TUMBUKAN PESAWAT DENGAN BURUNG

    Dalam penerbangan ada istilah FOD singkatan dari "Foreign Object Damaged". "Foreign Object Damaged" adalah benda yang bisa merusakkan jika tersedot masuk ke dalam engine atau menumbuk bagian pesawat lainnya."Foreign Object Damaged" bisa berasal dari alam atau buatan. Yang buatan bisa berupa potongan kawat, patahan baut, rivet dsbnya. Karena itu daerah pergerakan pesawat seperti appron, taxiway, landasan pacu harus betul-betul steril dari benda-benda tersebut. Yang berasal dari alam bisa berupa benda mati seperti kerikil, pasir, dan lain-lain. Sedangkan benda berasal dari alam dan hidup adalah satwa terutama burung. Burung sangat potensial sebagai FOD. Jika tersedot bisa merusak engine dan mengancam keselamatan penerbangan. Ada dua jenis bahaya yang disebabkan oleh burung yang tersedot engine. Seekor atau sekawanana burung dengan ukuran besar dan kecepatan tinggi, energi kinetiknya akan membentur fan engine. Jika terjadi fracture (kepatahan) pada fan, maka patahan tersebut akan secara beruntun merusak bagian-bagian engine lainnya. Jika bagian engine mampu menahan beban tumbukan, maka masih ada bahaya ke dua. Badan burung yang membentur fan, mengakibatkan gangguan aliran udara pada kompresor engine. Gangguan tersebut akan mengakibatkan stall pada kompresor. Kompresor bisa stall, karena sudu kompresor mempunyai profil yang sama dengan irisan sayap yaitu "airfoil". Jika sayap yang stall, maka terjadi kehilangan lift secara drastis sehingga pesawat akan kehilangan ketinggian. Kalau yang stall adalah kompresor, maka engine akan kehilangan kompresi (tekanan) dan jumlah massa udara. Yang akhirnya engine kehilangan daya (power loss). Karena massa udara yang masuk engine berkurang, maka engine mengalami kekurangan pendinginan sehingga overheating. Fuel dalam ruang bakar yang seharusnya dibakar dengan campuran udara yang cukup, tetapi karena massa udara yg kurang maka ada kelebihan fuel yang tidak terbakar. Pada saat sisa fuel yang tidak terbakar mengalir ke belakang dan bertemu dengan temperatur tinggi dalam turbin, maka uap fuel akan terbakar sehinga menghasilkan flame (nyala api) di exhaust duct dari engine. 

 

 

Compressor stall dengan flame menyembur dari exhaust engine

 

 

Kemudian pembakaran dalam ruang bakar yang menghasilkan tekanan tinggi, akan menyembur dalam wujud flame (nyala api) ke belakang dan juga ke depan. Flame yg menyembur ke depan, disebabkan adanya aliran balik (reverse flow) akibat kompresi kompresor yang rendah. Setiap terjadi flame disertai suara letupan (bang) dan getaran (vibrasi) yang keras.

 

 

Compressor stall dengan flame menyembur dari exhaust dan inlet engine

  

Yah ternyata bahwa keberadaan satwa khususnya burung sebagai FOD cukup potensial untuk mengancam keselamatan penerbangan. Kebetulan juga bahwa di bandara itu selalu tersedia area di mana burung sangat suka untuk menjadikannya sebagai habitat atau sekedar mampir. karena ketersediaan makanan seperti biji-bijian, serangga dan sebaginya. Misalnya area berumput di sekitar taxi way, shoulders dan seterusnya. Mungkin ini maunya Tuhan agar orang selalu berpikir dan berikhtiyar, bagaimana hidup berdamai dengan sesama makluq ciptaanNya. Pesawat aman terbang, burungpun nyaman dengan habitatnya. Maka bagaimana pabrik engine atau pabrik pesawat menciptakan produk yang handal terhadap bird strike (tumbukan burung)?  InsyaAllah kita bisa sambung lagi …… 

Bahaya Burung Tersedot Engine Pesawat Terbang

 

 

