PEMANFAATAN ILMU PENGETAHUAN DAN TEKNOLOGI DIRGANTARA

Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sangat pesat pada era globalisasi, telah menyebabkan ketergantungan terhadap fungsi dan peran dirgantara semakin tinggi. Semua negara sudah merasakan dampak dari globalisasi tersebut. Globalisasi telah menyebar keseluruh dunia dengan hasil teknologi yang telah mempengaruhi kehidupan masyarakat dunia dan menimbulkan perubahan yang sangat mendasar dalam tatanan hubungan antar bangsa ini yang lebih banyak dikendalikan oleh negara-negara maju, serta hubungan kerja sama yang terus meningkat terasa kurang seimbang.

Indonesia tentunya tidak dapat melepaskan diri dari globalisasi ini, bahkan harus dapat berperan untuk mengamankan kepentingan nasional. Peran tersebut antara lain akan diwujudkan melalui upaya pembangunan kedirgantaraan. Pembangunan kedirgantaraan ditujukan pada perjuangan memperoleh pengakuan internasional atas hak penggunaan wilayah dirgantara nasional dan penguasaan ilmu pengetahuan dan teknologi untuk menghasilkan produk dan jasa kedirgantaraan.

Dalam pemanfaatan keunggulan komparatif yang dimiliki Indonesia aplikasi teknologi dirgantara memainkan peran yang sangat besar. Menyadari kebutuhan aplikasi teknologi dirgantara tersebut, Indonesia telah cukup lama menggunakan dan memanfaatkannya bagi pembangunan bangsa seperti transportasi udara, telekomunikasi, penginderaan jauh, observasi bumi dan lingkungan, navigasi, dan geodesi. Adanya transportasi udara antar wilayah di Indonesia telah memudahkan hubungan antar penduduk dan memacu kegiatan ekonomi antar wilayah dengan cepat. Bahkan menyadari akan kebutuhan akan modal transportasi udara yang begitu efektif dan cepat menjangkau daerah-daerah, Indonesia pun telah mendirikan industri pesawat terbang yang menjadi salah satu kebanggaan nasional. Selain itu sebagai negara berkembang pertama di dunia yang menggunakan satelit komunikasi domestik, aplikasi teknologi tersebut memberikan manfaat yang sangat besar pada komunikasi antar wilayah Indonesia, penyebarluasan informasi, peningkatan kegiatan ekonomi dan menjadi perekat wilayah Indonesia. Dengan adanya otonomi daerah saat ini maka diharapkan penggunaan telekomunikasi di daerah terpencil pun akan semakin meningkat.

Di samping itu, aplikasi teknologi navigasi satelit memberikan manfaat sistem pemanduan berbagai modus transportasi, akurasi posisi dan penentuan ketinggian wilayah. Aplikasi teknologi penginderaan jauh memberikan berbagai informasi vital terkait dengan pertanian, kehutanan, tata ruang, manajemen lahan, pemetaan laut, perikanan, pengamatan lingkungan, pendugaan mineral dan manajemen banjir serta bencana alam. Analisis yang dilakukan berdasarkan pada Integrasi data-data vital yang diperoleh dari antariksa dan data sosio-ekonomi menghasilkan strategi yang sangat penting bagi pengelolaan sumber daya alam, khususnya pada pengelolaan program ketahanan pangan dan penyediaan energi. Pada program ketahanan pangan data-data yang diperoleh tersebut bermanfaat pada pendugaan iklim dan cuaca, pendugaan luas panen, penentuan areal lahan pertanian, dan penentuan lokasi pencarian ikan.

Dalam upaya pencarian sumber-sumber baru energi dan mineral, teknologi dirgantara merupakan satu di antara berbagai teknologi yang digunakan. Penggunaan teknologi dirgantara yang paling sederhana yaitu pemotretan permukaan bumi dari udara dan yang mutakhir yaitu altimetri satelit dan interferometri sistem penentu posisi global (GPS) dapat digunakan untuk menentukan posisi dari pasukan serta mencari sumber-sumber baru energi dan mineral. Di samping itu, pencitraan permukaan bumi dengan berbagai teknologi penginderaan jauh menggunakan satelit merupakan peningkatan dari pemotretan udara yang sering terganggu oleh oleh awan. Hasil analisis citra tersebut digunakan untuk melakukan pemutahiran peta geologi atau keperluan penelitian untuk menemukan sumber-sumber baru energi dan mineral dan aspek-aspek lingkungan. Analisis pergerakan sesar-sesar aktif dengan menggunakan metoda interferometri satelit GPS juga dapat digunakan untuk meminimalisasi dampak seandainya terjadi gempa.

