk dan Mas Dany. Gerombolan WiSE yang tangguh –

tangguh. Di depan masih banyak yang harus dilakukan, proyek, kuliah, dan nonton bareng ☺.

o Teman – teman S2: Mas Nanang, Mas Asep, Mas Ferry, Afiyan, Ilham,

Alex, Iqbal, Digit, Deplian, Icha, Minda,Akhmad Yani, Van Bo, Anh, dan Nam.

(8)

o Semua teman – teman PN’99, Kristian, Mukhlason terimakasih buat teleponnya, teman PN lainnya Angga, Hendra, Reza, Sony, Anor, Budi, Rio dan Andre.

o Pembimbing rohani-ku: Mas Agung, Mas Teja, Bang Nangin dan Bang

Alexius.

o Ari Naftali, Albertus, Ronald, Hendra Jaya, Effendi, Roni, Gerry, Modcar,

Budi,Rudi, Nikolai, Mitra. Terimakasih untuk boleh saling membangun di dalam Tuhan. Kalian selalu ada di dalam doaku.

o Nav Team: Bang Atur (terimakasih untuk semuanya Bang), Parlin,

Gerson, Deddy, Mbak Engki, Sonti, Oinike, Debora, Pricillia, Diana, Jonathan, Ronald, Juni, dan Ester.

o Keluarga Cemara plus: Parlin, Rudi, Sudi, Gerry, Caleb, Martin

(terimakasih untuk bantuan malam sebelum seminar).

o Kakak yang terkasih Eva Ulina beserta Bang Alas dan keponakanku

Bergita. Kedua adikku yang tersayang Afrida Bernadetta dan Eko Hari Dani Sembiring

o Bapak dan Mamak tercinta di Seberaya yang telah memberikan kasih

sayang, doa dan nasehat untuk Javen.

Sebagai penutup, penulis berharap agar laporan Tesis ini dapat bermanfaat bagi pihak – pihak yang berkepentingan. Kritik dan saran yang membangun Penulis harapkan.

Bandung, Juni 2007

(9)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i ABSTRACT ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS ... iv

HALAMAN PERUNTUKAN ... v

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL ... xiii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

I.1 Latar Belakang ... 1

I.2 Kajian Masalah, Tujuan dan Ruang Lingkup Permasalahan ... 3

I.3 Sejarah Pengembangan Sistem Rekonstruksi Lintas Terbang Pesawat Udara ... 4

I.4 Sistematika Penulisan ... 5

BAB II PERSYARATAN DAN TARGET RANCANG BANGUN SISTEM REKONSTRUKSI LINTAS TERBANG PESAWAT UDARA ... 7

II.1 Definisi ... 7

II.2 Persyaratan Perancangan Sistem Rekonstruksi Lintas Terbang Pesawat Udara ... 7

II.3 Target Perancangan Sistem Rekonstruksi Lintas Terbang Pesawat Udara 10 II.3.1 Sistem Hardware ... 11

II.3.2 Sistem Software (Perangkat Lunak) ... 12

II.4 Penutup ... 14

BAB III PERANGKAT LUNAK “X – PLANE” DAN IMPLEMENTASINYA ... 15

III.1 Deskripsi Perangkat Lunak X-Plane ... 15

III.2 Sistem Kerja X – Plane ... 19

III.3 Validasi Model X – Plane ... 22

III.3.1 Validasi Parameter Aerodinamik ... 26

III.3.2 Validasi Parameter Prestasi Terbang ... 29

III.4 Implementasi X – Plane ... 33

III.5 Penutup ... 34

(10)

BAB IV RANCANG BANGUN SISTEM REKONSTRUKSI LINTAS

TERBANG PESAWAT UDARA... 35

IV.1 Pembagian Tipe Sistem Rekonstruksi Lintas Terbang Pesawat Udara ... 35

IV.2 Rancang Bangun Sistem Rekonstruksi Lintas Terbang Pesawat Udara Tipe A ... 39

IV.3 Implementasi Sistem Rekonstruksi Tipe A... 44

IV.3.1 Pengumpulan data pesawat udara King Air Beechcraft 200 ... 44

IV.3.2 Pra-rekonstruksi ... 46

IV.3.3 Rekonstruksi ... 52

IV.3.4 Post – Rekonstruksi ... 66

IV.4 Rancang Bangun Sistem Rekonstruksi lintas terbang Pesawat Udara Tipe B ... 67

IV.5. Implementasi Sistem Rekonstruksi Tipe B ... 72

IV.5.1 Pengumpulan Data Pesawat Cessna 172 SP ... 73

IV.5.2 Pra-Rekonstruksi ... 74

IV.5.4 Post Rekonstruksi ... 78

IV.6 Rancang Bangun Sistem Rekonstruksi lintas terbang Pesawat Udara Tipe C ... 80