         Berbicara lagi tentang pesawat dan burung. Burung jadi bahaya jika berada di tempat yang salah. Mereka sebagai FOD (foreign object damage) yang bisa mengancam keselamatan penerbangan. Saat ini baik pabrik pesawat ataupun engine berupaya meningkatkan produknya untuk lebih handal terhadap "bird strike" (tumbukan burung). Ternyata kemajuan teknologi engine pesawat terbang bersambut dengan design engine yang tahan terhadap "bird strike". Engine pesawat transport modern, hampir pasti menggunakan turbofan dengan bypass ratio yang tinggi. Turbofan adalah engine dengan "fan" berukuran besar di depan "core engine" (inti engine) atau biasa disebut "gas generator" yang lebih kecil. Dengan adanya "fan", maka aliran udara yang masuk ke dalam engine terbagi menjadi dua. Yang masuk "core engine" disebut "hot stream", karena udara yang masuk core ini dicampur dengan fuel kemudian dibakar dan gas hasil pembakarannya diakselerasikan lewat exhaust untuk menghasilkan gaya dorong yang disebut "hot thrust". Terus aliran udara yang satu lagi melewati "fan" tanpa dibakar, melainkan hanya diakselerasikan lewat exhaust sehingga menghasilkan "cold thrust". Bypass ratio adalah rasio antara jumlah massa udara "cold stream" terhadap "hot stream".

 

 

Bagian-bagian Engine Turbofan

 

 "Bird strike" atau "bird ingestion engine" (engine nyedot burung), mengakibatkan dua macam bahaya. Bahaya yang pertama berupa fracture (patah atau gagal) pada struktur engine, dan bahaya ke dua terjadi compressor stall. Jika burung menumbuk fan terus terjadi fracture (patah), dan fragmentasi (pecahan2) masuk ke dalam engine maka bisa berakibat fatal. Engine dengan bypass ratio tinggi (massa hot stream jauh lebih besar dari cold stream), maka pasti diameter inlet engine makin besar. Diameter inlet besar, tentu ukuran fan juga akan besar. Kalau ukuran fan besar, maka strukturnya bisa dibuat lebih kuat dan tahan untuk tidak terjadi fracture pada saat mengalami "bird strike". Terus bagaimana ketahanannya terhadap bahaya yang ke dua yaitu compressor stall. Compressor stall disebabkan karena terjadinya distorsi (gangguan) aliran massa udara. Burung yangg membentur fan akan mendistorsi aliran massa udara yang masuk engine. Kondisi ini menyebabkan stall pada kompresor yang ditandai letupan pada engine, bisa terjadi flame (api) lewat exhaust ataupun inlet engine, terjadi vibrasi (getaran), power berkurang, overheating dan sebagainya. Kalau stall tdk segera dilakukan recovery, maka bisa berakibat kerusakan engine yang lebih fatal. Diameter inlet engine yang lebar berarti penampangnya luas. Jadi kalau terjadi bird strike, maka distorsi aliran massa udara yang ditimbulkan akan pengaruh kurang signifikan terhadap terjadiknya stall pada kompresor. Sekedar gambaran kasar, engine CFM56B26 (antara lain dipasang di Boeing 737-900ER) diameternya 1.55 m. Maka luas engine inlet sekitar 2m2.

 

Engine Raksasa GE9X dipasang pada Boeing 777X

 

 

  Bandingkan dengan engine ukuran terbesar saat ini yaitu engine GE9X produksi General Electric yang dipasang pada pesawat Boeing 777X dengan diameter 3.4 m. Maka kalau dihitung luas engine inlet sekitar 9 m2. Jadi kalau dua jenis engine ini kemasukan burung dg ukuran sama, maka teorinya compressor stall pada engine GE9x akan lebih cepat recovery. Ini hanya hypotesa secara sederhana. Berdasarkan pertimbangan tersebut maka FAA (Pederal Aviation Administration) mensyaratkan bahwa pemberian sertifikasi engine harus lulus uji bird strike. Salah satunya uji bird strike dengan ukuran seekor burung besar. Engine diputar dengan daya takeoff (putaran penuh), kemudian burung ditembakkan ke engine inlet dengan kecepatan 200 knots (kecepatan climbing pada ketinggian rendah sesuai keberadaan burung). Maka engine : 1. Tidak boleh terbakar 2. Tidak boleh ada bagian engine yg terlepas dan masuk ke rumah engine 3. Engine bisa dimatikan 4. Power yang tersisa minimum 50% selama 14 menit, karena jika 2 engine terkena bird strike, pesawat masih bisa balik ke bandara semula (return to base). Kemudian burung yang ditembakkan seberat apa? Ini tergantung pada luas engine inlet. Kalau luas engine inlet kurang dari 1.35m2, berat burung 1.85 kg (mungkin segede ayam broyler siap potong) Kalau luas engine inlet lebih besar dari 1.35m2 dan lebih kecil dari 3.9 m2, berat burung yang ditembakkan seberat 2.75 kg. Engine Boeing 737 NG dengan luas engine inlet hampir 2 m2 cocok dengan jenis uji ini. Terus diameter engine inlet lebih dari 3.9 m2 diuji dengan burung seberat 3,65 kg (segede angsa kali).

