REKALKULASI SISTEM HIDROLIK PADA PESAWAT TERBANG HAWK 100200

  

REKALKULASI SISTEM HIDROLIK

PADA PESAWAT TERBANG HAWK 100/200

Tugas Akhir

  Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin

  Diajukan oleh :

  

YOHANES KRISTIAN WIDIARSO

NIM : 045214012

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

RECALCULATION OF HYDRAULIC SYSTEM

  

Final Project

  Presented as partitial fulfilment of the requirement as to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering by

  

YOHANES KRISTIAN WIDIARSO

Student Number : 045214012

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta, 1 Juli 2008 Penulis

  Yohanes Kistian Widiarso

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Yohanes Kristian Widiarso Nomor Mahasiswa : 045214012 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

  

REKALKULASI SISTEM HIDROLIK PADA PESAWAT TERBANG HAWK

100/200

  beserta perangkat yang diperlukan ( bila ada ). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

  Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 22 Agustus 2008 Yang menyatakan Yohanes Kristian Widiarso

  

ABSTRAK

REKALKULASI SISTEM HIDROLIK

PADA PESAWAT TERBANG HAWK 100/200

  Yohanes Kristian Widiarso NIM : 045214012

  Fakultas Sains dan Teknologi USD Yogyakarta

  2008 Sistem hidrolik memiliki peranan yang penting pada pengoperasian pesawat terbang hawk, mulai pada saat di darat sampai pesawat terbang sudah terbang. Sistem hidrolik digunakan untuk mengoperasikan beberapa komponen yakni aileron, tail plane, rudder, air brake, flap, landing gear, dan wheel brake.

  Melihat pentingnya keberadaan sistem hidrolik, maka dilakukan perhitungan ulang secara sederhana untuk melihat gambaran secara sederhana perancangan sistem hidrolik pada pesawat hawk 100/200.

  Oleh karena itu perlu dilakukan perhitungan dengan mencari viskostias dinamik pada tekanan kerja dan jangkauan suhu tertentu, seberapa besar daya pompa yang digunakan, seberapa besar gaya-gaya yang dihasilkan pada aktuator- aktuator, seberapakah ukuran diameter minimal untuk batang piston untuk menahan gaya pada aktuator tersebut, dan berapakah ketebalan pipa dan ketebalan silinder aktuator yang dibutuhkan.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karuniaNya, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Tugas akhir ini adalah sebagian persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

  Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dalam judul “ Rekalkulasi

  

Sistem Hidrolik Pada Pesawat Terbang Hawk 100/200“ ini karena adanya

  bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini perkenankan penulis mengucapkan terima kasih kepada:

  1. Romo Ir. Greg. Heliarko, S.J, S.S, B.S.T., M.A., M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  2. Bapak Budi Sugiharto S.T, M.T., selaku Kaprodi Teknik Mesin.

  3. Bapak Ir. Rines, M.T., selaku Dosen Pembimbing tugas akhir yang telah memberikan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  4. Bapak Kolonel Pnb Dody Trisunu selaku Komandan Lanud Pekanbaru yang telah memberikan ijin pengambilan data.

  5. Bapak Letkol Pnb Nana Resmana, Bapak Letkol Tek Nawa Permana yang telah banyak membantu dalam pengambilan data.

  6. Bapak Kapten Tek Slamet Riyanto, Bapak Kapten Tek Agung Riadi, Bapak Lettu Tek M. Yamin Zebua, Bapak Lettu Tek Tisna Wijaya yang

  7. Bapak Ir. FX. Agus Unggul Santosa selaku Dosen Pembimbing Akademik.

  8. Segenap Dosen di Jurusan Teknik Mesin, yang telah membimbing penulis selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

  9. Bapak Y. Sarwoto, Ibu Manisah, Antonius Arief, dan Ign. Widi Nugroho yang memberi doa, dorongan mental dan semangat kepada penulis.

  10. Semua rekan-rekan mahasiswa TM 2004.

  11. Beny, Andy, Laras, Deean, Ncush yang telah banyak membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

  12. Serta semua pihak yang telah membantu atas terselesainya Tugas Akhir ini serta yang tidak mungkin disebutkan satu persatu.

  Penulis menyadari dalam pembahasan masalah ini masih jauh dari sempurna, maka penulis terbuka untuk menerima kritik dan saran yang membangun.

  Semoga naskah ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Jika ada kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis minta maaf yang sebesar-besarnya, terima kasih.

  Yogyakarta, 1 Juli 2008

  DAFTAR ISI

Halaman judul.................................................................................................. i

Title page........................................................................................................... ii Pengesahan ....................................................................................................... iii Pernyataan ........................................................................................................ v Abstraksi ........................................................................................................... vi Kata pengantar................................................................................................. vii Daftar isi............................................................................................................ ix Daftar gambar .................................................................................................. xi Daftar tabel ....................................................................................................... xiii

  

BAB I PENDAHULUAN....................................................................... 1

  1.1 Latar belakang ........................................................................... 1

  1.2 Perumusan masalah ................................................................... 1

  1.3 Batasan masalah ........................................................................ 2

  1.4 Tujuan ....................................................................................... 2

  

BAB II DASAR TEORI .......................................................................... 3

  2.1 Pendahuluan .............................................................................. 3 2.1.1 Fluida hidrolik..................................................................

