SISTEM PENGEREMAN PESAWAT TERBANG

Industri kedirgantaraan berkembang dengan pesat. Sebelumnya, pesawat mengandalkan lebih banyak pada kecepatan yang lebih lambat dan landasan pacu berumput daripada rem untuk dihentikan. Dengan munculnya kendaraan aero berkecepatan tinggi yang baru dan lebih kuat, kebutuhan akan sistem pengereman yang lebih andal dan lebih kuat meningkat, sistem pengereman yang memastikan jarak henti minimum, manuver pesawat yang mudah dan pembuangan panas yang lebih baik. Makalah yang disajikan memberikan gambaran umum metode yang digunakan untuk pengereman yang efektif di dalam pesawat terbang. Sistem ini terutama terdiri dari sejumlah elemen yang berinteraksi seperti disc brakes, thrust reversers, air brakes and spoilers. disc brakes mengubah kelebihan energi kinetik menjadi panas akibat gesekan. Thrust reversers mengarahkan aliran udara agar meningkatkan daya dorong ke arah yang berlawanan dengan perjalanan terbang, sehingga membantu pelambatan kendaraan. Spoilers dan airbrakes adalah struktur yang membantu meningkatkan drag. Unsur-unsur ini sama-sama bertanggung jawab untuk menyediakan kekuatan memperlambat yang diperlukan ke pesawat terbang.

Gaya pada pesawat

A.   Sebuah pesawat terbang berada di bawah pengaruh banyak gaya. Keempat gaya utama yang bekerja pada pesawat lurus dan diratakan adalah gaya berat, angkat, dorong dan hambat.

Gaya berat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada pesawat karena gravitasi. Gaya angkat adalah gaya yang bekerja tegak lurus terhadap gerak relatif dan melawan berat. Sayap pesawat melengkung di atas tapi rata di bagian bawah. Bentuk melintang dari sayap ini dikenal sebagai airfoil. Bila bentuk ini bergerak melalui udara dengan kecepatan tinggi, kecepatan udara lebih tinggi pada permukaan atas sayap daripada bagian bawah. Hal ini menyebabkan tekanan di atas sayap menjadi lebih rendah dari tekanan di bagian bawah sayap. Perbedaan tekanan ini menghasilkan daya angkat dan meningkat seiring dengan meningkatnya sudut serangan (ini adalah sudut antara angin relatif dan chord airfoil). Gaya dorong adalah kekuatan maju yang diciptakan oleh baling-baling atau mesin dan bertanggung jawab untuk pergerakan ke depan. pesawat terbang. Gaya hambat adalah gaya yang bekerja berlawanan arah dorong. Ada dua jenis gaya hambat : parasit dan induced. Parasit drag disebabkan karena hambatan udara terhadap permukaan pesawat dan komponennya. Hambatan yang terinduksi merupakan bagian lift yang tak terelakkan yang disebabkan karena pengalihan udara oleh sayap. Semakin besar angle of attack, semakin besar hambatan induced. Untuk pesawat tertentu kecepatan yang lebih tinggi semakin rendah adalah angle of attack yang dibutuhkan untuk mempertahankan levelnya. Induced drag berbanding terbalik dengan kuadrat kecepatan. Parasit drag di sisi lain meningkat dengan kecepatan. Efisiensi aerodinamis pesawat terbang adalah maksimum pada kecepatan di mana keseluruhan drag (jumlah drag yang diinduksi dan hambatan parasit) adalah minimum. Kecepatan ini dikenal sebagai kecepatan drag minimum.

A.   Sistem pengereman

Rem bertanggung jawab untuk mengubah energi kinetik berlebih menjadi energi panas dengan meningkatkan gesekan. Meningkatnya jumlah gesekan (yaitu resistensi yang ditawarkan pada gerak kendaraan) mengurangi kecepatan gerak kendaraan. Sistem pengereman menggunakan prinsip ini untuk memperlambat atau menghentikan kendaraan. Sistem perancanaan di pesawat terdiri dari tiga tipe dasar: rem mekanis, hidrolik dan pneumatik.