ENGINE MOUNTING

 

 

 Pernyataan bahwa sesuatu yang kecil, ringan tapi harus kuat, tentu mengundang kontroversi. Gimana mau kuat? Kalau kecil, ringan ya biasanya lemah. Yah tapi inilah salah satu syarat yang harus dipenuhi pada struktur pesawat terbang. Dengan keunikan ini pernahkah kita memikirkan dengan cara apa mesin pesawat yang ukurannya segede itu digantungkan pada sayap. Jujur saya sering terganggu jika naik pesawat tiba-tiba masuk cuaca buruk dan terkena “bumping” atau tergoncang dan melihat bagaimana  engine segede itu bergoyang-goyang.Terus muncul pertanyaan apa baut/sekrup yang digunakan untuk mengikat engine ke sayap itu cukup kuat untuk menahan beban tersebut? Untuk mengobati rasa takut, saya berusaha mencoba mencari ilmunya. Pesawat-pesawat transport modern yang biasanya menggunakan mesin turbofan dengan bypass ratio tinggi, sebagian besar  menggandulkan mesinnya di bawah sayap. Malahan dengan pertimbangan beberapa keuntungan, pemasangan engine di bawah agak di depan sayap. 

 

  Engine mounting

 

Mesin tidak dipasang langsung ke struktur utama sayap (spar), tapi lewat struktur yang melekat pada sayap dengan kokoh yg disebut pylon. Salah satu tujuannya agar jika sesuatu terjadi pada engine tidak langsung merusak struktur sayap. Salah satu contoh engine pesawat Boeing 737 NG (CFM56-7B). Untuk melekatkan mesin pd pylon melalui 2 gantungan. Gantungan depan pd rumah kompresor hanya dg 4 baut dan 2 shear pin, sedangkan gantungan belakang pd rumah turbin dg 4 baut dan 1 shear pin. Ukuran diameter baut cukup kecil hanya segede ibu jari tangan (22 mm). Meski kecil bahannya terbuat dr bahan pilihan yaitu Nickel Super Alloy 718 atau lebih dikenal dg nama Inconel 718. Bukan covid 19 ya! Itu beda lagi. Inconnel 718 mempunyai kekuatan tegangan tarik 180 N/mm2. Jadi dengan diameter baut 22 mm berarti setiap baut mempunyai kekuatan tarik yang besarnya sama dengan luas penampang melintang baut dikalikan kekuatan tegangan tarik Inconel 718 yaitu 0.25 π (0,22 mm²) 180 N/mm2. Hasilnya dibulatkan menjadi 70000 N atau 70 kN. Kalau ada 8 baut berarti kekuatannya menjadi 560 kN. Selanjutnya 8 buah baut itu utamanya menahan 2 jenis beban. Yaitu beban thrust (gaya dorong engine) sebesar maksimum 100 kN yang arahnya ke depan, dan beban berat engine 20 kN yang arahnya ke bawah. Masih ada beban satu lagi yaitu beban torsi akibat anti torsi dari mesin yang berputar. Dan ini semua ditanggung oleh 8 baut dan 3 shear pin. Jadi kesimpulannya kekuatan 8 baut sebesar 560 kN mempunyai margin keselamatan yang cukup besar untuk menahan beban thrust sebesar 100 kN dan berat engine sebesar 20 kN. Jadi sekalipun pesawat mengalami goncangan 5 G misalnya, yang artinya beratnya menjadi 5 X lipat yaitu menjadi 100 kN, maka tetap aman. Karena itu kalau melihat mesin bergoyang-goyang di bawah sayap, just take it easy. Lanjutkan untuk tetap tidur saja! Baut sebanyak 8 buah dapat memegangnya dengan kuat dan aman. Makanya selama ini jarang dengar kecelakaan pesawat yang disebabkan mesin pesawat jatuh. Salah satu kecelakaan terburuk akibat engine jatuh dialami oleh American Airline DC 10 flight number 191 pada tahun 1979 dari Chicago ke LA. Konon dari hasil investigas dari  KNKTnya Amrik (NTBS) bahwa kecelakaan terjadi akibat kesalahan prosedur pada saat pemasangan engine yang berakibat adanya keretakan pada gantungan engine.