  3

  2.1.2 Pesawat Hawk 100/200.................................................... 4

  2.1.3 Sistem hidrolik pada pesawat Hawk 100/200.................. 9

  2.2 Dasar-dasar perhitungan............................................................ 28

  2.2.1 Hubungan viskositas dinamik, viskositas kinematik dan massa jenis ....................................................................... 28

  2.2.2 Hubungan massa jenis terhadap suhu .............................. 28

  2.2.3 Hubungan massa jenis terhadap tekanan ......................... 29

  2.2.4 Hubungan massa jenis terhadap suhu dan tekanan .......... 30

  2.2.8 Perhitungan tegangan.......................................................

  4.3.3 Rudder.............................................................................. 53

  5.2 Saran ......................................................................................... 66

  5.1 Kesimpulan .............................................................................. 65

  BAB V PENUTUP ................................................................................... 65

  4.7 Kalkulasi buckling..................................................................... 61

  4.6 Kalkulasi ketebalan silinder aktuator ........................................ 59

  4.5 Kalkulasi diameter batang piston .............................................. 57

  56

  4.4.2 Pipa aliran balik ............................................................... 55 4.4.3 pipa aliran tekanan ...........................................................

  4.4.1 Pipa aliran hisap............................................................... 54

  4.4 Kalkulasi ketebalan pipa ........................................................... 53

  4.3.2 Tail plane ......................................................................... 52

  35

  4.3.1 Aileron ............................................................................. 51

  4.3 Kalkulasi gaya aktuator............................................................. 51

  4.2 Kalkulasi daya dan efisiensi pompa .......................................... 49

  4.1 Kalkulasi fluida ......................................................................... 41

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................. 41

  3.4 Kesimpulan ............................................................................... 40

  3.3 Analisis data .............................................................................. 39

  3.2 Pengumpulan data ..................................................................... 39

  3.1 Metode pengumpulan data ........................................................ 38

  BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................... 38

  2.2.9 Perhitungan gaya kritis penyebab buckling ..................... 36

  Daftar pustaka.................................................................................................. 67

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Komponen pengguna hidrolik...................................................... 5Gambar 2.2. Pergerakan rolling........................................................................ 6Gambar 2.3. Pergerakan pitching...................................................................... 7Gambar 2.4. Pergerakan yawing ....................................................................... 8Gambar 2.5. Sistem hidrolik utama .................................................................. 10Gambar 2.6. Reservoir ...................................................................................... 6Gambar 2.7. EDP .............................................................................................. 14Gambar 2.8. Package assembly ........................................................................ 15Gambar 2.9. Accumulator ................................................................................. 17Gambar 2.10. Shut-off valve................................................................................ 18Gambar 2.11. Q-feel system ................................................................................ 19Gambar 2.12. Komponen q-feel system .............................................................. 21Gambar 2.13. Mekanisme pergerakan rudder .................................................... 22Gambar 2.14. Diagram fungsional rudder PCU ................................................. 23Gambar 2.15. Rudder PCU ................................................................................. 24Gambar 2.16. Aileron PCU................................................................................. 25Gambar 2.17. Tail plane PCU ............................................................................ 26Gambar 2.18. Analogi hukum Pascal.................................................................. 31Gambar 2.19. Pengalihan gaya hidrolik.............................................................. 32Gambar 2.23. Nilai panjang efektif menurut beberapa kondisi .......................... 37Gambar 3.1. Skema jalannya penelitian............................................................ 38Gambar 4.1. Grafik hubungan suhu dan massa jenis ........................................ 44Gambar 4.2. Grafik massa jenis Aeroshell Fluid 41 pada berbagai suhu dan tekanan ......................................................................................... 47Gambar 4.3. Grafik hubungan viskositas dinamik dengan suhu....................... 49Gambar 4.4. Grafik efisiensi pompa piston ...................................................... 51

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Nilai

  β t untuk minyak. .................................................................. 29

Tabel 2.2. Nilai ℵ untuk minyak. ................................................................. 30

