Direct Reading Magnetic Compass Pada Instrument Navigation Pesawat Udara

Posted on

#Magnetic #Compass #Navigation #Instrument #Aircraft #PesawatUdara

Magnetic compass | Direct reading magnetic compass digunakan untuk mengetahui atau menunjukkan arah pesawat selama dalam penerbangannya atau arah pesawat terhadap magnet bumi maupun terhadap salah satu arah (misalnya utara, selatan, timur dan barat) sesuai dengan meridian magnet bumi.

Prinsip kerja pada kompas magnet didasarkan atas suatu reaksi antara medan magnet dari permanent magnet dan medan magnet di sekeliling bumi. Direct reading magnetic compass merupakan alat navigasi yang penting dalam pertolongan pertama di dalam pesawat.

magnetic compass

Dalam keadaan darurat, magnetic compass indicator digunakan sebagai dasar penunjukkan dan perhitungan bagi Indicator yang lain (DGI dan RMI).

magnet bumi

Magnetic compass digunakan pada pesawat terbang kecil (pesawat dulu) sebagai penunjuk arah yang utama. Sedangkan pada pesawat terbang sekarang yang mempunyai peralatan instrument yang lebih lengkap (seperti indicating compass dan pertolongan advanced navigasi lain), Magnetic compass digunakan sebagai referensi penunjuk arah.

Secara prinsip, magnet mempunyai tiga sifat umum, yaitu;

  • Magnet permanen akan selalu menarik potongan-potongan besi dan baja.
  • Daya tarik magnet permanen akan berkonsentrasi pada tiap-tiap ujungnya.
  • Apabila magnet permanen digantungkan horizontal, maka ia akan diam dan menunjuk arah utara dan selatan.
sifat magnet permanen

Ujung magnet yang menunjuk utara disebut kutub utara dan ujung yang menunjuk selatan disebut juga kutub selatan. Apabila dua buah magnet dibawa bersama-sama dan ujung dengan ujung didekatkan, lalu ujung-ujung dari pada kedua magnet itu saling tarik-menarik, maka ujung-ujung dari pada kedua magnet itu adalah tidak senama (kutub utara dan kutub selatan). Tetapi apabila kedua ujung-ujung magnet itu saling tolak-menolak, maka kedua ujung-ujung magnet itu senama, yaitu kutub selatan dengan kutub selatan atau kutub utara dengan kutub utara. Sifat-sifat kemagnetan tersebut di atas adalah salah satu hukum kemagnetan. Gaya tarik menarik atau tolak-menolak antara ke dua kutub berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara magnet dengan magnet.

Momen magnet dari pada suatu magnet mempunyai suatu tendensi untuk memutarkan atau diputar oleh magnet lain.

Momen magnet inilah yang dipakai sebagai syarat untuk mendesain kompas pada pesawat terbang. Kekuatan momen sedemikian rupa dan sistem deteksi magnet akan segera bereaksi dengan gaya medan magnet (dipengaruhi oleh panjang dan kekuatan kutup magnet harus diperhatikan).

Bahan material magnet buatan terbagi menjadi dua jenis, hard iron (besi keras) dan soft iron (besi lunak). Istilah ini digunakan untuk memberi bermacam-macam sifat kemagnetan sesuai dengan material yang dapat dibuat. Material seperti cobalt dan tungsten adalah tipe hard material, karena material tersebut sulit untuk dijadikan magnet tetapi sekali jadi magnet, ia akan tahan lama, seperti halnya permanent magnetism (magnet tetap).

Material yang digolongkan dalam soft material, adalah material yang mudah dijadikan magnet seperti silicon dan biasanya sifat kemagnetannya mudah hilang.

1. Cara kerja magnetic compass indicator

Suatu peristiwa yang terjadi pada sebuah pesawat terbang yang akan terbang hanya mempunyai tujuan untuk terbang dari suatu titik ke titik lain pada suatu bagian bumi dengan cara yang cepat dan tepat dengan menggunakan navigasi udara.

garis gaya magnet bumi

Permukaan bumi dibagi menjadi garis-garis lintang dan garis-garis bujur, yang memberikan sistim kisi-kisi (a grid system) untuk suatu penempatan dan arah. Magnet kecil yang berputar tergantung, baik itu di udara atau mengembang pada cairan di sebuah case, akan selalu menyesuaikan sendiri dengan garis-garis gaya magnet bumi. Penggunaan kompas ini, sebagai patokan (referensi) navigasi.

konstruksi magnetic compass

Sumber tenaga penggerak magnetic compass indicator ini adalah gaya kemagnetan. Penunjukkan pada indicator menggunakan satuan “derajat”. Terdiri dari beberapa garis, dimana setiap garis berinterval 50. Bagian metal yang mengandung besi dan kawat-kawat (cable) yang dialiri arus listrik, cenderung menarik magnet pada compass indicator, dan akan menyebabkan terjadinya kesalahan (error) dalam penunjukaannya. Kesalahan-kesalahan ini yang disebut “deviasi”.