Berkaitan dengan posisi geografis, geostrategis dan geopolitis yang dimiliki oleh Indonesia maka kebutuhan akan perlindungan dan mempertahankan kepentingan terhadap bumi, laut dan ruang udara di atas Indonesia dalam lingkungan strategik global yang sangat dinamis mutlak dilakukan. Adanya Infiltrasi satelit asing terhadap pemantauan wilayah serta sumberdaya alam di Indonesia dan pencurian ikan senilai ratusan milyar rupiah per tahun oleh kapal-kapal asing karena kurangnya pemantauan adalah salah satu masalah penting yang harus dihadapi. Disamping itu, masalah air blank spot area di kawasan timur Indonesia yang menyebabkan mudah masuknya pesawat-pesawat asing ke dalam wilayah Indonesia, masalah di wilayah perbatasan dan potensi masalah hankam nasional lainnya tefah memberikan gambaran betapa pentingnya kebutuhan akan teknologi dirgantara. Oleh karena itu, aplikasi teknologi dirgantara seperti aplikasi satelit sebagai alat pemantauan baik terhadap kapal-kapal asing maupun terhadap wilayah perbatasan, pengembangan teknologi peroketan sebagai wahana peluncur satelit maupun untuk pengumpulan data cuaca, pengembangan iptek untuk optimalisasi manajemen sistem kedirgantaraan, pengembangan teknologi pesawat terbang berawak maupun tidak berawak baik amphibi maupun non amphibi bagi keperluan transportasi antar pulau (terutama wilayah perbatasan dan tempat terpencil), keperluan pertahanan, dan penggunaan teknologi radar sebagai peringatan dini harus mendapatkan perhatian dan prioritas utama.

Dalam penguasaan teknologi dirgantara tersebut perlu memperhatikan aspek-aspek sebagai berikut :

Pembinaan dan peningkatan Sumberdaya Manusia (SDM);

Penyediaan/pemanfaatan fasilitas penunjang penguasaan teknologi dirgantara yang diperlukan (laboratorium, sistem pendidikan, fasilitas produksi dan perawatan, navigasi, komunikasi, testing area dll.);

Koordinasi dan komunikasi antar stakeholder yang efektif dan efisien;

Sumber dana (BUMN, swasta, kemitraan BUMN dan swasta)

RANCANGAN PESAWAT DI MSADEPAN

Saat ini, kita semua tahu, di hampir semua bandar udara di dunia ditemukan sebuah pesawat berbadan silinder, dengan sayap yang membentang di tengah dan mesin yang menempel pada sayap.

Ditambah dengan buntut pengendali di bagian buritan, sebuah konstruksi yang menambah stabilitas pesawat.

Desain pesawat mengalami perombakan selama berabad-abad demi memaksimalkan keuntungan ekonomi.

“Kendati begitu teknologi yang ada mampu membuat pesawat lebih hemat energi,” kata Dieter Scholz, professor di Universitas Ilmu Terapan, Hamburg.

"Agar ekonomis, pesawat juga harus terbang cepat. Karena cuma dengan begitu maskapai mendapat keuntungan," katanya.

Jika harga bahan bakar kian melangit, pesawat hemat energi akan menjadi satu-satunya solusi bisnis yang ideal.

Salah satu gagasan yang beredar adalah menghilangkan badan pesawat hingga yang tersisa cuma sayapnya saja.

"Jika dibandingkan, pesawat konvensional memiliki permukaan tambahaan di badan dan buritan," kata Scholz.

"Setiap permukaan menciptakan hambatan. Kalau permukaan ini dihilangkan, begitu juga dengan hambatannya."