Rem mekanis adalah yang dioperasikan dengan penggunaan sambungan, pengungkit dll. Rem hidrolik menggunakan tekanan fluida untuk transmisi tekanan ke komponen pengereman sementara rem rem Pneumatik menggunakan tekanan udara untuk mentransmisikan daya rem. Sistem ini dapat meningkatkan daya serap udara di sekitarnya dengan bantuan airbrakes, spoiler, flaps, reverse thrusters, drag chutes, dll atau menambah ground drag menggunakan jangkar, meluncur dll untuk pengereman yang efektif. Berbagai jenis entitas yang digunakan untuk pengereman telah dijelaskan lebih lanjut dalam makalah ini.

I.       Spoilers and Airbrake

Spoilers adalah perangkat yang digunakan untuk menghancurkan pesawat terbang. Struktur seperti penampang segi empat persegi panjang yang ujung depannya bergantung pada sayap (pada sudut) mengganggu aliran udara yang efisien sehingga mengubah jumlah lift. Gaya bersih pada pesawat dalam arah vertikal sama dengan berat minus angkat. Jadi, ketika spoiler dipasang lift akan berkurang akibat gaya turun ke bawah yang bekerja pada tubuh meningkat. Spoilers terdiri dari dua tipe : flight spoilers dan ground spoilers

Flight spoiler digunakan untuk mengurangi lift, tanpa meningkatkan kecepatan ke tingkat yang sangat tinggi. Hal ini memungkinkan turunnya pesawat yang lebih mudah. Ground spoiler yang juga dikenal sebagai lift dumpers dikerahkan saat mendarat. Mereka memperlambat kendaraan dengan meningkatkan daya tarik dan juga menurunkan lift secara dramatis. Akibatnya, berat pesawat ditransfer dari sayap ke undercarriage. Hal ini menyebabkan kemudahan pengereman dan juga mengurangi kemungkinan skidding.

Sudut maksimum spoiler dijaga sekitar 50 ° -60 ° dari posisi flush. Spoiler umumnya digunakan untuk tujuan rolling, bukan aileron terutama karena spoiler membiarkan trailing edge sayap dibebaskan untuk kegunaan lain. Saat pilot menggerakkan roda kontrol ke kanan, spoiler sayap kanan memanjang dan sayap kanan kehilangan angkat. Pesawat kemudian rolling ke kanan. Begitu pula untuk roll kiri, spoiler sayap kiri melebar. Spoilers juga bisa digunakan dalam penolakan lepas landas yaitu ketika lepas landas pesawat terbang dibatalkan karena beberapa kegagalan teknis atau alasan lainnya.

Air brakes yang juga dikenal sebagai dive brake adalah perangkat yang terdiri dari serangkaian bilah logam yang bila diaktifkan meningkatkan daya tarik pesawat. Mereka digunakan dalam pesawat berkinerja tinggi dan berada di atas atau di bawah sayap atau di dekat badan pesawat. Air brakes berbeda dari spoiler sehingga memiliki efek minimal pada lift. Melainkan mereka meningkatkan daya tarik dengan menggigit udara. Perbedaan lainnya adalah Air brakes benar-benar tersimpan atau dipasang sepenuhnya, sementara spoiler dapat digunakan pada posisi yang berbeda. Baik Air brakes dan spoiler saat dikerahkan memastikan daya optimal tersedia ke mesin untuk mencegahnya dari bahaya shock cooling (karena cepat turun).

I.       Thurst Reverse

Selain normal brakes, Thurst Reverse digunakan untuk memperlambat pesawat setelah touchdown terutama saat landasan pacu tertutup salju atau dingin. Thurst Reverse bekerja berdasarkan prinsip pembalikan arah gas buang atau mengubah pitch baling-baling agar bisa menciptakan gaya tarik untuk melawan gerak pesawat terbang. Thurst Reverse terutama digunakan untuk mengurangi jarak henti. Ini memungkinkan pendaratan di landasan pacu yang lebih kecil, pengurangan keausan roda rem dan jarak taksi. Hal ini juga digunakan dalam kasus take off Rejected.