2. Persyaratan magnetic compass indicator

Untuk dapat digunakan secara tepat dan effisien, maka setiap instrument magnet compass harus memenuhi 3 syarat, yaitu posisinya garus selalu datar (horizontality), sensitif (sensitivity), aperiodik/dead beat (apriodicity).

Horizontality
Bagian utama dari sebuah kompas adalah batang magnet atau jarum magnet. Untuk mendapatkan suatu penunjukan yang tepat dan efisien pada kompas, jarum magnet harus benar-benar dalam posisi mendatar atau horizontal.

Untuk memenuhi ketentuan di atas, batang magnet digantungkan pada suatu rangka yang melengkung kemudian ditumpu atau disangga oleh pivot yang diletakkan di atas sebuah magkok (cup). Secara keseluruhan alat ini menyerupai suatu bantul pendulum (pendulous system).

Sudah menjadi sifat kemagnetan, maka batang magnet yang tergantung bebas akan selalu lurus segaris dengan garis gaya magnet bumi. Arah garis-garis gaya magnet tidak selalu horizontal. Semakin dekat ke kutub magnet bumi, garis-garis gayanya akan semakin lurus vertikal. Makin jauh batang magnet dari equator magnet bumi, maka magnet tersebut makin menunduk ke bawah.

Makin dekat dengan kutub-kutub magnet bumi, makin sulit untuk mencoba meletakkan batang magnet pada posisi mendatar. Hingga pada suatu batas daerah tertentu, mulai dari lintang 70° utara atau selatan ke atas, magnet kompas di pesawat sudah tidak berfungsi lagi.

Kesimpulan dari keterangan diatas ialah, bahwa pembacaan instrument magnet kompas yang paling tepat, jika pesawat terbang dalam posisi terbang lurus dan datar (straight and Level flight).

Sensitivity
Syarat kedua yang harus dipenuhi agar magnet kompas dapat dipakai secara efisien adalah harus sensitive. Sensitivity atau kepekaaan suatu kompas ditentukan oleh beberapa factor antara lain, bahwa setiap batang magnet yang tergantung bebas akan selalu meluruskan dengan garis-garis gaya magnet bumi, sehingga kemampuan melurus dari batang magnet bumi tersebut sangat tergantung dari kuat atau lemahnya gaya magnet bumi yang mempengaruhinya.

Yang dimaksud gaya magnet bumi disini ialah garis-garis gaya yang arahnya mendatar/ horizontal. Faktor yang lain adalah momen magnet, artinya makin besar momen magnet suatu batang magnet kompas maka kompas akan lebih sensitive dalam menunjuk arah Utara dan Selatan.

Momen magnet tergantung dari panjang batang magnet dan kekuatan medan magnetnya. Hal ini bisa dipenuhi dengan memasang dua hingga 4 batang magnet pada unit kompas. Dengan banyak batang magnet, maka kutub-kutub magnetnya akan kuat. Dengan kutub magnet yang kuat maka kompas akan senstitive. Kepekaan juga dapat bertambah dengan konstruksi dari kompasnya sendiri,

Batang magnet yang tergantung bebas mempunyai titik putar yang disangga oleh sebuah jarum atau pivot yang ditempatkan ke dalam suatu mangkuk sapphire (sapphire cup) dan menumpu pada suatu penyangga (support).

Dengan konstruksi kompas seperti diatas maka koefisien geseran (pivot friction) dapat diperkecil. Pada jenis kompas dengan penunjukkan vertical (vertical card compass) didalam mangkuk atau ruangan kompas (compass bowl) diisi dengan suatu cairan. Cairan ini disamping dimaksud untuk memperkecil koefisien geseran juga sekaligus untuk melumasi (lubrication) pivot dan mangkuknya.

Aperiodik/dead beat (apriodicity)
Suatu unit magnet kompas dimana batang magnitnya menunjuk arah utara dan selatan kutub magnit bumi, kemudian batang magnet tersebut dirubah arahnya, maka unit kompas tersebut akan berossilasi (oscillate) terlebih dulu kemudian akan kembali menunjuk arah utara dan selatan kutub magnet bumi. Tendensi ossilasi inilah yang disebut periode atau cycle.

Yang dimaksud dengan aperiodik adalah, apabila unit magnit kompas diselewengkan arah kutub-kutubnya, maka untuk kembali ke arah semula tanpa harus mengalami ossilasi dan penunjukkannya harus tepat seperti semula tidak menggeser (overshooting). Untuk ini dipakai beberapa cara antara lain:

  1. Panjang batang magnet diperpendek sehingga momennya kecil.
  2. Di dalam mangkuk (cup) atau dalam ruangan kompas (compass bowl) diisi dengan suatu cairan khusus, yang fungsinya adalah sebagai peredam (damping) ossilasi. Pada jenis kompas yang lain peredam ossilasi dapat juga memakai sepasang kawat peredam (damping wire) yang dipasangkan mendatar dan saling tegak lurus.