Tapi bagaimana dengan kapasitas penumpang? Sebuah konstruksi yang menggabungkan sayap dan badan pesawat, disebut "Blended-Wing-Body" menjawab persoalan ini.

Layaknya pada pesawat layang, sayap yang panjang dan tipis dapat meningkatkan Aerodynamika sebuah pesawat.

Tapi sayap yang lebih panjang juga harus didesain kokoh, yang kemudian berarti menambah berat dan dengan begitu menambah konsumsi bahan bakar.

Selain itu sebagian besar bandar udara tidak memiliki tempat parkir yang cukup lebar untuk pesawat bersayap panjang.

Solusinya berupa Boxwing, atau pesawat bersayap ganda yang kedua ujung sayapnya bersatu.

"Atau kita bisa menambah panjang rentang sayap dan kemudian membengkokan kedua ujung sayap setelah pendaratan untuk menyesuaikan dengan ruang parkir yang ada," kata Scholz.

Rotor Terbuka

Teknologi mesin termutakhir juga dapat membuat pesawat lebih hemat energi, contohnya adalah konsep rotor terbuka.

"Mesin pesawat akan terlihat sangat berbeda, ia memiliki baling-baling raksasa," kata Reinhard Mönig, Direktur Teknik Pendorong pada Pusat Penerbangan dan Antariksa Jerman (DLR).

"Kedua baling-baling ini harus berputar berlawanan arah. Cuma dengan begitu mesin bisa sangat efisien pada kecepatan tinggi," katanya.

"Dan untuk itu dibutuhkan konsep pesawat yang sama sekali berbeda."

Pesawat semacam itu bisa menghemat bahan bakar sebanyak 20%, kendati kecepatannya berkurang 10% ketimbang pesawat konvensional yang dipakai saat ini.  

Sebab itu konsep rotor terbuka cuma bisa digunakan pada penerbangan jarak pendek dan menengah. Perjalanan yang biasa ditempuh dalam waktu dua jam akan lebih lama 15 menit.

Selain itu mesin rotor terbuka lebih berisik ketimbang mesin jet modern.

Untuk menghemat energi fosil, para peneliti juga mengembangkan jenis bahan bakar baru, seperti bahan bakar hayati dari tanaman, "saat ini pun kita sudah terbang dengan 50% bahan bakar hayati," kata Mönig.

Bahan bakar semacam itu harus memiliki daya bakar serupa dengan Kerosin. Askin Isikveren, Direktur Penelitian Konsep Penerbangan Visioner di Bauhaus, sebuah bengkel kerja yang fokus pada penelitian kedirgantaraan di München, mendesak penggunaan mesin elektrik.

Gagasannya adalah menerapkan pesawat elektrik untuk pernerbangan jarak pendek dan menengah, segmen yang mewakili 38% emisi penerbangan di seluruh dunia.

Kendati teknologi baterai masih belum siap, lantaran berat baterai yang masih terlampau tinggi, ia yakin situasinya akan berubah, "kami mendapat kesan, teknologi baterai yang ada saat ini sudah mampu untuk dipakai pada penerbangan jarak pendek."

Untuk itu, pesawat membutuhkan mesin yang jauh lebih efisien dan juga ríngan. Agar bisa mengalirkan listrik dengan efisien, mesin ini harus didinginkan hingga minus 190 derajat Celcius.

Isikveren berharap, pesawat elektrik sudah akan beroperasi hingga 2050.

Tapi siapa pun yang nanti membeli tiket pesawat, ia akan kembali memasuki benda yang pada dasarnya menyerupai desain pesawat saat ini, sebuah silinder bersayap, dan mesin yang menggantung dan buntut di bagian buritan. [DW/L-8]

MENGENAL SISTEM KENDALI FLY BY WIRE

Pesawat terbang masa kini menggunakan sistem kendali yang terkomputerisasi atau disebut dengan sistem fly by wire.

Sistem fly by wire mempunyai program komputer untuk mengolah data yang dipasok dari berbagai sensor di badan pesawat sehingga terkadang kinerja sistem fly by wire secara detil tidak sesuai dengan keinginan operator atau pilot.

Karena sistem kendali yang bisa berpikir ini, kerja pilot menjadi lebih ringan. Dengan menambahkan sebuah komputer digital antara pilot dan pesawat, maka banyak sekali keuntungan yang didapat.