Namun kekuatan 8 baut Inconel 718 tidak cukup kuat untuk menerima beban dalam kasus tertentu. Misalnya saat proses pendaratan, tiba-tiba landing gear tidak bisa diturunkan. Atau landing gear tidak “down locked” secara sempurna,  sehinga saat menyentuh landasan terjadi collapse. Jika hal tersebut terjadi, maka komponen pesawat yang pertama kali mengalami “impact” atau tumbuk adalah engine. Tensile force 8 bolts dan 3 shear pins yang kekuatannya 560 kN tidak mampu sama sekali untuk menahan beban impact dari massa pesawat yang demikian besar. Maka  mounting akan patah dan engine akan terlepas dari sayap dan pesawat dibiarkan sliding atau meluncur di landasan. Coba bayangkan jika engine mounting di design terlalu kuat, dan engine tetap nempel di sayap saat pesawat mengalami tumbukan di landasan (belly landing). Maka engine akan menjadi penghambat dengan mengganjal gerakan sliding pesawat, yang bisa berakibat pesawat bisa rolling, tambling dan sebagainya. Yang pada akhirnya akan potensial mengakibatkan accident yang lbh besar. Kesimpulannya bahwa memang pesawat dirancang secara brilian dengan tujuan safety, safety dan safety ....!

Engine lepas karena mounting tidak kuat menahan beban tumbukan

 

HUSNUL KHOTIMAH

Husnul khotimah artinya “berakhir dg kondisi terbaik”.  Kata “akhir” adalah ujung dari sebuah siklus. Awal siklus dimulai dengan proses kelahiran dan berakhir dengan proses kematian. Kematian yang datang pada saat dirinya dalam kondisi  terbaik adalah sebuah kematian yang “husnul khotimah”. Tersebut sebuah kisah seorang wanita pelacur yang menderita kehausan amat sangat, kemudian dengan susah payah dari sisa tenaganya bisa mengambil air dari sumur tua dengan sepatunya. Ternyata air itu malah diberikan kepada seekor anjing yang dalam kondisi sekarat karena kehausan, dan selanjutnya sang pelacur sendiri mati karena kehausan. Dosa yang dijalaninya bertahun-tahun sebagai pelacur, pada akhir hayatnya terhapus oleh amalan kebaikan yang Allah sangat ridhlo. Amal kebaikan tersebut yaitu memberi minum pada anjing yang sekarat karena kehausan, dengan mengorbankan jiwanya sendiri. Ini adalah contoh kematian yang “husnul khotimah”. Masih ingat kisah seorang penjahat besar yang telah memenggal 100 kepala kemudian bertaubat? Setelah bertaubat dia diperintahkan untuk meninggalkan tempat tinggalnya yaitu di “kampung keburukan” menuju kampungnya orang-orang sholeh yaitu “kampung kebaikan”. Tetapi sayang dia mati dalam perjalanannya. Ternyata posisi dia mati berjarak lebih dekat dengan “kampung kebaikan” dari pada “kampung keburukan”. Lebih dekatnya posisi dia mati dengan “kampung kebaikan” menandakan ada “niat kesungguhan” si penjahat untuk betul-betul meninggalkan perilaku dosa. Meskipun dia belum sempat membuat amalan-amalan kebaikan yang nyata, namun “niat kesungguhan” itu telah menghapus dosa-dosa besarnya yang telah bertahun-tahun dia lakukan dan ada jaminan kelak dia masuk surga. Inilah kematian yang “husnul khotimah”. Jadi proses akhir siklus merupakan sesuatu yang sangat penting dalam perjalanan hidup.