  Tabel L. 1 Sifat Fluida AeroshellFluid 41. .................................................... 69 Tabel L. 2 U.S Standard Atmosphere, 1962.................................................. 72 Tabel L. 3 Kemampuan terbang pesawat hawk............................................. 73 Tabel L. 4 Spesifikasi pompa ........................................................................ 73 Tabel L. 5 Spesifikasi reservoir..................................................................... 73 Tabel L. 6 Spesifikasi accumulator ............................................................... 74 Tabel L. 7 Spesifikasi aileron PCU............................................................... 74 Tabel L. 8 Spesifikasi tail plane PCU ........................................................... 74 Tabel L. 9 Spesifikasi rudder PCU ............................................................... 75 Tabel L. 10 Spesifikasi filter pada flying control ............................................ 75 Tabel L. 11 Spesifikasi filter pada return ........................................................ 75 Tabel L. 12 Ukuran pipa .................................................................................. 76 Tabel L. 13 Ukuran pipa produksi Parker ....................................................... 77

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

  Sistem hidrolik memiliki peranan yang penting pada pengoperasian pesawat terbang hawk, mulai pada saat di darat sampai pesawat terbang sudah terbang. Sistem hidrolik digunakan untuk mengoperasikan beberapa komponen yakni aileron, tail plane, rudder, air brake, flap, landing gear, dan wheel brake.

  Melihat pentingnya keberadaan sistem hidrolik, maka dilakukan perhitungan ulang secara sederhana untuk melihat gambaran secara sederhana perancangan sistem hidrolik pada pesawat hawk 100/200.

   Perumusan Masalah 1.2.

  Dalam sistem hidrolik banyak komponen yang digunakan, mulai komponen yang berfungsi sebagai sumber daya (pompa), komponen pengatur arah aliran, komponen pengatur tekanan, dan komponen yang sebagai pengguna daya tersebut (aktuator).

  Sistem hidrolik ini menggunakan sebuah pompa piston dengan kecepatan putar 6000 rpm dan dengan debit 8 gpm yang beroperasi pada tekanan 3000 psi dapat menghasilkan daya tertentu pada silinder aktuatornya. Daya yang disalurkan tersebut menghasilkan gaya yang dapat menyebabkan terjadinya buckling pada batang piston, sehingga diameter minimum piston perlu ditentukan. Pada batas

  1.3. Batasan masalah

  Dalam tugas akhir ini rekalkulasi hanya dilakukan pada flying control sistem hidrolik utama seperti aileron, tailplane, rudder. Tidak dilakukan rekalkulasi terhadap Q-feel aktuator dan Q-feel amplifier, flap, airbrake, wheelbrake, dan landing gear .

  Rugi-rugi tekanan akibat gesekan pipa, belokan, percabangan, penyempitan, pembesaran dan kebocoran pada celah-celah kecil (misal pada piston aktuator) tidak masuk dalam perhitungan.

  1.4. Tujuan

  1. Menentukan massa jenis fluida Aeroshell Fluid 41 pada tekanan kerja dan jangkauan suhu operasi.

  2. Menentukan viskositas dinamik fluida Aeroshell Fluid 41 pada tekanan kerja dan jangkauan suhu operasi.

  3. Menentukan daya dan efisiensi pompa.

  4. Menentukan gaya pada aktuator flying control.

  5. Menentukan diameter minimal batang piston pada aktuator dan menentukan gaya kritis yang dapat menyebabkan buckling.

  6. Menentukan diameter pipa dan diameter silinder aktuator.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Pendahuluan

2.1.1 Fluida Hidrolik

  Dalam penggunaan fluida sebagai suatu sistem, terdapat 2 macam sistem fluida menurut kegunaannya, yakni sistem transport fluida dan sistem daya fluida.

  Sistem transport fluida merupakan sistem yang dirancang untuk menghantarkan fluida dari satu lokasi ke lokasi yang lain. Penggunaan sistem ini misalnya pada stasiun pemompaan air ke rumah-rumah, saluran-saluran gas, dan sistem penghantaran fluida dalam pemrosesan kimia.

  Sistem daya fluida merupakan suatu sistem yang dirancang khusus untuk melakukan usaha atau kerja. Penggunaan sistem ini misalnya pada mesin pres, pengontrolan pesawat terbang, sistem pengereman, dan lain-lain.

  Fluida hidrolik merupakan material yang sangat penting dalam suatu sistem hidrolik. Sifat-sifat dari fluida hidrolik mempunyai pengaruh yang sangat besar dalam performa suatu sistem dan umur suatu komponennya.

  Secara esensial fluida hidrolik mempunyai 4 fungsi utama, yakni :

  a. Untuk menyalurkan daya

  b. Untuk melumasi komponen yang bergerak

  c. Untuk menutupi celah antar komponen Selain harus dapat melakukan 4 fungsi utama, fluida hidrolik harus memiliki sifat- sifat berikut, yakni : a. Mempunyai sifat pelumasan yang baik, sehingga keausan dari bagian- bagian yang bergerak dapat diperkecil. Sifat pelumasan yang baik ini harus tetap dimiliki meskipun mengalami perubahan suhu dan tekanan.

  b. Mempunyai kekentalan yang ideal, karena kekentalan yang terlalu tinggi akan menimbulkan kehilangan daya yang cukup besar akibat gesekan.