Pengertian Fly By Wire

Istilah “Fly-by-Wire” (FBW) menyiratkan sebuah sistem kontrol yang hanya menggunakan sinyal listrik. Dalam sistem kendali fly-by-wire ini tidak ada lagi penghubung hidraulik maupun mekanikal secara langsung antara pilot dengan control surface pada pesawat. Digital fly-by-wire (DFBW) menggunakan sistem kendali terbang elektronik yang dipasangkan dengan komputer digital untuk menggantikan sistem kendali mekanikal konvensional. Hal ini mengubah input-input manual milik pilot yang berhubungan dengan parameter-parameter kontrol. Sistem ini dikembangkan untuk menghasilkan efek operasional maksimum tanpa meninggalkan keselamatan.

Sejarah fly by wire

Pesawat yang pertama kali terbang dengan sistem ini adalah F-8C Crusader NASA yang telah dimodifikasi. Pesawat ini pertama kali terbang pada tahun 1972. Kemudian diikuti oleh USSR dengan Sukhoi T-4. Tak lama berselang, pesawat tempur Hawker Hunther yang telah dimodifikasi pusat penelitian Farnborough, Inggris menggunakan kontrol FBW di bangku kanan. Pada bangku kiri diperuntukkan untuk pilot penyelamat dengan kontrol konvensional dan saklar FBW. Sedangkan pesawat ulang-alik US yang memiliki kontrol fly-by-wire digital pertama kali digunakan dalam penerbangan bebas dengan uji coba pendekatan dan pendaratan pada tahun 1977. Pada tahun 1984, Airbus A320 menjadi pesawat penumpang pertama dengan kontrol fly-by-wire digital. Pada tahun 2005, Dassault Falcon 7X adalah jet bisnis pertama dengan kontrol fly-by-wire digital.

Dalam industri penerbangan Indonesia, teknologi fly by wire baru dikembangkan pada tahun 1990-an pada pesawat N-250.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Cara Kerja Fly By Wire

Ketahanan

Perhatian utama dalam sistem fly-by-wire adalah ketahanan. Ketika sistem-sistem kontrol mekanik atau hidraulik mengalami kerusakan, maka biasanya kerusakan terjadi secara bertahap. Sedangkan jika kerusakan terjadi pada sistem komputer kontrol penerbangan, maka kerusakan dapat menyebabkan pesawat menjadi tak terkendali secara langsung. Oleh karena itu, kebanyakan sistem fly-by-wire menggabungkan beberapa sistem komputer di dalamnya (triplex, quadruplex, dan lain-lain). Penggabungan beberapa komputer ini hampir sama dengan cadangan mekanik atau hidraulik maupun kombinasi keduanya. FBW modern biasanya menghindari terjadinya gabungan sistem kontrol dengan menambah saluran-saluran FBW secara terpisah dan berdiri sendiri. Hal ini digunakan untuk mengurangi peluang kegagalan total hingga tingkat yang amat kecil yang bisa diterima sistem.

Pemrosesan sinyal

Sebuah sistem kontrol penerbangan fly-by-wire digital hampir sama dengan sistem analognya. Namun, pemrosesan sinyal dilakukan oleh komputer digital. Hal ini dapat meningkatkan fleksibilitas karena komputer digital bisa menerima input dari sensor manapun dalam pesawat terbang. Stabilitas elektronik juga akan meningkat karena sistem ini tidak begitu bergantung pada nilai-nilai komponen listrik penting dalam sebuah pengontrol analog.

Untuk memproses sinyal yang masuk, komputer akan membaca posisi dan menjalankan input dari kontrol pilot dan sensor-sensor pesawat sehingga terjadi penyelesaian persamaan differensial untuk menentukan sinyal perintah yang cocok untuk menggerakkan kontrol penerbangan yang sesuai.