Life Expectancy (angka harapan hidup) orang Indonesia menurut World Population Review tahun 2019 adalah 71,6 tahun. Komunitas purnawirawan termasuk anggota PPAU yang rata-rata berada di kisaran usia harapan hidup, berarti secara alamiah memang berada pada area sekitar gerbang kematian. Maka bukanlah sesuatu yang aneh kalau group media sosialnya PPAU sering mewartakan berita lelayu. Ini sangat wajar, logis dan alamiah, jika kita merujuk pada Life Expectancy orang Indonesia. Kematian adalah sebuah kepastian. Hanya waktunya kapan, tempatnya di mana dan dengan cara apa kematian itu datang, semuanya hanya Tuhan Sang Pencipta yang mengetahui.  Meskipun seseorang tidak bisa menebak secara akurat kapan seseorang akan mati, namun secara tersamar sebenarnya selalu diingatkan. Usia kasepuhan dengan kondisi fisik dan psikis yang terus menerus mengalami kemunduran (degradasi), adalah isyarat semakin dekatnya waktu itu tiba. Maka diharapkan muncul sebuah kesadaran diri untuk selalu berbenah secara lahir dan bathin, agar semuanya berakhir dengan kondisi yang terbaik atau “husnul khotimah”. Nah ini semua perlu upaya dan do’a, agar seseorang dikaruniai kematangan spiritual dalam menjalani fase akhir dari siklus hidup.

Seseorang yang berada di usia sekitar 70-an tahun, jika diibaratkan dalam fase penerbangan maka ia berada pada fase final approach untuk landing. Final approach adalah proses pesawat descend (menurun) mendekati landasan pacu dalam posisi line up (lurus) dengan runway center  (garis tengah landasan pacu) dan glide slope yang tepat untuk bisa menjejakkan roda pesawat di touch down zone secara tepat. Pesawat pada fase penerbangan ini sudah dalam konfigurasi landing, dengan flap yang diturunkan secara bertahap. Tujuan flap diturunkan untuk menghasilkan gaya angkat yang cukup pada saat kecepatan rendah. Dengan full flap maka pesawat bisa descend dengan kecepatan serendah mungkin tetapi tetap aman (tidak stall). Ingat dahulu saat kuliah pada masa Karbol, bahwa fungsi flap adalah menambah gaya angkat dengan cara memperbesar Clmax, menambah luas sayap ataupun mengendalikan boundary layer (misal jenis fawler flap pada Boeing 747 series).  Terbang descend dengan kecepatan yang rendah, akan memudahkan justing pilot untuk menjejakkan roda pesawat di touch down zone secara tepat. Pada saat roda pesawat menyentuh landasan maka thrust reverser dan ground spoiler bekerja secara serentak untuk proses pengereman. Thrust reverser membalikkan vektor thrust sehingga menghasilkan efek pengereman yang signifikan, dan ground spoiler selain sebagai airbrake juga menghasilkan negative lift. Dengan negative lift (dumping lift) yang dihasilkan oleh ground spoiler mengakibatkan beban pesawat yang tadinya ditanggung oleh wing dipindahkan ke roda. Kondisi seperti itu menjadikan cengkeraman roda terhadap runway menjadi lebih tied, sehingga pengereman roda pesawat menjadi sangat efektif untuk menghentikan pesawat dengan sempurna.  Inilah fase terakhir dalam proses penerbangan.  Jadi kalau direnungkan semua peralatan (devices) untuk landing apakah itu yang termasuk High Lift Devices (flap, slot/slat dsbnya)  spoiler, thrust reverser dan wheel brakes, akan membantu pilot untuk landing atau kembali ke tanah dengan smooth dan nyaman. Tidak ‘overshoot” dan juga tidak “undershoot”. Ini adalah landing yang “husnul khotimah!” Jika ditransformasikan dalam kehidupan, mengisyaratkan bahwa kita sudah waktunya untuk lebih meningkatkan kualitas ibadah secara total. Ya ibadah mahdhoh (ibadah vertikal)  yaitu ibadah insan dengan Tuhan, dan ibadah ngghoiru mahdhoh (ibadah sosial) dalam wujud kualitas interaksi baik terhadap manusia sesama ataupun dengan alam semesta. Dua kisah yang diceritakan di atas menyimpulkan bahwa akhir proses mempunyai value yang luar biasa. Keduanya digambarkan telah mendapatkan ampunan dan kehidupan akhirat yg bagus. Dosa bertahun yang mereka perbuat terhapus oleh amalan kebaikan yang besar di akhir proses. Demikian juga dalam fase penerbangan. Accidents dan fatalities di final approach and landing, menduduki rangking tertinggi dibanding dengan fase lainnya. Maka sebaiknya kita ekstra hati2 di fase akhir hidup. InsyaAllah…...

PENGAJIAN MIFTAHUL JANNAH PPAU CABANG 03 DIY