  c. Memiliki titik nyala dan titik api yang tinggi. Titik nyala dan titik api yang tinggi berarti fluida mampu bekerja pada suhu yang tinggi.

  d. Memiliki massa jenis yang rendah. Hal ini dikarenakan semakin kecil massa jenis fluida semakin kecil pula kerugian yang ditimbulkan, misalnya gesekan. Hal ini terjadi karena massa jenis sangat mempengaruhi viskositas dinamik atau viskositas kinematik dari fluida.

  e. Mempunyai ketahanan untuk tidak berbusa. Kecenderungan berbusa berarti kecenderungan terjadinya buih sehingga memungkinkan timbulnya gelembung-gelembung udara pada fluida. Gelembung-gelembung udara selain akan menyebabkan korosi pada komponen akan menyebabkan berkurangnya daya yang dapat disalurkan oleh fluida.

2.1.2 Pesawat Hawk 100/200

  Pesawat Hawk 100/200 menggunakan tenaga hidrolik untuk menggerakkan dilakukan secara mekanisme saja. Apalagi beberapa komponen itu digunakan secara bersamaan. Beberapa komponen tersebut adalah aileron, tail plane, rudder,

  

air brake, flap, landing gear , dan wheel brake. Letak dari komponen komponen

pengguna daya hidrolik tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.7.

Gambar 2.1. Komponen pengguna hidrolik

  A. Aileron

  Aileron merupakan suatu komponen yang berfungsi untuk menghasilkan

  gerakan berputar (rolling) searah atau berlawanan jarum jam suatu pesawat jika

  Dengan kata lain ketika pesawat berputar ke searah jarum jam (dilihat dari depan) maka aileron kiri bergerak naik dan aileron kanan bergerak turun. Gambar 2.8 menunjukkan pergerakan rolling dari suatu pesawat.

Gambar 2.2. Pergerakan rolling

  B. Flap Semakin cepat suatu pesawat melaju, maka semakin besar pula gaya angkatnya. Namun ketika kelajuannya masih lambat maka perlu suatu alat untuk memperbesar gaya angkatnya. Flap merupakan komponen yang berfungsi untuk menaikkan gaya angkat (lift force). Contohnya adalah pada saat pendaratan (landing) dibutuhkan kecepatan yang lambat namun masih memiliki gaya angkat yang cukup. Meskipun ada 2 flap yakni disebelah kiri dan sebelah kanan, namun pergerakan flap kiri dan kanan adalah serempak, sehingga flap kiri dan kanan dirancang menjadi satu kesatuan.

  C. Tail plane

  Tail plane merupakan komponen yang berfungsi untuk mengatur turun atau

  naiknya suatu pesawat (pitching) jika dilihat dari arah samping. Gambar 2.9 menunjukkan pergerakan pitching suatu pesawat.

Gambar 2.3. Pergerakan pitching

  D. Rudder

  Rudder merupakan suatu komponen yang berfungsi untuk mengatur

  pergerakan pesawat kekiri atau kekanan (yawing) bila dilihat dari atas. Gambar 2.10 menunjukkan pergerakan yawing dari pesawat.

  E. Air Brake

  Air brake merupakan alat pengereman pesawat dengan menggunakan gaya

  drag untuk menghambat laju pesawat ketika pesawat sudah mendarat / sudah menyentuh landasan.

Gambar 2.4. Pergerakan yawing

  F. Wheel Brake

  Wheel brake merupakan alat pengereman pada batang pistona pesawat,

  namun hanya pada 2 batang pistona belakang saja. Wheel brake digunakan pada saat pendaratan, atau untuk mengubah arah berjalannya pesawat ketika sedang berjalan di landasan.

  G. Landing Gear

  

Landing gear adalah suatu alat yang mempunyai mekanisme untuk menurunkan /

2.1.3 Sistem Hidrolik pada Pesawat Hawk 100/200

  Pesawat Hawk 100/200 memiliki sistem hidrolik yang berfungsi untuk melayani beberapa komponen antara lain aileron, flap, tail plane, rudder, air

  

brake, wheel brake dan landing gear. Daya hidrolik disediakan atau dipbatang

  pistonuksi oleh dua buah pompa (engine driven unit / EDP) yang memiliki sistem sendiri-sendiri dan tidak saling mempengaruhi. Selanjutnya kedua sistem tersebut disebut sistem hidrolik utama dan sistem hidrolik cadangan.

  Sistem hidrolik cadangan merupakan backup dari sistem hidrolik utama tetapi meskipun hanya sebagai backup, namun sistem tersebut tetap bekerja dalam kondisi normal (kondisi dimana sistem hidrolik utama bekerja dengan baik). Hal ini dikarenakan apabila sistem hidrolik utama bermasalah (fail) sudah tersedia sistem hidrolik cadangan tanpa harus menunggu beberapa saat. Sedangkan sistem hidrolik cadangan terhubung dengan ram air turbine (RAT) driven pump yang merupakan sistem emergency dan akan bekerja ketika sistem hidrolik cadangan bermasalah (fail).

