Melanjutkan posting sebelumnya. Namun sebelum membahas mengenai instrument yang masuk kelompok gyroscopic instruments, sebaiknya kita mengenal  mengenai sumbu putar (axis) pesawat dan juga prinsip kerja giroskop (gyroscope).

Sumbu putar pesawat (axis)

 Sumbu putar pesawat, vertikal, longitudinal dan lateral
Gambar dari : http://www.start-flying.com/newsite/controlling_aircraft.htm

Pesawat terbang mempunyai tiga sumbu putar, yaitu vertikal, longitudinal dan lateral. Gerakan pesawat pada sumbu vertikal disebut yaw. Dan gerakan pada sumbu lateral disebut pitch. Sedangkan gerakan pada sumbu longitudinal disebut roll.

Masing-masing gerakan ini dikontrol oleh sistem kendali terbang (flight control systems) dari  pesawat, yaitu ruder, aileron dan elevator.  Untuk lebih jelas bisa dilihat pada tiga gambar dibawah :

Gerakan pesawat pada ketiga sumbunya
Gambar dari : http://www.langleyflyingschool.com/Pages/Attitudes%20and%20Movements.html

Prinsip kerja gyrosope

Gyroscope adalah alat yang digunakan untuk mengukur atau mempertahankan orientasi berdasarkan prinsip momentum angular. Pada prinsipnya mechanical gyroscope adalah sebuah piringan (rotor) yang berputar pada sumbu (axis) yang mampu bergerak ke beberapa arah.

Gyroscope
Gambar dari : http://en.wikipedia.org/wiki/Gyroscope

Bagian dari gyroscope terdiri dari sebuah piringan (rotor) yang berputar pada sumbu putar (spin axis). Sumbu putar ini terpasang pada suatu kerangka yang disebut gimbal (inner-most gimbal). Inner-most gimbal terpasang pada inner gimbal. Dan inner gimbal terpasang pada outer gimbal yang merupakan kerangka terluar.

Dengan memiliki tiga gimbal maka  gyroscope mempunyai kemampuan untuk berputar pada tiga sumbu putar (3 degree of rotational freedom).  Walaupun gyroscopee mempunyai 3 degree of rotational freedom, namun rotor akan selalu tetap berada pada posisinya, selama dia berputar. Saat ketiga kerangka gimbal berputar, rotor tidak mengikuti putarannya.

Gerak Gyroscope
Gambar dari : http://en.wikipedia.org/wiki/Gyroscope

Untuk memberikan gambaran lebih jelas mengenai prinsip kerja gyroscope, dapat dilihat pada video dibawah.

Perputaran gimbal (kerangka luar) tidak merubah posisi dari rotor. Prinsip inilah yang kemudian dimanfaatkan dalam intrumen pesawat terbang untuk mendeteksi gerak yaw, roll dan pitch pesawat. Instrumen yang yang memanfaatkan gyroscope adalah :

5. Attitude Indicator

Attitude indicator
Gambar dari : FAA instrument flying handbook (FAA-H-8083-15A) chapter 3

Attitude indicator (dikenal juga sebagai artificial horizon) menunjukkan attitude pesawat terhadap horizon. Atitude indicator menggunakan gyroscope yang mempunyai 2 gimbal. Sehingga mempunyai dalam dua sumbu putar yang  dapat mendeteksi gerak pesawat pitch dan roll dai pesawat.

Dengan instrument ini pilot dapat mengetahui apakah pesawat dalam kondisi level atau apakah pesawat dalam posisi nose up atau nose down.

Dalam attitude indicator terdapat simbol pesawat dalam warna kuning, setengah bagian atas menunjukkan langit (warna biru) dan setengah bagian bawah menunjukkan daratan (warna coklat). Apabila pesawat dalam posisi level terhadap horizon, maka simbol pesawat (kuning) akan sama dengan horizon (garis putih).

Penunjukkan attitude indicator terhadap posisi pesawat dapat dilihat pada gambar dibawah:

Penunjukkan attitude indicator terhadap posisi pesawat
Gambar dari : http://www.flightlearnings.com/attitude-indicator/941

6. Heading Indicator

Heading indicator
Gambar dari : FAA instrument flying handbook (FAA-H-8083-15A) chapter 3

Heading indicator menunjukkan simpangan dari arah yang dituju pesawat terhadap utara. Heading indicator menggunakan gyroscope yang mempunyai 2 gimbal. Berbeda dengan attitude indicator, sumbu putar rotor gyroscope untuk heading indicator adalah sumbu horizontal. Penunjukkan heading indicator dalam satuan derajat.

7. Turn indicator ( turn coordinator)

Turn coordinator
Gambar dari : FAA instrument flying handbook (FAA-H-8083-15A) chapter 3

Turn indicator menunjukkan arah belok (turn) dari pesawat  dan kecepatannya. Instrumen ini dapat mendeteksi gerakan pesawat dalam sumbu vertical (yaw)  juga dalam sumbu longitudinal (roll). Karena dalam penerbangan normal, pesawat yang akan membelok (turn) akan bergerak roll terlebih dahulu.

Dalam instrumen ini juga terdapat inclinometer, yang berfungsi untuk menunjukkan “kualitas” gerak belok pesawat.

Ada dua kondisi yang bisa ditunjukkan, yaitu slipping dan skidding.
Slip terjadi apabila  rate of turn is too slow for the angle of bank. Yaitu apabila gerak yaw pesawat terlalu lambat jika dibandingkan sudut gerak roll.
Skid akan terjadi apabila the rate of turn is too fast for the angle of bank. Yaitu apabila gerak yaw pesawat terlalu cepat jika dibandingkan sudut gerak roll.

Penunjukkan turn coordinator
Gambar dari : http://www.flightlearnings.com/turn-indicators/936/

Bersambung …….

Referensi :

1. FAA instrument flying handbook (FAA-H-8083-15A) chapter 3 unduh disini
2. Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Flight_instruments
3. http://www.langleyflyingschool.com/Pages/CPGS%20Flight%20Instruments.html