Segel penerbangan

Pemrograman secara digital dimaksudkan untuk membuka akses terhadap perlindungan (proteksi) pada segel penerbangan. Perancangan pesawat dibuat dengan karakter pengemudian pesawat yang tepat, agar tetap berada dalam batas-batas aerodinamika dan struktur pesawat terbang. Sebagai contoh, ketika pesawat berada pada kondisi yang membahayakan seperti mesin mati mendadak atau pesawat berputar, maka komputer dalam mode perlindungan penerbangan dapat membantu pilot mengendalikan pesawat. Software yang terdapat dalam komputer dapat digunakan untuk menyaring input kontrol agar terhindar dari guncangan.

Beberapa aplikasi sistem fly by wire pada pesawat menggunakan tuas yang berada di samping atau di tengah perangkat komputer tersebut. Tuas samping dapat membuat proses pengemudian menjadi lebih ringan, lebih sederhana dan tidak menonjol. Selain itu juga dapat mengurangi beban pekerjaan pilot.

Manfaat Fly By Wire

Fleksibilitas

Sistem elektronik fly-by-wire bisa bereaksi dengan fleksibel terhadap perubahan kondisi aerodinamika. Caranya adalah dengan menyesuaikan pergerakan bidang kontrol pesawat sehingga reaksi pesawat terbang terhadap kontrol input sesuai dengan kondisi penerbangan. Selain itu, sistem elektronik membutuhkan perawatan yang lebih mudah dibandingkan dengan sistem mekanik dan hidraulik yang membutuhkan pelumasan, penyesuaian tegangan, pemeriksaan kebocoran, penggantian oli, dan lain-lain. Lebih dari itu, posisi sirkuit elektronik yang berada diantara pilot dan pesawat dapat meningkatkan keselamatan. Contohnya, sistem kontrol dapat mencegah mesin mati tiba-tiba, serta dapat mengingatkan pilot ketika menekan airframe terlalu kuat.

MENGENAL LEBIH JAUH AERODINAMIKA

  Deskripsi

Aerodinamika (ilmu gaya gerak) berasal dari bahasa Yunani yaitu air = udara dan dynamic = gaya gerak. Sehingga dapat disimpulkan bahwa aerodinamika adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang bergeraknya suatu benda di dalam udara. Ilmu gaya udara merupakan lanjutan dari ilmu yang lebih tua yaitu ilmu gaya gerak air atau hidrodinamika dan ilmu gaya gerak udara ini erat hubungannya dengan beberapa ilmu yang lainnya yaitu ilmu alam (fisika), ilmu pasti (matematika), ilmu gaya (mekanika), dan ilmu cuaca (meteorogia) yang memberikan keterangan- keterangan azasi tentang udara yang diam khususnya tentang perubahan- perubahan yang dialami udara jika ketinggian bertambah.

Pada tahun 1810 Sir George Canley berpendapat bahwa udara dipaksa meniup berlawanan dengan arah gerak dari sayap dalam udara atau fluida tersebut. Kemudian pada tahun 1871 Pranoim Wenham merencanakan airfoil yang melengkung seperti bentuk dari sayap burung. Juga pada tahun ini Wenham yang pertama-tama membuat terowongan angina yang digerakkan dengan tenaga uap. Penyelidikan airfoil ini dilanjutkan oleh Wreight bersaudara dengan mengadakan percobaan-percobaan kurang lebih 150 buah air foil disamping melengkapi alat-alat kemudi untuk mengemudikan pesawat yang sedang terbang.dalam penyelidikan Iaanc Newton telah menemukan gaya-gaya udara yang melalui benda yang bergerak yaitu gaya angkat (lift dan hambatan/drag). Pada tahun 1902-1907 N Wilhelm Kutti (jerman), N.E. Janhowaki (rusia), Frederiek W. Launohoster (Inggris) menemukan teori bagaimana terjadinya gaya angkat (lift) pada airfoil.

Dengan penemuan-penemuan pada tahun-tahun di atas jelaslah bahwa aerodinamika merupakan ilmu yang masih baru, dan bukanlah suatu pengetahuan yang abstrak seperti ilmu pasti dan mekanik karena hingga kini penyelidikan-penyelidikan masih terus dilakukan.