  Sistem Hidrolik Utama

  Sistem hidrolik utama menyediakan daya untuk seluruh kebutuhan yakni :

  

aileron, tail plane, rudder, air brake, flap, landing gear, wheel brake. Aileron, tail

plane, rudder pada sistem hidrolik utama disebut sebagai flying controls.

  Sedangkan air brake, flap, landing gear, wheel brake disebut sebagai general

Gambar 2.5. Sistem hidrolik utama

  10 Keterangan Gambar 2.5 :

  1. Reservoir

  12. Pressure relief valve

  20. Reservoir nitrogen charging valve

  19. Reservoir bleed valve

  18. Case drain ( reservoir fluid replenishment ) coupling

  17. Ground suction coupling

  16. Ground pressure coupling

  15. Accumulator pressure gauge

  14. Accumulator nitrogen charging valve

  13. Non-return valve

  11. Hand pump

  2. Engine driven pump ( EDP )

  10. Reservoir nitrogen PRV

  9. Reservoir fluid PRV

  8. Return filter

  7. Pressure transducer

  6. Flying control filter

  5. Pressure switch

  4. Accumulator

  3. Package assembly ( i ) Non-return valve ( ii ) Pressure relief valve ( iii ) Pressure maintaining valve ( iv ) Non-return valve ( v ) Non-return valve

  21. Non-return valve Dalam suatu sistem hidrolik, jumlah (kuantitas) fluida kerja (minyak) perlu mendapat perhatian yang khusus. Hal ini dikarenakan fluida inilah yang akan digunakan untuk menyalurkan daya ke beberapa komponen. Fluida kerja tersebut akan disirkulasikan ke seluruh sistem yang ada, namun harus tetap ada yang disimpan dalam tempat penampungan yang disebut reservoir. Gambar 2.6 menunjukkan reservoir jenis piston pada sistem hidrolik pesawat Hawk.

Gambar 2.6. Reservoir

  Reservoir jenis piston adalah reservoir yang fluida dan nitrogennya dibatasi

  oleh sebuah piston yang dapat bergerak bebas. Fluida kerja berada pada ruang sebelah atas piston dan nitrogen berada di bawahnya. Fluida kerja pada reservoir

  Pada saat sistem telah berkerja/ berjalan maka pada suction line akan mengalirkan fluida dengan tekanan kurang dari 80 psi. Tetapi tekanan tersebut tidak boleh lebih kecil dari suction pressure yang dibutuhkan oleh pompa yakni sebesar 27 psi. Pada reservoir jenis piston ini terdapat 4 empat buah port connection. Yakni

  port connection untuk bleed, nitrogen, return, dan suction.

  Bleed connection merupakan port untuk menyalurkan fluida menuju ke

reservoir bleed valve. Sedangkan reservoir bleed valve merupakan katup untuk

  membuang fluida secara manual jika terjadi kelebihan tekanan pada reservoir.

  Nitrogen connection merupakan port yang menghubungkan ruang nitrogen dalam reservoir dengan port pengisian nitrogen dan pressure relief valve.

  Pengisian nitrogen adalah sebesar 80 psi. Tetapi bisa terjadi kenaikan tekanan karena terjadi pemanasan pada fluida yang akan mengakibatkan volume dari fluida akan bertambah. Penambahan volume fluida akan membawa dampak kenaikan tekanan pada nitrogen. Tetapi peningkatan tekanan tersebut hanya bisa terjadi sampai sebesar 120 psi. Karena terdapat pressure relief valve yang akan membebaskan nitrogen ke atmosfir jika tekanan melebihi 120 psi.

  Return connection adalah jalur untuk menyalurkan fluida kembali ke

reservoir. Fluida sebelum masuk ke reservoir dilewatkan ke filter terlebih dahulu

  untuk menyaring partikel-partikel yang ikut bersirkulasi.

  Suction connection adalah jalur untuk menyalurkan fluida ke pompa yang

  selanjutnya disalurkan ke sistem. Pompa yang dimaksud adalah EDP dan hand

  Pada saluran suction terdapat sebuah ground suction coupling and pressure

  

relief valve. Ground suction coupling berfungsi untuk menyalurkan fluida ke

  pompa ketika sistem sedang dalam perawatan. Sedangkan pressure relief valve berfungsi mencegah kenaikan tekanan fluida kerja pada jalur suction melebihi 120 psi.

  Engine driven pump (EDP) merupakan sebuah pompa yang digerakkan oleh

  mesin (engine) dari pesawat. EDP beroperasi pada kecepatan putaran 6000 rpm dan akan menghasilkan tekanan sebesar 3000 psi dengan kecepatan alir fluida sebesar 8 gpm. , dan memiliki minimum suction pressure sebesar 27 psi. EDP akan memompakan fluida kerja menuju ke package assembly yang akan membagi penyaluran fluida kerja ke beberapa penggunaan. EDP memiliki 3 buah port

  

connection yakni suction connection, case drain connection dan pressure

connection. Port connection pada EDP dapat dilihat pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7. EDP

  Suction connection (inlet) merupakan jalur masuk fluida pada pompa yang

  (outlet) merupakan jalur keluar fluida dari pompa yang akan digunakan untuk mengoperasikan beberapa komponen di pesawat.