IV.7 Implementasi Sistem Rekonstruksi Tipe C ... 84

IV.7.1 Pengumpulan Data Pesawat Adam Air 574 ... 85

IV.7.2 Pra Rekonstruksi ... 88

IV.7.4 Post – Rekonstruksi ... 96

IV.8 Penutup ... 98

BAB V EVALUASI HASIL RANCANG BANGUN SISTEM REKONSTRUKSI LINTAS TERBANG PESAWAT UDARA ... 99

V.1 Hasil Rancang Bangun Sistem Rekonstruksi Lintas Terbang Pesawat Udara ... 99

V.2 Evaluasi Hasil Sistem Rekonstruksi lintas terbang Pesawat Udara ... 101

V.3 Penutup ... 107

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN... 108

VI.1 Kesimpulan ... 108

VI.2 Saran ... 110

VI.3 Penutup ... 110

DAFTAR PUSTAKA ... 111

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1. Diagram skematis sistem rekonstruksi lintas terbang

pesawat udara ... 11

Gambar III.1. Tampilan Airfoil – Maker………..16

Gambar III.2. Tampilan Briefer ... 17

Gambar III.3. Tampilan Plane -Maker ... 17

Gambar III.4. Tampilan World-Maker ... 18

Gambar III.5. Tampilan X-Plane ... 18

Gambar III.6. Implementasi blade element theory pada X-Plane ... 22

Gambar III.7. Diagram skematis proses validasi output X-Plane ... 23

Gambar III.8. Tampak tiga pandang pesawat Boeing 747 – 400 [25] ... 23

Gambar III.9. Model pesawat Boeing 747 – 400 pada X-Plane ... 26

Gambar III.10. Penempatan kondisi awal terbang pesawat udara Boeing 747 – 400 pada X-Plane ... 27

Gambar III.11. Perbandingan nilai CL hasil prediksi Datcom dan X-Plane ... 28

Gambar III.12. Perbandingan nilai CD prediksi Datcom dan X-Plane ... 29

Gambar III.13. Proses perekaman data jarak takeoff B747 – 400 ... 30

Gambar III.14. Pengaruh massa terhadap jarak takeoff hasil simulasi pada X-Plane ... 31

Gambar III.15. Pengaruh defleksi elevator terhadap jarak takeoff hasil ... 32

Gambar IV.1. Diagram skematis sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara ………..37

Gambar IV.2. Diagram konseptual sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara tipe A ... 40

Gambar IV.3. Diagram fungsi komputer DA – Tipe A ... 41

Gambar IV.4. Diagram fungsi komputer XP – Tipe A ... 43

Gambar IV.5. Diagram fungsi komputer GE – Tipe A ... 43

Gambar IV.6. Gambar tiga pandang King Air B200 dan pemodelannya pada X-Plane ... 45

Gambar IV.7. Track posisi data longitude terhadap latitude – King Air B200 .... 47

Gambar IV.8. Data tinggi terbang terhadap waktu – King Air B200 ... 47

Gambar IV.9. Data sudut pitch, roll dan heading terhadap waktu – King Air B200 ... 48

Gambar IV.10. Data defleksi bidang kendali terhadap waktu – King Air B200 .. 49

Gambar IV.11. Data engine throttle setting terhadap waktu – King Air B200 .... 50

Gambar IV.12. Brake status terhadap waktu – King Air B200 ... 50

(12)

Gambar IV.14. Kondisi angin terhadap waktu – King Air B200... 51

Gambar IV.15. Titik – titik penjelasan hasil sistem rekonstruksi tipe A ... 53

Gambar IV.16. Hasil rekonstruksi pada titik 1 – Kondisi awal ... 54

Gambar IV.17. Hasil rekonstruksi pada titik 2 – Brake release, full throttle ... 55

Gambar IV.18. Hasil rekonstruksi pada titik 3 – Lift off ... 56

Gambar IV.19. Hasil rekonstruksi pada titik 4 – Takeoff ... 57

Gambar IV.20. Hasil rekonstruksi pada titik 5 – Landing gear up ... 58

Gambar IV.21. Hasil rekonstruksi pada titik 6 – Turn left ... 59

Gambar IV.22. Hasil rekonstruksi pada titik 7 – Straight flight ... 60

Gambar IV.23. Hasil rekonstruksi pada titik 8 – Turn left ... 61

Gambar IV.24. Hasil rekonstruksi pada titik 9 - Descent ... 62

Gambar IV.25. Hasil rekonstruksi pada titik 10 – Landing gear down ... 63

Gambar IV.26. Hasil rekonstruksi pada titik 11 – Touch down ... 64

Gambar IV.27. Hasil rekonstruksi pada titik 12 – Kondisi akhir... 65

Gambar IV.28. Tampilan hasil rekonstruksi pada model bumi X-Plane ... 66

Gambar IV.29. Tampilan hasil rekonstruksi pada Google Earth ... 66

Gambar IV.30. Diagram fungsi sistem rekonstruksi tipe B ... 69

Gambar IV.31. Diagram fungsi komputer DA – Tipe B ... 70

Gambar IV.32. Diagram fungsi komputer XP – Tipe B ... 71

Gambar IV.33. Diagram fungsi komputer GE – Tipe B ... 72

Gambar IV.34. Pemodelan pesawat udara Cessna 172 SP pada Plane Maker ... 74

Gambar IV.35. Data rekaman ‘GPS’ latitude vs longitude pesawat udara Cessna 172 SP ... 75