Aerodinamika sebenarnya tidak lain dari pada suatu yang mempelajari atau menyelidiki sifat-sifat udara,reaksi-reaksi dan akibat-akibat yang timbul dari gerakan udara terhadap benda yang dilalui oleh udara atau gerakan benda-benda di dalam udara tersebut. Jadi aerodinamika berarti pula pengetahuan atau penyelidikan mengenai gerakan-gerakan benda di dalam udara dimana pengertian ini sangat erat hubungannya denganilmu penerbangan.

Adapun factor-faktor yang mempengaruhi Aerodinamika:

• Temperature (suhu udara)
• Tekanan udara
• Kecepatan udara
• Kerapatan / kepadatan udara

Untuk mempelajari ilmu aerodinamika, ada beberapa hukum diantaramya

Tinjauan

Pemahaman akan pergerakan udara (seringkali disebut "medan aliran") di sekitar suatu benda membolehkan perhitungan gaya-gaya dan momen-momen yang bertindak pada benda tersebut. Sifat-sifat sejenis yang dihitung untuk suatu medan aliran meliputi kecepatan, tekanan, kerapatan, dan temperatur sebagai fungsi posisi ruang dan waktu. Aerodinamika membolehkan definisi dan solusi persamaan untuk kekekalan massa, momentum, dan energi di dalam udara. Penggunaan aerodinamika melalui analisis matematika, hampiran empirik, percobaan lorong angin, dan simulasi komputer membentuk landasan ilmiah bagi pesawat terbang dan sejumlah teknologi lainnya.

Persoalan-persoalan aerodinamik dapat dikelompokkan menurut lingkungan alirannya. Aerodinamika eksternal adalah kajian aliran di sekitar benda-benda padat dengan bentuk yang berbeda-beda. Pengevaluasian gaya angkat dan gaya hambat pada sebuah pesawat terbang bersayap diam atau gelombang kejut yang terbentuk di depan moncong roket merupakan contoh-contoh aerodinamika eksternal. Aerodinamika internal adalah kajian aliran melalui bagian-memanjang di dalam benda padat. Misalnya, aerodinamika internal mencakup kajian aliran udara melalui enjin jet atau melalui pipa penyaman udara.

Pemahaman akan pergerakan udara (seringkali disebut "medan aliran") di sekitar suatu benda membolehkan perhitungan gaya-gaya dan momen-momen yang bertindak pada benda tersebut. Sifat-sifat sejenis yang dihitung untuk suatu medan aliran meliputi kecepatan, tekanan, kerapatan, dan temperatur sebagai fungsi posisi ruang dan waktu. Aerodinamika membolehkan definisi dan solusi persamaan untuk kekekalan massa, momentum, dan energi di dalam udara. Penggunaan aerodinamika melalui analisis matematika, hampiran empirik, percobaan lorong angin, dan simulasi komputer membentuk landasan ilmiah bagi pesawat terbang dan sejumlah teknologi lainnya.

Persoalan-persoalan aerodinamik dapat dikelompokkan menurut lingkungan alirannya. Aerodinamika eksternal adalah kajian aliran di sekitar benda-benda padat dengan bentuk yang berbeda-beda. Pengevaluasian gaya angkat dan gaya hambat pada sebuah pesawat terbang bersayap diam atau gelombang kejut yang terbentuk di depan moncong roket merupakan contoh-contoh aerodinamika eksternal. Aerodinamika internal adalah kajian aliran melalui bagian di dalam benda padat. Misalnya, aerodinamika internal mencakup kajian aliran udara melalui enjin jet atau melalui pipa penyaman udara.

Persoalan-persoalan aerodinamik dapat juga dikelompokkan menurut perbandingannya terhadap laju suara, yaitu laju aliran di bawah, di sekitar, atau di atas laju suara. Suatu persoalan disebut subsonik jika semua laju dalam persoalan tersebut lebih kecil daripada laju suara, transonik jika laju di atas dan di bawah laju suara kedua-duanya hadir (biasanya ketika laju karakteristik hampir menyamai laju suara), supersonik ketika laju aliran karakteristik lebih besar daripada laju suara, dan hipersonik ketika laju aliran sangat-lebih-besar daripada laju suara. Para aerodinamikawan tidak sepakat dalam hal ketepatan definisi aliran hipersonik; bilangan Mach minimum untuk aliran hipersonik berada pada kisaran 3 sampai 12.