Dalam kasus lapisan landasan pacu basah atau dingin dari air bertindak seperti film pelumas antara permukaan roda dan landasan (Hydroplaning). Sebagai akibatnya, gesekan berkurang. Penyebaran Thurst Reverse yang terlepas dari gesekan permukaan memungkinkan pengereman lebih baik dalam kondisi seperti itu.

Karena daya Thurst Reverse paling efektif dengan kecepatan tinggi, penting untuk memulai putaran awal pada pendaratan dan segera menaikkan daya dorong tepat ke batas yang direkomendasikan untuk model pesawat khusus [1]. Thurst Reverse harus dilakukan hanya setelah touchdown dan mereka memiliki persyaratan kecepatan minimum di bawah ini yang mana ada bahaya reinjeksi gas buang ke mesin. Umumnya Thurst Reverse ditarik kembali di bawah kecepatan 70mph.

Pada Thurst Reverse baling-baling pesawat ini dilakukan dengan mengubah sudut sudu baling-baling untuk menghasilkan drag. Ini melibatkan penggunaan sistem hidro mekanis untuk aktuasi guna memperlambat pesawat terbang. Pada turbojet dan turbofan air thrust reversal ini dicapai dengan mengarahkan aliran udara gas buang dari mesin. Karena pembatasan aerodinamika, sudut pelepasan dijaga 45 derajat dan akibatnya, drag yang dihasilkan untuk kedua sistem ini adalah 40-60% dorongan ke depan.

Ada beberapa metode untuk Thurst Reverse pada turbojet atau mesin turbofan :

•          Clam shell type

•          Bucket Target type

•          Cascade type

Clam shell adalah sistem Thurst Reversal yang dioperasikan secara pneumatik. Dalam sistem ini, pintu-pintu tetap tertutup selama penerbangan sehingga knalpot dari mesin mengalir lurus keluar dari belakang. Setelah di aktivasi oleh tuas Thurst Reverse, pintu deflektor pada bagian belakang mesin berputar dan menutup aliran normal flow gas dan mengarahkan udara ke arah depan melalui baling-baling cascade. Sebagai akibatnya, drag meningkat.

 I.         Disc Brakes

Pesawat biasanya menggunakan cakram dan cakram multi-cakram. Terutama terdiri dari cakram berputar yang terpasang pada unit roda, kaliper rem yang dipegang diam dan berisi bantalan rem yang terbuat dari bahan seperti asbes, keramik, karbon dll. Saat pedal rem ditekan. , Minyak rem di bawah tekanan mengalir dari silinder induk ke silinder slave melalui tabung. Silinder slab terdiri dari piston yang digerakkan oleh gaya tekanan fluida yang masuk. Piston memaksa bantalan rem ke cakram yang berputar. Gesekan antara bantalan rem dan permukaan cakram, tahan gerakan berputar dan menghentikannya. Rem cakram yang digunakan akhir-akhir ini adalah jenis diferensial yaitu unit kiri dan kanan tidak saling bergantung satu sama lain. Ini juga meningkatkan manuver.

Beberapa rem cakram terdiri dari serangkaian cakram, stator baja yang merupakan unit stasioner dikunci pada bantalan pembawa dan rotor membentuk bagian yang berputar dan dikunci pada roda. Adjuster otomatis digunakan untuk menyediakan clearance antara lapisan rotor dan stator. Di bawah tekanan hidrolik, rangkaian disket ini dikompresi, memaksa roda melambat karena gesekan. Saat ini cakram dilengkapi dengan slot untuk disipasi panas yang lebih baik pada suhu tinggi. Juga, serat karbon digunakan secara luas sebagai bahan rotor untuk rem karena bobotnya yang rendah dan kemampuan menahan panas dan suhu tinggi. Meski membutuhkan perawatan lebih rendah dibanding rem konvensional namun biaya pembuatannya relatif tinggi.