  Fluida setelah dari pompa secara normal akan dialirkan ke package assembly yang nantinya digunakan untuk menggerakkan komponen. Package assembly ditunjukkan oleh Gambar 2.8. Pada saluran masuk package assembly terdapat sebuah check valve yang berfungsi menahan aliran fluida kembali ke pompa.

  Setelah check valve terdapat ground pressure coupling dan pressure relief valve.

Gambar 2.8. Package assembly

  Ground pressure coupling adalah jalur aliran tekanan fluida ketika terjadi

  perawatan dan menggunakan pompa eksternal ( bukan EDP atau hand pump ) sebagai penghasil tekanan-nya. Pressure relief valve pada package assembly berfungsi untuk menjaga agar tekanan-nya tidak melebihi 3400 psi. Jika tekanan yang terjadi melebihi 3400 psi, maka pressure relief valve akan membuka jalurnya dan akan mengalirkan fluida kembali ke reservoir. Selain itu, pada

  Bahwa pada dasarnya flying control lebih diutamakan dari pada general

  

services, oleh karena itu kebutuhan tekanan pada flying control selalu dilebih

  utamakan dari pada kebutuhan tekanan pada general services mengingat kebutuhan tekanan pada general services adalah tidak setiap saat. Pressure

  

maintaining valve adalah sebuah alat yang berfungsi menjaga ketersediaan

  tekanan pada flying control, meskipun letaknya pada jalur aliran ke general

  

services. Jalur pada pressure maintaining valve akan menutup jika tekanan turun

sampai 1400 psi, sehingga aliran fluida hanya akan dialirkan ke flying control.

  Sedangkan jika aliran fluida naik mencapai 1600 psi, maka jalur pada pressure

  

maintaining valve akan membuka kembali sehingga fluida dapat mengalir ke

general services. Setelah melewati pressure maintaining valve, fluida akan

  melewati check valve yang akan mencegah aliran fluida kembali ke dalam

  

package assembly mengingat jalur pada pressure maintaing valve selalu terbuka

  pada saat tekanan lebih dari 1600 psi. Dan pada jalur menuju flying control terdapat check valve yang akan mencegah aliran fluida kembali ke package

  assembly.

  Setelah keluar dari package assembly, fluida yang menuju ke flying control akan melewati sebuah jalur yang terhubung dengan accumulator. Accumulator yang digunakan adalah jenis piston. Accumulator mempunyai 2 port yakni port fluida dan port nitrogen. Port nitrogen menghubungkan accumulator dengan

  

accumulator nitrogen charging valve dan accumulator pressure gauge. tekanan secara cepat ketika permintaan/ penggunaan tekanan bertambah (terjadi perubahan volume yang tiba-tiba pada actuator). Dengan kata lain accumulator berfungsi untuk mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk menaikkan tekanan ke angka tertentu ketika terjadi penggunaan tekanan dibandingkan dengan hanya menggunakan pompa saja. Setelah melewati jalur accumulator, fluida akan masuk ke dalam filter yang berfungsi menyaring partikel-partikel yang terbawa bersama fluida dengan ukuran lebih besar dari 5 mikron sebelum diteruskan ke actuator pada flying control.

Gambar 2.9. Accumulator

  Setelah melewati filter fluida akan melewati pressure switch dimana tekanan dari fluida akan digunakan sebagai suatu mekanisme untuk menghidupkan/ mematikan lampu indikator. Jika tekanan fluida lebih kecil dari 1250 psi, maka

  

pressure switch akan menyalakan lampu indikator hidrolik utama pada cockpit

  sebagai tanda bahwa mengalami gangguan/ masalah. Tetapi pada saat tekanan naik dan mencapai 1400 psi, lampu indikator akan mematikan lampu indikator.

  Setelah melewati pressure switch fluida akan melewati pressure tranducer yang akan membaca besarnya tekanan yang terjadi dan menampilkannya pada

  Setelah melewati pressure transducer fluida aliran fluida akan dibagi menjadi dua yakni sebagian akan diairkan ke aileron PCU dan tail plane PCU dan sebagian ke shut-off valve. Fluida yang ke arah shut-off valve akan digunakan untuk menyuplai rudder dan q-feel system.

  Shut-off valve merupakan directional control valve yang dioperasikan

  dengan menggunakan solenoid valve dan tekanan fluida (pilot operated). Solenoid yang energized dan de-energised akan mengubah jalur aliran fluida sehingga posisi dari directional control valve pilot operated-pun ikut berubah. Gambar 2.10 menunjukkan posisi shut-off valve dengan solenoid yang energised dan de-

  energised.