Gambar IV.36. Data rekaman ‘GPS’ altitude vs time pesawat udara Cessna 172 SP ... 75

Gambar IV.37. Data rekaman ‘GPS’ speed vs time pesawat udara Cessna 172 SP ... 75

Gambar IV.38. Pemilihan waypoint perancangan sistem kendali flight path ... 76

Gambar IV.39. Diagram perancangan sistem kontrol waypoint, ... 77

Gambar IV.40. Hasil rekonstruksi longitude vs latitude dibandingkan dengan longitude vs latitude objective ... 78

Gambar IV.41. Hasil rekonstruksi altitude dibandingkan ... 79

Gambar IV.42. Hasil rekonstruksi kecepatan dibandingkan dengan kecepatan objective ... 79

Gambar IV.43. Diagram fungsi sistem rekonstruksi tipe C ... 81

Gambar IV.44. Diagram fungsi komputer DA – Tipe C ... 82

Gambar IV.45. Diagram fungsi komputer XP – Tipe C ... 83

Gambar IV.46. Diagram fungsi komputer GE – Tipe C ... 84

Gambar IV.47. Gambar tiga pandangan dan hasil pemodelan pesawat udara B 737- 400 pada X-Plane ... 86

(13)

Gambar IV.48. Rute pesawat udara Adam Air 574, Juanda –

Sam Ratulangi [13] ... 87

Gambar IV.49. Hasil rekonstruksi lintas terbang skenario 1 ... 91

Gambar IV.59. Titik – titik jatuhnya pesawat Adam Air berdasarkan simulasi skenario 1 - 10 ... 97

Gambar V.1. Diagram konseptual sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara……….………..100

Gambar V.2. Hasil rancang bangun sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara ... 100

Gambar V.3. Diagram evaluasi sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara ... 101

Gambar V.4. Gambar fungsi display sistem rekonstruksi lintas terbang pesawat udara ... 102

(14)

DAFTAR TABEL

Tabel I.1. Faktor penyebab kecelakaan pesawat udara berserta

persentasenya [12] ... 2

Tabel III.1. Data geometri pesawat Boeing 747 – 400 [25]……….24

Tabel III.2. Data konfigurasi berat, engine serta beberapa parameter prestasi pesawat Boieng 747 - 400 ... 25

Tabel III.3. Kondisi awal proses perekaman data aerodinamika Boeing 747 - 400 ... 26

Tabel III.4. Data parameter aerodinamika hasil simulasi X-Plane ... 27

Tabel III.5. Perbandingan nilai CLdan CD hasil prediksi Datcom dan X-Plane ... 28

Tabel III.6. Perbandingan jarak takeoff hasil simulasi pada X-Plane dengan dokumen teknis B747 – 400 ... 30

Tabel III.7. Jarak takeoff terhadap perubahan massa ... 30

Tabel III. 8. Pengaruh defleksi elevator terhadap jarak takeoff ... 31

Tabel IV.1. Data geometri, konfigurasi berat dan sistem propulsi pesawat udara King……….………44

Tabel IV.2. Data prestasi pesawat udara King Air Beechcraft 200 ... 45

Tabel IV.3. Daftar parameter terbang rekonstruksi tipe A ... 52

Tabel IV.4. Daftar titik - titik penjelasan hasil sistem rekonstruksi tipe A pesawat udara ... 53

Tabel IV.5. Data geometri, konfigurasi berat dan sistem propulsi pesawat udara Cessna ... 73

Tabel IV.6. Data prestasi pesawat udara Cessna 172 SP ... 73

Tabel IV.7. Data waypoint perancangan sistem kendali flight path ... 77

Tabel IV.8. Parameter pengendali sistem rekontruksi lintas terbang tipe B ... 78

Tabel IV.9. Data geometri, konfigurasi berat dan sistem propulsi pesawat udara Adam Air - B 737 - 400 ... 85

Tabel IV.10. Data prestasi pesawat udara Adam Air-B 737 – 400 ... 85

Tabel IV.11. Koordinat kontak terakhir dan kondisi terbang Adam Air 574 [13] ... 87

Tabel IV.12. Koordinat identifikasi posisi black box dan beberapa part pesawat udara Adam Air ... 88

Tabel IV.13. Skenario 1 dan 2 rekonstruksi lintas terbang pesawat udara Adam Air 574 ... 88

(15)

Tabel IV.14. Skenario 3 dan 4 rekonstruksi lintas terbang pesawat udara

Adam Air 574 ... 89

Adam Air 574 ... 90