3. Kesalahan – kesalahan pada compass

Variation
Variation adalah suatu garis-garis dari suatu kutub-kutuh ilmu Bumi yang dipakai sebagai patokan dalam ilmu penerbangan dan tidak sama dengan kutub-kutub magnet bumi, yang dapat kita lihat pada gambar pada peta Amerika Serikat garis-garis variasi sama, yaitu melintang terhadap negara tersebut, sehingga kedua kutubnya sejajar, maka tidak perlu pembetulan.

Akan tetapi untuk garis argonic timur, kesalahan variasi harus dikurangkan dari true course, untuk mendapatkan magnetic course begitupun garis-garis barat magnetic course yang lebih besar daripada true course. Pembetulan dilakukan secara perhitungan yang teliti (mathematical computation) oleh penerbang.

Deviation (deviasi)
Bagian metal yang mengandung besi dan kawat-kawat (cable) yang dialiri arus listrik, cenderung menarik magnet pada kompas, dan akan menimbulkan kesalahan (error).

compass rose

Kesalahan ini yang disebut deviasi. Dengan adanya kesalahan-kesalahan ini pesawat perlu diadakan swing compas, di mana kesalahan tersebut dikoreksi sampai sekecil mungkin. Untuk mengadakan swing compass maka pesawat dibawa ke compass rose, yaitu suatu jalur yang terdekat di luar landasan, yang mana tempat tersebut tidak ada medan magnet dari luar.

4. Swing compass
Betulkan kedudukan kompas dalam pesawat, sehingga lubber line dalam kompas sejajar dengan posisi dari pada pesawat. Putar dan atur screw pengatur pada magnetik kompensator sehingga titik (dot) yang ada pada kompensator itu bertemu dengan titik (dot), pada masing-masing pengatur.

Pesawat diarahkan sepanjang garis magnet utara dengan kondisi engine berputar, serta perangkat kelistrikan dan radio dihidupkan, dimana alat alat tersebut mempengaruhi adanya deviasi, (penyimpangan) compass magnetic. Catat deviasi yang ada pada arah ini. Dan selanjutnya pesawat arahkan pada posisi selatan, demikian juga catat deviasinya. Sehingga dapat dihitung koeficiennya, yaitu koficien C. Di mana deviasi utara dikurangi deviasi selatan dibagi dua.

Atur screw pengatur utara – selatan ( N-S ), sesuai dengan pengurangan atau penambahan dari pada penunjukan kompas dengan hasil dari koefficien C. Demikian juga untuk kita hitung koefiecien B, yaitu deviation (deviasi) timur kurangi deviasi barat dibagi dua, sehingga penunjukan arah barat dikurangi atau ditambah dengan koefficien B. Putar dot (titik) pada kompensator dan lihat penunjukkan pada kompas sampai menunjuk lubber-line dan angka pada dial sesuai dengan hasil koreksi.

Setelah koreksi koefficien B, barulah sekali lagi pada tiap-tiap titik dalam kompas rose kita periksa, sehingga kita mendapatkan suatu daftar penunjukan kompas yang akan kita catat pada kartu kompas (compass card) yang akan kita tempel dalam ruangan pilot yang mudah dilihat sebagai patokan dalam menentukan arah terbang pesawat tersebut.

Alasan dilakukan swing compass
Sebagai peralatan penunjuk arah bagi pesawat terbang, magnetic compass indicator harus mendapatkan kalibrasi secara berkala dengan cara dilakukan swing compass, Hal ini bertujuan untuk membetulkan sampai sekecil mungkin terjadinya kesalahan-kesalahan dalam penunjukkan.

  • Apabila terjadi penyimpangan penunjukkan maksimum +2,5° dan -2,5°.
  • Setiap 2 tahun usia pemakaian. (sejak baru/pelaksanaan Swing Compass terakhir)
  • Setiap melaksanakan penggantian Engine pesawat, wings dan flight control system.
  • Pesawat menjalani perbaikan tingkat berat (baik terhadap engine maupun aircraft structure).

Tatacara dan persyaratan melaksanakan swing compass :

  • Laksanakan di tempat yang luas dan jauh dari gedung atau bangunan yang mengandung magnet atau tenaga listrik.
  • Petugas tidak diijinkan menggunakan barang perlengkapan yang mengandung besi atau magnet (senjata, arloji, cincin dll).

Baca juga artikel tentang Instrument Landing System Pada Navigasi Instrument Pesawat Udara yang merupakan masih ada kaitannya dengan topik aircraft navigation instrument.

Gravatar Image

Belajar dan berusaha untuk berguna bagi sesama | Saling berbagi yuk