  SHUT-OFF VALVE SHUT-OFF VALVE Energised Solenoid De-energised Solenoid

Gambar 2.10. Shut-off valve

  Shut-off valve dengan solenoid yang energized akan mengalirkan aliran

  fluida ke rudder dan q-feel system. Sedangkan pada shut-off valve dengan

  Q-feel system merupakan suatu system yang berfungsi untuk menghaluskan

  gaya yang dirasakan kaki akibat pergerakan rudder yang menimbulkan defleksi karena tekanan angin dan kecepatan angin dan membantu meringankannya. Q-feel

  

system ditunjukkan oleh Gambar 2.11. Komponen utama pada q-feel system

  adalah q-feel amplifier dan q-feel jack. Q-feel amplifier merupakan komponen pengolah tekanan yang berasal dari udara untuk mengatur arah aliran dari fluida yang akan menuju ke q-feel jack. Q-feel amplifier mempunyai 5 jalur tekanan yakni pitot pressure, static pressure, return pressure, supplay pressure, control

  pressure (q-feel signal).

Gambar 2.11. Q-feel system

  Sedangkan q-feel jack merupakan sebuah actuator yang memakai q-feel memanjang (extend). Sedangkan jika q-feel signal pressure lebih besar dari pada

  

return pressure maka q-feel jack akan memendek (retract). Q-feel amplifier dan

q-feel jack ditunjukkan oleh Gambar 2.12. Pitot pressure yang merupakan tekanan

  yang didapat dari kecepatan udara pada saat pesawat bergerak. Sedangkan static

  

pressure merupakan tekanan dari atmosfir. Pitot pressure dan static pressure akan

  masuk ke dalam ruangan yang dibatasi oleh sebuah membran diafragma. Pitot

  

pressure akan menekan membran diafragma tersebut ke bawah sedangkan static

pressure akan menekan membran diafragma tersebut ke arah atas. Hasil tekan

  menekan pitot pressure dan static pressure akan menggerakkan diafragma yang pada bagian tengah terhubung dengan katub yang merupakan jalur aliran fluida menuju ke q-feel jack. Ketika pitot pressure terlalu besar atau dengan kata lain pesawat terbang dengan kecepatan tinggi, maka tekanan ke bawah pada diafragma kurang mampu diimbangi oleh tekanan ke atas akibat static pressure sehingga

  

directional control valve pada q-feel amplifier akan bergerak ke bawah sehingga

  jalur aliran fluida yang menuju ke q-feel jack akan terbuka dan q-feel jack akan memendek (retract). Namun jika tekanan yang terjadi pada jalur kearah q-feel

  

jack terlalu besar maka valve akan tertekan ke atas karena tekanan fluida

  dibawahnya sehingga akan menutup jalur dari arah supply pressure. Ketika jalur dari supply pressure tertutup dan pada pitot pressure memiliki tekanan yang kecil atau dengan kata lain pesawat sedang terbang dengan kecepatan rendah maka tekanan pada jalur q-feel jack akan melawan gaya kebawah dari diafragma dan

Gambar 2.12. Komponen q-feel systemGambar 2.13 menunjukkan mekanisme kerja yang terjadi pada penggerakan

  

rudder. Memendek ataupun memanjangnya q-feel jack akan menggerakkan

control batang piston P naik atau turun. Naik atau turun dari control batang

piston P akan digunakan untuk membantu meringankan kerja yang diberikan oleh

pilot’s input lever menggerakkan untuk menggerakkan control batang piston Q

  yang terhubung dengan rudder PCU.

  Fluida sebelum didistribusikan ke dalam sistem rudder dilewatkan dalam sebuah filter yang digunakan untuk menyaring partikel-partikel yang akan mengganggu kinerja dari system. Tekanan dari fluida disalurkan ke 4 komponen

  

yakni pilot’s input lever assembly, main valve assembly, by-pass valve assembly

dan EH servo valve.

Gambar 2.13. Mekanisme pergerakan rudder

  Control batang piston P pada Gambar 2.13 merupakan lengan yang

  menggerakkan pilot’s input lever assembly pada Gambar 2.14. Pada pilot’s input

  

lever assembly terdapat sebuah piston yang berfungsi sebagai pengatur

  mekanisme kerja dari rudder PCU. Rudder PCU dapat dioperasikan secara manual mekanisme ataupun dengan daya fluida. Sehingga ketika sistem hidrolik utama tidak dapat beroperasi secara normal maka rudder tetap dapat difungsikan tetapi dengan mekanisme manual yakni pergerakan tanpa menggunakan daya hidrolik. Ketika terdapat daya hidrolik yang bekerja pada pilot’s input lever terdorong oleh disk spring yang akan mendorong piston bergerak keluar dan mengunci pilot’s input lever assembly pada mekanisme manual.

Gambar 2.14 Diagram fungsional rudder PCU

  EH servo valve merupakan komponen yang mengatur jalur aliran tekanan

  yang menuju ke auto control jack assembly dan besar tekanannya. Komponen ini beroperasi secara elektronik.

  Main valve assembly merupakan directional control valve yang memiliki

layshaft sebagai lengan pengatur posisi spool sehingga jalur fluida dapat diatur.

  Jika spool pada main valve assembly digeser ke kiri maka tekanan akan dialirkan

  

port sebelah kanan dari main jack assembly yang akan membuat main jack

  

input lever assembly terhubung secara mekanisme dengan auto control piston

  maka ketika pilot’s input lever assembly digerakkan ke kanan maka akan mendorong input link plates (2) pada Gambar 2.15 ke kanan dan secara mekanisme akan membuat auto control jack memanjang (lebih panjang dari kondisi normal). Kondisi auto control jack yang tidak normal (memanjang) digunakan secara mekanisme untuk menggerakkan layshaft sehingga spool pada

  

main valve assembly bergeser ke kanan. Dengan bergesernya spool ke kanan

  maka akan membuat tekanan mengalir ke port sebelah kanan dari main jack

  

assembly dan membuat jack tersebut memanjang. Memanjangnya main jack

piston akan membuat pilot’s input lever assembly kembali tegak sehingga auto

control piston kembali ke kondisi atau posisi yang normal sehingga spool pada

main valve assembly kembali ke posisi normal kembali, posisi dimana jalur aliran

  fluida tertutup.

  Sedangkan pada aileron, sistem kerja dari aileron PCU ditunjukkan dengan Gambar 2.16.

Gambar 2.16. Aileron PCU

  Tekanan akan selalu standby pada pressure port. Outer lever yang merupakan penyalur gaya dari gerakan column akan membuat spool (directional

  

control valve) bergeser sehingga tercipta 2 jalur yakni jalur pressure dan jalur

return. Jalur tersebut akan bergantian tergantung posisi dari spool. Jack (piston)

  yang memanjang akan membuat outer lever kembali tegak sehingga spool

  Pada aileron PCU terdapat 2 pressure port dan 2 return port. 2 pressure

  

port tersebut merupakan tekanan dari sistem hidrolik utama dan sistem hidrolik

  cadangan begitu juga dengan 2 return port. Fluida kerja dari sistem hidrolik utama tidak akan pernah tercampur dengan fluida kerja sistem hidrolik cadangan.

  Sedangkan pada tail plane sisstem kerja dari tail plane PCU ditunjukkan dengan Gambar 2.17.

Gambar 2.17. Tail plane PCU

  Tekanan akan selalu standby pada pressure port. Link assembly yang jalur aliran balik (return). Jalur tersebut akan bergantian tergantung posisi dari spool. Jack (piston/ rambatang piston) yang memanjang akan membuat link

  

assembly kembali tegak sehingga spool menutup jalur tekanan (pressure) dan

aliran balik (return).

  Pada tail plane PCU terdapat 2 pressure port dan 2 return port. 2 pressure

  

port tersebut merupakan tekanan dari sistem hidrolik utama dan sistem hidrolik

  cadangan begitu juga dengan 2 return port. Fluida kerja dari sistem hidrolik utama tidak akan pernah tercampur dengan fluida kerja sistem hidrolik cadangan.

  Selain untuk mensuplai kebutuhan tekanan pada flying control, sistem hidrolik utama juga munsuplai kebutuhan tekanan pada general services. Namun sebagai backup untuk penyedia tekanan di general services terdapat pompa tangan (hand pump) yang mampu memberikan tekanan sampai dengan 2800 psi. Pada circuit pompa tangan terdapat pressure relief valve yang akan membuang tekanan yang berlebih ke reservoir dan terdapat check valve yang akan menahan masuknya fluida dari EDP ke circuit pompa tangan.

2.2 Dasar-dasar Perhitungan

  2.2.1 Hubungan viskositas dinamik, viskositas kinematik dan massa jenis

  Viskositas kinematik merupakan hasil bagi antara viskositas dinamik dengan massa jenis (Krist, 1991, hal 67).

  η

  v

  = (1)

  ρ dengan :

  2

  3

  /s) )

  ν = viskositas kinematik, (m ρ = massa jenis, (kg/m

  2

  )

  η = viskositas dinamik, (N.s/m

  2.2.2 Hubungan massa jenis terhadap suhu

  Massa jenis suatu fluida akan berubah sesuai dengan suhunya. Semakin tinggi suhu fluida maka akan semakin kecil. Hal ini dikarenakan suhu yang tinggi akan membuat volume fluida menjadi mengembang sedangkan massa dari fluida tersebut tetap (Krist, 1991, hal 61).

  ρ ₂₀ ρ =

  (2) ^t β −

• 1 t _t

  20 dengan :

  ( )

  3 t = massa jenis pada suhu tertentu, (kg/dm )